塑膠件設計參考

1、塑膠件設計準則一、塑膠件設計需考慮事項1. 塑膠材料的選擇, 即選擇符合使用要求的,合適的塑膠品種;2. 成本.價格, 即考慮塑件的製造成本及及格等;3. 塑件的加工難易程度,即考慮成型模具及成型方法實現(xiàn)的可能性,經濟性等。4. 塑膠件的平均肉厚.分模線和澆口的位置.拔模斜度等設定;5. 塑膠件的強度要求;6. 標記.符號.文字.表面圖案(花紋).色彩.粗糙度等,主要是指塑件表面的內容;7. 環(huán)境,人機工程,主要考慮塑體與周圍環(huán)境,使用環(huán)境以及與人之間的協(xié)調等;二、塑膠件設計的基本原則1. 幾何結構1).形狀 塑體的幾何形狀應盡可能保證有利於成型的原則 如圖1-1-1(a)所示塑體,需採用側面

2、型芯來成型,並要用斜噵柱或其他抽芯機構來完成側面抽芯,會使模具結構複雜化,在允許的情況下,採用圖1-1-1(b)則可克服上述缺陷。 如圖1-1-2(a)所示塑體,側凹必須用鑲拼成凸模來成型,否則塑件無法取出;在允許的情況下,採用1-1-2(b)結構較爲合理。 如圖1-1-3所示,當內側凹槽較淺並允許帶有圓角時,則可採用強制脫模的方式脫出塑件。但要求塑件在脫模溫度下應具有足夠的彈性。圖1-1-3(a)中,可強制脫模淺凹計算公式：(A-B)/B × 100% 5% 圖1-1-3(b)中, (A-B)/C × 100% 5% 塑膠製品的形狀還要有利於提高製品的強度和剛度. 底面或

3、蓋設計如圖1-1-4(a).(b)所示,容器邊緣設計如圖1-1-4(c)所示:緊固用凸耳或臺階應有足夠的強度和剛度,以承受緊固時的作用力.爲此,應避免臺階突然變化,而應逐步過渡,如圖1-1-5所示. 2)脫模斜度 .各種材質常用脫模斜度如下表：1-2-1材料脫模斜度聚乙烯.聚丙烯.軟聚氯乙烯30 1°ABS.尼龍.聚甲醛.氯化聚醚.聚苯醚40 1°30硬聚氯乙烯.聚碳酸酯.聚碸50 2°聚苯乙烯.有機玻璃50 2°熱固性塑膠20 1°.a. 當使用上有特殊要求時, 斜度採用外表面5, 內表面1020;b. 對於高度不大的塑體,可以不取脫模斜度c

4、. 塑體上的凸起或加強筋,單邊應有4° 5°d. 塑體沿脫模方向上有幾個孔或呈鉅形格子狀而使脫模力較大時,宜採用4° 5°脫模斜度e. 側壁帶有皮革花紋時,應有4° 6°的斜度f. 在一般情況下,如果不影響使用,盡可能將脫模斜度值取大些g. 取斜度方向,一般內孔以小端,符合圖樣,斜度由擴大方向取得;外型以大端爲準,符合圖樣,斜度由縮小方向取得;如圖1-2-1所示有公差要求的尺寸,斜度可在塑 件的公差範圍之內. 3)塑件壁厚塑件的壁厚同使用要求和工藝要求有關；壁厚過小,塑件成型困難；壁厚過大,則用料增多,易産生氣泡、凹痕、翹曲等缺陷影響

5、産品質量；對於熱固性塑膠的小型塑件，壁厚取1.5mm2.5mm，大型塑件取38mm；布層酚醛塑料等流動性差的塑件，壁厚應取較大值，但一般不宜大於10mm；礦粉填充的脆性酚醛塑件，壁厚應不小於3mm；對於常用熱塑性材料的壁厚和加工條件如下表：1-3-1材 料料溫()注射壓力(kgf/cm2)模溫()壁厚(mm)聚乙烯150300600150040600.94.0聚丙烯160260800120055650.63.5聚 胺2003208001500801200.63.0均聚甲醛18022010002000801101.55.0聚苯乙烯和AS200300800200040601.04.0ABS2002

