3.4动、定模设计

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3.4动、定模设计
禁忌1  多型腔模具设计错误
(1)  单一制品的多型腔模具的浇注系统不是平衡设计，使成型制品质量有差异。
& K9 `6 x- }8 i4 j" `; v" c/ l(2)  错误地认为型腔数越多越好，没有综合考虑诸多因素（制品批量多少和质貴要求，模具制造成本、精度）。
1 X! h. W& Q1 \& }; N(3)  模具公用封胶面过宽，使模板过大。
" x0 Y( W7 W8 y9 F- ?8 n(4)  多型腔模具中心距设计为小数，不便于加工和测量。
, z% I+ N$ j% f- k% ^(5)  模具的型腔没有编号，给检验产品维修带来困难。
& ~9 A! H/ U' T1 q4 d" _% E: k" ](6)  不同制品的多型腔模具，浇注系统为非平衡式布局的危害性：成型时锁模力不平衡， 分流道易发生溢料现象，注射压力损失较大，成型困难；需要改变分流道的直径和长度、浇口 大小厚薄以达到进料平衡。
禁忌2  动、定模设计基准错误
(1)  偏移的导柱孔为基准应画在地侧。
(2)  复杂模具的动模型芯、定模型腔没有设置工艺孔如图3-54所示的保险杠模具的动模 芯设置了两个中心孔，便于找到基准的坐标位置、加工和维修。虽然动模所在的动模座的侧面有基准，但基准在吊装时容易被破坏。有的模具把基准孔设计成方的，不好，因为圆的基准孔加工方便，精度也比方的高得多，而且成本低。
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禁忌3模具强度和刚度的设计误区
(1) 模具设计要避免刚度不足和强度不够，切忌为了节省材料，使型腔侧壁和底板的厚度过小，而使模具刚度不足和强度不够，而产生翘曲变形，导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度，影响制品顺利脱模等，使模具提前失效。
$ K" I# E' ~4 ^% g(2) 模板太厚和模具外形太大，没有成本意识一般模具企业的模具材料设计都偏大，原因有三：一是设计者本身怕承担责任，怕模具强度和刚度不够，模具不能用，宁大勿小；二是一般采用最大的压力计算模具的强度和刚度，动模又用了支承板，计算所得的动模垫板都是偏
厚的；三是没有具体的综合分析[详情下面（3)、（4)内容]。所设计的模板过厚和模具外形过大，既浪费了材料，又增加了加工费用。
3 ?8 x. j  s' z( |. w8 d" T(3) 确定模板厚度时没有考虑制品的投影面积大小模具设计要根据制品的结构形状，经过具体分析来确定模板材料厚度。制品外形很大，但投影面积较少（碰穿孔面积较大的塑件），模板厚度就可以薄一些，如图3-55所示。
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(4) 模具设计需要用经验确定模架和镶件尺寸按计算公式计算得出的模具往往是偏大的，可根据产品的外形、投影面积和高度，以及塑件产品本身结构，利用经验确定模架和镶件尺寸，避免因计算不合理导致模板的外形太大和动的垫板太厚，如图3-56、表3-9所示，确定模架大小，动、定模的镶块尺寸。

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禁忌4没有防止动、定模错位的结构设计
8 Y+ g: ^1 o8 h$ k9 f/ S) g/ g(1)  模具没有定位结构，不能用导向机构的导柱与导套代替定位结构。为了防止动、定模 在注塑成型时相互间产生位置移位，保证动、定模的相对位置精度，模具的动、定模都需要设 置定位结构。
(2)  没有根据塑件特征、形状和模具分型面形状，正确设计动、定模的定位结构，达到防止 错位的目的。注塑模的定位机构较多，要求正确选择，如简单小型模具没有应用标准圆锥定位 键。如图3-57所示为采用标准圆锥定位键定位，如图3-58所示为采用锥面标准键定位。
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, P) s  h; b  Y5 X- U6 Y5 m: h(3)  正确采用镶芯的四角定位塑件公差小于或等于MT3的小型精密模具，分型线位于 塑件中间的镶芯模具，宜采用镶芯四角定位。特别是有些企业是通过外协加工生产的，这样工 艺上能有保证。一般定模镶芯的定位结构是凹下，具体尺寸见图3-59所示。利用动、定模芯的四角定位结构及正定位，浅型腔可以，高型腔就容易产生错位。采用镶芯四角定位，要考 虑会否影响动、定模的抛光工作。有的把小模具的定位机构都采用四角定位，这样做是错误的。


