塑料制品設(shè)計十大技巧介紹

1、目錄1、 核對表22、 原材料比較63、 節(jié)約成本設(shè)計104、 澆口的位置125、 基本裝配技術(shù)176、 材料選擇207、 加強(qiáng)肋258、 公差289、 壁厚3110、 焊接技術(shù)35一、指導(dǎo)方針設(shè)計核對表新產(chǎn)品開發(fā)或產(chǎn)品改善的目標(biāo)是使產(chǎn)品有優(yōu)良的表現(xiàn)，而同時獲得低的生產(chǎn)成本。這里，設(shè)計任務(wù)主要是指原料的選擇，適合加工過程的選擇，強(qiáng)度計算和模具設(shè)計。只有全盤考慮這些步驟，并有系統(tǒng)化的跟進(jìn)，才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的、具商業(yè)效益的模具。設(shè)計部門經(jīng)常只是探求實用性的解決方案。然而，必須強(qiáng)調(diào)的是，塑料的實用性和成本效率不是必然的，設(shè)計者必須非常注重開發(fā)原料和加工過程的正確解決方案。塑料性質(zhì)并非永恒不變的塑料的

2、性質(zhì)受使用環(huán)境、加工過程、模具設(shè)計和操作條件的影響（如圖1所示）。塑料性質(zhì)由實驗室環(huán)境下的測試得到。測試圖由具有優(yōu)化參數(shù)的高光度模具，在規(guī)定壓力的標(biāo)準(zhǔn)條件下檢測產(chǎn)生的。然而，實際上，塑料不可能恰好在這樣的條件下生產(chǎn)，在使用中也不可能正好在同樣的壓力下。因此，在推出任何塑料設(shè)計方案的時候，其精確的要求和界定條件必須仔細(xì)地分析和羅列出來，設(shè)計核對表在這方面可以提供有用的幫助。樣品的生產(chǎn)開發(fā)一種產(chǎn)品，從設(shè)計階段到市場準(zhǔn)備階段，有必要準(zhǔn)備樣品來進(jìn)行試驗和修正。要確保樣品的生產(chǎn)方法廣泛適用于量產(chǎn)方案。部分注塑成型的樣品也要由注塑模具來制造。如果沒有模具可以適用，就有必要使用近似的材料或片材，切割加工成為

3、測試樣品。但是，總是存在這樣那樣的問題，原因如下： 無法考察注塑成型部件的焊接線的影響。 與注塑成型部分相比，有時候，機(jī)械加工中產(chǎn)生的凹槽會降低構(gòu)件的強(qiáng)度性質(zhì)。 由于結(jié)晶度高，擠塑棒材和片材的強(qiáng)度和硬度高于注塑部件。 無法考察纖維取向作用的影響。 由擠出材料制成的用于電燈開關(guān)的樣品，可以承受180000次周期性應(yīng)力。而同樣情況下，注塑部件在80000次之后就出現(xiàn)了疲勞破壞。這種差異是由于在注塑過程中晶體結(jié)構(gòu)的不同所造成的。見圖3樣品模具目前生產(chǎn)樣品的模具，都是通過簡單的機(jī)械加工或運(yùn)用低成本材料（如鋁或銅為原料）制作而成。然而，需要注意的是，對生產(chǎn)來說非常重要的參數(shù)如溫度、壓力等，不能以這樣的模

4、具作代表。另外，它們不同的冷卻性質(zhì)又導(dǎo)致了不同的收縮和熱變表現(xiàn)?，F(xiàn)在推薦的是使用高硬度鋼材制造模具，而模具以單模穴排列設(shè)計便可。檢測設(shè)計隨著現(xiàn)代計算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展，有時候，在早期工藝階段，就會將設(shè)計和加工過程中的潛在弊端鑒別出來，如強(qiáng)度分析和流程分析所進(jìn)行的那樣。然而，這些模擬分析并不可能完全確保最終產(chǎn)品在實際操作下的性能和質(zhì)量。只有對實際操作條件下的樣品檢測，才可能提供最可靠的信息。這種檢測是獲得更高質(zhì)量和功能的產(chǎn)品不可忽視的必要條件。如果現(xiàn)實的樣品檢測存在困難，也可以進(jìn)行模擬條件的檢測。然而，這種測試的價值依賴于對操作條件模擬的代表性。以耗時的測試來推斷塑料成品在機(jī)械應(yīng)力和熱量的影響下的

