塑料制品設計

2021/10/23 1 成型工藝及工程 5.1.3塑料制品設計塑料制品設計 塑件的使用要求塑件的使用要求 塑料的成型工藝特點塑料的成型工藝特點 考慮模具的設計及制造考慮模具的設計及制造 塑件結構設計原則塑件結構設計原則： 1 塑料制品的工藝性塑料制品的工藝性 1.1 塑料的選材塑料的選材 塑料的力學性能 塑料的物理性能 塑料的化學性能 必要的精度 成型工藝性能 5.1.3塑料制品設計塑料制品設計 1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度 塑件的尺寸 1.1.塑件的尺寸塑件的尺寸 指塑件的總體尺寸指塑件的總體尺寸 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）塑料的流動性（大而薄的塑件充模困難） 設備的工作能力（注射量、鎖模力、工作臺面）設備的工作能力（注射量、鎖模力、工作臺面） 2.2.塑件的塑件的精度精度 影響塑件尺寸精度的因素: : 塑件成型后的時效變化塑件成型后的時效變化 模具的制造精度、磨損程度和安裝誤差模具的制造精度、磨損程度和安裝誤差 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產品塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產品圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準確度。圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準確度。 塑料收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化塑料收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化 1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度 尺寸精度的確定：尺寸精度的確定： 模塑件公差代號為模塑件公差代號為MT MT1級精度最高（一般不采用）級精度最高（一般不采用） MT7級精度最低級精度最低 2.2.塑件的塑件的精度精度 1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度 模塑件尺寸公差國家標準（模塑件尺寸公差國家標準（GB/T 144861993） 2.2.塑件的塑件的精度精度 A項：不受模具活動部分影響的尺寸公差值項：不受模具活動部分影響的尺寸公差值 B項：受模具活動部分影響的尺寸公差值項：受模具活動部分影響的尺寸公差值 1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度 公差等級相同境況下，公差等級相同境況下，B類尺寸公差值大于類尺寸公差值大于A類尺寸類尺寸 公差值，因此塑件重要部分尺寸盡量設計為公差值，因此塑件重要部分尺寸盡量設計為A類尺寸。類尺寸。 尺寸精度的確定：尺寸精度的確定： 對于塑件上對于塑件上孔的公差可采用基準孔可采用基準孔 對于塑件上對于塑件上軸的公差可采用基準軸可采用基準軸 中心距尺寸偏差數(shù)據(jù)除以中心距尺寸偏差數(shù)據(jù)除以2，冠（，冠（+-） 一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。精度。 模具尺寸精度比塑件尺寸精度高模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2-3級。級。 2.2.塑件的塑件的精度精度 1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度 1.3 塑件的表面質量塑件的表面質量 表面質量 表面粗糙度、光亮程度表面粗糙度、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 一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高 12級 2 塑件結構設計及典型實例塑件結構設計及典型實例 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 塑件形狀塑件形狀 普通實用形狀普通實用形狀 藝術形狀藝術形狀 功能形狀功能形狀 模具設計模具設計 設計塑件的內外表面形狀要盡量設計塑件的內外表面形狀要盡量避免側避免側凹結構凹結構，以避免模具采用側向分型和側向抽，以避免模具采用側向分型和側向抽芯機構，否則因設置這些機構而使模具結構芯機構，否則因設置這些機構而使模具結構復雜復雜. .不但模具的制造成本提高，而且還會不但模具的制造成本提高，而且還會在塑件上留下分型面線痕，增加了去除飛邊在塑件上留下分型面線痕，增加了去除飛邊的后加工的困難。的后加工的困難。 以成型側孔和凸凹結構為例。以成型側孔和凸凹結構為例。比較比較兩種兩種方案，從而選擇優(yōu)良的設計方案。