塑料模現(xiàn)代設計

塑料?，F(xiàn)代設計第一頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計在設計塑件時必須考慮以下幾方面的因素：(1)塑料的物理機械性能。(2)塑料的成型工藝性。(3)塑料形狀應有利于充模流動、排氣、補縮，同時能適應高效冷卻硬化(熱塑性塑料制品)或快速受熱固化(熱固性塑料制品)。(4)塑件在成型后收縮情況及各向收縮率差異。(5)模具的總體結構，特別是抽芯與脫出塑件的復雜程度。(6)模具零件的形狀及其制造工藝。塑料性能特點模具性能特點第二頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計塑料制件設計原則：

①在保證使用要求的前提下盡量選用價格低廉和成型性能較好的塑料。②力求結構簡單、壁厚均勻、成型方便，利于模具分型、排氣、補縮和冷卻。③塑件結構應能使其模具的總體結構盡可能簡化，避免模具側抽芯和簡化脫模機構。④塑件成型以后盡量不再進行機械加工。塑料制件的選材方法：

通過塑料的特性表進行選擇和比較。選出要求的材料后，再判斷所選的材料是否滿足制品的使用條件，最好是通過試樣做試驗。然后按試驗所形成的設想來制作原形模具，再通過原型模具生產的試驗制品來確認目標值，這樣會使塑料材料的選擇更為準確。第三頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計塑件設計的主要內容：

尺寸和精度表面光潔度形狀斜度壁厚加強筋支承面圓角孔螺紋嵌件標志、符號、文字塑件美術造型設計第四頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計一、尺寸和精度塑件的尺寸——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）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。影響塑件尺寸精度的因素:塑件成型后的時效變化塑料收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化模具的制造精度、磨損程度和安裝誤差對小尺寸制品：影響制品尺寸精度的主要因素是模具的制造精度；對大尺寸制品：影響制品尺寸精度的主要因素是塑料的成型收縮率。第五頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計幾點注意：模塑件公差代號為MT(見表2-0-1)，MT1級精度最高。塑件精度的確定應該合理，盡可能選用低精度等級。塑件尺寸的A類和B類1、2級精度要求較高，目前一般不采用。一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2—3級。具體做法：將表2-0-1和表2-0-2結合起來使用.第六頁，共六十五頁，2022年，8月28日第七頁，共六十五頁，2022年，8月28日第八頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計二、表面光潔度表面質量表面光潔度、光亮程度色彩均勻性表面缺陷：縮孔、凹陷推桿痕跡對拼縫、熔接痕、毛刺等一般模具表面光潔度要比塑件的要求高1級對于透明制品型腔和型芯粗糙度一致。非透明制品的隱蔽面可取較大粗糙度，即型芯表面相對型腔表面略為粗糙。第九頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計色紋銀色條紋(干燥不充分;空氣混入導致;熱分解、劣化產生)凹痕縮痕熔接痕第十頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計三、形狀

塑件的內外表面形狀應設計得易于模塑，即在開模取出塑件時，盡可能不采用復雜的瓣合分型與側抽，為此塑件要盡量地避免旁側凹陷部分。側抽芯或瓣合(可拆式)陰模與陽模不但提高了模具制造成本，降低了生產效率，而且還會在分型面上留下毛邊，增加后加工的困難。通常，只要適當改變塑料制件的結構，即能改變這種情況，使模具結構大大簡化。圖2-0-1至圖2-0-6所示為幾個典型例子。第十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圖2-0-1帶側孔容器改變側凹側孔側凹第十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計第十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圖2-0-2噴霧器噴頭長孔改變側凹圖2-0-3內側凹改進第十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圖2-0-5避免杯把側向分型或抽芯圖2-0-4采用直紋滾花避免側凹第十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圖2-0-6改變制件形狀避免側孔抽側型芯改成有臺階的側壁增加脫模斜度第十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計第十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計改善形狀練習：第十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圖2-0-7可強制脫出的淺側凹當塑件的內外側凹陷在合理范圍之內，同時成型塑件的塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛這類仍帶有足夠彈性的塑料時，模具可采取強制脫模，同時還要重視將凹凸起伏處設計為圓角或斜面過渡結構。但多數(shù)情況下塑件側凹不能強制脫出，必須采用其它結構的模具。第十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計可強制脫出的淺側凹和淺側凸第二十頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計四、斜度為了便于塑件脫模，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α，在模具上稱為脫模斜度。脫模斜度取決于一般取斜度值為1~1.5°，最小0.5°。塑件上的凸起或加強筋單邊應有4~5°的斜度。有時，為了在開模時讓塑件留在凹模內或型芯上，有意將該邊斜度減小。影響脫模斜度因素：塑件的形狀、壁厚、摩擦系數(shù)及塑料的收縮率。第二十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計第二十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計脫模斜度方向內形以小端為基準，斜度由擴大方向取得外形以大端為基準，斜度由縮小方向取得脫模斜度設計要點：塑件精度高，采用較小脫模斜度尺寸高的塑件，采用較小脫模斜度塑件形狀復雜不易脫模，選用較大斜度收縮率大，斜度加大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從留模方位考慮:留在型芯，內表面脫模斜度﹤外表面留在型腔，外表面脫模斜度﹤內表面第二十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計五、壁厚