5、長期性能是不可行，也不經(jīng)濟(jì)的。另一方面，在苛刻條件下進(jìn)行加快老化測試作為長期性能預(yù)測也不一定確實可信，應(yīng)該更為注意。塑料在長期壓力測試下，和在短期的快速測試下，其性能也會完全不同。創(chuàng)新意念許多不同的工業(yè)應(yīng)用表明，塑料工業(yè)的未來是光明的。如果能巧妙的利用聚合物的原料性能，就會生產(chǎn)出多功能的產(chǎn)品，會比以往的設(shè)計有更好的商業(yè)和功能價值?，F(xiàn)今的設(shè)計需要日益復(fù)雜的幾何學(xué)和原料學(xué)。塑料能夠解決眾多不同類型的問題。然而，塑料與應(yīng)用之間的配合也至關(guān)重要。原料（樹脂）制造商在這方面有著豐富的經(jīng)驗。必須運(yùn)用他們的專業(yè)知識，將新型設(shè)計理念轉(zhuǎn)化為實際的產(chǎn)品。見圖4二、原材料比較 塑料不是金屬眾多的塑料設(shè)計仍然沿襲“金

6、屬零件”的設(shè)計理念。開題伊始，與其他傳統(tǒng)原材料相比，設(shè)計塑料原材料零件時需注重的要點。各類原材料的基本特性塑料原材料比起其他任何工業(yè)原材料，其特性可在很大的范圍內(nèi)變化多端。通過添加填料、增強(qiáng)材料和改性劑，其性質(zhì)會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)化。大多數(shù)塑料的基本性質(zhì)與金屬有著明顯區(qū)別。例如，通過直接對比，金屬具有更高的。 密度 最高使用溫度 剛性/強(qiáng)度 導(dǎo)熱性及導(dǎo)電性 而在 機(jī)械避震 熱伸縮性 斷裂伸長率 韌性 方面，工程塑料則具備更大的范圍。為了生產(chǎn)出功能性塑件，同時節(jié)約成本，有必要用創(chuàng)新設(shè)計，使塑料替代金屬。在這重新設(shè)計零部件的過程中，極有可能達(dá)至功能集成、結(jié)構(gòu)簡化的效果。不同的原材料性能有時在相同的操作條

7、件下，塑料會呈現(xiàn)出與金屬完全不同的表現(xiàn)。因此，對澆鑄金屬經(jīng)濟(jì)有效的功能設(shè)計，如果倉卒地用于塑料，將會很容易失敗。因此需要塑料設(shè)計者必須對這些原材料的性質(zhì)非常熟悉。變形性質(zhì)與溫度和時間的關(guān)系當(dāng)材料的使用溫度越接近它的熔點，溫度和時間將更直接影響原材料的形變表現(xiàn)。多數(shù)塑料在室溫或短時間暴露于應(yīng)力時，會呈現(xiàn)出機(jī)械性質(zhì)的改變。而另一方面，除非金屬接近其重結(jié)晶溫度（300C），否則它的機(jī)械性質(zhì)不會出現(xiàn)大幅度改變。如果使用溫度與形變率變化很大，工程熱塑性塑料的性質(zhì)也可以由硬脆向彈性變化。例如，安全氣袋張開門，在實際應(yīng)用（如爆炸性開啟）的過程中，其形變表現(xiàn)與慢速組裝配件的形變表現(xiàn)質(zhì)完全不同（如圖2）。同樣的