6、60800200040601.54.5丙烯酸酯類1802501000200050701.55.0硬聚氯乙烯1802101000250045601.55.0聚碳酸酯2803204002200901201.55.0醋酸纖維素160250600200050601.54.0在常規(guī)條件下，流程大小同壁厚成比例關係，公式如下表：1-3-2L：流程 t：壁厚塑膠品種t-L計算公式流動性好(如聚乙烯，尼龍等)t = (L/100+0.5) × 0.6流動性中等(如聚甲醛，有機玻璃等)t = (L/100+0.8) × 0.7流動性差(如聚碳酸酯，聚碸等)t = (L/100頁: 3+1.2

7、) × 0.9表1-3-3 塑件壁厚的設計比較良不良說明局部不可過厚,否則會產生縮陷或縮孔;熱固性塑膠則交聯(lián)不完全,強度降低.若因製件要求,需要不同壁厚時,應逐漸過渡,不突然加厚,且厚度變化比不應大於1:2如將金屬製件改用塑膠時,須注意將原來實體的結構改為薄殼結構,以保證成形後的外觀質量. 如球類手柄不應做成實體,應改為相對的兩件薄殼結構,最後成為一體.帶嵌件塑件側壁壁厚改善.4)加強筋 塑膠的強度並不依壁厚增加而增大,反而會因壁厚過大而導致收縮時產生內應力,降低強度. 表 1-4-1 加強筋設計事項良不良說明 加強筋的厚度必須小於相連接的塑件壁厚.一般情況下,如塑件壁厚應為:(2/

8、34/5)t當以加強筋構成網格式結構並作為支承時，加強筋的高度應略低於四周應當塑件內有突出部分時, 如旋入螺釘?shù)念A孔類, 必須用加強筋與本體連接, 以增加強度 對於薄壁塑件,可做成球面或拱面的形狀,這樣即增加了塑件的美觀,又提高了塑件剛性減少變形 5)支承面表1-5-1 支承面設計圖例良不良說明支承面不可以較大的面積支承,以防成型後凹凸不平當以螺釘安裝塑件時應以螺釘孔的孔部位做為支承面,以保證安裝牢固,強度好. S0.20.56)圓角 在塑件設計過程中,為減少應力集中,提高塑件強度,改善塑件流動情況及便於脫模,要求在塑件各面連接處均以圓角過渡,如無特殊要求,圓角可按以下公式計算R=0.5tR1

9、=1.5t 7)孔 在塑件上常見的孔有通孔、盲孔、形狀複雜孔等, 設計原則：這些孔均應設計在不易削弱塑件強度的地方. 表1-7-1 孔徑與孔距關系孔位d< 1.51.533661010181830孔間距,孔邊距b11.51.5223344557注：1.熱塑性塑膠為熱固性塑膠的75% 2.增強塑膠宜取大 3.兩孔徑不一致時，則以小孔之孔位查表 表1-7-2 在塑件上直接成型的孔位與孔深的關係孔的形式成形方式孔的深度通孔盲孔壓塑橫孔2.5d< 1.5d豎孔5d< 2.5d擠塑或注塑10d45d 表1-7-4 複雜孔的成形方法與設計關係8)止轉凸凹花紋 旋扭、按扭、手輪、手柄、蓋子

10、等塑件上的止轉凸凹、花紋，有時是為了便於握持，有時是為了塑件成形後易於擰出。 表1-8-1 凸凹花紋的典型尺寸棘齒紋圓柱紋塑件直徑D18>18-50>50-80>80-12018>18-50>50-80>80-120齒距P1.2-1.51.5-2.52.5-3.53.5-4.54R半徑R0.2-0.30.3-0.50.5-0.70.7-1.00.3-1.00.5-4.01.0-5.02.0-6.0齒高h0.86P0.8R9)嵌件 、表1-9-1 金屬嵌件的種類及作用、表1-9-2 金屬嵌件外包塑件的厚度 (mm)D< 44881212161625h 1