壁厚過小壁厚過大強度及剛度不足，塑料流動困難原料浪費，冷卻時間長，內部易產生氣泡、外部易產生凹陷等缺陷塑件壁厚設計原則：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無法避免壁厚不均時，可做成傾斜狀使壁厚逐漸過渡第二十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計

熱固性塑料的小型塑件，壁厚取2.5～1.6毫米，大型塑件3.2～8毫米。布基酚醛等流動性差的塑料應取較大值，但一般不宜大于10毫米。脆性塑件壁厚應不小于3.2毫米。熱塑性塑料易于成型薄壁制件，壁厚能達到0.25毫米，但一般不宜小于0.60～0.9毫米，常選取2～4毫米。第二十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計同一個塑料零件的壁厚應盡可能一致，否則會因冷卻或固化速度不同產生附加內應力。熱塑性塑料會在壁厚處產生縮孔；熱固性塑料發(fā)生翹曲變形。圖2-0-10手柄壁厚改善圖2-0-11塑料軸承壁厚改善圖2-0-12塑件底厚改善第二十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圖2-0-14帶嵌件側壁厚度改善圖2-0-13塑件圓柱部分壁厚改善第二十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計第二十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計改善壁厚練習：第二十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計六、加強筋與其它防止變形的結構設計加強筋的作用：不增加壁厚的情況下，增加制品強度，防止和避免制品變形翅曲；降低塑件的充模阻力。(a)易產生縮孔和凹痕，且易發(fā)生翹曲。(b)為采用加強筋改善壁厚。大型平面上縱橫布置的加強筋能增加塑件的剛性，沿著塑料流向的加強筋，還能降低塑料的充模阻力。圖2-0-16為采用加強筋防止翹曲。(a)(b)第三十頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計第三十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計加強筋的典型形狀、尺寸：①厚度小于塑件壁厚，若加強筋設計得過厚，則在其對應的壁上產生凹陷。②壁厚為t，加強筋高度L=(1～3)t，筋條寬A=(1/4～2/3)t，筋根過渡圓角R=(1/8～1/4)t，收縮角α=2°～5°，筋端部圓角r=（1/8～1/4)t，當t≤2mm，取A=t。③加強筋必須有足夠的斜度，筋的底部應呈圓弧過渡。加強筋以設計得矮一些多一些為好。加強筋之間中心距應大于塑件厚度.。第三十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計加強筋的設計要點：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。平板類零件加強筋方向與料流方向平行加強筋厚度小于壁厚筋的方向不能防礙塑料收縮第三十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計應避免或減少塑料局部集中，否則會產生縮孔、氣泡。加強筋與支承面間留有間隙第三十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計容器邊緣的增強(薄壁容器邊緣是強度、剛性最薄弱處，容易變形、開裂)薄殼狀的制件可制作成球面或拱面，可有效增加剛性和減少變形。圖2-0-19容器底和蓋的增強第三十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計矩形薄壁容器若采用軟塑料，側壁容易出現(xiàn)內凹變形，如果事先把制件側壁設計成稍許外凸，使變形后正好平直(b)，這是理想情況，難以實現(xiàn)；也可將制品各邊均設計成向外凸出的弧形，使變形不易看出(c)。第三十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計七、支承面若以塑件的整個底面作主承面，塑件稍許翹曲或變形就會使底面不平，影響支撐效果。圖2-0-22用底腳或凸邊作支承面支承面的結構形式：第三十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計緊固用的凸耳或臺階應有足夠的強度以承受緊固時的作用力，應避免臺階突然過渡和尺寸過小，a圖是錯誤的，b圖塑件利用凸邊支承，凸耳用加強筋增強是正確的。圖2-0-24塑件緊固用凸耳若加強筋凸出支承面，會影響擺放的穩(wěn)定性。圖2-0-23加強筋與支承面第三十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計凸臺一般應位于邊角部位其高度不應超過直徑的兩倍其幾何尺寸應小凸臺設計實例：凸臺設計要點：是用來增強孔或裝配附件、或為塑件提供支撐的截錐臺或支撐塊凸臺——第三十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計八、圓角塑件除了使用上要求采用尖角之處外，其余所有轉角處均應盡可能采用圓角或圓弧過渡。第四十頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圓角的作用：圓角可避免應力集中，提高制件強度