8、，卡扣配件也必須隨著溫度的冷熱來選擇不同的裝配方法。這里，溫度的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于裝載速率的影響。Fig. 3影響材料性質(zhì)的因素塑料的特性不僅僅是純原材料的性質(zhì)。在不同操作環(huán)境下，塑料組件的基本性質(zhì)會隨著不同的因素而改變（如紫外光輻射，如圖3）。如果原材料在不適用的范圍內(nèi)加工，再好的設(shè)計也會失敗。同樣的，制品并不能以加工過程來解決設(shè)計弱點。因此只有考慮到所有因素的優(yōu)化工藝，才能保證塑料零部件的質(zhì)量。Fig. 4與金屬不同，塑料對設(shè)計中的失誤沒有太大的承受力， 在設(shè)計塑料零件時，需要采用配合其特性的設(shè)計。因此，在設(shè)計之前，必須對產(chǎn)品所有的要求和限制條件進(jìn)行完整和細(xì)致的分析。三、節(jié)約成本設(shè)計 設(shè)計者對塑

9、料零部件最終的成本負(fù)有大部分的責(zé)任。他的決策預(yù)先決定了生產(chǎn)、模具制作和組裝的成本。后期的修正和優(yōu)化通常是昂貴和不可行的。原材料性能影響成本充分發(fā)揮塑料原材料特性的優(yōu)勢，在許多方面可以節(jié)約成本。 多功能一體化設(shè)計將幾種功能匯集在一個零部件上，可減少零件數(shù)量。 運(yùn)用低成本組裝技術(shù)卡扣，焊接裝置，固定裝置，雙料注塑技術(shù)等。 利用自潤滑特性減少對額外和持續(xù)潤滑油的需要 免卻表面處理程序塑料能著色、耐化學(xué)品和耐腐蝕、電器及熱絕緣等性質(zhì)。 成核作用同系列的原材料有不同的結(jié)晶周期，這是因為成核劑在熔融冷卻階段產(chǎn)生加速結(jié)晶效果。 成品設(shè)計影響成本除了以上提到的，注意以下各點能夠進(jìn)一步節(jié)約成本。 壁厚 優(yōu)化壁厚

10、分配可以影響原料成本，節(jié)省生產(chǎn)時間。 模具雙面模具可以減少對開數(shù)量。 公差要求過高的公差會增大產(chǎn)品的不合格率和質(zhì)量管理成本。 原料采用低變形聚合物來減少翹曲變形問題（如在玻纖材料中加入適量礦物），選擇快定型或快固化原料可以減少成型周期和冷卻時間， 見圖1按生產(chǎn)各步驟成本比較當(dāng)注塑零件從注射機(jī)中脫出時，應(yīng)立即準(zhǔn)備裝配，不需要任何額外的處理。如果需要進(jìn)行后處理，總體塑料成本則經(jīng)?？蓵嗟扔诮饘俪杀?。四、澆口的位置 錯誤地選擇澆口體系的類型，除了會引起加工問題，還會對塑料制品的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。因而，設(shè)計部門決不能低估澆口位置的重要性。設(shè)計者不但要進(jìn)行塑料制品的設(shè)計計算，還必須特別注意模具的澆口設(shè)

11、計。他們必須選擇正確的澆口體系以及澆點的數(shù)目和位置。澆口的類型和位置不同都將對制品的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。澆口位置的選擇將決定塑料制品以下性質(zhì)： 填充行為 制品的最終尺寸（公差） 收縮行為，翹曲 機(jī)械性能水平 表面質(zhì)量（外觀） 如果設(shè)計者選擇了錯誤的澆口，成型加工時幾乎不可能從優(yōu)化加工參數(shù)來矯正由此產(chǎn)生的后果。圖1制品在不同方向上的性能測定在注射成型過程中，長鏈的塑料分子、纖維填料和增強(qiáng)材料的取向主要由熔融塑料的流動方向決定，這導(dǎo)致了部件性能對方向的相關(guān)性（各向異性）。例如，流動方向上的伸展性能比垂直方向上的伸展性能要好得多（見圖1）。含有纖維增強(qiáng)材料的部件所受到的影響比不含纖維增強(qiáng)材料的部件要

