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第二章塑膠成型基礎(chǔ)塑膠成型工藝及模具設(shè)計(jì)2.1塑膠成型基礎(chǔ)理論2.1.1高聚物的三種物理、力學(xué)狀態(tài)及其應(yīng)用2.1.2成型加工中塑膠受到的應(yīng)力和應(yīng)變2.1.3塑膠熔體的流變性能2.1.4對(duì)塑膠粘度的調(diào)節(jié)2.1.5分子定向2.1.6熱固性塑膠流變學(xué)2.1.1高聚物的三種物理、力學(xué)狀態(tài)及其應(yīng)用
塑膠的物理狀態(tài):玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)塑膠的物理狀態(tài)與它本身的溫度有關(guān)。如圖2-1所示。A塑膠呈現(xiàn)剛性固體狀,為玻璃態(tài)。C高聚物呈現(xiàn)柔軟的彈性狀,稱(chēng)高彈態(tài)。E繼續(xù)升高溫度,分子熱運(yùn)動(dòng)能量進(jìn)一步增大,至能解開(kāi)分子鏈間的纏結(jié)而發(fā)生整個(gè)大分子的滑移,在外力作用下便發(fā)生粘性流動(dòng),稱(chēng)粘流態(tài)。Tb稱(chēng)為脆化溫度,是高聚物保持高分子力學(xué)特性的最低溫度。Td稱(chēng)為分解溫度,在溫度高於Td後,高分子主鏈發(fā)生斷裂,這現(xiàn)象稱(chēng)為降解。圖2-2是結(jié)晶型高聚物的溫度—形變曲線。2.1.2成型加工中塑膠受到的應(yīng)力和應(yīng)變
只有在受到外力作用而產(chǎn)生應(yīng)變時(shí),塑膠才會(huì)流動(dòng)和變形。應(yīng)力有三種類(lèi)型:
剪切應(yīng)力、拉伸應(yīng)力、壓縮應(yīng)力,因而對(duì)應(yīng)產(chǎn)生三種應(yīng)變(在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的形狀與尺寸變化叫做應(yīng)變):
剪切應(yīng)變、拉伸應(yīng)變和壓縮應(yīng)變。剪切應(yīng)力對(duì)塑膠的成型最為重要。如圖2-32.1.3塑膠熔體的流變性能
研究物質(zhì)形變與流動(dòng)的科學(xué)稱(chēng)為流變學(xué)
⑴牛頓型流體
⑵非牛頓型流體2.1.3塑膠熔體的流變性能
⑴牛頓型流體
符合下式的流體稱(chēng)為牛頓型流體:
以切應(yīng)力τ對(duì)剪切速率或者以粘度η對(duì)剪切速率作用所得到的曲線稱(chēng)為流體的流動(dòng)(或流變)曲線,它是確定塑膠成型加工工藝條件的重要依據(jù)。圖2-4
牛頓型流體的的流動(dòng)曲線特點(diǎn):圖2-5、圖2-62.1.3塑膠熔體的流變性能⑵非牛頓型流體
非牛頓型流體包括粘性流體、粘彈性流體和時(shí)間依賴(lài)性流體。粘性流體又分為賓哈流體、膨脹性流體和假塑性流體.實(shí)際中,幾乎絕大多數(shù)聚合物熔體和熔液的流動(dòng)行為都接近於假塑性流體。見(jiàn)圖2-7
2.1.3塑膠熔體的流變性能假塑性流體可用指數(shù)流動(dòng)規(guī)律來(lái)描述:非牛頓液體的粘度也稱(chēng)為表觀粘度則
n—流動(dòng)行為指數(shù),對(duì)牛頓流體n=1,假塑性流體n<1,n值越小則流體的非牛頓性越強(qiáng)。
K—流體稠度,k值越高,流體粘度越大。如圖2-82.1.4對(duì)塑膠粘度的調(diào)節(jié)
從成型工藝出發(fā),欲獲得理想的粘度,主要取決於對(duì)溫度、剪切速率及壓力。
1.溫度
提高其溫度不超過(guò)分解溫度,粘度可下降。但是,將溫度調(diào)節(jié),對(duì)有的塑膠效果頗佳,有的則差。如圖2-9
2.剪切速率絕大多數(shù)塑膠熔體屬於塑性流體,具有表現(xiàn)粘度隨剪切速率或切應(yīng)力的增大而減小的流變性能。與溫度一樣,各種假塑性塑膠的粘度對(duì)其所受剪切速率發(fā)生改變的敏感性亦不一致。如圖2-10、2-11
2.1.4對(duì)塑膠粘度的調(diào)節(jié)3.壓力提高壓力(注射壓力和擠壓壓力)對(duì)塑膠粘度起增大作用。粘度對(duì)壓力的敏感性也因塑膠品種而異。成型製品時(shí),應(yīng)注意模具溫度狀況和澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同樣對(duì)塑膠熔體充模流動(dòng)粘度發(fā)生重要影響,要真正實(shí)現(xiàn)合理的粘度,還必須包括這部分的設(shè)計(jì)要合理。2.1.5分子定向1.分子取向機(jī)理
塑膠中的聚合物大分子、細(xì)而長(zhǎng)的纖維狀填料分子在成型過(guò)程中由於受到應(yīng)力作用而產(chǎn)生分子整齊、平行排列的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱(chēng)之為分子取向。如圖2-122.1.5分子定向2.分子定向作用有定向分子存在將對(duì)製品的力學(xué)性能、收縮與變形產(chǎn)生重要影響。2.1.5分子定向3.影響分子定向的因素
定向方向在流動(dòng)取向下,分子方向沿著料流方向平行排列。料流方向又取決於料流進(jìn)入型腔的位置即澆口位置,故在型腔一定時(shí)影響分子定向方向的因素是澆口位置。
定向程度分子定向程度與塑膠的類(lèi)別和塑膠製品的壁厚大小有關(guān)。此外,分子定向程度還與注射工藝條件及模具的澆口設(shè)計(jì)關(guān)係密切,現(xiàn)將其各項(xiàng)影響及相互關(guān)係歸納列於表2—2中。2.1.6熱固性塑膠流變學(xué)
熱固性塑膠的流變性與熱塑性塑膠的有著本質(zhì)差異,因其粘度是隨分子的交聯(lián)反應(yīng)而發(fā)生變化,在成型熱固性塑膠製品過(guò)程中的粘度變化是不可逆轉(zhuǎn)的,因此在制訂成型工藝條件和模具設(shè)計(jì)時(shí)要十分重視對(duì)溫度的合理選擇和控制。圖2-13
熱固性塑膠製品分子定向現(xiàn)象是無(wú)法消除的。為此,在設(shè)計(jì)模具對(duì)應(yīng)該考慮這樣一個(gè)問(wèn)題:澆口的位置和形狀能左右塑膠的流動(dòng)方向和定向程度,應(yīng)使塑膠在模內(nèi)流動(dòng)所產(chǎn)生的分子取向方向與製品在使用中的受力方向保持一致。2.2注射工藝過(guò)程及主要成型工藝參數(shù)2.2.1注塑工藝過(guò)程2.2.2主要成型工藝參數(shù)2.2.1注塑工藝過(guò)程
注射模塑簡(jiǎn)稱(chēng)注塑,用注塑成型的製品z占塑膠製品的30%左右。幾乎能加工所有的熱塑性塑膠和部分熱固性塑膠。
注塑成型的製品具有以下特點(diǎn):製品形狀複雜,尺寸精確,生產(chǎn)率高,成形週期短,成本低,製品可帶有金屬嵌件。
注塑成形的產(chǎn)品有:冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)器、飲水機(jī)等外殼2.2.1注塑工藝過(guò)程2.2.1注塑工藝過(guò)程2.2.1注塑工藝過(guò)程2.2.1注塑工藝過(guò)程1.注射前的準(zhǔn)備2注射成型過(guò)程3製品的後處理2.2.1注塑工藝過(guò)程1.注射前的準(zhǔn)備
1)原料外觀的檢驗(yàn)和工藝性能的測(cè)定
2)物料的預(yù)熱和乾燥
3)嵌件的預(yù)熱
4)料筒的清洗
5)脫模劑的選用2.2.1注塑工藝過(guò)程2.注射成型過(guò)程
1)加料
2)加熱塑化:粉狀或粒狀的物料在料筒內(nèi)加熱熔融成粘流態(tài)並具有良好的可塑性。
3)加壓注射
4)保壓
5)冷卻定型
6)脫模2.2.1注塑工藝過(guò)程3.製品的後處理原因:由於塑化不均勻或由於塑膠在型腔內(nèi)的結(jié)晶、取向和冷卻的不均勻,或由於金屬嵌件的影響和塑件二次加工不當(dāng)?shù)仍颍芗?nèi)部不可避免地存在一些內(nèi)應(yīng)力,從而導(dǎo)致塑件在使用過(guò)程中產(chǎn)生變形或開(kāi)裂。
方法:退火處理、調(diào)濕處理
2.2.1注塑工藝過(guò)程3.製品的後處理(1)退火處理
塑件放在一定溫度的紅外線或迴圈熱風(fēng)烘箱、液體介質(zhì)中(礦物油,石蠟)一段時(shí)間,再緩慢冷卻。消除塑件的內(nèi)應(yīng)力,提高塑件的性能。退火的溫度:高於使用溫度10~20℃,低於相變溫度10~20℃。(2)調(diào)濕處理
將剛從模具中脫出的塑件放在熱水中(100~120℃),隔絕空氣,進(jìn)行防氧化處理,達(dá)到吸濕平衡。調(diào)濕後緩冷至室溫。使塑件顏色、性能以及尺寸得到穩(wěn)定注塑工藝過(guò)程圖2-142.2.2主要成型工藝參數(shù)(1).溫度
料筒溫度:保證塑膠塑化良好,能順利實(shí)現(xiàn)注射,又不引起塑膠分解。噴嘴溫度:通常略低於料筒溫度模具溫度:對(duì)塑膠熔體在型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑膠製品內(nèi)在性能與表面品質(zhì)影響很大。
脫模溫度