1 |" d, ~" h* i( P4 Z: s) s(4)  正确采用模板的四角台阶定位中、大型模具的定位结构设计宜采用模板的四角台阶定位，如图3-60所示的动模。

(5)   动、定模的四角定位结构设计通常大型模具的动、定模是整块模板加工成型的，动模与定模的四周采用了有锥度四角定位结构。旁边镶有锁紧斜度为8°〜10°的耐磨块，同时需在四面各加厂的耐磨块两块，防止定位结构提前失效。如图3-61所示的汽车部件的门板模，通常 耐磨块一般镶在动模处，定模材质要比动模好。

    动、定模的模板锥面配合定位不能过深，一般锥面配合高度最低点在30〜40mm之间就足够（如图3-62所示），否则无形之中会增加模具成本。

* Q3 r$ d6 L/ S; p' E0 @(6)  正定位的布局不是以模板为中心正定位适用于中小型' 精度要求较高的模具。正定 位的布局最好是对称布局，如图3-63(b)所示。由于模具使用时的动、定模会产生温差，尺寸不对称，造成受热后膨胀冷缩不均，合模时，正定位的侧面会因摩擦产生咬边现象。所以，要避免如图3-63(b)所示的布局。正定位是标准件，但在选用正定位时应注意规格大小与模具要相一致。
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(7)  动、定模的定位结构重复同一方向不必要两个面同时接触，是重复定位，也叫过定位，增加了制造难度，也增加了制造成本，如图3-64、图3-65所示。实际上，钳工在模具碰面时，早把另一面避空了。

; S: G1 L" n, g: E7 ~; c(8) 塑件的分型面斜度落差较大的模具，定位结构不可靠要防止动模向斜度的低边方向 偏移，需要考虑力的平衡。如图3-66所示的结构，由于塑件形状不对称，注塑时动、定模之间存在侧面作用力，会使动、定模相互之间
+ b2 ]+ e0 [. p4 d/ O( s错位，造成成型和开模困难。           
(9)   方导柱应用了定位销动、定模较高的大型模具采用方导柱定位，外形与模板的槽是过渡配合，不能有间隙。有的模应用了定位
销（如果有间隙会被剪断的），如图3-67所
示，是错误的。
9 b) a/ ?' H# i) c(10)  动模型芯镶入动模座太深动模型芯镶入动模座板[图3-68(a)深度到底多少合适，要根据塑件成型高度及动模型芯宽度的具体情况而定，如汽车栅格模具的动模芯，如 图3-68(b))所示，动模型芯镶入动模座深度为70mm，太多，改为如图3-68(c)所示，深度为50mm。这样，节约动模型芯材料、减少动模座的加工深度、減短顶杆和斜顶杆的高度。同时由于动模座板加工深度减少20mm，数控铣加工费用也随着降低。

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禁忌5  模具分型面的错误设计                                               
(1)  分型面设计不能违反原则
    分型面线（ PL线）所处的位置应确保塑件的表面质贵和精度 要求[如图3-69(b)所示],不能影响制品外观，要使模具加工方便、塑件成型容易、脱模畅顺， 同时要考虑模具的使用寿命。