12、大得多。纖維的取向也引起部件在水平和垂直方向上的收縮差異，這將異致部件發(fā)生翹曲。圖2a圖2b由于熔合線和空氣存集引起部件質(zhì)量下降當(dāng)模具中2條或更多的熔流會聚到一起時，就會產(chǎn)生熔合線。例如，在熔體需要流經(jīng)嵌件，或制品同時在幾點進(jìn)行澆注時，就會出現(xiàn)熔合線（見圖2a和2b）。而且，同一制品中不同的壁厚可能導(dǎo)致熔體前方分離，從而產(chǎn)生熔合線。當(dāng)應(yīng)從模具中排除的空氣被熔體封閉在模具中無法溢出時，就會產(chǎn)生空氣存集（出現(xiàn)氣泡）。熔合線和空氣存集通常被作為表面缺陷的表現(xiàn)。除了會使表面難看外，它們還會明顯降低受影響區(qū)域的機(jī)械性能，特別是沖擊強(qiáng)度（見圖3和圖4）。圖3熔合線引起的強(qiáng)度降低圖4澆口位置選擇不當(dāng)引起的不

13、利后果因為澆口常留下明顯痕跡，因而不能設(shè)置在對外觀表面要求高的區(qū)域。在任何一澆口區(qū)域都會產(chǎn)生高壓力（剪切），將明顯降低塑料樹脂的性能（圖5）。不含增強(qiáng)材料的塑料的熔合線質(zhì)量明顯高于含增強(qiáng)材料塑料的熔合線質(zhì)量。熔合線區(qū)域的質(zhì)量衰減因子與填料和增強(qiáng)材料的類型和含量有很大關(guān)系，加工助劑、阻燃劑等添加劑都對熔合線質(zhì)量有不利的影響。因而，很難評估這些因子對部件的最終強(qiáng)度的影響有多大。而且，熔合線區(qū)域在張力下有高的承載能力并不意味著它的耐沖擊能力或耐疲勞能力好。圖5由于含有纖維增強(qiáng)材料，熔合線區(qū)域的纖維的排列方向與流動方向垂直。這將明顯降低部件在這一點的機(jī)械性能（見圖6）。圖6正確的澆口位置復(fù)雜的模具不可

14、能沒有熔合線。如果不能減少熔合線的數(shù)目，就應(yīng)根據(jù)表面質(zhì)量和機(jī)械強(qiáng)度考慮將它們設(shè)置在模具不重要的位置。這可以通過改變澆口位置或增大/降低部件的壁厚來實現(xiàn)?；驹O(shè)計原則： 不要將澆口置于高壓力區(qū)域 盡量避免或減少熔合線 盡量使熔合線遠(yuǎn)離高壓力區(qū)域 對于增強(qiáng)型塑料，澆口位置決定零件的翹曲性能 提供足夠的排氣口以避免空氣存集 五、基本裝配技術(shù) 最佳裝配技術(shù) 第一部分一些被所有設(shè)計師認(rèn)可的簡單裝配技術(shù)如卡扣裝配、壓機(jī)裝配和螺紋裝配等，以其簡便、快速地裝配組件可大大地節(jié)約生產(chǎn)成本。 裝配技術(shù)分為“分離”和“集成”兩種類型。以下各項歸入集成裝配工藝。 焊接 固定 粘接 嵌入技術(shù) 90度角卡扣 分離裝配包括：

15、 小于90度角卡扣 螺扣裝配 中心裝配 壓機(jī)裝配 卡扣裝配設(shè)計卡扣裝配的最大優(yōu)勢是不需要增加額外裝配部件。塑料加工中最通用的卡扣類型有： 倒鉤型卡扣 圓柱形卡扣 球座型卡扣 在所有這些卡扣設(shè)計中，設(shè)計者必須確保配件的幾何尺寸，避免應(yīng)力松弛引起裝配部件松動。見圖1基本設(shè)計原理卡扣裝配的設(shè)計取決于使用的材料容許的變形。舉個例子，由于聚酰胺在干燥狀態(tài)下比常規(guī)狀態(tài)下能容許的變形更低，有必要加倍注意這種材料的應(yīng)用，玻璃纖維含量對材料的所允許變形也有很大的影響，因此對倒鉤允許的傾斜度也有影響。（見圖1）見圖2在倒鉤型卡扣裝配中，尖的倒鉤尖端可以減小倒鉤變形時的應(yīng)力（見圖2），這種設(shè)計能夠使應(yīng)力在整個倒鉤彎