2.2.2主要成型工藝參數(shù)(2).壓力塑化壓力:採(cǎi)用螺桿式注射機(jī)時(shí),螺桿頂部塑膠熔體在螺桿旋轉(zhuǎn)後退時(shí)所受的壓力,亦稱(chēng)為背壓。注射壓力:柱塞或螺桿頂部對(duì)塑膠熔體所施加的壓力。作用:克服熔體流動(dòng)充模過(guò)程中的流動(dòng)阻力;使熔體具有一定的充模速率;對(duì)熔體進(jìn)行壓實(shí)。
2.2.2主要成型工藝參數(shù)(3).時(shí)間:注射時(shí)間:柱塞或螺桿前進(jìn)的時(shí)間(10s)保壓時(shí)間:柱塞或螺桿停留在前進(jìn)位置的時(shí)間(20-120s)
冷卻時(shí)間:30-120s
模塑週期:它由注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間和輔助時(shí)間四部分組成。圖2-15表示了它們的關(guān)係。2.3塑膠的成型特性2.3.1流動(dòng)性2.3.2收縮性、收縮率、比熱容和壓縮率2.3.3結(jié)晶性、相容性、熱敏性、固化和熔體破裂2.3.4熔結(jié)痕、內(nèi)應(yīng)力2.3.1流動(dòng)性
流動(dòng)性:塑膠在一定的溫度和壓力下填充模具型腔的能力1、合理選擇流動(dòng)性
遇到成型形狀複雜、壁薄或尺寸較大的製品時(shí),產(chǎn)品設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮在滿(mǎn)足製品使用性能的前提下,優(yōu)先選擇流動(dòng)性好的塑膠來(lái)成型。2、流動(dòng)性等級(jí)測(cè)定流動(dòng)性的方法用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試模具(儀器),測(cè)定值越高,表明流動(dòng)性越好。熱固性塑膠可用拉西格試驗(yàn)值來(lái)表徵。人們習(xí)慣引用與塑膠流動(dòng)性相關(guān)的塑膠溢料間隙(溢邊值)概念。所謂溢料間隙是指熔體塑膠在成型高壓下不得流過(guò)的最大間隙值。2.3.2收縮性、收縮率、比熱容和壓縮率1、收縮性和收縮率造成收縮的因素及各種收縮現(xiàn)象如:
(1)熱脹冷縮(2)塑膠品種(3)成型工藝{收縮率受工藝條件(壓力、溫度、時(shí)間)的影響很大)}(4)模具結(jié)構(gòu)(5)塑件結(jié)構(gòu)製品的成型收縮率常用室溫下模具直線尺寸與製品相應(yīng)的直線尺寸之差及其與製品直線尺寸的比值來(lái)表示稱(chēng)為成型收縮流量。用%表示則稱(chēng)為成型收縮率A—室溫下模具的直線尺寸B—室溫下製品的直線尺寸Qn—收縮率
注:由於收縮率與塑件結(jié)構(gòu)有關(guān),所以設(shè)計(jì)模具時(shí),需根據(jù)模塑收縮率來(lái)計(jì)算型腔的尺寸。
2、比熱容和壓縮率
比熱容是單位重量的鬆散塑膠所佔(zhàn)有的體積。壓縮率是鬆散塑膠的體積與同重量塑膠的體積之比。用它們可計(jì)算出每模塑膠需要的注射量(cm3)或模具加料腔的容積尺寸。注射量是決定設(shè)備的主要條件。2.3.3
結(jié)晶性、揮發(fā)物含量、相容性、熱敏性、固化和熔體破裂1、結(jié)晶性
結(jié)晶性即指聚合物分子能做空間規(guī)則排列生成結(jié)晶的能力。聚合物的結(jié)晶性與它們的結(jié)晶度能力大小有關(guān)。結(jié)晶型塑膠收縮大。結(jié)晶形是各向異性體,非結(jié)晶形是各向同性體。結(jié)晶塑膠成型特性:
1)結(jié)晶溶解需要熱量
2)冷凝時(shí)放出熱量多
3)硬化狀態(tài)時(shí)與熔融時(shí)的密度相差大,成型收縮大,易發(fā)生縮孔、縮松
4)分子的定向作用和收縮的方向性結(jié)晶形塑膠製品易變形扭曲
5)冷卻速度對(duì)結(jié)晶度影響很大緩冷可以使結(jié)晶度上升,控制模溫十分重要2、揮發(fā)物含量
塑膠中的揮發(fā)物包括水、氯、空氣、甲醛等低分子物質(zhì)3、相容性指兩種或兩種以上不同品種的塑膠,在熔融狀態(tài)下產(chǎn)生相分離現(xiàn)象的能力。通過(guò)塑膠的這一性質(zhì),可以得到類(lèi)似共聚物的綜合性能,是改進(jìn)塑膠性能的重要途徑之一。4、熱敏性和和水敏性指某些熱穩(wěn)定性差的塑膠,在料溫高和受熱時(shí)間長(zhǎng)的情況下就會(huì)產(chǎn)生降解、分解、變色的特性,具有這種特性的塑膠叫做熱敏性塑膠分解時(shí)產(chǎn)生單體、氣體、固體;有的氣體對(duì)人、設(shè)備、模具有害。因而必須控制成型溫度、模溫、加熱時(shí)間等必要時(shí)加穩(wěn)定劑有的塑膠即使含有少量的水分,但在高溫高壓下也會(huì)發(fā)生分解,具有這種傾向的塑膠稱(chēng)為水敏性塑膠。這種塑膠需預(yù)先加熱乾燥。5、固化
熱固性塑膠成型過(guò)程中,樹(shù)脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),分子結(jié)構(gòu)由線型變?yōu)轶w型,塑膠由既可熔又可溶變?yōu)榧炔蝗塾植蝗艿臓顟B(tài)。6、熔體破裂當(dāng)一定熔體指數(shù)的塑膠熔體在恒溫下通過(guò)噴嘴孔時(shí),其流速超過(guò)一定值後,擠出的熔體表面發(fā)生明顯的橫向凹凸不平或外形畸變以致支離或斷裂,這種現(xiàn)象稱(chēng)為熔體破裂。發(fā)生熔體破裂會(huì)影響塑件的外觀和性能,所以對(duì)於熔體指數(shù)高的塑膠,應(yīng)增大噴嘴、流道和澆口截面,以減小壓力,減小注射速度,從而防止熔體破裂的產(chǎn)生。2.3.4熔結(jié)痕、內(nèi)應(yīng)力
1、熔結(jié)痕
減少熔結(jié)痕可選用流動(dòng)性較好的塑膠,或增加澆口數(shù)量,縮短流程,以較快時(shí)間充模;適當(dāng)提高料溫或模溫等;增強(qiáng)模具排氣措施;改變澆口位置使熔結(jié)痕產(chǎn)生在塑件的次要部位;儘量不用脫模劑等。2、內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的一個(gè)重要因素是注射及補(bǔ)料時(shí)的剪切應(yīng)力。減少應(yīng)力措施:注射壓力不宜取得過(guò)高,使用較高的料溫和模溫,保壓時(shí)間要適度,可採(cǎi)取降壓保壓方法,成型後將製品進(jìn)行熱處理。
1.塑膠有哪幾種物理力學(xué)狀態(tài)?(答案)
2.何為分子定向?(答案)
3.收縮率的影響因素有哪些?(答案)
4.塑膠的成型特性有哪些?(答案)思考題1、塑膠的物理力學(xué)狀態(tài)有:玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)
2、分子定向是指:塑膠中的聚合物大分子、細(xì)而長(zhǎng)的纖維狀填料分子在成型過(guò)程中由於受到應(yīng)力作用而產(chǎn)生分子整齊、平行排列的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱(chēng)之為分子定向。3、收縮率的影響因素有:壓力、溫度、時(shí)間
4、塑膠的成型特性有:流動(dòng)性、收縮性和收縮率、比容和壓縮率、結(jié)晶性、揮發(fā)物含量、相容性、熱敏性、水敏性、固化、熔體破裂、熔結(jié)痕、內(nèi)應(yīng)力。-1.(S-1)表2-2成型條件與模具澆口對(duì)分子定向程度的影響影響因素定向程度增大減小
成型物料溫度充模速度注射壓力塑膠充模時(shí)間模具溫度製品冷卻速度條件
冷熱慢快高低長(zhǎng)短冷熱快慢模具澆口位置選擇澆口截面大小澆口選較薄處選較厚處大小
第三章塑膠製品的設(shè)計(jì)塑膠成型工藝及模具設(shè)計(jì)第3章塑件設(shè)計(jì)本章基本內(nèi)容塑件尺寸、精度及表面品質(zhì)塑件的形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第3章塑件設(shè)計(jì)
學(xué)習(xí)目的與要求掌握塑件成型工藝性與模具結(jié)構(gòu)關(guān)係掌握塑件形狀結(jié)構(gòu)與模具結(jié)構(gòu)的關(guān)係第3章塑件設(shè)計(jì)
本章重點(diǎn)對(duì)塑件的尺寸、精度及表面品質(zhì)的理解。塑件形狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。螺紋塑件及帶嵌件塑件的設(shè)計(jì)。第3章塑件設(shè)計(jì)本章難點(diǎn)對(duì)塑件成型工藝性、塑件的形狀結(jié)構(gòu)與模具結(jié)構(gòu)的關(guān)係的理解。第3章塑件設(shè)計(jì)3.2尺寸精度與表面品質(zhì)3.3形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4壁厚與脫模斜度3.5嵌件的安放與塑膠螺紋、齒輪設(shè)計(jì)3.6思考題3.1塑件設(shè)計(jì)原則3.1塑件設(shè)計(jì)