(2)  分型面设计不要使模具结构复杂化选择应有利于简化模具结构，减少模具加工难度； 应考虑型腔的加工方便。如图3-70(b)所示的布置方案，图的布置可避免侧向抽芯，模具结构 要比图3-70(a)简单得多。
(3)  分型面最好不要圆弧设计分型面的形状有平面、斜面、阶梯面、弧面等，分型面最好 是在同—平面，分型面设计要尽量避免曲线圆弧（因为分型面的圆弧配合面配作难度较大，一 般尽量避免）。
: ~: X# x6 ^- O" g* c9 `7 p(4)  分型面有尖角存在或很小的侧碰如图3-71所示，定模分型面和动模分型面都有尖角， 模具容易损坏，提前失效。分型面不允许有尖角存在，应平滑过渡，改成如图3-72所示情况， 模具不会提前失效。
(5)  分型面形状不能突变曲面直接延展到某一平面当分模面为较复杂的空间曲面，且无法 按曲面的曲率方向伸展一定距离时，不能将曲面直接延展到某一平面，这样将会产生如图3-73(a) 所示的台阶及尖形封胶面；应该沿曲率方向建构一个较平滑的封胶曲面，如图3-73(b)所示。
(6)  分型面落差悬殊太大、受力不平衡由于塑件形状不对称，注塑时动' 定模之间存在 侧面作用力，会使动、定模相互之间错位，如图3-74(3)所示，会使动' 定模幵模困难，因此应 考虑平衡侧面作用力，如图3-74(b)所示。
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9 J, t- D* H0 F* |(7)  分型面的同一方向的斜面不能有重复定位，具体内容如图3-75、图3-76所示。
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(8)  分型面的碰穿面积较大时，中间没有避空如图3-75、图3-76所示的八面侧碰处面积 较大时，全部接触（塑件是碰穿面），但设计时中间没有避空，模具钳工用上了电磨头配作，既 花费工时，加工精度又不好，接触点子有浓有淡。为避免直碰面的碰穿面积较大时中间没有避 空，应如图3-77中箭头所示，中间避空，目前，用3 + 2数控铣就可以加工。
(9)  动、定模分型面的避空间隙要合理动、定模的非结合面要避空，避空间隙为0.5〜 1111111，模具大选取大值，模具小选取小值。一般由平面接触块控制间隙。
& X6 M# v% i. B! v(10)  分型面上最好没有孔动、定模的分型面上最好没有工艺孔、螺纹孔存在，如有不可 避免的孔，要求用铜螺钉堵上。其目的是防止发生塑料溢料流入孔中很难清理的情况。
. u' G* n+ v3 B- t9 ?$ F" }+ O(11)  分型面没有平面接触块设置（详见本节"禁忌12动、定模的平面接触块设计误区" 的内容）。
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! [- b0 _3 k  P7 }, u(12)侧碰穿分型面设计不合理
6 v+ w, \" X, Q①  动定模侧碰处分型面的角度不得小于3°，如图3-78所示。
5 m# w( h( J4 b, T6 U②  相互侧碰边的零件钢材不能采用相同种类或相同硬度，否则易损坏，不便于维修。所以采用如表3-10所示的两种方法。