圓角可有利于充模和脫模圖2-0-26制件圓角改善充模阻力圖2-0-25R/A與應力集中系數(shù)的關系圓角有利于模具制造，提高模具強度圓角增加了制件的美觀

第四十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圓角的確定：內壁圓角半徑應為壁厚的一半外壁圓角半徑可為壁厚的1.5倍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、外圓角半徑理想的內圓角半徑應為壁厚的1/3以上第四十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計九、孔的設計

塑件上常見的孔有通孔、盲孔、形狀復雜的孔、螺紋孔等。這些孔均應設置在不易削弱塑件強度的地方。在孔之間和孔與邊壁之間均應留有足夠的距離。孔的直徑和孔與邊壁最小厚度之間的關系如表2-0-4所列。孔間距或孔邊距過小時的改進第四十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計孔與孔的邊緣，或孔邊與制品外邊緣之間距離不小于孔徑。常見孔的設計要求：緊固用的孔和其它受力的孔，應設凸臺予以加強。圖2-0-27孔邊緣的加強h﹤（3～5）d；d﹤1.5mm時，h﹤3d肓孔的深度：當通孔孔徑﹤1.5mm，由于型芯易彎曲折斷，不適于模塑成型第四十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計通孔的成型：

型芯無論用何種固定方法，孔的深度均不能太大，否則型芯會彎曲。壓制成型時尤其應該注意?？咨钆c孔徑關系：一端固定時，壓制L=2D，注塑L=4～6D；一端固定另一端支撐時孔深L可翻倍。第四十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計盲孔的成型：盲孔只能用一端固定的型芯來成型。因此其深度應淺于通孔。根據經驗，①注射成型或壓注成型時，孔深應小4d。②壓注成型時孔的深度，則應更淺些，平行于壓制方向的孔一般不超過2.5d，垂直于壓制方向的孔為2d。③直徑過小(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經機械加工的辦法來獲得。如能在模塑時在鉆孔位置壓出定位淺孔，則給后加工帶來很大方便。對于長孔的成型，為防止細長型芯彎曲變形，在不影響塑件的條件下，可在塑件的下方設支承柱來支撐。第四十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計斜孔或復雜孔的成型：可采用拼合的型芯來成型，以避兔抽側型芯第四十七頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計十、螺紋設計塑件中的螺紋可用模塑方法成型出來，或切削方法獲得。經常拆裝或受力大的螺紋，要采用金屬螺紋嵌件來成型。分類模塑螺紋常見牙形：(a)標準螺紋——最常用(b)矩形螺紋(c)梯形螺紋(d)鋸齒形螺紋(e)圓弧形螺紋(f)V形螺紋第四十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計

塑件上的螺紋應選用螺牙尺寸較大者，螺紋直徑較小時就不宜采用細牙螺紋，如螺紋牙過細將會影響使用強度。模塑的螺紋不能達到高精度，一般低于GB3級，螺紋外徑不能小于2mm。塑料螺紋與金屬螺紋的配合長度不宜過長，一般不大于螺紋直徑的1.5倍，否則會因為收縮值不同互相干涉而產生附加內應力，使連接強度降低。第四十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計螺紋成型方法有以下幾種；