塑件設(shè)計(jì)原則:⑴在保證塑件的使用性能、電氣性能、耐化學(xué)腐蝕性能、和耐熱性能等的前提下,儘量選擇價(jià)格低廉和成形性能較好的塑膠。並力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚均勻、成形方便。⑵在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)考慮其模具的總體結(jié)構(gòu)合理,工藝性好,模具型腔易於製造,模具抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。⑶在設(shè)計(jì)塑件時(shí),應(yīng)考慮塑膠的成形工藝性,如流動(dòng)性、收縮性等;塑件形狀應(yīng)有利於模具分3.1塑件設(shè)計(jì)型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。⑷當(dāng)設(shè)計(jì)的塑件外觀要求較高時(shí),應(yīng)先通過(guò)造型,而後逐步繪製圖樣。
塑膠製件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括:尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形狀、壁厚、脫模斜度、加強(qiáng)筋、支承面、圓角、孔、螺紋、齒輪、嵌件、飛邊、文字與符號(hào)及表面裝飾等。
3.2.1尺寸精度3.2.2尺寸精度的確定3.2.3表面品質(zhì)3.2尺寸精度與表面品質(zhì)3.2.1尺寸精度1、塑件尺寸概念塑件尺寸——塑件的總體尺寸。
2、塑膠製品總體尺寸受限制的主要因素:
①塑膠的流動(dòng)性
在一定的設(shè)備和工藝條件下,流動(dòng)性好的塑膠可以成形較大尺寸的塑件;反之成形出的塑件尺寸就較小。3.2尺寸精度與表面品質(zhì)
②成型設(shè)備的限制
注射成形的塑件尺寸要受到注射機(jī)的注射量、鎖模力和範(fàn)本尺寸的限制;壓縮和壓注成形的塑件尺寸要受到壓力機(jī)最大壓力和和壓力機(jī)工作臺(tái)面最大尺寸的限制。因此,從原材料性能、模具製造成本和成形工藝性等條件出發(fā),只要能滿(mǎn)足塑件的使用要求,應(yīng)將塑件設(shè)計(jì)得儘量緊湊、尺寸小巧些。3.2尺寸精度與表面品質(zhì)
3、塑件尺寸精度概念塑件尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度,即所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。4、影響塑件尺寸精度的因素:
①模具製造的精度。②成型時(shí)工藝條件的變化。
③模具磨損及收縮率的波動(dòng)。④塑膠製件的形狀。3.2尺寸精度與表面品質(zhì)
3.2尺寸精度與表面品質(zhì)具體來(lái)說(shuō),對(duì)於小尺寸製品,模具製造誤差對(duì)尺寸精度影響最大;而大尺寸製品則收縮波動(dòng)為主要。
一般來(lái)講,為了降低模具的加工難度和模具製造成本,在滿(mǎn)足塑件使用要求的前提下應(yīng)儘量把塑件尺寸精度設(shè)計(jì)的低一些。3.2.2尺寸精度的確定
表3—1是模塑件尺寸公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T
14486-1993),表3—2是常用塑膠材料的公差等級(jí)選用。將表3—1和表3—2結(jié)合起來(lái)使用,先查表3—2,根據(jù)模塑件的材料品種及使用要求選定塑件的尺寸精度等級(jí),再?gòu)谋?—1中查取塑件尺寸公差。然後根據(jù)需要進(jìn)行上、下偏差分配。如基孔制的孔可取表中數(shù)值冠以(+)號(hào),如基軸制的軸可取表中數(shù)值冠以(-)號(hào),其餘情況則根據(jù)材料特性和配合性質(zhì)進(jìn)行分配。3.2尺寸精度與表面品質(zhì)
3.2尺寸精度與表面品質(zhì)公差等級(jí)公差種類(lèi)基本尺寸大於0到3366101014141818242430304040505065658080100100120表3-1模塑件尺寸公差表(GB/14486---1993)MT1A0.070.080.090.100.110.120.140.160.180.200.230.260.29B0.140.160.180.200.210.220.240.260.280.300.330.360.39MT2A0.100.120.140.160.180.200.220.240.260.300.340.380.42B0.200.220.240.260.280.300.320.340.360.400.440.480.52MT3A0.120.140.160.180.200.240.280.320.360.400.460.520.58B0.320.340.360.380.400.440.480.520.560.600.660.720.78MT4A0.160.180.200.240.280.320.360.420.480.560.640.720.82B0.360.380.400.440.480.520.560.620.680.760.840.921.02MT5A0.200.240.280.320.380.440.500.560.640.740.861.001.14B0.400.440.480.520.580.640.700.760.840.941.061.201.34MT6A0.260.320.380.460.540.620.700.800.941.101.281.481.72B0.460.520.580.680.740.820.901.001.141.301.481.681.92MT7A0.380.480.580.680.780.881.001.141.321.541.802.102.40B0.580.680.780.880.981.081.201.341.521.742.002.302.60標(biāo)注公差的尺寸公差值未注公差的尺寸允許偏差MT5A±0.10±0.12±0.14±0.16±0.19±0.22±0.25±0.28±0.32±0.37±0.43±0.50±0.57B±0.20±0.22±0.24±0.26±0.29±0.32±0.35±0.38±0.42±0.47±0.53±0.60±0.67MT6A±0.13±0.16±0.19±0.23±0.27±0.31±0.35±0.40±0.47±0.55±0.64±0.74±0.86B±0.23±0.26±0.29±0.33±0.37±0.41±0.45±0.50±0.57±0.65±0.74±0.84±0.96MT7A±0.19±0.24±0.29±0.34±0.39±0.44±0.50±0.57±0.66±0.77±0.90±1.05±1.20B±0.29±0.34±0.39±0.44±0.49±0.54±0.60±0.67±0.76±0.87±1.00±1.15±1.30
3.2尺寸精度與表面品質(zhì)MT1A0.320.360.400.440.480.520.560.600.640.700.780.86B0.420.460.500.540.580.620.660.700.740.800.880.96MT2A0.460.500.540.600.660.720.760.840.921.001.101.20B0.560.600.640.700.760.820.860.941.021.101.201.30MT3A0.640.700.780.860.921.001.101.201.301.441.601.74B0.840.900.981.061.121.201.301.401.501.641.801.94MT4A0.921.021.121.241.361.481.621.802.002.202.402.60B1.121.221.321.441.561.681.822.002.202.402.602.80MT5A1.281.441.601.761.922.102.302.502.803.103.503.90B1.481.641.801.962.122.302.502.703.003.303.704.10MT6A2.002.202.402.602.903.203.503.804.304.705.306.00B2.202.402.602.803.103.403.704.004.504.905.506.20MT7A2.703.003.303.704.104.504.905.406.006.707.408.20B3.103.203.503.904.304.705.105.606.206.907.608.40標(biāo)注公差的尺寸公差值未注公差的尺寸允許偏差MT5A±0.64±0.72±0.80±0.88±0.96±1.05±1.15±1.25±1.40±1.55±1.75±1.95B±0.74±0.82±0.90±0.98±1.06±1.15±1.25±1.35±1.50±1.65±1.85±2.05MT6A±1.00±1.10±1.20±1.30±1.45±1.60±1.75±1.90±2.15±2.35±2.65±3.00B±1.10±1.20±1.30±1.40±1.55±1.70±1.85±2.00±2.25±2.45±2.75±3.10MT7A±1.35±1.50±1.65±1.85±2.05±2.25±2.45±2.70±3.00±3.35±3.70±4.10B±1.45±1.60±1.75±1.95±2.15±2.35±2.55±2.80±3.10±3.45±3.80±4.20公差等級(jí)公差種類(lèi)基本尺寸120140140160160180180200200225225250250380280315315355355400400450450500
