第二章塑料制件设计.ppt
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1、第二章 塑料制件设计,塑料制件设计视塑料成型方法和塑料品种性能不同而有所差异,本章主要讨论塑料制件中产量最大的压制、注射、压铸成型塑件的设计,对压缩空气、真空、中空成型制品的设计及挤出制品的设计将在相应的章节中介绍。,设计塑件时必须考虑以下几方面的因素:,(1)塑料的物理机械性能,如强度、刚性、 韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性。 (2)塑料的成型工艺性,如流动性。,(4)、塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异。 (5)、模具的总体结构,特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度。 (6)、模具零件的形状及其制造工艺。 以上前四条主要是指塑料性能特点,后两条主要是考虑模具结构特点。,(3)、塑料形状应
2、有利于充模流动、排气、补缩,同时能适应高效冷却硬化(热塑性塑料制品)或快速受热固化(热固性塑料制品)。,塑件设计的主要内容包括塑件的形状、尺寸、精度、表面光洁度、壁厚、斜度、以及塑件上加强筋、支承面、孔、圆角、螺纹、嵌件等的设置。此外塑件美术造型设计是不可忽视的,但不在本文讨论范围之内。,第一节 塑件的精度和表面粗糙度,一、尺 寸 精 度,一、影响模塑尺寸精度的因素:,1、模具制造的精度; 2、塑料收缩率的波动; 3、磨损等原因造成模具尺寸不断变化,都会 使制件尺寸不稳定; 4、模制时工艺条件的变化,飞边厚度的变化 以及模制所需脱模斜度都会影响塑料制件 的精度; 5、活动配合间隙的变化。,二、
3、我国模塑件尺寸公差的标准: P5-8,有资料认为在引起制品尺寸的误差中,模具制造公差和成型工艺条件波动引起的误差各占1/3。实际上对小尺寸的制品来说,制造公差对制品尺寸影响要大得多,而大尺寸制品,收缩率波动则是影响尺寸精度的主要因素。,压塑模结构图,二、表面粗糙度和光亮度,塑料制品的表面光洁度,除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点外,主要是由模具光洁度决定的。一般模具表面光洁度要比塑料制品高一级。模具使用中由于型腔磨损而降低了表面光洁度,应随时给以抛光复原。透明制品要求型腔和型芯的光洁度相同,而不透明制品则根据使用情况可以不同;此外制件的光亮程度和塑料品种有关。,第二节 塑件的形状和
4、结构设计,一、易于模塑、避免侧抽芯,塑件的内外表面形状应设计得易于模塑,即在开模取出塑件时,尽可能不采用复杂的瓣合分型与侧抽芯,为此塑件要尽量地避免旁侧凹陷部分。,二、斜度设计,塑件沿脱模方向常用的斜度值为1-1.5,也可小到o.5。当使用上有特殊要求时,斜度可采用外表面5,内表面10-20。只有塑件高度不大时才允许不设计斜度。 塑件上的凸起或加强筋单边应有4-5的斜度 塑件沿脱模方向有几个孔或呈矩形格子状使脱模阻力较大时,宜采用4-5的斜度。 侧壁带有皮革花纹时应有4-6的脱模斜度。 在一般情况下,若斜度不妨碍制品的使用,则可将斜度值取得大一些。,有时为了在开模时让塑件留在阴模内或阳模上而有
5、意将该边斜度减小,或将对边斜度放大。有公差要求的尺寸斜度值可在制件的公差范围之内,也可在公差范围之外。,三、壁厚设计,压制成型深度较大的制品时,不单要求阴阳模均应有足够的斜度,而且希望阳模的斜度大于阴模斜度。,1、壁厚对成型工艺的影响 2、最小壁厚尺寸应满足的几个要求 P13 3、建议壁厚值 P13 4、塑件壁厚设计示例,四、增加刚性减小变形的结构设计,1、增设加强筋。加强筋设计的原则和注意事项 2、薄壳状的制件可制成球面或拱面 3、设计示例,五、支承面设计,六、圆角设计,1、避免应力集中。尖角在受力或受冲击 振动时会发生破裂(见圆角与应力集 中之间的关系图) 2、可使料流平滑绕过,改善充模特
6、性 (图例) 3、对电镀塑件,尖角会造成镀层厚度增 加,凹陷处镀层过薄(P17图例) 4、模具圆角会增加模具的坚固性,七、孔的设计,1、孔与孔之间的距离,孔与制件边缘之间距离的规定,孔均应设置在不易削弱塑件强度的地方。在孔之间和孔与边壁之间均应留有足够的距离。孔的直径和孔与边壁最小厚度之间的关系如表2-2-4(P18)所列。孔与孔边缘之间的距离应大于孔径,塑件上固定用孔和其它受力孔的周围可设计一凸边来加强(见下图)。,塑件上常见的孔有通孔、盲孔。断面形状有圆孔、矩形孔和形状复杂的阶梯孔等异型孔和螺纹孔等。螺纹孔将在后面讨论。,2、成型通孔型芯的安装方法,孔深与孔径的关系,孔深与孔径的关系:一端
7、固定时,压制L=2D,注塑L=46D,一端固定另一端支撑时孔深L可翻倍,盲孔,盲孔只能用一端固定的型芯来成型。因此其深度应浅于通孔。根据经验,注射成型或压铸成型时,孔深应小于4d。压制成型时孔的深度,则应更浅些,平行于压制方向的孔一般不超过2.5d,垂直于压制方向的孔深为2d。直径过小(例如小于1.5毫米)或深度太大(大于以上值)的孔最好用成型后再经机械加工的办法来获得。如能在模塑时在钻孔位置压出定位浅孔,则给后加工带来很大方便。,3、成型盲孔型芯的安装方法,孔深与孔径的关系,4、有的斜孔或形状复杂的孔可采用拼合的型芯来成型,以避免抽侧型芯。(图例),八、螺纹设计,1、螺纹种类及用途 P19-
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