(1)采用成型桿或成型環(huán)在成型之后從制品上擰下來；(2)陽螺紋采用瓣合模成型，陰螺紋采用可收縮的多瓣型芯成型，這時工效高，但精度較差，還可能帶有不易除盡的飛邊；(3)要求不高的陰螺紋(如瓶蓋螺紋)用軟塑料成型時，可強制脫模，而不必從陽模上擰下，這時螺牙斷面最好設計得淺一些，且呈圓形或梯形斷面，如圖2-0-30所示。圖2-0-30能強制脫出的圓牙螺紋細牙螺紋盡量不直接成型，而是采用金屬螺紋嵌件。第五十頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計為了防止螺孔最外圈的螺紋崩裂或變形，應使陰螺紋始端有一臺階孔，孔深0.2～0.8毫米，并且螺紋牙應漸漸凸起，如圖2-0-31所示。圖2-0-31塑件陰螺紋的正誤形狀第五十一頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計同樣制件的陽螺紋其始端也應下降0.2毫米以上，末端不宜延長到與垂直底面相接處，否則易使脆性塑件發(fā)生斷裂。圖2-0-32塑件陽螺紋的正誤形狀第五十二頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計螺紋的始端和末端均不應突然開始和結束，而應有過渡部分l，其值可按表2-0-6選取。

螺紋孔到邊緣的距離大于1.5倍的螺紋外徑，螺孔距大于0.75倍螺紋外徑，都大于塑件壁厚的1/2第五十三頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計在同一螺紋型芯(或型環(huán))上有前后兩段螺紋時，應使兩段螺紋旋轉方向相同，螺距相等，如圖2-0-33a所示，否則無法將塑件從螺紋型芯(或型環(huán))上擰下來。當螺距不等或旋轉方向不同時，就要采用兩段型芯(或型環(huán))組合在一起，成型后分段擰下，如b圖所示。圖2-0-33兩段同軸螺紋的設計第五十四頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計十一、嵌件設計在塑件內壓入其它的零件形成不可拆卸的連接，此壓入零件稱為嵌件。嵌件可以是金屬、玻璃、木材或已成形的塑件。嵌件的作用：提高塑件力學性能和磨損壽命起導電、導磁作用提高塑件的尺寸穩(wěn)定性、尺寸精度起緊固、連接作用降低塑料消耗嵌件的缺點：使模具結構復雜，降低塑件的生產效率，難于實現(xiàn)自動化。第五十五頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圖2-0-34幾種常見的金屬嵌件其它特種用途的嵌件，式樣很多，如沖制的薄壁嵌件，薄壁管狀嵌件等等，非金屬嵌件如圖2-0-35(以黑色塑件作嵌件的透明儀表殼)所示，它系用ABS黑色塑料作嵌件的改性有機玻璃儀表殼。第五十六頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圖2-0-36各種金屬嵌件在制件內的固定方法金屬嵌件與塑料應牢固連接：為了防止嵌件受力時在制件內轉動或拔出，嵌件表面必須設計有適當?shù)姆菸铩５谖迨唔?，共六十五頁?022年，8月28日第二章塑料制件的設計圖2-0-37圓柱形外螺紋嵌件在模內裝固方法嵌件必須可靠定位或密封：防止在成型過程中受到高壓塑料流的沖擊而產生位移或變形，或者使塑料擠入嵌件上預留的孔或螺紋線中。圓柱形嵌件一般插入模具相應的孔中加以固定：第五十八頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圖2-0-38圓環(huán)形內螺紋嵌件在模內裝固方法非通孔的螺紋嵌件直接插在模具的圓形光桿上(圖a)凸出臺階與模具的孔相配合，以增加定位的穩(wěn)定性和密封性(圖b、c)內部臺階與插入桿密合(圖d)對于通孔的螺紋套管，采用具有陽螺紋的插入件將嵌件擰在上面再插入模具(圖e)第五十九頁，共六十五頁，2022年，8月28日第二章塑料制件的設計圖2-0-39細長的嵌件在模內支撐固定無論桿形或環(huán)形嵌