3.2尺寸精度與表面品質(zhì)塑膠結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使用溫度化學(xué)穩(wěn)定性性能特點(diǎn)成形特點(diǎn)主要用途聚乙烯線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型小於80℃較好,但不耐強(qiáng)氧化劑,耐水性好質(zhì)軟,力學(xué)性能較差,表面硬度低成形性能好粘度與剪切速率關(guān)係較大,成形前可不預(yù)熱薄膜、管、繩、容器、電器絕緣零件、日用品等聚氯乙烯線型結(jié)構(gòu)無(wú)定形—15~55℃不耐強(qiáng)酸和堿類(lèi)溶液,能溶於甲苯、松節(jié)油、脂肪醇、環(huán)己酮溶劑性能取決於配方成形性能較差,加工溫度範(fàn)圍窄,熱成形前需有道捏合工序很廣泛,薄膜、管、板、容器、電纜、人造革、鞋類(lèi)、日用品等聚丙烯線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型10~120℃較好耐寒性差,光氧作用下易降解老化,力學(xué)性能比聚乙烯好成形時(shí)收縮率大,成形性能較好,易產(chǎn)生變形等缺陷板、片、透明薄膜、繩、絕緣零件、汽車(chē)零件、閥門(mén)配件、日用品等聚苯乙烯線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型—30~80℃較好,對(duì)氧化劑、苯、四氯化碳、酮、酯類(lèi)等抵抗力較差透明性好,電性能好,抗拉抗彎強(qiáng)度高,但耐磨性差,質(zhì)脆,抗衝擊強(qiáng)度差成形性能很好,成形前可不乾燥,但注射時(shí)應(yīng)防止淌料,製品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,易開(kāi)裂裝飾製品、儀錶殼、燈罩、絕緣零件、容器、泡沫塑料、日用品等聚醯胺(尼龍)線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型小於100℃較好,不耐強(qiáng)酸和氧化劑,能溶於甲酚、苯酚、濃硫酸等抗拉強(qiáng)度、硬度、耐磨性、自潤(rùn)滑性突出,吸水性強(qiáng)熔點(diǎn)高,熔融溫度範(fàn)圍較窄,成形前原料要乾燥。熔體粘度低,要防止流涎和溢料,製品易產(chǎn)生變形等缺陷耐磨零件及傳動(dòng)件,如齒輪、凸輪、滑輪等。電器零件中的骨架外殼、閥類(lèi)零件、單絲、薄膜、日用品等ABS線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型小於70℃較好抗拉強(qiáng)度較好,有一定的耐磨性。但耐熱性較差,吸水性大成形性能很好,成形前原料要乾燥應(yīng)用廣泛,如電器外殼、汽車(chē)儀錶盤(pán)、日用品等聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃)線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型小於80℃較好,但不耐無(wú)機(jī)酸,會(huì)溶於有機(jī)溶劑是透光率最高的塑膠,質(zhì)輕堅(jiān)韌,電氣絕緣性能較好,表面硬度不高,質(zhì)脆易開(kāi)裂成形前原料要乾燥,注射成型時(shí)速度不能太高透明製品,如窗玻璃、光學(xué)鏡片、燈罩等附表3-2常用塑膠的性能用途
3.2尺寸精度與表面品質(zhì)塑膠結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使用溫度化學(xué)穩(wěn)定性性能特點(diǎn)成形特點(diǎn)主要用途聚甲醛線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型小於100℃較好,不耐強(qiáng)酸綜合力學(xué)性能突出,比強(qiáng)度比剛度接近金屬成形收縮率大,流動(dòng)性好。熔融凝固速度快,注射時(shí)速度要快,注射壓力不宜高。熱穩(wěn)定性較差可代替鋼、銅、鋁、鑄鐵等製造多種結(jié)構(gòu)零件及電子產(chǎn)品的許多結(jié)構(gòu)零件聚碳酸酯線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型小於130℃耐寒性好,脆化溫度-100℃有一定的化學(xué)穩(wěn)定性,不耐堿、酮、酯等透光率較高,介電性能好,吸水性小,力學(xué)性能很好,抗衝擊蠕變性能突出,但耐磨性較差熔融溫度高,熔體粘度大,成形前原料需乾燥,粘度對(duì)溫度敏感,製品要進(jìn)行後處理在機(jī)械上用作齒輪、凸輪、渦輪、滑輪等,電機(jī)電子產(chǎn)品零件,光學(xué)零件等氟塑膠線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型-195~250℃非常好,可耐一切酸、堿、鹽溶液及有機(jī)溶劑摩擦係數(shù)小,電絕緣性能好。但力學(xué)性能不高,剛度差成形困難,流動(dòng)性差,成形溫度高且範(fàn)圍小,需高溫高壓成形一般採(cǎi)用燒結(jié)成形防腐化工領(lǐng)域產(chǎn)品、電絕緣產(chǎn)品、耐熱耐寒產(chǎn)品、自潤(rùn)滑製品酚醛塑料樹(shù)脂是線型結(jié)構(gòu),塑膠成形後變成體型結(jié)構(gòu)小於200℃不耐強(qiáng)酸、強(qiáng)鹼及硝酸表面硬度高,剛性大,尺寸穩(wěn)定,電絕緣性好,缺點(diǎn)是質(zhì)脆,衝擊強(qiáng)度差適宜壓縮成形,成形性能好,模溫對(duì)流動(dòng)性影響大,注意預(yù)熱和排氣根據(jù)添加劑的不同可製成各種塑膠製品,用途廣泛氨基塑膠結(jié)構(gòu)上有-NH2基,樹(shù)脂是線型結(jié)構(gòu),成形後變成體型結(jié)構(gòu)與配方有關(guān),最高可達(dá)200℃脲甲醛,耐油、耐弱鹼和有機(jī)溶劑,但不耐酸表面硬度高,電絕緣性能好常用於壓縮、壓注成型,成型前需乾燥預(yù)熱,流動(dòng)性好,硬化快,模具應(yīng)防腐電絕緣零件、日用品、粘合劑、層壓、泡沫製品等附表3-2常用塑膠的性能用途
對(duì)塑件的精度要求,要根據(jù)具體情況來(lái)分析,一般配合部分尺寸精度高於非配合尺寸精度。塑件的精度要求越高,模具的製造精度要求也越高,模具的製造難度及成本亦越高,而塑件的廢品率也會(huì)增加。因此,應(yīng)合理的選用精度等級(jí)。3.2尺寸精度與表面品質(zhì)3.2.3表面品質(zhì)
1、塑件製品的表面品質(zhì)要求:①表面粗糙度要求。②表面光澤性、色彩均勻性要求。③雲(yún)紋、冷疤、表面縮陷程度要求。④熔結(jié)痕、毛刺、拼接縫及推桿痕跡等缺陷的要求。3.2尺寸精度與表面品質(zhì)3.2尺寸精度與表面品質(zhì)
2、型腔表面粗糙度要求①一般,型腔表面粗糙度要求達(dá)0.2
~0.4μm。②透明製品型腔和型芯粗糙度一致。③非透明製品的隱蔽面可取較大粗糙度,即型芯表面相對(duì)型腔表面略為粗糙。``3.3形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1形狀3.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)塑件的內(nèi)外表面形狀要儘量避免側(cè)孔與側(cè)凹結(jié)構(gòu),以避免模具採(cǎi)用側(cè)向分型和側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu),否則因設(shè)置這些機(jī)構(gòu)而使模具結(jié)構(gòu)複雜.不但模具的製造成本提高,而且還會(huì)在塑件上留下分型面線痕,增加了去除飛邊的後加工的困難。以成型側(cè)孔和凸凹結(jié)構(gòu)為例。比較兩種方案,從而選擇優(yōu)良的設(shè)計(jì)方案。3.3形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1形狀3.3形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-1a所示塑件在取出模具前,必須先由抽芯機(jī)構(gòu)抽出側(cè)型芯,然後才能,取出模具結(jié)構(gòu)複雜。圖3-1b側(cè)孔形式,無(wú)需側(cè)向型芯,模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。圖3-2a所示塑件的內(nèi)側(cè)有凸起,需採(cǎi)用由側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的組合式型芯,模具製造困難。圖3-2b避免了組合式型芯,模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。圖3-1具有側(cè)孔的塑件圖3-2塑件內(nèi)側(cè)表面形狀改進(jìn)aabb3.3.1形狀3.3形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3-3、3-4的圖a形式需要側(cè)抽芯,圖b形式不需側(cè)型芯。3.3.1形狀aabb圖3-3取消塑件上不必要的側(cè)凹結(jié)構(gòu)圖3-4無(wú)需採(cǎi)用側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)成型的孔結(jié)構(gòu)3.3形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
