《塑料成型工藝與模具設計》第3章塑料制品結(jié)構(gòu)工藝設計

1、v本章介紹了塑料制品的設計原則、方法及其工藝設計、結(jié)構(gòu)設計和塑料制品的表面修飾等，同時結(jié)合實例對塑料制品進行了工藝分析和生產(chǎn)工藝規(guī)程編訂。重點對塑料制品工藝設計中的尺寸、精度、表面質(zhì)量、壁厚和結(jié)構(gòu)中的圓角、加強筋、脫模斜度、孔、螺紋、嵌件等的設計及其模具結(jié)構(gòu)進行了介紹；并通過燈罩成型工藝規(guī)程的制定，全面介紹了塑料制品的生產(chǎn)工藝規(guī)程編訂步驟與內(nèi)容。通過本章學習希望學員能掌握上述內(nèi)容，并應對制品的表面修飾有一定的認識。3.1 塑料制品設計原則和方法v311 塑料制品設計原則塑料制品設計原則v1在塑料制品設計時，要對塑料制品進行必要的分析及計算校核。v2在保障塑料制品的功能和性能前提下，正確選擇材料

2、，選擇材料要具有可加工性，并且，盡量選擇低成本的材料。v3大多數(shù)塑料制品經(jīng)加熱成型后固化定型，在塑料制品設計時，一定要考慮聚合物的流變過程和形態(tài)變化對塑料制品影響。v4許多塑料制品是各種裝置和設備中的配件或組合件，它的設計應統(tǒng)一在整機產(chǎn)品之中。在保證整機質(zhì)量的前提下，降低塑料制品的成本。v5標準化、系列化是塑料制品設計在工業(yè)發(fā)展中的方向，所以在設計中要充分體現(xiàn)標準化、系列化。v 塑料制件的尺寸（主要指塑件的外形尺寸）大小取決于塑料的流動性、加工設備的大小以及制品的使用要求。v 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準確度。影響塑件尺寸精度的因素:v 模具的

3、制造精度、磨損程度和安裝誤差、塑料收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化、塑件成型后的時效變化。3.1.2 塑料制品設計方法和步驟塑料制品設計方法和步驟v1明確設計任務。不論設計、制造任何一種產(chǎn)品，經(jīng)久耐用、物美價廉始終是制品設計的最終目的。 v2調(diào)研并收集相關(guān)資料。此項工作主要是確定塑料制品功能與性能要求，以符合制品消費者的潛在需要。v3選擇合適的塑料材料。對所用塑料材料的品種和型號是否有特別要求，甚至是塑料生產(chǎn)廠名、級別、顏色等是否有特別規(guī)定。v4確定塑料的加工成型方法。根據(jù)塑料的特性及制品的要求可以確定制品的加工成型工藝。v5對塑料制品進行失效分析。目的是保證塑料制品在使用期內(nèi)功能和性能的

4、可靠，針對塑料制品對時間、溫度和環(huán)境的敏感性，按主要失效形式進行預測性的理論計算和相應的試驗測試。 v3.2.1 塑料制品的尺寸、精度和表面質(zhì)量塑料制品的尺寸、精度和表面質(zhì)量v1塑料制品的尺寸塑料制品的尺寸v塑料制品尺寸是指制品的總體尺寸。它受到塑料流動性的制約，塑件尺寸越大，要求塑料的流動性越好，流動性差的塑料或薄壁制品進行注射模塑和傳遞模塑時，制品尺寸不宜過大，以免熔體不能充滿型腔或形成熔接痕，從而影響制品外觀和強度。v此外，壓縮模塑制品尺寸受到壓力機最大壓力及工作臺面尺寸的限制；注射模塑制品的尺寸受到注射機的公稱注射量、鎖模力、開模行程和模板尺寸的限制。 2塑料制品的精度塑料制品的精度v

5、尺寸精度的確定：v 模塑件公差代號為MT（GB/T144861993）v MT1級精度最高（一般不采用）v MT7級精度最低v 根據(jù)教材表3.1，表3.2(塑件尺寸公差表 )（常用塑料制品公差等級和選用 ）選擇塑件公差等級。v 對于塑件上孔的公差可取表中數(shù)值冠以（）號作為上偏差；塑件上軸的公差可取表中數(shù)值冠以（）號作為下偏差；中心距尺寸取表中數(shù)值之半冠以“”號。v塑件的表面質(zhì)量包括： 有無斑點，條紋、凹痕，起泡、變色等缺陷，亦包括表面光澤性和表面粗糙度。 一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高 12級。壁厚過小：強度及剛度不足，塑料流動困難；壁厚過大：原料浪費，冷卻時間長，易產(chǎn)生缺陷（縮孔、凹陷）