方案，從而選擇優(yōu)良的設計方案。 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 圖圖1a1a所示塑件在取出模具所示塑件在取出模具前，必須先由抽芯機構抽前，必須先由抽芯機構抽出側型芯，然后才能，取出側型芯，然后才能，取出模具結構復雜。出模具結構復雜。 圖圖b b側孔形式，無需側向型側孔形式，無需側向型芯，模具結構簡單芯，模具結構簡單。 圖圖a a所示塑件的內側有凸起所示塑件的內側有凸起，需采用由側向抽芯機構，需采用由側向抽芯機構驅動的組合式型芯，模具驅動的組合式型芯，模具制造困難。制造困難。 圖圖b b避免了組合式型芯，模避免了組合式型芯，模具結構簡單具結構簡單。 圖圖1具有側孔的塑件具有側孔的塑件 圖圖2 塑件內側表面形狀改進塑件內側表面形狀改進 a a b b 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 圖圖3 3、4 4的圖的圖a a形式需要側抽芯，形式需要側抽芯，圖圖b b形式不需側型芯形式不需側型芯。 a a b b 圖圖3 取消塑件上不必取消塑件上不必要的側凹結構要的側凹結構 圖圖4 無需采用側向抽芯無需采用側向抽芯結構成型的孔結構結構成型的孔結構 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 塑件壁厚設計原則：塑件壁厚設計原則： 厚薄適中 均勻壁厚 滿足成型時熔體充模所需的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 能承受推出機構等的沖擊和振動能承受推出機構等的沖擊和振動 滿足塑件結構和使用性能要求下取小壁厚滿足塑件結構和使用性能要求下取小壁厚 1.1.塑件的壁厚塑件的壁厚 壁厚過小壁厚過小 壁厚過大壁厚過大 強度及剛度不足，塑料流動強度及剛度不足，塑料流動困難困難 原料浪費，冷卻時間長，易原料浪費，冷卻時間長，易產生缺陷產生缺陷 1 1. .塑件的壁厚塑件的壁厚 改善壁厚典型實例：改善壁厚典型實例： 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 2.2.脫模斜度脫模斜度 為了便于塑件脫模，防止脫模時擦傷塑件，必為了便于塑件脫模，防止脫模時擦傷塑件，必須在塑件內外表面脫模方向上留有足夠的斜度須在塑件內外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為在模具上稱為脫模斜度。 脫模斜度取決于脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，及塑料的收縮率，一般取一般取30 130。 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 脫模斜度表示方法：脫模斜度表示方法： 2.2.脫模斜度脫模斜度 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 脫模斜度設計要點：脫模斜度設計要點： 2.2.脫模斜度脫模斜度 塑件精度高，采用較小脫模斜度塑件精度高，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，選用較大斜度塑件形狀復雜不易脫模，選用較大斜度 收縮率大，斜度加大收縮率大，斜度加大 增強塑料采用較大的脫模斜度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含潤滑劑的塑料采用較小脫模斜度 從留模方位考慮從留模方位考慮: 留在型芯，內表面脫模斜度留在型芯，內表面脫模斜度外表面外表面 留在型腔，外表面脫模斜度留在型腔，外表面脫模斜度內表面內表面 平板類零件加強筋方平板類零件加強筋方向與料流方向平行向與料流方向平行 3 3. .塑件的塑件的加強筋 加強筋的加強筋的作用： 加強筋加強筋設計要點： 它能提高制件的強度、防它能提高制件的強度、防止和避免塑料的變形和翹曲止和避免塑料的變形和翹曲。 加強筋的底部與壁連接應圓弧過渡，以防加強筋的底部與壁連接應圓弧過渡，以防外力作用時，產生應力集中而被破壞。外力作用時，產生應力集中而被破壞。 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 加強筋厚度小加強筋厚度小于壁厚于壁厚 加強筋與支承加強筋與支承面間留有間隙面間留有間隙 加強筋加強筋設計要點： 3 3. .塑件的塑件的加強筋 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 4 4. .塑件的支承面塑件的支承面 通常塑件一般不以整個平面作為支承面，而是通常塑件一般不以整個平面作為支承面，而是以以底腳或或邊框為支承面。為支承面。 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 4 4. .