塑件的內(nèi)外表面形狀應(yīng)在滿(mǎn)足使用要求的情況下盡可能易於成形。由於側(cè)抽芯和瓣合模不但使模具結(jié)構(gòu)複雜,制造成本提高,而且還會(huì)在分型面上留下飛邊,增加塑件的修整量。因此
,塑件設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)改變塑件的結(jié)構(gòu),盡可能避免側(cè)孔和側(cè)凹,以簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)。
3.3.1形狀3.3形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)塑件的內(nèi)外側(cè)凹陷較淺,同時(shí)成型塑件的塑膠為聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛這類(lèi)仍帶有足夠彈性的塑膠時(shí),模具可採(cǎi)取強(qiáng)制脫模。3.3.1形狀
為使強(qiáng)制脫模時(shí)的脫模阻力不要過(guò)大引起塑件損壞和變形,塑件側(cè)凹深度必須在要求的合理範(fàn)圍內(nèi),見(jiàn)圖3—6下麵的說(shuō)明(公式),同時(shí)還要重視將凹凸起伏處設(shè)計(jì)為圓角或斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)。
3.3形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3—6可強(qiáng)制脫模的淺側(cè)凹結(jié)構(gòu)a)(A-B)×100%/B≤5%b)(A-B)×100%/C≤5%3.4壁厚與脫模斜度3.4.1脫模斜度設(shè)計(jì)3.4.2塑件壁厚設(shè)計(jì)3.4.3加強(qiáng)筋及其它增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3.4.5增加剛性減少變形的其他措施3.4.6塑件支承面的設(shè)計(jì)3.4.7塑件圓角的設(shè)計(jì)3.4.8塑件孔的設(shè)計(jì)3.4.9採(cǎi)用型芯拼合複雜型孔3.4.1脫模斜度設(shè)計(jì)
當(dāng)塑件成型後因塑膠收縮而包緊型芯,若塑件外形較複雜時(shí),塑件的多個(gè)面與型芯緊貼,從而脫模阻力較大。為防止脫模時(shí)塑件的表面被檫傷和推頂變形,需設(shè)脫模斜度。如圖3-7
脫模斜度的大小取決於塑件的性能和幾何形狀等。硬質(zhì)塑膠比軟質(zhì)塑膠脫模斜度大;形狀較複雜,或成形孔較多的塑件取較大的脫模斜度;塑膠高度較大,孔較深,則取較小的脫模斜度;壁厚增加,內(nèi)孔包緊型芯的力大,脫模斜度也應(yīng)取大些。3.4.1脫模斜度設(shè)計(jì)
當(dāng)要求開(kāi)模後塑件留在型腔內(nèi)時(shí),則塑件內(nèi)表面的脫模斜度應(yīng)大於塑件外表面的脫模斜度;反之,若要求開(kāi)模後塑件留在型芯一邊,則塑件內(nèi)表面的脫模斜度應(yīng)小於外表面的脫模斜度。一般來(lái)說(shuō),塑件高度在25mm以下者可不考慮脫模斜度。但是,如果塑件結(jié)構(gòu)複雜,即使脫模高度僅幾毫米,也必須認(rèn)真設(shè)計(jì)脫模斜度。
⑴熱塑性塑膠件脫模斜度取0.5°~3.0°。熱固性酚醛壓塑件取0.5°~1.0°。⑵塑件內(nèi)孔的脫模斜度以型芯小端為準(zhǔn),尺寸符合圖樣要求,斜度由擴(kuò)大方向得到;外形以型腔大端(凹模)為準(zhǔn),符合圖樣要求,斜度由縮小方向得到。⑶塑膠收縮率大,塑件壁厚大則脫模斜度取大些。⑷對(duì)塑件高度或深度較大的尺寸,應(yīng)取較小的脫模斜度。
3.4.1脫模斜度設(shè)計(jì)脫模斜度的選擇原則:
在壓塑成型深度較大的塑件時(shí),不但要求陰陽(yáng)模均有脫模斜度,而且還希望陽(yáng)模的斜度大於陰模的斜度。在壓模閉合時(shí),由於尖劈作用使塑件上部密度得以保證。3.4.1脫模斜度設(shè)計(jì)3.4.2塑件壁厚設(shè)計(jì)
塑件的最小壁厚應(yīng)滿(mǎn)足的條件:*保證塑件的使用時(shí)的強(qiáng)度和剛度。*使塑膠熔體充滿(mǎn)整個(gè)型腔。
塑件壁厚過(guò)小,則塑膠充模流動(dòng)的阻力很大,對(duì)於形狀複雜或大型塑件成型較困難。塑件壁厚過(guò)大,則不但浪費(fèi)塑膠原料,而且還給成型帶來(lái)困難,尤其降低了塑件的生產(chǎn)率,還給塑件帶來(lái)內(nèi)部氣孔、外部凹陷等缺陷。所以正確設(shè)計(jì)塑件的壁厚非常重要。壁厚取值應(yīng)當(dāng)合理。
就設(shè)計(jì)原則來(lái)說(shuō)要求同一塑件各處的壁厚均勻一致,否則製品成型收縮不均,易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致製品開(kāi)裂、變形。如圖3-9,3-10,3-11.
當(dāng)無(wú)法避免壁厚不均時(shí),可做成傾斜的形狀,如圖,使壁厚逐漸過(guò)渡?;蛘呤贡诤裣嗖钸^(guò)大的兩分別成型然後粘合成為製品。如果結(jié)構(gòu)要求必須有不同壁厚時(shí),不同壁厚的比例不應(yīng)超過(guò)1:3,且應(yīng)採(cǎi)用適當(dāng)?shù)男揎棸霃揭詼p緩厚薄部分的突然變化。3.4.2塑件壁厚設(shè)計(jì)3.4.3加強(qiáng)筋及其它增強(qiáng)結(jié)構(gòu)
加強(qiáng)筋的主要作用是在不增加壁厚的情況下,加強(qiáng)塑件的強(qiáng)度和剛度,避免塑件變形翹曲。如圖加強(qiáng)筋的設(shè)置位置應(yīng)沿塑膠充模流向,降低充模流動(dòng)阻力.見(jiàn)圖3-12
加強(qiáng)筋的正確形狀和尺寸比例如圖3-15所示。
此外,合理的佈置加強(qiáng)筋還可以改善充模狀況,減少塑件內(nèi)應(yīng)力,避免氣孔、縮孔和凹陷等缺陷。3.4.4加強(qiáng)筋的主要形式
加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)原則:
⑴沿塑料流向設(shè)置,從而降低塑料的充模流動(dòng)阻力。如圖3-13
⑵應(yīng)避免或減少塑膠的局部集中,以防止產(chǎn)生凹陷和氣泡。如圖3-14
⑶加強(qiáng)筋以設(shè)計(jì)矮一些多一些為好。
⑷筋與筋的間隔距離應(yīng)大於塑件的壁厚。3.4.5增加剛性減少變形的其他措施
將薄殼狀的塑件設(shè)計(jì)為球面,拱曲面等,可以有效地增加剛性、減少變形。薄壁容器的沿口是強(qiáng)度、剛性薄弱處易於開(kāi)裂變形損壞,故應(yīng)按照下圖所示方法來(lái)給予加強(qiáng)。當(dāng)塑件較大、較高時(shí),可在其內(nèi)壁及外壁設(shè)計(jì)縱向圓柱、溝槽或波紋狀形式的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
3.4.6塑件支承面的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑件上有一面作為支承面來(lái)使用時(shí),將該面設(shè)計(jì)為一個(gè)整面是不合理的,如圖3-19所示。因?yàn)槠桨鍫钤诔尚褪湛s後很容易翹曲變形,稍許不平都會(huì)影響良好的支承作用,故以邊框式或點(diǎn)式(三點(diǎn)或四點(diǎn))結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件支承面。如下圖塑膠盤(pán)所示。
當(dāng)塑件底部有加強(qiáng)筋時(shí),應(yīng)使加強(qiáng)筋高度低於支承面至少0.5mm。如圖3-20
固定用的凸耳或臺(tái)階應(yīng)有足夠的強(qiáng)度,以承受緊固時(shí)的作用力。應(yīng)避免臺(tái)階突然過(guò)渡和支承面過(guò)小,凸耳應(yīng)用加強(qiáng)筋加強(qiáng),如圖3-21.3.4.6塑件支承面的設(shè)計(jì)3.4.7塑件圓角的設(shè)計(jì)
塑件除了必須要保留的尖角外,凡轉(zhuǎn)角處應(yīng)採(cǎi)用圓弧過(guò)渡,以減小應(yīng)力集中。一般即使取0.5也可以增加塑件的強(qiáng)度。設(shè)計(jì)塑件內(nèi)外表面轉(zhuǎn)角圓角時(shí),應(yīng)象圖3-22所示確定內(nèi)外圓角半徑。塑件設(shè)計(jì)成圓角的作用:
⑴避免產(chǎn)生應(yīng)力集中。⑵提高了塑件強(qiáng)度。⑶利於塑膠的充模流動(dòng)。⑷塑件對(duì)應(yīng)模具型腔部位設(shè)計(jì)成圓角,可以使模具在淬火和使用時(shí)不致因應(yīng)力集中而開(kāi)裂,提高模具的堅(jiān)固性。3.4.8塑件上孔的設(shè)計(jì)