& q( j. S% Z) a3 F2 z* Q5 Q, N: [③  制品的碰穿孔避免平碰结构如图3-79(a)所示的塑件有许多通孔，尽量避免平碰结构， 否则制品容易出废边，如图3-79(b)所示。动定模插穿面设计要求参照图3-79(c)所示结构。制 品是斜面的插穿孔设计，可参考图3-79(d)所示的放大图。
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禁忌6  动、定模的封胶面设计不规范                                
/ c( e& X) A8 C(1)  分型面的封胶面的间隙不得大于0.03 (ABS)〜0.05 (PP）mm，并且接触点子要求均布，浓淡一致。
(2) 分型面的封胶面宽度设计不合理，太宽或太窄小型模具分型面的封胶面宽度为10〜 15mm，中型为15〜30mm，大型为30〜50mm（1.5''~2'')。分型面的封胶面宽度合适，其精密 加工面就不需要扩展到超过需要的程度，否则要增加配模的工作量。如图3-80所示，大型模具分型面的封胶面的宽度只有20mm。这样的封胶面太窄，强度不 够，模具会提前失效，制品会产生废边，大型模具封胶面宽度一般在40〜60mm。
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(3)太宽的分型面的中间要求设计时避空如图3-81所示的封胶面没有避空，这样会增加 配模的工作量、制造成本，且使精度要求提高。(3)分型面的封胶面的粗糙度标注不合理分型面的封胶面不允许有刀痕、锉刀痕存在， 要求用油石打光，分型面的封胶面的粗糙度标注要求低于
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禁忌7   动、定模设计为整体，没有采用镶块结构
4 v8 ?/ `* `. Y$ F% W$ q3 b& X     动、定模应用镶块结构设计是模具设计的最大特点和手段。如果动、定模采用整体设计， 可想而知会带来一系列的问题，如：给设计带来困难、制造用料成本提高、模具加工困难、工 艺不好解决、热处理困难、制造周期延长、制造成本提高等。
6 O0 B% a! {3 S$ l0 w7 d- M    反之，采用镶块结构好处如下：采用镶块结构便于合理选用适用的钢材，加工方便，可重点保证模具有足够的刚性，便于热处理，从而提高模具寿命。采用镶块结构，排气效果好。镶 块结构可采用铍铜材料，能达到使散热和冷却效果好的目的。
    零件镶块结构设计比整体结构便于加工，发挥镶块结构作用，可使凹凸模加工简化，改善 其加工的工艺性，提高零件的加工精度。采用镶块结构有时候可减少零件的（内）应力和变形。 如图3-82(a)所示的滑块，厚薄悬殊，采用了整体设计，加工后会产生加工应力，不便于热处理。最好把滑块设计成组合结构，如图3-82(b))所示，把成型部分淬火，滑块座用不着淬火， 工艺合理、降低成本。

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! f* X" F$ ^0 l8 x% t禁忌8   动、定模结构设计没有考虑零件加工工艺的合理性
. x1 U4 [2 v/ m    动、定模结构设计要考虑使动、定模零件便于加工；要考虑数控刀具的刚性和强度及成本, 尽置选用大直径刀具；要根据机床性能精度设计；要考虑零件加工会否产生内应力，零件会否变形，热处理等。

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禁忌9  动、定模的脱模斜度设计误区
4 u# s' W8 z- n7 S  V) l$ v3 U    动、定模的脱模斜度设计不允许没有拔模斜度，动模应比定模斜度大，动、定模的侧碰处 一般角度不得小于3%脱模斜度大小要根据模具结构、塑料的类型、制品的结构形状及尺寸精 度要求等因素综合考虑、正确选择。
禁忌10  动、定模的加强肋设计误区
1 z) }" L+ M3 S4 T9 u, c(1)  加强肋整体设计，没有采用镶块
    高度低于12mm的加强肋可以用电火花直接加工成 型，如果高度超过15mm的加强肋没有采用镶块结构，电火花直接加工成型处容易造成积碳， 而且不便于排气，导致加强肋的底部成型困难。
1 E5 |7 g: T- ?1 n* W# {: @6 k(2)  深度超过25mm的加强肋底部没有排气针采用镶块结构会产生脱模困难，需要设置 排气针。
! Q, s" E9 l$ n  h# p, k(3)  加强肋的上、下口都是没有尺角的清角，不利于成型。
: T: G# U- B' [9 b; F" k' U禁忌11动、定模的正导柱设计误区
8 L0 o& [7 ^4 [$ T4 C(1)  正导柱设置在动模处妨碍制品取件，国外模具要求正导柱设置在定模处。
2 j1 Q/ n/ M) ~2 c(2)  正导柱高于动模芯很多，如图3-83〜图3-85所示。有的模具企业的理由是应用了标准 模架，正导柱本身就有这么高。但这不是理由，这样做，既浪费了材料，模具打开、闭合又要多 花费时间，影响取件。因此，要求设计人员规范设计。应该在订购模架时向供应商按设计要求 定制，或者自己重新加正导柱。正导柱高于动模芯或斜导柱25〜30mm就可以了，不要过分高， 应如图3-86和图3-87所示。