塑件的支承面塑件的支承面 支承面結構形式支承面結構形式 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 在滿足使用要求的前提下在滿足使用要求的前提下,制件的所有的轉角盡制件的所有的轉角盡可能設計成圓角，或者用圓弧過渡?？赡茉O計成圓角，或者用圓弧過渡。 5 5. .圓角圓角 圓角的作用： 圓角可避免應力集中，提圓角可避免應力集中，提高制件強度高制件強度 圓角可有利于充模和脫模圓角可有利于充模和脫模 圓角有利于模具制造，提圓角有利于模具制造，提高模具強度高模具強度 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 5 5. .圓角圓角 圓角的確定： 內壁圓角半徑應為壁厚的一半內壁圓角半徑應為壁厚的一半 外壁圓角半徑可為壁厚的外壁圓角半徑可為壁厚的1.5倍倍 一般圓角半徑不應小于一般圓角半徑不應小于0.5mm 壁厚不等的兩壁轉角可按平均壁厚確定內、外圓壁厚不等的兩壁轉角可按平均壁厚確定內、外圓角半徑角半徑 理想的內圓角半徑應為壁厚的理想的內圓角半徑應為壁厚的1/3以上以上 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 （1） 孔的極限尺寸孔的極限尺寸 模塑通孔要求模塑通孔要求孔徑比（長度與孔徑的比值）要小些（長度與孔徑的比值）要小些 6 6. .孔的設計孔的設計 2.1 塑件的幾何形狀及結構設計塑件的幾何形狀及結構設計 （2 2）孔間距）孔間距 孔與孔間、孔與塑件邊緣間距離應足夠大孔與孔間、孔與塑件邊緣間距離應足夠大 （3 3）孔的類型）孔的類型 通孔、盲孔和異形孔通孔、盲孔和異形孔 通孔、盲孔加工方法：通孔、盲孔加工方法： 直接模塑出來直接模塑出來 模塑成盲孔再鉆孔通模塑成盲孔再鉆孔通 塑件成型后再鉆孔塑件成型后再鉆孔 異形孔設計實例 2 .2 塑件螺紋的設計塑件螺紋的設計 1 1、塑件上螺紋成型可用以下三種成型方法、塑件上螺紋成型可用以下三種成型方法 模具成型模具成型 機械加工制作機械加工制作 在塑件內部鑲嵌金屬螺紋構件。在塑件內部鑲嵌金屬螺紋構件。 2 2、模塑螺紋的性能特點：、模塑螺紋的性能特點： 模塑螺紋強度較差，一般宜設計為模塑螺紋強度較差，一般宜設計為粗牙螺紋粗牙螺紋。 模塑螺紋的精度不高，一般低于模塑螺紋的精度不高，一般低于GB3GB3級。級。 2.2 塑件螺紋的設計塑件螺紋的設計 螺紋設計注意事項：螺紋設計注意事項： 螺紋前端有大于螺紋前端有大于0.5mm的無螺紋區(qū)，以提高塑件適用壽命的無螺紋區(qū)，以提高塑件適用壽命 同軸線上有多段螺紋時，螺紋的旋向一致同軸線上有多段螺紋時，螺紋的旋向一致 螺紋直徑不能過小螺紋直徑不能過小 螺紋配合段的長度應小于螺紋直徑的螺紋配合段的長度應小于螺紋直徑的1.52倍倍 不常拆卸的且緊固力不大時，可采用自攻螺紋不常拆卸的且緊固力不大時，可采用自攻螺紋 設計時應避免模塑設計時應避免模塑、裝配和使用塑料裝配和使用塑料齒輪時產生內應力或應力集中；避免收縮齒輪時產生內應力或應力集中；避免收縮不均而變形不均而變形。為此為此，塑料輪要盡量避免截塑料輪要盡量避免截面突變面突變，應以較大圓弧進行轉角過渡應以較大圓弧進行轉角過渡，宜宜采用采用過渡配合過渡配合和用和用非圓孔非圓孔（見圖見圖3 34040b b）連接連接，不應采用過盈配合和鍵連接不應采用過盈配合和鍵連接。 2.3 齒輪的設計齒輪的設計 在塑件內壓入其它的零件形成不可拆卸的連接，在塑件內壓入其它的零件形成不可拆卸的連接，此壓入零件稱為此壓入零件稱為嵌件。 嵌件可以是嵌件可以是金屬、玻璃、木材或或已成形的塑件。 嵌件的作用： 提高塑件力學性能和磨損壽命提高塑件力學性能和磨損壽命 起導電、導磁作用起導電、導磁作用 提高塑件的尺寸穩(wěn)定性、尺寸精度提高塑件的尺寸穩(wěn)定性、尺寸精度 起緊固、連接作用起緊固、連接作用 2.4 嵌件的設計嵌件的設計 嵌件的結構形式嵌件的結構形式 嵌件設計的要點： 防止嵌件在塑件中轉動或被抽離。柱狀嵌件可在外形滾直紋柱狀嵌件可在外形滾直紋并切出溝槽，或在外表面滾菱形花紋。并切出溝槽，或在外表面滾菱形花紋。 2.4 嵌件的設計嵌件的設計 防止成型時嵌件周圍產生嚴重的應力集中和熔接痕。嵌件轉折處嵌件轉折處 應以斜面或圓角過渡，在機加工后應進行去毛刺和去油污處理。應以斜面或圓角過渡，在機加工后應進行去毛刺和去油污處理。 保證嵌件安裝準確并具有良好的穩(wěn)定性。 防止細長或薄板類嵌件受塑料壓力作用而彎曲變形。 為了提高安放嵌件的效率，可采取將嵌件成組安放 。塑件成型之后塑件成型之后 再將嵌件兩端連接部分切斷。再將嵌件兩端連接部分切斷。 對于聚乙烯對于聚乙烯、聚丙烯等軟性帶蓋容器聚丙烯等軟性帶蓋容器，可以將蓋子和容器注射成型為一個整體可以將蓋子和容器注射成型為一個整體，其間用鉸鏈結構連接其間用鉸鏈結構連接。 設計原則：設計原則： 1 1 鉸鏈部位塑件壁厚減薄鉸鏈部位塑件壁厚減薄 2 2 鉸鏈剖面形狀對稱鉸鏈剖面形狀對稱 3 3 鉸鏈轉折時鉸鏈轉折時，應預留鉸鏈部位孔間應預留鉸鏈部位孔間 2.5 鉸鏈的設計鉸鏈的設計 2.6 表面圖文的設計表面圖文的設計 凹坑凸字凹坑凸字 凸字凸字 凹字凹字 THANKS