16、桿部分均勻分散。倒鉤基部的應(yīng)力集中相對減小。裝配壓力也有相當(dāng)程度的減少。 忽略了倒鉤底部與構(gòu)件主體之間連接處的曲率半徑應(yīng)該是足夠大的問題，通常導(dǎo)致出現(xiàn)脆弱點。原則上說，應(yīng)該提供足夠大的曲率半徑來避免壓力集中。經(jīng)常將圓柱或球孔型卡扣裝配系統(tǒng)開槽，使其裝配起來更加方便，因此，槽尾不得設(shè)計成尖狀的邊緣。見圖3壓件裝配壓件裝配可以使塑料組件在最低的成本下進(jìn)行高強(qiáng)度裝配。例如對卡扣裝配來說，由于應(yīng)力松弛，高壓裝配的拉力強(qiáng)度隨著時間的流逝而減少（見圖3）。設(shè)計計算必須把它考慮進(jìn)去。另外，必須作使用溫度周期變化的試驗，以保證設(shè)計的可行性。螺紋裝配螺紋裝配由分離型、組合型螺桿或整體螺桿嵌件的運(yùn)用組成。 材料的

17、撓曲模量給螺件的合理裝配提供了指導(dǎo)。 例如， 帶螺紋的螺絲的彎曲模量可以達(dá)到2800Mpa。如果需要使用公制的螺絲，或者螺紋裝配需要多次來完成，這就需要采用 金屬的細(xì)紋嵌件。 見圖4為了避免不合格組件的產(chǎn)生，確保正確的軸套尺寸是關(guān)鍵的一環(huán)（見圖4）。螺件制造商可在這方面提出不少建議。見圖5由于產(chǎn)生的壓力會使螺母口張開，原則上應(yīng)避免塑料裝配中使用帶有錐形埋頭釘?shù)穆萁z（見圖5）。這種額外的壓力帶來一種可能的后果，就是螺母的熔接痕處容易開裂。六、材料選擇 一般來說，并沒有不好的材料，只有在特定的領(lǐng)域使用了錯誤的材料。因此，設(shè)計者必須要徹底了解各種可供選擇的材料的性能，并仔細(xì)測試這些材料，研究其與各種

18、因素對成型加工制品性能的影響。圖1傳統(tǒng)的熱塑性材料在注射成型中最常用的是熱塑性塑料。它又可分為無定型塑料和半結(jié)晶性塑料（見圖1）。這兩類材料在分子結(jié)構(gòu)和受結(jié)晶化影響的性能上有明顯不同（見圖2）。圖2一般來說，半結(jié)晶性熱塑性塑料主要用于機(jī)械強(qiáng)度高的部件，而無定型熱塑性塑料由于不易彎曲，則常被應(yīng)用于外殼。填料和增強(qiáng)材料熱塑性塑料備有未增強(qiáng)、玻璃纖維增強(qiáng)、礦物及玻璃體填充等種類產(chǎn)品。玻璃纖維主要用于增加強(qiáng)度、堅固度和提高應(yīng)用溫度；礦物和玻纖則具較低的增強(qiáng)效果，主要用于減少翹曲。玻璃纖維會影響到成型加工，尤其會對部件產(chǎn)生收縮和翹曲性。所以，玻璃纖維增強(qiáng)材料不能被未增強(qiáng)熱塑性塑料或低含量增強(qiáng)材料來替代，

19、而不會有尺寸改變（見圖3）。玻璃纖維的取向由流動方向決定，這將引起部件機(jī)械強(qiáng)度的變化。圖4為了論證這些影響，從注射成型片的橫向和縱向截取了10個測試條，并在同一個拉力測試儀上對它們的機(jī)械性能進(jìn)行了比較（見圖4）。對添加了30玻璃纖維增強(qiáng)的熱塑性聚酯樹脂，其橫向的拉伸強(qiáng)度比縱向（流動方向）低了32，撓曲模量和沖擊強(qiáng)度分別減少了43和53。在綜合考慮安全因素的強(qiáng)度計算中，應(yīng)注意到這些損失。在一些熱塑性塑料中加入了一系列增強(qiáng)材料、填料和改性劑來改變它們的性質(zhì)。在中，由這些添加劑產(chǎn)生的性能變化必須認(rèn)真地從手冊或數(shù)據(jù)庫(如Campus)中查閱，更好的是聽取原材料制造廠家的專家的技術(shù)建議（見圖5）。圖6濕