; U* j/ C/ V3 h7 D(3)  正导柱低于动模芯或与动模芯一样高    如果正导柱低于动模芯或与动模芯一样高，合 模时动模芯与定模会相互碰撞而损伤动、定模。
3 _) i5 ]- q7 F: {8 N8 _(4)  正导柱低于斜导柱或与斜导柱一样高    正导柱与斜导柱一样高，如图3-88所示，正导 柱低于斜导柱，如图3-89所示。因为合模时斜导柱先进入动模或定模会使斜导柱损伤或折断， 所以正导柱一定要高于斜导柱，起到保护斜导柱的作用，如图3-90、图3-91所示。
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3 s- E' P/ t- E(5)  导柱头部没有斜度和R角     导柱头部如果没有斜度和R角，如图3-92所示，在模具制造过程中，会给合模和开模增加难度。导柱头部要有15°斜度，使配模或维修时合模和开模容易，如图3-93所示。
(6)  正导柱没有油槽如图3-92所示，正导柱没有油槽，是错误设计。较长导柱的油槽可设计为螺旋形；当导套是自润滑导套，导柱应允许没有油槽。
(7)  正导柱油槽上面尺寸减小，方导柱与导套有间隙，如图3-94所示，使矩形的斜导柱直接与滑块接触，使矩形斜导柱容易损坏。

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禁忌12动、定模的平面接触块设计误区
/ i+ Z; _' S' w# [* G' H(1)  模具没有设置平面接触块     如图3-95所示的模具没有接触块，提高了制造精度的要求， 模具容易损坏，不便于维修。不要忽视平面接触块的作用，平面接触块（也叫等高垫铁）能减 少分型面的接触面积，提高模具动、定模封胶量的接触精度，保护动定模的分型面，便于模具 的制造和维修，延长模具使用寿命。平面接触块要求与模具封胶面的平面一样高，粗糙度要求 达到Ra0.8um。
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  @# ]' v' O3 O* T* D(2)  平面接触块布局不合理    平面接触块不能任意摆放甚至横七竖八。平面接触块的外形 交角要大于动、定板凹坑的R角。平面接触块布局要求与模板方向一致，不能垂直摆放，如图 3-96(b)所示。如图3-96(a)所示布局不好，平面接触块又难看。

" w" P9 Q9 J2 I5 ^# S1 j3 X如图3-97(3)所示，平面接触块设置在模板边，不好，应如图3-97(6)所示把平面接触块设 置在中间。尽量做到对称、平衡设计。

(3)  不要把接触块设计成两块，避免采用两块组合的平面接触块代替一块，如图3-98所示。
(4)  平面接触块的数量设置过多或过少接触块的投影面积最好占制品的投影面积的30%〜 35%左右。如图3-99(a)所示，制品碰穿面较多，接触块数量太多；但也要避免接触块数量太 少,如图3-99(b)所示。
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" V3 ?6 g, ~6 e4 @4 g* r(5)  平面接触块形状不美观、无标准    平面接触块形状设计，要求美观、整齐，要有统一标准，长方形的平面接触块的外形尺寸标准，建议最好是符合黄金分割的。平面接触块形状没有采用圆的，不要求一律是长方形的，根据具体情况采用圆形的接触块。 如图3-100(a)所示，没有采用圆形的接触块，很不美观；如图3-100(b) 所示，平面接触块采用 圆形，加工方便，降低成本，还可减少螺钉数量。

(6)   平面接触块的固定螺钉太多    平面接触块的固定螺钉不要太多，如图3-100(a)所示， 因平面接触块不承受横向力的，两个固定螺钉就足够了，圆形的平面接触块一个固定螵钉就可以。                                                                                                                                                        
(7)  平面接触块高于分型面太多或太少平面接触块应高于分型面，不能太高或太低，如 图3-101所示，要求高于动定模的分型面0.8〜1mm。

