塑料制件的設(shè)計

1、塑料性能特點塑料性能特點模具性能特點模具性能特點 塑件結(jié)構(gòu)應(yīng)能使其模具的總體結(jié)構(gòu)盡可能簡化，避免模具側(cè)抽芯和簡化脫模機構(gòu)。 塑件成型以后盡量不再進行機械加工。塑料制件的選材方法： 通過塑料的特性表進行選擇和比較。選出要求的材料后，再判斷所選的材料是否滿足制品的使用條件，最好是通過試樣做試驗。然后按試驗所形成的設(shè)想來制作原形模具，再通過原型模具生產(chǎn)的試驗制品來確認(rèn)目標(biāo)值，這樣會使塑料材料的選擇更為準(zhǔn)確。 指塑件的總體尺寸塑件的尺寸受下面兩個因素影響：塑件的尺寸受下面兩個因素影響：塑料的流動性（大而薄的塑件充模困難）設(shè)備的工作能力（注射量、鎖模力、工作臺面） 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)

2、品圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準(zhǔn)確度。影響塑件尺寸精度的因素影響塑件尺寸精度的因素: :塑件成型后的時效變化塑料收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化模具的制造精度、磨損程度和安裝誤差對小尺寸制品：影響制品尺寸精度的主要因素是模具的制造精度；對大尺寸制品：影響制品尺寸精度的主要因素是塑料的成型收縮率。表面光潔度、光亮程度表面光潔度、光亮程度色彩均勻性色彩均勻性表面缺陷：縮孔、凹陷表面缺陷：縮孔、凹陷推桿痕跡推桿痕跡對拼縫、熔接痕、毛刺等對拼縫、熔接痕、毛刺等一般模具表面光潔度要比塑件的要求高一般模具表面光潔度要比塑件的要求高 1 1 級級 對于透明制品型腔和型芯粗糙度一致。非透明制品的隱

3、蔽面可取較大粗糙度，即型芯表面相對型腔表面略為粗糙。圖2-0-1 帶側(cè)孔容器改變側(cè)凹側(cè)孔側(cè)凹圖2-0-2 噴霧器噴頭長孔改變側(cè)凹圖2-0-3 內(nèi)側(cè)凹改進圖2-0-5 避免杯把側(cè)向分型或抽芯圖2-0-4 采用直紋滾花避免側(cè)凹圖2-0-6 改變制件形狀避免側(cè)孔抽側(cè)型芯改成有臺階的側(cè)壁增加脫模斜度圖2-0-7 可強制脫出的淺側(cè)凹 %5%100)(b) %5%100)(a)CBABBA 當(dāng)塑件的內(nèi)外側(cè)凹陷在合理范圍之內(nèi)，同時成型塑件的塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛這類仍帶有足夠彈性的塑料時，模具可采取強制脫模，同時還要重視將凹凸起伏處設(shè)計為圓角或斜面過渡結(jié)構(gòu)。但多數(shù)情況下塑件側(cè)凹不能強制脫出，必須采用其

4、它結(jié)構(gòu)的模具。可強制脫出的淺側(cè)凹和淺側(cè)凸 脫模斜度取決于一般取斜度值為11.5，最小0.5 。塑件上的凸起或加強筋單邊應(yīng)有45 的斜度。有時，為了在開模時讓塑件留在凹模內(nèi)或型芯上，有意將該邊斜度減小。影響脫模斜度因素：脫模斜度方向脫模斜度方向內(nèi)形以小端為基準(zhǔn)，斜度由擴大方向取得外形以大端為基準(zhǔn)，斜度由縮小方向取得脫模斜度設(shè)計要點：脫模斜度設(shè)計要點：塑件精度高，采用較小脫模斜度尺寸高的塑件，采用較小脫模斜度塑件形狀復(fù)雜不易脫模，選用較大斜度收縮率大，斜度加大增強塑料采用較大的脫模斜度含潤滑劑的塑料采用較小脫模斜度 從留模方位考慮: 留在型芯，內(nèi)表面脫模斜度外表面 留在型腔，外表面脫模斜度內(nèi)表面壁

