模具是机械装置，其必须承受高聚物熔体压力作用产生的很大的应力。一些因素限制了模具结构的设计。第一，模具设计必须避免在高熔体压力下的屈服失效。第二，模具设计必须避免在成千上万次成型加工的循环负载作用下的疲劳失效。第三，模具设计必须避免成型时过大的变形，其会导致制品产生飞边且使模具分型线加速磨损。对于这些因素，疲劳失效和变形最为重要，型腔数量、成型压力、模具几何尺寸和产量也是相对重要的影响因素。
通过建立模型来分析模板、型芯和支承柱的挤压变形，还有板类、侧壁和型芯的弯曲变形。挤压和弯曲变形的叠加可以计算型腔壁的总变形。对模板中的应力集中也进行了分析。总之，所有分析说明增加作用点和支承点处钢的用量可以降低组件的应力和变形。因此，模具设计者必须分析说明可靠设计的经济性。支承柱、互锁和其他设计的使用是为了减小变形。
对常用紧固方法，包括过盈配合、内六角圆柱头螺钉和定位销的间隙和过盈配合，也进行了分析。模具设计者必须提供型腔和型芯与其他组件的紧固方法，以及和其他组件的精确定位。实际中，紧固件可能和其他子系统发生干涉，例如制品推出和冷却系统。鉴于此，需要进行模具的重复再设计来有效定位模具的所有子系统且不增加模具的尺寸和成本。
阅读本章后，应该掌握以下内容：
•描述从模具型腔到拉杆的力的方向。
•确定弹性模量、应力和应变间的关系。
•确定极限应力、屈服强度和疲劳极限间的关系。
•根据应用需要计算极限应力和最大变形。
•估算不同模具组件中的挤压、剪切和环向应力。
•估算板、型芯或支承柱受挤压的变形。
•估算板、型芯或侧壁受弯曲的变形。
•确定板厚度并使用支承柱来避免过大的模具变形。(www.xing528.com)
•确定壁板，利用模具互锁来避免过大的应力或模具变形。
•计算设计型芯避免过大的环向应力和型芯弯曲变形。
•根据材料性质和应用需要计算说明应力集中处（例如推出孔和冷却水通道）到型腔的距离。
•计算轴组件和孔组件形成的间隙配合、过渡配合、过盈配合和紧固配合的极限尺寸。
•估计对于特定配合的期望间隙或插拔力。
•计算如何使用内六角圆柱头螺钉紧固模具组件。
每一个模具子系统的分析和设计已经完成。下一章将通过借助模具技术提供模具成型工艺的严格审核来提高模具设计者的设计意识。
[1]图12.6所示的轮廓指明模板也会存在变形。模具设计者和使用者通常假设模板是平的，且是无限刚性的。模板变形是个显著问题，其讨论超出本书的范围。在图12.6中，定模板的变形约为0.04mm，是动模板变形的两倍。原因是模具的推出系统趋向于安装在动模板上，并将推出力作用到动模板上，因而造成动模板的中心几乎不受力，相比于定模板几乎没有变形。
[2]较深型芯的模具设计除外，其有很大不同，在这种情况下，型芯镶件不是板而是一个柱。这类模具设计在12.3节单独涉及其相关问题。
[3]对应我国牌号为40钢。——译者注
[4]有关配合的标准有两个：ANSI B4.1-1967（R1999）《柱形零件的优选极限和配合》和ANSI B4.2-1978（R1999）《优选米制极限和配合》。ANSI B4.1由于相对简单而应用广泛，然而模具设计者可能要确认哪个标准更适宜。
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