7 H& V% o: k) N* S* C(8)  平面接触块不能开油槽    动定模的平面接触块只是上下相碰没有相互移动的摩擦运动，因此不需要开设油槽，如图3-102是错误的。                    (9)   碰到特殊似，可以把复位杆置于平面接触块中间，如图3-103(b)所示； 7能使复位杆孔破边或置于平面接触块旁边，如图3-103(a)所示。
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# r- ~5 V/ U' ^) \/ V+ v(10)  平面接触块的形状、大小不按企业标准设计，奇形怪状，如图3-104和图3-105所示。
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禁忌13  耐磨块设计误区
8 y& T5 C5 o; h9 V(1)  相互摩擦部位没有设置耐磨块    两零件在相互运动接触的部位都需设计平面接触块， 如滑块的楔紧块或滑块的底部动定模的定位机构，都需要设置耐磨块，便于热处理'提高制造精度和便于维修，防止模具提前失效。
" d1 ^/ T% d7 @! Z$ I(2)   楔紧用的耐磨块底部接触面有空隙    耐磨块的底部与模板平面间不允许有空隙，否则固定耐磨块的螺钉会失效。如图3-106、图3-107所示的结构，钳工装配时要求较高，要求耐磨 块底部与模板紧密接触。
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. F9 W$ g8 b7 F4 J% c(3)  耐磨块直接用螺钉固定在动模芯的斜面上如图3-108所示的这种结构，耐磨块的底部悬空，没有接触面，固定螺钉会损坏的。应如图3-109所示，耐磨块应嵌入型芯（或滑块）中， 耐磨块与滑块（或模芯）的上下面设计为过渡配合，如图3-110所示。
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(4)  设计不能随意    耐磨块高度与槽尺寸不相配，如图3-111所示，槽太深，耐磨块太矮， 浪费数控铣加工费，又不美观。

! t9 J* {7 W" z(5)  耐磨块的底面设计    成圆角零件的配合面不能设计成尺角的，否则不好配作（配合 面的R面，一般都是避空设计），如图3-106和图3-107所示，是错误的。如果底面采用R 面，如图3-112、图3-113所示，零件本来底部接触面积就少，尺面避空后接触面积就会更加减少。
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3 P6 o5 q' j) T  c4 @0 i0 {7 V7 [(6)  嵌入式耐磨块的结构形状设计不美观滑块用线切割加工开槽成如图3-114所示的耐 磨块，设计者只从设计和加工方便、节约成本方面考虑，很不美观。嵌入式耐磨块的结构设 计，应如图3-115所示。用数控铣加工成嵌入式耐磨块较好，可减少几个螺钉，既美观，质量又好。
( O4 z& J( v+ W7 a5 f% h' b, Y(7)   耐磨块的材料、硬度值与母体的材料、硬度值相同相同材料配成滑动摩擦副，硬度值又相同，特别是楔紧块的耐磨块与零件的配合面会产生咬边现象，零件的接触面容易损坏。相配合的零件材料应比耐磨块的材料硬度值高3〜5度。
' {+ `, C: N4 d: S5 b' |, d% n(8)  滑块的耐磨块的磨损面没有开设油槽及油槽幵设错误如图3-106,油槽没有封闭，是错误设计应如图3-115所示。
(9)  滑块的耐磨块长度设计不合理，如图3-116(a)所示，产生阶梯磨损。
: L" O/ t( D2 R(10)  耐磨块的固定螺钉不能太多，增加了成本和钳工的工作量。
& O5 ?. @3 O: @" g( L2 A3 k(11)   耐磨块布局设置要有整体概念
: e7 [; N! P9 z6 n/ ~; o7 H# Q3 A①   要避免冷却水孔的堵头与耐磨块破边，考虑美观，可用耐磨块盖住。
②   耐磨块的大小、形状参照平面接解块。
# e2 z& }; u, Q: g' D(12)   定位用的耐磨块角度有两种，每边正定位的有两块为0. 5°〜1°，其它的为4〜6块5.5°~ 8°的；材料为T8A~T10A、H13，硬度值为48~52HRC。


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