5、厚過小壁厚過大強度及剛度不足，塑料流動困難原料浪費，冷卻時間長，內(nèi)部易產(chǎn)生氣泡、外部易產(chǎn)生凹陷等缺陷塑件壁厚設(shè)計原則：塑件壁厚設(shè)計原則：厚薄適中厚薄適中 均勻壁厚均勻壁厚滿足成型時熔體充模所需的壁厚保證貯存、搬運過程中強度所需的壁厚制品連接緊固處、嵌件埋入處等具有足夠的厚度能承受推出機構(gòu)等的沖擊和振動滿足塑件結(jié)構(gòu)和使用性能要求下取小壁厚無法避免壁厚不均時，可做成傾斜狀使壁厚逐漸過渡圖2-0-10 手柄壁厚改善圖2-0-11 塑料軸承壁厚改善圖2-0-12 塑件底厚改善圖2-0-14 帶嵌件側(cè)壁厚度改善圖2-0-13 塑件圓柱部分壁厚改善(a) 易產(chǎn)生縮孔和凹痕，且易發(fā)生翹曲。(b) 為采用加強

6、筋改善壁厚。大型平面上縱橫布置的加強筋能增加塑件的剛性，沿著塑料流向的加強筋，還能降低塑料的充模阻力。圖2-0-16 為采用加強筋防止翹曲。厚度小于塑件壁厚，若加強筋設(shè)計得過厚，則在其對應(yīng)的壁上產(chǎn)生凹陷。壁厚為t，加強筋高度L=(1 3)t，筋條寬A=(1/42/3)t，筋根過渡圓角R= (1/81/4)t，收縮角=2 5，筋端部圓角 r=（1/8 1/4)t，當(dāng)t2 mm，取A=t。加強筋必須有足夠的斜度，筋的底部應(yīng)呈圓弧過渡。加強筋以設(shè)計得矮一些多一些為好。加強筋之間中心距應(yīng)大于塑件厚度.。加強筋的底部與壁連接應(yīng)圓弧過渡，以防外力作用時，產(chǎn)生應(yīng)力集中而被破壞。平板類零件加強筋方向與料流方向

7、平行加強筋厚度小于壁厚筋的方向不能防礙塑料收縮應(yīng)避免或減少塑料局部集中，否則會產(chǎn)生縮孔、氣泡。薄殼狀的制件可制作成球面或拱面，可有效增加剛性和減少變形。薄殼狀的制件可制作成球面或拱面，可有效增加剛性和減少變形。圖2-0-19 容器底和蓋的增強容器邊緣的增強 (薄壁容器邊緣是強度、剛性最薄弱處，容易變形、開裂) 矩形薄壁容器若采用軟塑料，側(cè)壁容易出現(xiàn)內(nèi)凹變形，如果事先把制件側(cè)壁設(shè)計成稍許外凸，使變形后正好平直(b)，這是理想情況，難以實現(xiàn)；也可將制品各邊均設(shè)計成向外凸出的弧形，使變形不易看出(c)。圖2-0-22 用底腳或凸邊作支承面圖2-0-23 加強筋與支承面圖2-0-24 塑件緊固用凸耳圓

8、角的作用：圓角的作用：圖 2-0-25 圓角可避免應(yīng)力集中，提高制件強度圓角可避免應(yīng)力集中，提高制件強度 制件尖角處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊振動，甚至在脫模時由于內(nèi)應(yīng)力發(fā)生破裂，特別是制件的內(nèi)圓角。一般采用R0.5mm的圓角就可使強度大大提高。圓角可有利于充模和脫模圓角可有利于充模和脫模圖2-0-26 制件圓角改善充模阻力圓角有利于模具制造，提高模具強度圓角有利于模具制造，提高模具強度圓角增加了制件的美觀圓角增加了制件的美觀 圓角的確定：圓角的確定：內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)為壁厚的一半外壁圓角半徑可為壁厚的1.5倍一般圓角半徑不應(yīng)小于0.5mm壁厚不等的兩壁轉(zhuǎn)角可按平均壁厚確定內(nèi)、外圓角半徑理想的

9、內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的1/4以上孔間距或孔邊距過小時的改進孔與孔的邊緣，或孔邊與制品外邊緣之間距離不小于孔徑。常見孔的設(shè)計要求：常見孔的設(shè)計要求：緊固用的孔和其它受力的孔，應(yīng)設(shè)凸臺予以加強。圖2-0-27 孔邊緣的加強通孔的成型：通孔的成型：(a)為一端固定的型芯成型，用于較淺的孔成型。(b)為對接型芯，用于較深的通孔成型，這種方法容易使上下孔出現(xiàn)偏心。(c)為一端固定，一端導(dǎo)向支撐，這種方法使型芯有較好的強度和剛度，又能保證同軸度，常用，但導(dǎo)向部分周圍由于磨損易產(chǎn)生圓周縱向溢料B。通孔的成型：盲孔的成型：盲孔的成型： 對于長孔的成型，為防止細(xì)長型芯彎曲變形，在不影響塑件的條件下，可在塑件的下方

