5-3-2 成型零件工作尺寸的计算
5-3-2-1 成型零部件工作尺寸的计算考虑的要素
成型零件工作尺寸是指直接用来构成塑件型面的尺寸，例如：型腔和型芯的径向尺寸、深度和高度尺寸、孔间距离尺寸、孔或凸台至某成型表面的距离尺寸、螺纹成型零件的径向尺寸和螺距尺寸等。
影响塑件尺寸精度的因素很多，概括地说，有塑料材料、塑件结构和成型工艺过程、模具结构、模具制造和装配、模具使用中的磨损等因素。塑料材料方面的因素主要是指收缩率的影响。在模具设计中应根据塑件的材料、几何形状、尺寸精度等级及影响因素等进行设计计算。
一 塑件的收缩率及收缩率波动
塑件成型后的收缩变化与塑料的品种、塑件的形状、尺寸、壁厚、成型工艺条件、模具的结构等因素有关，所以确定准确的收缩率是很困难的。为了使得注塑成型制品符合塑料制品图纸所规定的尺寸，在设计注塑模具时，需要根据注塑成型制品各尺寸的收缩率在模具成型尺寸中给以补偿。注塑成型制品某尺寸的收缩率用下式来表示：
式中 S—注塑成型制品尺寸的收缩率；
LM—常温下与LS相对应的模具型腔尺寸；
LS—常温下注塑成型制品的某尺寸。
注塑成型制品的收缩率受到多方面因素的影响，所以在有关注塑成型的参考书籍上所提供的通常是用注塑材料收缩率可能的波动范围而非某一固定数值。在工艺条件、塑料批号发生的变化等会造成塑件收缩率的波动，其塑料收缩率的波动误差为：
δs =（Smax－Smin）Ls （5-3-1）
式中 δs——塑料收缩率的波动误差；
Smax——塑料的最大收缩率；
Smin——塑料的最小收缩率；
Ls——塑件的基本尺寸。
实际收缩率与计算收缩率会有差异，按照一般的要求，塑料收缩率所引起的误差应小于塑件公差的1/3。
二 模具成型零件的制造误差
模具成型零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要因素之一。模具成型零件的制造精度愈低，塑件尺寸精度也愈低。一般成型零件工作尺寸公差值取塑件公差值的1/3~1/4或取IT7~8级作为制造公差。组合式型腔或型芯的制造公差应根据尺寸链来确定。
三 模具成型零件的磨损
模具在使用过程中，由于塑料熔体流动的冲刷、成型过程中可能产生的腐蚀性气体的锈蚀、脱模时塑件与模具的摩擦、以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨抛光等原因，均造成成型零件尺寸的变化。这种变化称为成型零件的磨损。其中脱模摩擦磨损是主要的因素。磨损的结果使型腔尺寸变大，型芯尺寸变小。磨损大小与塑料的品种和模具材料及热处理有关。为简化计算，凡与脱模方向垂直的表面不考虑磨损；与脱模方向平行的表面应考虑磨损。
磨损量应根据塑件的产量、塑料的品种、模具的材料等到因素来确定。对生产批量小的，磨损量取小值，甚至可以不考虑磨损量；热塑性塑料磨擦系数小，可取小值；模具材料耐磨性好，如：表面进行了镀铬、氮化处理的可取小值；但是增强塑料，如：玻璃纤维等磨损量取大值。对于中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的1/6；对于大型塑件应取1/6以上。
四 模具安装配合误差
模具成型零件装配误差以及在成型过程中成型零件配合间隙的变化，都会引起塑件尺寸的变化。如：成型压力使模具分型面有胀开的趋势、动定模分型面间隙、分型面上的残渣或模板平面度，对塑件高度方向尺寸有影响；活动型芯与模板配合间隙过大，对孔的位置精度有影响。
综上所述，塑件在成型过程中产生的尺寸误差应该是上述各种误差的总和。即：
δ＝δz＋δc＋δs＋δj＋δa （5-3-2）
式中 δ——塑件的成型误差
δz——模具成型零件制造误差
δc——模具成型零件的磨损量
δs——塑料收缩率波动误差
δj——模具成型零件配合间隙变化误差
δa——模具装配误差
由此可见，塑件尺寸误差为累积误差，由于影响因素多，因此塑件的尺寸精度往往较低。设计塑件时，其尺寸精度的选择不仅要考虑塑件的使用和装配要求，而且考虑塑件在成型过程中可能产生的误差，使塑件规定的公差值Δ大于或等于以上各项因素引起的累积误差δ，即：Δ≥δ。
一般情况下，收缩率的波动、模具制造公差和成型零件的磨损是影响塑件尺寸精度的主要原因。而且并不是塑件的任何尺寸都与以上几个因素有关，例如用整体式凹模成型塑件时，其径向尺寸（或长与宽）只受δs、δz、δc的影响，而高度尺寸则受δs、δz、和δj的影响。另外所有的误差同时偏向最大值或同时偏向最小值的可能性是非常小的。
从式（5-3-1）可以看出，因收缩率的波动引起的塑件尺寸误差随塑件尺寸的增大而增大。因此，生产大型塑件时，因收缩率波动对塑件尺寸公差影响较大，若单靠提高模具制造精度等级来提高塑件精度是困难和不经济的，应稳定成型工艺条件和选择收缩率波动较小的塑料；生产小型塑件时，模具制造公差和成型零件的磨损是影响塑件尺寸精度的主要因素，因此，应提高模具精度等级和减少磨损。
计算模具成型零件最基本的公式为：
L m＝L s（1+S） （5-3-3）
式中 L m——模具成型零件在常温下的实际尺寸；
L s——塑件在常温下的实际尺寸；
S ——塑料的计算收缩率。
以上是仅考虑塑料收缩率时计算模具成型零件工作尺寸的公式。若考虑其它因素时，则模具成型工作尺寸的计算公式就有不同形式。现介绍一种常用的按平均收缩率、平均磨损量和平均制造公差为基准的计算方法。从附表B中可查到常用塑料的最大收缩率S max和最小收缩率S min，该塑料的平均收缩率为：
(5-3-4)
在以后的计算中，塑料的收缩率均为平均收缩率。
在型腔、型芯径向尺寸以及其它各类工作尺寸计算公式导出过程中，所涉及到的无论是塑件尺寸和成型模具尺寸的标注都是按规定的标注方法。凡孔都是按基孔制，公差下限为零，公差等于上偏差；凡轴都是按基轴制，公差上限为零，公差等于下偏差。如图5-3-17所示：
图5-3-17 塑件尺寸和成型模具尺寸的标注