孔應(yīng)設(shè)置在不易削弱塑件強(qiáng)度的地方,相鄰兩孔之間和孔與邊緣之間應(yīng)保留適當(dāng)?shù)木嚯x??着c孔的距離,孔邊至塑件邊緣距離應(yīng)不小於孔徑。固定用孔因承受較大負(fù)荷,可設(shè)計(jì)周邊增厚來(lái)加強(qiáng)。如圖3-23所示。塑件上的孔分通孔和盲孔兩大類(lèi),下麵分別介紹它的成型方法。通孔:成型通孔時(shí)型芯的這三種結(jié)構(gòu)形式,是根據(jù)通孔大小和深度的具體情況從而滿(mǎn)足型芯足夠的抗彎能力的需要出發(fā)而設(shè)計(jì)。如圖3-243.4.8塑件上孔的設(shè)計(jì)
圖3-24(a)是由一端固定的型芯來(lái)成行形,用於較淺的孔成形,孔較深或較小時(shí)型芯易於彎曲;圖3-24(b)為對(duì)接型芯,用於較深的通孔成形,這種方法不易保證兩型芯的同軸度,從而使上下孔出現(xiàn)偏心。其優(yōu)點(diǎn)是型芯長(zhǎng)度縮短了一半,增加了型芯的穩(wěn)定性。圖3-24(c)為一端固定,一端導(dǎo)向支撐,這種方法使型芯有較好的強(qiáng)度和剛度,又能保證同軸度,應(yīng)用較多。無(wú)論用何種方法固定的型芯成形,孔深均不能太大,否則型芯會(huì)彎曲,壓縮成形時(shí)應(yīng)注意通孔深度不得超過(guò)孔徑的4倍。3.4.8塑件上孔的設(shè)計(jì)
盲孔:盲孔只能用一端固定的型芯來(lái)成型。為避免型芯彎曲,對(duì)於注射和壓注成型,孔深不得大於孔徑的4倍;對(duì)於壓縮成型,平行與施壓方向的孔深度為孔徑的2.5倍.對(duì)於細(xì)長(zhǎng)型芯,為防止其彎曲變形,在不影響塑件的條件下,可在塑件的下方設(shè)支承柱來(lái)支撐。如圖3-25所示。斜孔或形狀複雜的孔可採(cǎi)用拼合的型芯來(lái)成型。如圖3-26所示3.5嵌件的安放與塑膠螺紋、齒輪設(shè)計(jì)3.5.1塑膠鉸鏈設(shè)計(jì)3.5.2模塑螺紋的特點(diǎn)3.5.3模塑螺紋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.5.4塑膠齒輪的設(shè)計(jì)
3.5.5帶嵌件塑件的設(shè)計(jì)
3.5.6嵌件的主要結(jié)構(gòu)形式3.5.7嵌件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.5.1塑膠鉸鏈設(shè)計(jì)
對(duì)於聚乙烯、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(gè)整體,其間用鉸鏈結(jié)構(gòu)連接。圖3-30是鉸鏈的截面形式。由圖可知,鉸鏈部位塑件壁厚減薄,且減薄處以圓弧過(guò)渡,蓋子與容器合攏打開(kāi)時(shí)這段薄片彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)。1、塑件上螺紋成型可用以下三種成型方法①模具成型②機(jī)械加工製作③在塑件內(nèi)部鑲嵌金屬螺紋構(gòu)件。2、模塑螺紋的性能特點(diǎn):①模塑螺紋強(qiáng)度較差,一般宜設(shè)計(jì)為粗牙螺紋。②模塑螺紋的精度不高,一般低於GB3級(jí)。3.5.2模塑螺紋的特點(diǎn)3.5.3模塑螺紋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由模具的螺紋成型機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)獲得三種結(jié)構(gòu)型式的模塑螺紋。它們是整圓型螺紋、對(duì)拼型螺紋和間斷型螺紋。整圓螺紋是由完整的螺紋型腔或螺紋型腔或螺紋型芯成型出來(lái),螺紋表面光滑無(wú)痕,塑件脫離模具時(shí),模具螺紋成型零件需做旋轉(zhuǎn)脫離動(dòng)作。對(duì)拼螺紋是由兩瓣螺紋型成型的,塑件表面在兩瓣型腔拼合初呈現(xiàn)出一道線痕(分型線),兩瓣型腔分離塑件即可脫出模具。間斷螺紋為螺紋在周向上斷離為幾截,有斷為兩截、三截、四截等。內(nèi)螺紋斷為兩截時(shí),用內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)可快速完成塑件脫模動(dòng)作。將外螺紋斷為若干截的目的主要是為了減少螺紋副間的結(jié)合面,提高旋合性。
模塑螺紋起止端不能設(shè)計(jì)退刀槽,也不宜用過(guò)渡錐面結(jié)構(gòu)。這一點(diǎn)與金屬螺紋件的要求不同。模塑螺紋起止端應(yīng)設(shè)計(jì)為圓臺(tái)即圓柱結(jié)構(gòu),以提高該處螺紋強(qiáng)度並使得模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3.5.3模塑螺紋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.5.4塑膠齒輪的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免模塑、裝配和使用塑膠齒輪時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或應(yīng)力集中;避免收縮不均而變形。為此,塑膠輪要儘量避免截面突變,應(yīng)以較大圓弧進(jìn)行轉(zhuǎn)角過(guò)渡,宜採(cǎi)用過(guò)渡配合和用非圓孔(見(jiàn)圖3—40b)連接,不應(yīng)採(cǎi)用過(guò)盈配合和鍵連接。圖3-403.5.5帶嵌件塑件的設(shè)計(jì)
1、塑件中鑲?cè)肭都哪康模核芗?nèi)部鑲嵌的金屬件、非金屬件或已成形的塑件等稱(chēng)為嵌件。
目的:增加局部強(qiáng)度、硬度、耐磨、導(dǎo)磁、導(dǎo)電性能,加強(qiáng)塑件尺寸精度和形狀的穩(wěn)定性,起裝飾作用等。但是,採(cǎi)用嵌件往往會(huì)增加塑件的成本,使模具結(jié)構(gòu)複雜,同時(shí)成型時(shí)在模具中安裝嵌件會(huì)降低塑件的生產(chǎn)率,使生產(chǎn)難於自動(dòng)化。因此,塑件設(shè)計(jì)時(shí)3.5.5帶嵌件塑件的設(shè)計(jì)
應(yīng)謹(jǐn)慎合理地選擇嵌件結(jié)構(gòu)。2、嵌件結(jié)構(gòu)有柱狀、針桿狀、片狀和框架等如圖3-34所示。3、嵌件設(shè)計(jì)的要點(diǎn):⑴防止嵌件在塑件中轉(zhuǎn)動(dòng)或被抽離。柱狀嵌件可在外形滾直紋並切出溝槽,或在外表面滾菱形花紋。針桿狀嵌件可切口或沖孔。如圖3-34所示。3.5.6嵌件的主要結(jié)構(gòu)形式⑵防止成型時(shí)嵌件周?chē)a(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中和熔接痕。嵌件轉(zhuǎn)折處應(yīng)以斜面或圓角過(guò)渡,在機(jī)加工後應(yīng)進(jìn)行去毛刺和去油污處理。⑶保證嵌件安裝準(zhǔn)確並具有良好的穩(wěn)定性。模具的定位孔、定位桿或定位槽與嵌件之間採(cǎi)用間隙配合,配合長(zhǎng)度應(yīng)足夠使嵌件抵抗物料的衝擊。圖3-35、3-36分別所示螺桿嵌件和螺母嵌件的定位安裝方法。3.5.7嵌件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
⑷防止細(xì)長(zhǎng)或薄板類(lèi)嵌件受塑膠壓力作用而彎曲變形。如圖3-37所示。
⑸為了提高安放嵌件的效率,可採(cǎi)取將嵌件成組安放。塑件成型之後再將嵌件兩端連接部分切斷。如圖3-39所示。思考題1.影響塑件尺寸精度的因素?(答案)
2.塑件設(shè)計(jì)的原則?(答案)
3.脫模斜度的選擇規(guī)則?(答案)
4.壁厚對(duì)塑件的影響?(答案)
5.加強(qiáng)筋的選擇?(答案)
6.為什麼塑件要設(shè)計(jì)成圓角的形式?(答案)
7.塑膠螺紋的性能特點(diǎn)?(答案)
1、影響塑件尺寸精度的因素:
a.模具製造的精度。b.成型時(shí)工藝條件的變化。c.模具磨損及收縮率的波動(dòng)。
具體來(lái)說(shuō):對(duì)於小尺寸製品,模具製造誤差對(duì)尺寸精度影響最大,而大尺寸製品則收縮率波動(dòng)為主要因素。
2、塑件設(shè)計(jì)的原則:
a.滿(mǎn)足使用要求和外觀要求;
b.針對(duì)不同物理性能揚(yáng)長(zhǎng)避短;
c.便於成型加工;
d.儘量簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。
3、脫模斜度的設(shè)計(jì)規(guī)則:
設(shè)計(jì)脫模斜度應(yīng)不影響塑件的精度要求,一般熱塑性塑膠件脫模斜度取0.5°~3.0°,熱固性酚醛壓塑件取0.5°~1.0°,塑膠收縮率大、塑件壁厚大則脫模斜度取得大些,塑件內(nèi)表面的脫模斜度可大於外表面的脫模斜度,對(duì)塑件高度或深度較大的尺寸,應(yīng)取較小脫模斜度,否則,上下端尺寸差異過(guò)大,而非重要部位應(yīng)取較大脫模斜度。