6、。 圖3-2 塑料制品壁厚設計同一塑件的壁厚應盡可能一致。v常用塑料制件壁厚見表3.3和表3.4 v圓角設計的目的： 圓角可避免應力集中，提高制件強度；圓角可有利于充模和脫模；圓角有利于模具制造，提高模具強度 。v圓角的大?。阂话銏A角半徑不應小于0.5mm，理想的內(nèi)圓角半徑應為壁厚的1/3以上。圖3-3 圓角半徑尺寸v加強筋是指塑件上長的突起物，用來改善制品的強度和剛度，有的加強筋還能改善成型時熔體的流動狀況。凸臺是塑件上用來增強孔或供裝配附件用的凸起部分、如圖3-4所示。圖3-4 制品加強筋和凸臺 v設置加強筋，形狀一定要正確。一般筋的高度不超過5a。，筋的根部厚度不超過0.75a，如果筋的

7、根部過厚會在塑料制品外表面產(chǎn)生凹陷，在材料中央產(chǎn)生真空泡。具體如圖3-5所示。兩筋中心之間的間距為（34）a.。圖3-5 制品加強筋形狀和尺寸 圖3-6 合理布置加強筋 v圖3-7 圓角上凸臺結(jié)構(gòu)v 為了便于塑件脫模，防止脫模時擦傷塑件，必須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為。v 脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取30 130。v常用塑件的脫模斜度見表3.5表3.5圖3-11 塑料制品脫模斜度v脫模斜度方向：脫模斜度方向： 外形以大端為基準，斜度由縮小方向取得， 內(nèi)形以小端為基準，斜度由擴大方向取得。 脫模斜度設計要點：脫模斜度設計要點： 塑件精度高，采用較

8、小脫模斜度 尺寸高的塑件，采用較小脫模斜度 塑件形狀復雜不易脫模，選用較大斜度 增強塑料采用較大的脫模斜度 收縮率大，斜度加大v1、孔的成型方法： 直接模塑出來、模塑成盲孔再鉆孔通、塑件成型后再鉆孔。v2、孔間距、孔邊距： 熱固性塑件的孔間距、孔邊距見表3.7，熱塑性塑料按表中數(shù)值75%確定。v3、塑料制品上用于緊固和作其它受力的孔，應設計凸出邊予以加強，如圖3-12所示。固定孔一般采用圖3-13(a)所示沉頭螺釘孔形式，而不采用圖3-13(b)所示沉頭螺釘孔形式。如果必須采用圖3-13(b)的形式，則應采用圖3-13(c)的形式，以便設置型芯。 圖3-12 塑料制品上孔的加強圖3-13 塑料

9、制品固定孔的設計v塑件中的螺紋可用模塑方法成型出來，或切削方法獲得。v經(jīng)常拆裝或受力大的螺紋，要采用金屬螺紋嵌件來成型。v設計：直徑、螺距、始末端形狀、過渡長度、旋向等。圖3-16 螺紋始端和末端的過渡結(jié)構(gòu)328 塑料齒輪塑料齒輪v塑料齒輪如圖3-19所示，輪緣寬度tl最小應為齒高t 的3倍；輻板厚度H1應等于或小于輪緣厚度H；輪轂厚度H2等于或大輪緣厚度H，并相當于D，輪轂外徑D1最小應為軸孔直徑D的1.53倍。圖3-19 塑料齒輪各部分尺寸v概念：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。 v材料：嵌件可以是金屬、玻璃、木材或已成形的塑件。v作用：提高塑件力學性能和磨損

10、壽命；提高塑件的尺寸穩(wěn)定性、尺寸精度；起導電、導磁作用。v設計如圖3-21所示. 圖3-21 塑料制品中常見的嵌件種類利用塑料的良好彈性，或柔軟可塑性，或優(yōu)良抗彎折疲勞特性，可設計出輕巧實用的塑料聯(lián)結(jié)件，在電子、儀表，日常用品和玩具等產(chǎn)品中得到廣泛應用，其中鉸鏈與搭扣是最常用的兩種聯(lián)結(jié)方式。圖3-24 組合式鉸鏈 圖3-25 整體式鉸鏈 圖3-26 整體式鉸鏈結(jié)構(gòu)尺寸 圖3-27 搭扣聯(lián)結(jié)形式本章小結(jié)本章小結(jié)v本章介紹了塑料制品的設計原則、方法及其工藝設計、結(jié)構(gòu)設計和塑料制品的表面修飾等，同時結(jié)合實例對塑料制品進行了工藝分析和生產(chǎn)工藝規(guī)程編訂。重點對塑料制品工藝設計中的尺寸、精度、表面質(zhì)量、壁厚和結(jié)構(gòu)中的圓角、加強筋、脫模斜度、孔、螺紋、嵌件等的設計及其模具結(jié)構(gòu)進行了介紹；并通過燈罩成型工藝規(guī)程的制定，全面介紹了塑料制品的生產(chǎn)工藝規(guī)程編訂步驟與內(nèi)容。通過本章學習希望學員能掌握上述內(nèi)容，并應對制品的表面修飾有一定的認識。v3-1 如何確定塑