塑料成型工藝與模具設(shè)計第3章塑料制件設(shè)計

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1、第3章 塑料制件設(shè)計,塑料制件的設(shè)計不僅要滿足使用要求，而且要符合塑料的成型工藝特點，并且盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡單。,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.1 塑料制件的尺寸和精度 設(shè)計塑件時首先要考慮的是所能成型的塑件的大小和塑件的精度。 3.1.1 塑件的尺寸 1. 塑件外形尺寸 2. 塑件壁厚,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.1.2 塑件的尺寸精度 影響塑件尺寸精度的因素很多，如模具制造精度及其使用后的磨損，塑料收縮率的波動，成型工藝條件的變化，塑件的形狀、飛邊厚度的波動，脫模斜度及成型后塑件尺寸變化等。一般，為了降低模具加工難度和模具制造成本，在滿足塑件使用要求的前提下，應(yīng)盡量把塑件尺寸精度設(shè)計

2、得低一些。 塑件尺寸精度還與塑料品種有關(guān)，根據(jù)各種塑料收縮率的不同，原第四機(jī)械工業(yè)部的標(biāo)準(zhǔn)又將塑料的公差分為高精度、一般精度、低精度三種,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.2 塑料制件的表面質(zhì)量 塑料制件的表面質(zhì)量包括表面粗糙度和表觀質(zhì)量。 3.2.1 塑件表面粗糙度 3.2.2 塑件表觀質(zhì)量 3.2.3 塑料制件的結(jié)構(gòu)設(shè)計,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.3 塑 件 的 壁 塑件壁的設(shè)計包括壁的脫模斜度、壁的連接過渡和壁的加強(qiáng)等結(jié)構(gòu)設(shè)計。 3.3.1 壁的脫模斜度,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.3.2 壁的圓角 塑件上，除了使用要求采用尖角之外，其余壁的轉(zhuǎn)角、壁厚過渡處，均應(yīng)盡可能采用圓角過

3、渡，以減少應(yīng)力集中，否則會在受力、沖擊、振動時發(fā)生破裂，甚至在脫模過程由于成型內(nèi)應(yīng)力就會出現(xiàn)開裂，特別是塑件的內(nèi)角處。,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.3.3 壁的加強(qiáng)及防變形結(jié)構(gòu) 為增強(qiáng)薄壁塑件的強(qiáng)度、剛度，避免其變形，可采取如下結(jié)構(gòu)。 1. 加強(qiáng)筋 2. 防變形結(jié)構(gòu) 3. 支承面,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.4 塑件的孔及側(cè)凹 塑件上常見的孔有通孔、盲孔、異形孔，這些孔絕大部分是在塑件成型時形成的。由于塑件成型特性，設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點： (1) 孔的極限尺寸 (2) 孔間距,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.4.1 通孔,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.4.2 盲孔 3.4.3 異形孔

4、,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.4.4 側(cè)孔、側(cè)凹 當(dāng)塑件帶有側(cè)孔或側(cè)凹時，成型模具就必須采用瓣合式結(jié)構(gòu)或設(shè)置側(cè)向分型、抽芯機(jī)構(gòu)，從而使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.5 塑件螺紋設(shè)計 塑件上的螺紋可以直接用模具成型零件(螺紋型芯或螺紋型環(huán))成型，也可以在塑件成型后，用機(jī)械加工而成。注射成型螺紋設(shè)計要點如下。 (1) 由于塑料螺紋的強(qiáng)度僅為金屬螺紋強(qiáng)度的1/51/10，所以，對于直接注射成型的螺紋直徑和螺距不宜設(shè)計得過小。 (2) 注射螺紋時，內(nèi)外螺紋的公差等級分別不高于IT7和 IT8級，否則會給模具中的螺紋型芯和螺紋型環(huán)加工帶來困難。 (3) 若塑件上的螺紋長度不太長(

5、小于直徑的1.52倍)，設(shè)計模具中的螺紋型芯和螺紋型環(huán)時可不考慮塑件螺距的收縮。,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,(4) 為了增加塑件螺紋的強(qiáng)度，防止最外圈螺紋崩裂或變形，其始端和末端均不應(yīng)突然開始和結(jié)束，而應(yīng)有一過渡段，如圖3.16所示。,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,(5) 在同一螺紋型芯或螺紋型環(huán)上有前后兩段螺紋(如圖3.17(a)所示)時，應(yīng)使兩段螺紋的旋向相同、螺距相等，否則無法使塑件從同一型芯或同一型環(huán)上擰下來。,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,(6) 塑件螺紋成型后，可采用強(qiáng)制脫模方法脫出螺紋型芯或螺紋型環(huán)而使模具結(jié)構(gòu)簡單化，但需是軟質(zhì)塑料，螺牙截面要設(shè)計得淺些，且最好呈圓弧形或梯形截面(

6、如圖3.18所示)。,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.6 嵌 件 塑件內(nèi)部鑲嵌的金屬件、非金屬件或已成型的塑件等稱為嵌件。,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,設(shè)計嵌件時應(yīng)注意以下事項： (1) 嵌件周圍的塑料層不能太薄，否則，由于塑料與嵌件的收縮差異將會在嵌件周圍產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，導(dǎo)致塑件在嵌件附近開裂。 (2) 嵌件材料與塑料之間的膨脹系數(shù)應(yīng)盡可能接近，防止兩者因收縮率相差太大而產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，導(dǎo)致塑件開裂。 (3) 嵌件不能帶有尖角，以免應(yīng)力集中引起塑件開裂。 (4) 嵌件與塑件應(yīng)牢固連接，以防受力時嵌件在塑件內(nèi)轉(zhuǎn)動或脫出。如板片形嵌件可采用圖3.20所示的形狀進(jìn)行固定；對于圓柱形和管套形

7、嵌件可在其表面設(shè)計溝槽、滾花或加工成其他特殊形狀，如圖3.21和圖3.22所示。,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,(5) 嵌件在模具內(nèi)應(yīng)有可靠定位，防止在成型過程中因受到高壓熔體的沖擊而發(fā)生位移和變形。 (6) 嵌件上盡量不要有貫通的孔(如螺紋孔)，以免塑料擠入孔內(nèi)，如圖3.26所示。 (7) 當(dāng)嵌件位于塑件的凸臺上時，嵌入深度應(yīng)大于凸臺高度(如圖3.27(a)所示，Hh)。當(dāng)嵌件帶有通孔且高度與塑件相同時，為防止合模時嵌件受壓變形，嵌件高度應(yīng)比塑件高度小0.05mm，如圖3.27(b)所示。,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.7 其 他 除上述結(jié)構(gòu)外，有時塑件中還會有一些其他結(jié)構(gòu)。 3.7.1 齒輪,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.7.2 鉸鏈 對于聚丙烯和聚乙烯等軟性帶蓋容器可將其蓋子和容器通過鉸鏈注射成一個整體，圖3.31所示為這類鉸鏈的一些常見形式。,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,3.7.3 標(biāo)記、符號 3.7.4 表面裝飾,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,思 考 題,1. 塑件上的脫模斜度起什么作用？其值的大小與哪些因素有關(guān)？ 2. 在什么條件下可采用強(qiáng)制脫模方法脫出成型塑件側(cè)凹的零件？ 3. 設(shè)計帶螺紋的塑件時，對螺紋部分結(jié)構(gòu)有何要求？ 4. 設(shè)計塑件的嵌件時，需要注意哪些問題？,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,