20、度的影響一些熱塑性材料，特別是PA6和PA66，吸濕性很強(qiáng)。這可能會對它們 的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。在進(jìn)行時，應(yīng)特別注意這種性能（見圖6和圖7）。圖7其他挑選準(zhǔn)則一些要求與加工注意事項和裝配有關(guān)。研究將幾種不同功能集中于一個部件也很重要，這可以節(jié)約昂貴的裝配費用。這個準(zhǔn)則對計算生產(chǎn)成本非常有益。在價格計算中可以看出，不但應(yīng)考慮原材料的價格，還應(yīng)注意，有高性能(剛性，韌性)的材料可以使壁厚更薄，從而縮短生產(chǎn)周期。因此，列出所有的標(biāo)準(zhǔn)，并對它們進(jìn)行系統(tǒng)性評估是很重要的。 一個韌性材料的選擇流程見圖8.圖8七、加強(qiáng)肋 理想的設(shè)計為了克服壁厚大可能引起的問題，使用是一種可減少壁厚并能增加

21、剛性的有效方法。 一般來說，部件的剛性可用以下方法增強(qiáng) 增加壁厚； 增大彈性模量（如加大增強(qiáng)纖維的含量）； 設(shè)計中考慮。 如果設(shè)計用的材料不能滿足所需剛性，則應(yīng)選擇具有更大彈性模量的材料。簡單的方法是增加塑料中增強(qiáng)纖維的含量。但是，在特定壁厚下，這種方法僅能使剛性呈線性增長。更有效的方法是使用經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的。由于慣性力矩增大，部件的剛性便會增大。在優(yōu)化的尺寸時，不但要考慮工程設(shè)計應(yīng)當(dāng)考慮的問題，還應(yīng)考慮與生產(chǎn)和外觀有關(guān)的技術(shù)問題。優(yōu)化的尺寸大的慣性力矩可很容易地通過設(shè)置又厚又高的來實現(xiàn)。但是對熱塑性工程塑料，這種方法常會產(chǎn)生制品表面凹痕、內(nèi)部空洞和翹曲等問題。而且，如果的高度過高，在負(fù)荷下結(jié)構(gòu)

22、將有可能膨脹。出于這種考慮，必須在合理比例內(nèi)保持的尺寸（見圖1）。圖1為確保帶的制品容易頂出，必須設(shè)計一個適當(dāng)?shù)拿撃ｅF度（見圖2）。圖2防止材料堆積對于表面要求非常高的組件，如汽車輪蓋的尺寸是非常重要的。正確的設(shè)計可以減少組件形成表面凹痕的可能，以提高組件的質(zhì)量。底部的材料積聚在圖1所示的圓中。這個圓的大小與的尺寸相關(guān)，應(yīng)該越小越好，這樣才能減小或避免凹痕。如果圓太大，可能會形成內(nèi)部空洞，制品的機(jī)械性能將會非常差。減少底部的應(yīng)力如果給一個有負(fù)載的組件，則底部可能會產(chǎn)生應(yīng)力。在這一部位如果沒有圓弧，可能會產(chǎn)生非常高的應(yīng)力集中（見圖3），通常會導(dǎo)致組件的斷裂和報廢。補(bǔ)救措施是建立一個半徑足夠大的圓