11、.01.52.02.53.0b1.52.03.04.05.0、嵌件設計要點a. 由於金屬嵌件與塑料件的收縮不同，會使嵌件周圍產生很大應力而造成塑件開裂.塑件應有足夠的厚度.同時,嵌件本身不應帶有尖角.b. 嵌件設計應盡量采用不通螺孔,如圖1-9-1(a),當嵌件為通孔時先將螺紋嵌件旋入插件後,再放入模具定位.如圖1-9-1(b) 1-9-1c. 套筒嵌件不應設計在塑件表面或邊綠附近.正確方法如圖1-9-2所示,為提高塑件強度,嵌件要設計凸耳或凸起部分,同時嵌件應比凸耳部分長一些.如果嵌件帶有通孔,且高度與制品相同時,為防止合模時嵌件變壓變形嵌件高度應比制品高度小0.05mm.如圖1-9-3 1

12、-9-2 套筒嵌件的固定方法 1-9-3 嵌件在制品中的高度d. 為提高嵌件裝在模具中的穩(wěn)定性,在條件許可時,嵌件上應有凸綠並使其凸綠並使其凹入(圖1-9-4a)或凸起(圖1-9-4b) 1-9-4 提高嵌件穩(wěn)定性的方法e. 當嵌件為螺桿時(圖1-9-5),光桿部分與模具的配合應具有IT9級精度間隙配合,否則塑件含沿螺紋部分產生溢料.1-9-5 螺桿嵌件固定方法f. 為使嵌件與塑件牢固地連接在一起10)電池蓋卡鉤設計準則1) 如圖1-10-1,卡鉤壁厚關係式：B=3/4A 10° 15° 93° 96°2) 依卡鉤鎖緊形式不同,有以下各種設計形式.如圖1

13、-10-2(a),卡鉤嵌入儀蓋方孔中A面同A1 面接觸時,可不用加強筋.圖1-10-2(b)中,在沒有後接觸面配合時,需增加加強筋A,或將B面修為圓孤面,如圖1-10-2(c)所示.2.塑料的尺寸精度1) 塑件精度等級速查表2-1-1類別塑料品種建立采用精度等級高精度一般精度低精度1聚苯乙烯345苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚體(ABS)聚甲基丙烯酸甲酯聚碳酸脂聚碸聚苯醚酚醛塑料氨荃塑料30%玻璃纖維增強塑料2聚酖胺6,66,610,9,10456氯化聚醚聚氯乙稀(硬)3聚甲醛567聚丙烯聚乙烯(高密度)4聚氯乙烯(軟)678聚乙烯(低密度)注：(1)其它材料可按加工尺寸穩(wěn)定性,參照上表選擇精度等

14、級； (2)1、2級精度等級為密度技術級,只有在特殊條件下采用； (3)選用精度等級時應考慮脫模斜度對尺寸公差的影響.2) 表2-1-2 塑件公差數(shù)值表(ST1372-78)3)4)5)6)7)8)9)10)11)12)13)14)15)16)17)18)19)20)21)22)23)24)25)26)27)28)29)30)31)32)33)34)35)36)37)38)39)40)41)42)43)44)45)46)47)公差尺寸(mm)精度等級12345678公差數(shù)值(mm)30.040.060.080.120.160.240.320.48360.050.070.080.140.180.

15、280.360.566100.060.080.100.160.200.320.400.6110140.070.090.120.180.220.360.440.7214180.080.100.120.200.240.400.480.8018240.090.110.140.220.280.440.560.8824300.100.120.160.240.320.480.640.9630400.110.130.180.260.360.520.721.0440500.120.140.200.280.400.560.801.2050650.130.160.220.320.460.640.921.40658

16、00.140.190.260.380.520.761.041.60801000.160.220.300.440.600.881.201.801001200.180.250.340.500.681.001.362.001201400.280.380.560.761.121.522.201401600.310.420.620.841.241.682.401601800.340.460.680.921.361.842.701802000.370.500.741.001.502.003.002002250.410.560.821.101.642.203.302252500.450.620.901.20

17、1.802.403.602502800.500.681.001.302.002.604.002803150.550.741.101.402.202.804.403153550.600.821.201.602.403.204.803554000.650.901.301.802.603.605.204004500.701.001.402.002.804.005.604505000.801.101.602.203.204.406.40注：標準中規(guī)定的數(shù)值以塑件成型後或經過必要的後處理後,在相對濕度為65%,溫度為20環(huán)境放置24小時後,以塑件和量具溫度為20時進行測量為準.3.文字、符號及花紋在塑件上常需直接塑出文字、符號或裝飾塑件表面的花紋時,最好在塑件上采用凸型文字、符號或花紋.如圖3-