4、壁厚對(duì)塑件的影響:壁厚取得過(guò)小,造成塑件充模流動(dòng)阻力很大,使形狀複雜或大型塑件成型困難。壁厚過(guò)大,不但浪費(fèi)塑膠原料,而且同樣會(huì)給成型帶來(lái)一定困難。
5、加強(qiáng)筋的選擇:
佈置加強(qiáng)筋時(shí),應(yīng)避免或減少塑膠局部集中,否則會(huì)產(chǎn)生凹陷和氣泡;加強(qiáng)筋不應(yīng)設(shè)計(jì)得過(guò)厚,否則在其對(duì)面的壁上會(huì)產(chǎn)生凹陷,加強(qiáng)筋的側(cè)壁必須有足夠的斜度,筋的根部應(yīng)呈圓弧過(guò)渡,加強(qiáng)筋以設(shè)計(jì)矮一些多一些為好,筋與筋的間隔距離應(yīng)大於塑件壁厚。
6、塑件設(shè)計(jì)成圓角形式是因?yàn)樗芗募饨遣课辉诔尚蜁r(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,當(dāng)受到衝擊振動(dòng)時(shí)易開(kāi)裂,塑件設(shè)計(jì)成圓角,不僅避免產(chǎn)生應(yīng)力集中,提高了塑件強(qiáng)度,還有利於塑件的充模流動(dòng),同時(shí)模具型腔對(duì)應(yīng)部位亦呈圓角,這樣使模具在淬火和使用時(shí)不致因應(yīng)力集中而開(kāi)裂,提高了模具的堅(jiān)固性。
7、模塑螺紋的性能特點(diǎn):
a.模塑螺紋強(qiáng)度較差,一般宜設(shè)計(jì)為粗牙螺紋。直徑較小螺紋更不宜用細(xì)牙螺紋和多頭螺紋特別是用纖維增強(qiáng)塑膠成型時(shí),螺牙尖端狹小區(qū)域常常只被純樹(shù)脂所填充而真正獲得增強(qiáng),而不能達(dá)到應(yīng)有的強(qiáng)度。
b.模型螺紋的精度不高,一般低於GB3級(jí)。由於塑膠的收縮性較大,當(dāng)模具螺紋零件未加放收縮量或加放收縮量不當(dāng)時(shí),成型出的塑膠螺紋的牙距誤差較大,致使螺紋旋合長(zhǎng)度較短。容器邊緣的增強(qiáng)
容器側(cè)壁的增強(qiáng)
取脫模斜度的方法
格子狀塑件上單元格板的脫模斜度
圖3-7塑件脫模斜度圖3-9塑件壁厚結(jié)構(gòu)圖3-10塑膠受柄結(jié)構(gòu)圖3-11壁厚不均的塑件結(jié)構(gòu)圖3-12採(cǎi)用加強(qiáng)筋改善壁厚圖3-19塑件的支承面a)b)圖3-20加強(qiáng)筋與支承圖3-21塑件固定用凸耳圖3-22內(nèi)外圓角半徑圖3-23孔邊增厚加強(qiáng)a)b)圖3-24通孔的成型方法a)b)c)
圖3-26用拼合型芯成型複雜孔圖3-30常見(jiàn)塑膠鉸鏈圖3-34嵌件的結(jié)構(gòu)形式圖3-13支座上的加強(qiáng)筋圖3-14在塑件平面底部佈置加強(qiáng)筋a)b)圖3-37對(duì)細(xì)長(zhǎng)桿、薄板嵌件的抗彎措施圖3-39嵌件成組安裝、成型後再切斷圖3-15加強(qiáng)筋
塑膠?;窘Y(jié)構(gòu)及零部件的設(shè)計(jì)
第四章塑膠成型工藝及模具設(shè)計(jì)第4章塑膠?;窘Y(jié)構(gòu)及零部件設(shè)計(jì)本章基本內(nèi)容
★塑膠模的分類(lèi)及基本結(jié)構(gòu)★塑膠模分型面的選擇★模具型腔數(shù)目的確定★塑膠模成形零部件的設(shè)計(jì)★結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)★排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)第4章塑膠?;窘Y(jié)構(gòu)及零部件設(shè)計(jì)
學(xué)習(xí)目的與要求1.瞭解塑膠模具的分類(lèi)方法
2.掌握塑膠模分型面的選擇3.掌握成形零部件的設(shè)計(jì)和模具材料的選用4.掌握結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)及排氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.掌握型腔的確定第4章塑膠?;窘Y(jié)構(gòu)及零部件設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)
★塑膠模分型面的選擇原則
★成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
★成形零件工作尺寸的計(jì)算★結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)
第4章塑膠?;窘Y(jié)構(gòu)及零部件設(shè)計(jì)本章難點(diǎn)★成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)★成形零件工作尺寸的計(jì)算4.1塑膠模的分類(lèi)和基本結(jié)構(gòu)4.2塑膠模分型面的選則4.3模具型腔數(shù)目的確定
4.4成形零部件設(shè)計(jì)4.5結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)4.6排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.7塑膠模材料及其選用4.8思考題第4章塑膠?;窘Y(jié)構(gòu)及零部件設(shè)計(jì)4.1.1塑膠模的分類(lèi)4.1.2塑膠模的基本結(jié)構(gòu)
4.1塑膠模的分類(lèi)和基本結(jié)構(gòu)
塑膠模的的分類(lèi)方法很多。最常用的是按照模塑的方法、模具安裝方式、型腔數(shù)目及分型面形式的不同進(jìn)行分類(lèi)。
1.按模塑方法分類(lèi)
2.按模具的安裝方式分類(lèi)
3.按型腔數(shù)目分類(lèi)
4.按分型面特徵分類(lèi)
4.1.1塑膠模的分類(lèi)1.按模塑方法分類(lèi)
(1)注射模:系在注射機(jī)上使用的模具。目前它主要用於成形熱塑性塑膠,少數(shù)品種的熱固性塑膠適用於該模具成型.其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)塑料的適應(yīng)性比較廣、塑件的內(nèi)在和外觀品質(zhì)均較好,生產(chǎn)效率特別高(與塑膠的其他成形方法相比),易於實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。(2)壓縮模:在液壓機(jī)上採(cǎi)用壓縮工藝來(lái)成形塑件的模具。它適用於熱固性塑膠和流動(dòng)性較差的熱塑性塑膠製件的成形。與其它模具相比的特點(diǎn)是:設(shè)備和模具簡(jiǎn)單;適用於流動(dòng)4.1.1塑膠模的分類(lèi)性較差的塑膠;比較容易成形大型製品;與熱固性塑膠注射和壓注成形相比,製件的收縮率較小、變形小、各項(xiàng)性能比較均勻。(3)壓注模:在液壓機(jī)上採(cǎi)用壓注工藝來(lái)成形塑件的模具。它適用於成型熱固性塑膠。壓注模與壓縮模最大的區(qū)別在於前者設(shè)有單獨(dú)的加料腔。壓注成形的有點(diǎn)有:效率高;品質(zhì)好;適用於成形嵌件或成形零件強(qiáng)度較弱、嵌件較多的塑件,以及精度較高、形狀複雜的塑件;塑件高度方向尺寸精度較高。4.1.1塑膠模的分類(lèi)2.按模具的安裝方式分類(lèi)
(1)移動(dòng)式模具
這種模具不固定安裝在設(shè)備上如圖4—1a所示。
(2)固定式模具這種模具是固定安裝在設(shè)備上,如圖4—1b所示
(3)半固定式模具
這種模具在工作時(shí)有部分零件需要取出,如圖4—1c所示4.1.1塑膠模的分類(lèi)
3.按型腔數(shù)目分類(lèi)
(1)單型腔模具
系僅有一個(gè)型腔的模具,每次成型一個(gè)塑件。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、製造成本低、周期短、塑件的精度高、工藝參數(shù)易於控制,但是塑膠成形的生產(chǎn)率低、塑件的成本高,適用於塑件較大,精度要求較高或者小批量生產(chǎn)及試生產(chǎn)。
4.1.1塑膠模的分類(lèi)(2)多型腔模具
系有兩個(gè)或兩個(gè)以上的型腔的模具,可一模成形多個(gè)塑件。目前常規(guī)設(shè)計(jì)都是單層腔。雙層型腔如圖4—2所示,它的優(yōu)點(diǎn)是在範(fàn)本面積大小基本不變,獲的加倍數(shù)量產(chǎn)品,提高效益。多型腔模具的特點(diǎn)是:塑膠成形的生產(chǎn)效率高、塑件的成本低、塑件的互換性差、工藝參數(shù)難以控制、模具結(jié)構(gòu)複雜、模具的製造精度和成本高、週期長(zhǎng),適用於小塑件大批量生產(chǎn)。4.1.1塑膠模的分類(lèi)4.按分型面特徵分類(lèi)