23、弧（圖1），使肋底部建立更好的應(yīng)力分布。圖3但如果圓弧半徑太大，也會增大上文提及的圓的直徑，而導(dǎo)致上文已經(jīng)提及的問題。圖4在塑料設(shè)計中，十字結(jié)構(gòu)是最好的，因為它能應(yīng)付許多不同的負(fù)荷排列變化（圖4）。正確設(shè)計的可承受預(yù)期應(yīng)力的十字結(jié)構(gòu)，可以確保在整個制品上的應(yīng)力均勻分布。在的十字交叉處形成的節(jié)點（圖5）代表材料的積聚，但可以將節(jié)點中心挖空,以防止產(chǎn)生問題。還必須注意，不要在交叉處和組件的邊相交的地方形成材料積聚（圖6）。圖5八、公差 隱含的成本要素注射成型制品不可能具有機(jī)械加工制品一樣的。雖然大多數(shù)人都意識到這一點，但還是常常被指定到無法達(dá)到的，或使具成本效益的生產(chǎn)變得不可能。 A注射成型一般分

24、為3種質(zhì)量等級，即一般用途的注射成型、技術(shù)注射成型和高精度注射成型。DIN16901標(biāo)準(zhǔn)指出，它們是根據(jù)在容許范圍內(nèi)（范圍1和2 ）注射成型制品的和尺寸來劃分的。 一般用途的注射成型要求低水平的質(zhì)量控制，其特點是低的退貨率和快的生產(chǎn)周期。 技術(shù)注射成型會比較昂貴，因為它對模具和生產(chǎn)過程有更高的要求，要求頻繁的質(zhì)量檢查，因而增加了退貨率。 第三種，即高精度的注射成型，要求精確的模具、最佳的生產(chǎn)條件和100連續(xù)的生產(chǎn)監(jiān)控。這將影響生產(chǎn)周期，增加單位生產(chǎn)成本和質(zhì)量控制成本。 設(shè)計者在決定注射模具制品的成本方面起了關(guān)鍵作用，他們必須確定商業(yè)上可行的，選定的雖然不必盡可能的嚴(yán)格，但必須足夠嚴(yán)格。商業(yè)上可

25、接受的產(chǎn)品一般是，產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但這還需要與應(yīng)用時的具體要求相結(jié)合來判斷（圖1）。 圖1熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性，不需要象具有高剛性、低延展性和低彈性的金屬一樣指定嚴(yán)格的范圍。影響的因素為了不對塑料部件制定過分嚴(yán)格的范圍，必須要注意一些影響注射成型制品尺寸準(zhǔn)確性的因素（圖2）。圖2模具制造的必須相對嚴(yán)格地遵守。設(shè)計者應(yīng)切記，脫模斜度的重要性在于它能使脫模容易及防翹曲（見圖3）。圖3一個與相關(guān)的問題是，當(dāng)成型品是由不同材料或不同壁厚制成。模后收縮值與方向和厚度相關(guān)。玻璃增強(qiáng)材料的這一性質(zhì)更明顯。玻璃纖維的取向性可在水平方向和垂直方向產(chǎn)生具有顯著性差異的收

26、縮，從而導(dǎo)致尺寸不準(zhǔn)確。塑料制品的幾何形狀對收縮也有影響，進(jìn)而影響到（圖4）。如果復(fù)雜的成型加工對的要求非常嚴(yán)格，必須要獲得模具原型有關(guān)收縮值和翹曲行為的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。生產(chǎn)和使用因為熱塑性塑料受使用條件的影響，因而決定它只需要生產(chǎn)還是同時需要使用非常重要。例如，熱塑性塑料的熱膨脹性可能比金屬的高10倍（圖5），一些塑料（如尼龍）的吸水性對制品使用的可靠性產(chǎn)生非常重要的影響。圖5使用半結(jié)晶性塑料時，必須考慮模后收縮。這種現(xiàn)象主要受注射成型的加工條件影響，可導(dǎo)致制品在脫模后發(fā)生尺寸變化。脫模后不必馬上進(jìn)行質(zhì)量控制。DIN16901標(biāo)準(zhǔn)指出，需要在標(biāo)準(zhǔn)氣候條件（23，50相對濕度）下儲存16h后或在適當(dāng)

