塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)第3章塑料制件設(shè)計(jì)

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1、第3章 塑料制件設(shè)計(jì),塑料制件的設(shè)計(jì)不僅要滿足使用要求，而且要符合塑料的成型工藝特點(diǎn)，并且盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jì)塑件時(shí)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(dòng)，成型工藝條件的變化，塑件的形狀、飛邊厚度的波動(dòng)，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(jì)

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(jì),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(jì)包括壁的脫模斜度、壁的連接過(guò)渡和壁的加強(qiáng)等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 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(guò)渡處，均應(yīng)盡可能采用圓角過(guò)

3、渡，以減少應(yīng)力集中，否則會(huì)在受力、沖擊、振動(dòng)時(shí)發(fā)生破裂，甚至在脫模過(guò)程由于成型內(nèi)應(yīng)力就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)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(jiàn)的孔有通孔、盲孔、異形孔，這些孔絕大部分是在塑件成型時(shí)形成的。由于塑件成型特性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (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(shí)，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(jì) 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(jì)要點(diǎn)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(duì)于直接注射成型的螺紋直徑和螺距不宜設(shè)計(jì)得過(guò)小。 (2) 注射螺紋時(shí)，內(nèi)外螺紋的公差等級(jí)分別不高于IT7和 IT8級(jí)，否則會(huì)給模具中的螺紋型芯和螺紋型環(huán)加工帶來(lái)困難。 (3) 若塑件上的螺紋長(zhǎng)度不太長(zhǎng)(

5、小于直徑的1.52倍)，設(shè)計(jì)模具中的螺紋型芯和螺紋型環(huán)時(shí)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(kāi)始和結(jié)束，而應(yīng)有一過(guò)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(shí)，應(yīng)使兩段螺紋的旋向相同、螺距相等，否則無(wú)法使塑件從同一型芯或同一型環(huán)上擰下來(lái)。,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(jiǎn)單化，但需是軟質(zhì)塑料，螺牙截面要設(shè)計(jì)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(jì)嵌件時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)： (1) 嵌件周?chē)乃芰蠈硬荒芴?，否則，由于塑料與嵌件的收縮差異將會(huì)在嵌件周?chē)a(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，導(dǎo)致塑件在嵌件附近開(kāi)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(kāi)裂。 (3) 嵌件不能帶有尖角，以免應(yīng)力集中引起塑件開(kāi)裂。 (4) 嵌件與塑件應(yīng)牢固連接，以防受力時(shí)嵌件在塑件內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)于圓柱形和管套形

7、嵌件可在其表面設(shè)計(jì)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(guò)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(tái)上時(shí)，嵌入深度應(yīng)大于凸臺(tái)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(shí)，為防止合模時(shí)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(shí)塑件中還會(huì)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(duì)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(guò)鉸鏈注射成一個(gè)整體，圖3.31所示為這類(lèi)鉸鏈的一些常見(jiàn)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(hào) 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(jì)帶螺紋的塑件時(shí)，對(duì)螺紋部分結(jié)構(gòu)有何要求？ 4. 設(shè)計(jì)塑件的嵌件時(shí)，需要注意哪些問(wèn)題？,高等學(xué)校應(yīng)用型特色規(guī)劃教材,