10、設(shè)支承柱來支撐。復(fù)雜孔的成型：復(fù)雜孔的成型：復(fù)雜孔的成型 塑件中的螺紋可用模塑方法模塑方法成型出來，或切削方法切削方法獲得。 經(jīng)常拆裝或受力大的螺紋，要采用金屬螺紋嵌件金屬螺紋嵌件來成型。 分分類類模塑螺紋常見牙形：(a) 標(biāo)準(zhǔn)螺紋最常用 (b) 矩形螺紋 (c) 梯形螺紋 (d) 鋸齒形螺紋 (e) 圓弧形螺紋 (f) V形螺紋圖2-0-30 能強制脫出的圓牙螺紋 細(xì)牙螺紋盡量不直接成型， 而是采用金屬螺紋嵌件。圖2-0-31 塑件陰螺紋的正誤形狀圖圖2-0-32 塑件陽螺紋的正誤形狀塑件陽螺紋的正誤形狀 螺紋孔到邊緣的距離大于1.5倍的螺紋外徑，螺孔距大于0.75倍螺紋外徑，都大于塑件壁厚

11、的1/2圖2-0-33 兩段同軸螺紋的設(shè)計 在塑件內(nèi)壓入其它的零件形成不可拆卸的連接，此壓入零件稱為嵌件嵌件。 嵌件可以是金屬金屬、玻璃玻璃、木材木材或已成形的塑件已成形的塑件。嵌件的作用：嵌件的作用：提高塑件力學(xué)性能和磨損壽命起導(dǎo)電、導(dǎo)磁作用提高塑件的尺寸穩(wěn)定性、尺寸精度起緊固、連接作用降低塑料消耗嵌件的缺點：嵌件的缺點：使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，降低塑件的生產(chǎn)效率，難于實現(xiàn)自動化。金屬嵌件與塑料應(yīng)牢固連接：金屬嵌件與塑料應(yīng)牢固連接：菱形滾花菱形滾花直紋滾花直紋滾花六角形六角形片狀片狀(開切口、孔眼、折彎開切口、孔眼、折彎)薄壁管狀薄壁管狀(邊緣折彎邊緣折彎)針狀針狀(折彎、局部扎扁折彎、局部扎扁)

12、嵌件必須可靠定位或密封：嵌件必須可靠定位或密封：光桿部分與模具配合光桿部分與模具配合成型時凸肩被壓緊而形成密封環(huán)成型時凸肩被壓緊而形成密封環(huán)凸出的圓環(huán)形成密封環(huán)凸出的圓環(huán)形成密封環(huán)圓柱形嵌件一般插入模具相應(yīng)的孔中加以固定：圓柱形嵌件一般插入模具相應(yīng)的孔中加以固定： 非通孔的螺紋嵌件直接插在模具的圓形光桿上 (圖a) 凸出臺階與模具的孔相配合，以增加定位的穩(wěn)定性和密封性 (圖b、c) 內(nèi)部臺階與插入桿密合 (圖d) 對于通孔的螺紋套管，采用具有陽螺紋的插入件將嵌件擰在上面再插入模具 (圖e) 無論桿形或環(huán)形嵌件，其高度不宜超過其定位部分直徑的兩無論桿形或環(huán)形嵌件，其高度不宜超過其定位部分直徑的兩

13、倍。倍。塑料的壓力會使嵌件移位甚至變形，當(dāng)嵌件過高或呈細(xì)長桿塑料的壓力會使嵌件移位甚至變形，當(dāng)嵌件過高或呈細(xì)長桿狀或片狀時，應(yīng)在模具上設(shè)支架以免嵌件彎曲，但支柱在塑件上狀或片狀時，應(yīng)在模具上設(shè)支架以免嵌件彎曲，但支柱在塑件上留下的孔應(yīng)不影響塑件的使用。留下的孔應(yīng)不影響塑件的使用。薄片狀嵌件可在塑料流動方向打孔，來降低料流阻力，減少嵌件變形薄片狀嵌件可在塑料流動方向打孔，來降低料流阻力，減少嵌件變形(c)支柱支柱支柱支柱支柱支柱 由于冷卻時金屬嵌件與塑料的熱收縮值相差很大，致使嵌件由于冷卻時金屬嵌件與塑料的熱收縮值相差很大，致使嵌件周圍產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，而造成嵌件開裂。周圍產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，而造成嵌件開裂。降低內(nèi)應(yīng)力的方法：降低內(nèi)應(yīng)力的方法： 金屬嵌件盡可能用圓形或?qū)ΨQ形狀，保證收縮均勻 選用與塑料線脹系數(shù)相近的金屬作嵌件 選用彈性和冷流動性大的塑料