27、的預(yù)處理后才可進(jìn)行質(zhì)量控制。建議DIN16901中指定的可作為塑料制品成本有效生產(chǎn)的下限，現(xiàn)代化的注射成型機(jī)器的技術(shù)使我們可以獲得比該標(biāo)準(zhǔn)中指定的數(shù)值更精確的。對高精度的注射成型，因為DIN16901已不再適用，各個工業(yè)部門已經(jīng)制定出了各自的表，。在任何時候，如果需要確定精確的，一定要與注塑廠或材料供應(yīng)商協(xié)商，以確定所需是否在技術(shù)上可行、商業(yè)上適用（圖6）。 圖6九、壁厚 在工程塑料零件的設(shè)計中，經(jīng)驗表明，有一些設(shè)計要點要經(jīng)常考慮，因此可將這些要點提煉為簡單的設(shè)計指南。這些要點之一就是的設(shè)計。對零件質(zhì)量有重要影響。對特殊零件標(biāo)準(zhǔn)的影響改變一個零件的，對以下主要性能將有顯著影響： 零件重量 在模

28、塑中可得到的流動長度 零件的生產(chǎn)周期 模塑零件的剛性 公差 零件質(zhì)量，如表面光潔度、翹曲和空隙 流程與的比率在設(shè)計的最初階段，有必要考慮一下所用材料是否可以得到所要求。流程與的比率對注塑工藝中模腔填充有很大影響。如果在注塑工藝中，要得到流程長、而薄，則聚合物應(yīng)具有相當(dāng)?shù)牡腿廴谡扯龋ㄒ子诹鲃尤劢猓┦欠浅１匾?。為了深入了解聚合物熔化時的流動性能，可以使用一種特殊的模具來測定流程（圖1、圖2）。 撓曲模量與的函數(shù)關(guān)系一塊平板的抗撓剛度由材料特有的彈性模數(shù)和該塊版的橫截面的轉(zhuǎn)動慣量所決定。如果未經(jīng)任何考證就自動增加以改進(jìn)塑料制品的剛性，通常會導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重問題，對結(jié)晶材料尤為如此。對玻璃纖維增強(qiáng)材料，

29、改變也會影響玻璃纖維的取向?？拷＞弑诿?，纖維按照流體流動方向取向。而在模具壁面橫截面的中央部位，纖維取向混亂，從而導(dǎo)致出現(xiàn)湍流。圖3對于玻纖增強(qiáng)塑料，有一個可精確區(qū)分出制品剛度的邊界區(qū)，這個邊界區(qū)將隨而減少。這就解釋了為什么當(dāng)增加則撓曲模量將減低（圖4）。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測試條(3,2 mm)所確定的強(qiáng)度值不能直接用來確定，否則將產(chǎn)生偏差，為估計出制品的性能，有必要使用安全系數(shù)。圖4所以說，如果不考慮后果就增加，將使材料和生產(chǎn)成本增加，而剛性并未有增加。圖5是否要增加？增加不僅決定了機(jī)械性能，還將決定成品的質(zhì)量。在塑料零件的設(shè)計中，很重要的一點是盡量使均勻。同一種零件的不同可引起零件的不同收縮性，根

30、據(jù)零件剛性不同，這將導(dǎo)致嚴(yán)重的翹曲和尺寸精度問題（圖6）。為取得均勻的，模制品的厚壁部分應(yīng)設(shè)置模心（圖5）。此舉可防止形成空隙，并減少內(nèi)部壓力，從而使扭曲變形減至最小。零件中形成的空隙和微孔，將使橫截面變窄，內(nèi)應(yīng)力升高，有時還存在切口效應(yīng)，從而大大降低其機(jī)械性能。圖6十、焊接技術(shù) 最佳裝配技術(shù)-第二部分除了在本系列第7部分中所描述的裝配技術(shù)外，塑料零件連接中還可以使用許多其他不同的焊接方法。為確保低成本、有效功能設(shè)計，在設(shè)計的早期階段，十分有必要選擇一種適宜的焊接方法，并對所需連接幾何形狀給予充分考慮。對不用其他裝配零件而永久性聯(lián)結(jié)的塑料零件的裝配可采用焊接方法。焊接方法的選擇依據(jù)以下幾種標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)模塑零件的幾何形狀，所使用的原料,