若按分型面的數(shù)目,可分為一個(gè)分型面、兩個(gè)分型面、三個(gè)分型面······多個(gè)分型面模具。例如,圖4—3為具有兩個(gè)分型面的模具,圖4—4為具有三個(gè)分型面的模具,但是這兩副模具分型面的位置形式卻不同。為了進(jìn)一步說(shuō)明它們的特性,將模具與設(shè)備工作臺(tái)面平行時(shí)的分型面稱(chēng)為水準(zhǔn)分型面,而與設(shè)備工作臺(tái)面垂直時(shí)的分型面稱(chēng)為垂直分型面,這樣無(wú)論模具被立式放置或者臥式放置,稱(chēng)呼效果統(tǒng)一不變,見(jiàn)圖4—5所示。4.1.1塑膠模的分類(lèi)塑膠模的基本結(jié)構(gòu):1塑膠模的組成零件
2塑膠模的基本結(jié)構(gòu)4.1.2塑膠模的基本結(jié)構(gòu)1.塑膠模的組成零件
塑膠模組成零件按照用途分為:成形零件、結(jié)構(gòu)零件兩大類(lèi)。成形零件:是指直接與塑膠接觸或部分接觸並決定塑件形狀、尺寸、表面品質(zhì)的零件,是核心零件;其包括:凸模、凹模、型芯、螺紋型芯、螺紋型環(huán)及鑲件等。
結(jié)構(gòu)零件:是除了成形零件以外模具的其他零件;包括:固定板,墊板、導(dǎo)向零件、澆注系統(tǒng),分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)等零部件,加熱或冷卻裝置及標(biāo)準(zhǔn)件如螺釘、銷(xiāo)釘、彈簧等。4.1.2塑膠模的基本結(jié)構(gòu)2.塑膠模的基本結(jié)構(gòu)
圖4—6所示為一副成形熱固性塑膠製品的壓縮模,它是具有一個(gè)水準(zhǔn)分型面、單型腔、移動(dòng)式模具。模具由上模和下模構(gòu)成。
圖4—7所示一副熱塑性塑膠注射模,它是具有一個(gè)水準(zhǔn)分型面、多型腔、固定式模具。模具分動(dòng)模和定模兩大部分。4.1.2塑膠模基本結(jié)構(gòu)4.2.1分型面及其基本形式4.2.2分型面選擇的一般原則4.2.3塑件留模措施4.2塑膠分型面選擇分型面及其基本形式:
分型面:模具用以取出塑件和(或)澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。分型面的表達(dá)方法:如圖4—8所示用短粗實(shí)線標(biāo)出分型面位置,箭頭表示分離動(dòng)作方向。分型面的形狀有平面、斜面、階梯面和曲面。一副模具可以有一個(gè)或一個(gè)以上的分型面,常見(jiàn)單分型面模具只有一個(gè)與開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向垂直的分型面。4.2.1塑膠模分型面及其基本形式4.2.2塑膠模分型面選擇的一般原則分型面選擇的一般原則
基本原則:必須選擇塑件斷面輪廓最大的地方作為分型面,這是確保塑件能夠脫出模具的基本原則。分型面選擇是否合理對(duì)於塑件品質(zhì)、模具製造與使用性能均有很大影響,它決定了模具的結(jié)構(gòu)型式,是模具設(shè)計(jì)工作中的重要環(huán)節(jié)。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)製品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、推出方式、排氣方式及製造工藝等多種因素,全面考慮,合理選擇。
分型面選擇應(yīng)遵循的原則:
1.儘量使塑件在開(kāi)模後留動(dòng)、下模邊
2.保證塑件外觀品質(zhì)要求
3.確保塑件位置及尺寸精度
4.便於實(shí)現(xiàn)側(cè)向分型抽芯動(dòng)作
5.有利於模具製造
6.有利於排氣
7.有利於塑件脫模
8.考慮溢邊對(duì)塑件的影響
9.考慮對(duì)設(shè)備合模力的要求
10.考慮脫模斜度的影響4.2.2塑膠模分型面選擇的一般原則
1.盡量使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)、下
模邊
一個(gè)塑件在模內(nèi)的擺放方向至少有兩種參見(jiàn)(圖4—13),不同方向?qū)λ芗裟.a(chǎn)生的效應(yīng)不同。
圖4—10表示在不同情況下,如何處理塑件留模問(wèn)題。4.2.2塑膠模分型面的選擇原則2.儘量保證塑件外觀品質(zhì)要求
圖4—11所示塑膠牙刷柄,該塑件形狀要求柄部側(cè)面平整,四周呈光滑圓角過(guò)渡。許多塑件只要分型面選擇得當(dāng),其外觀可以輕易避免或基本不受分型面因素影響,如圖4—12所示塑件,圖a為合理選擇,圖b則不妥。
圖4—13中塑件外表要求光滑無(wú)痕,若取圖a分型面來(lái)成型,則塑件達(dá)不到要求,故取圖b分型面才合理。4.2.2塑膠模分型面選擇的原則3.確保塑件位置及尺寸精度
圖4—14中塑件為雙聯(lián)齒輪,要求大小齒輪的直徑與其軸孔有良好的同心度,為實(shí)現(xiàn)此要求,應(yīng)將大小齒輪凹模和型芯均設(shè)在動(dòng)模邊,故圖a合理,圖b不合理。
圖4—15所示塑件成形模具的分型面若按a中的確定,塑件最大外形尺寸和孔心距屬受模具活動(dòng)部分影響的尺寸,提高精度較困難,若按b所示確定,易保證成形高精度。4.2.2塑膠模分型面選擇的原則4.便於實(shí)現(xiàn)側(cè)向分型抽芯動(dòng)作
圖4—16所示:為簡(jiǎn)化模具側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu),應(yīng)將抽芯或分型距離長(zhǎng)的擺放在開(kāi)模具方向上抽芯或分型距離短作為側(cè)向而將短的一邊作為側(cè)向。
圖4—17所示:一般盡可能將側(cè)型芯和滑塊同設(shè)在動(dòng)模部分,這樣可使安全留在動(dòng)模,模具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)化。圖a為常取形式;圖b因側(cè)型芯在定模,只有當(dāng)其抽出之後,動(dòng)、定模才能打開(kāi)因此模具需要兩次分型,模具結(jié)構(gòu)較複雜。4.2.2塑膠模分型面選擇的原則5.利於模具製造
以圖4—18為例,從塑件結(jié)構(gòu)分析,模具可取A和B兩種分型形式。A模具合模時(shí),上模的凹模與下模的型芯相配合,如果模具製造精度差,合模時(shí)會(huì)發(fā)生凹模與型芯碰撞而損壞。B模具可避免發(fā)生碰撞現(xiàn)象,模具易於加工,但塑件表面會(huì)形成一條分型線。4.2.2塑膠模分型面選擇的原則6.有利於排氣
為了便於排氣,選擇分型面時(shí)應(yīng)考慮盡可能將分型面與熔體流動(dòng)的末端重合,如圖4—19所示a結(jié)構(gòu)型腔排氣順暢,b結(jié)構(gòu)使空氣不易排出。4.2.2塑膠模分型面選擇的原則7.有利於塑件脫模
分型面形式如何對(duì)塑件脫模阻力大小有著直接影響。
圖4—204.2.2塑膠模分型面選擇的原則8.考慮溢邊對(duì)塑件的影響
分型面形式對(duì)塑件溢邊方向有影響,進(jìn)而影響塑件的尺寸精度及外觀。以圖4—21為例,圖a可能產(chǎn)生水準(zhǔn)溢邊,影響塑件高度精度和側(cè)面美觀;圖b可以避免水準(zhǔn)溢邊,但型芯與孔間隙配合處可能產(chǎn)生垂直溢邊,溢邊毛刺修除面在塑件的上表面。4.2.2塑膠模分型面選擇的原則9.考慮對(duì)設(shè)備合模力的要求
成形時(shí),要求設(shè)備的合模力必須大於最大模腔壓力與模內(nèi)塑膠在水準(zhǔn)分型面上的投影面積之乘積,以保證模具分型面鎖緊,防止溢料。如圖4—22所示,a圖分型面形式下要求合模力比b圖形式的大。4.2.2塑膠模分型面選擇的原則10.考慮脫模斜度的影響
塑件高度較大時(shí),脫模斜度容易造成塑件的上下兩端尺寸值差異較大,致使塑件尺寸超差,如圖4—23a所示。如果外觀允許,可將分型面位置選在塑件的中部,如圖4—23b所示,這樣脫模斜度不變而兩端尺寸差異減小。4.2.2塑膠模分型面選擇的原則1.調(diào)整脫模斜度2.調(diào)整表面粗糙度3.設(shè)置滯留結(jié)構(gòu)
4.2.3塑件留模措施塑件留模措施:
當(dāng)塑件在開(kāi)模後留在動(dòng)?;蚨=杂锌赡軙r(shí),應(yīng)採(cǎi)取必要的留模措施,保證塑件留在動(dòng)模。常用措施有以下三種:1.調(diào)整脫模斜度
將開(kāi)模時(shí)塑件欲脫離的面取較大的脫模斜度,欲滯留的面取較小脫模斜度或者不取脫模斜度,如圖4—24所示。圖4—24b所示必要時(shí)反向取脫模斜度。4.2.3塑件留模措施2.調(diào)整表面粗糙度
將欲使塑件脫離成形零件的表面粗糙度取較小值,欲滯留成形零件之表面粗糙度取較大值。
注意:此法不適宜於透明塑件。4.2.3塑件留模措施3.設(shè)置滯留結(jié)構(gòu)
在模具零件的側(cè)面加工淺凹槽、設(shè)錐形拉料穴或拉料桿等,都可以起到滯留塑件作用,如圖4-25所示。4.2.3塑件留模措施
確定模具型腔數(shù)目時(shí),應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮:
1.塑件大小與設(shè)備的關(guān)係
2.充分利用現(xiàn)有設(shè)備
3.使塑件精度比較容易得到滿(mǎn)足
4.不使模具結(jié)構(gòu)複雜化
5.視塑件生產(chǎn)批量要求
6.降低模具製造費(fèi)用4.3模具型腔數(shù)目的確定4.3模具型腔數(shù)目的確定1.塑件大小與設(shè)備的關(guān)係成形大或中型塑件時(shí),一般採(cǎi)用單型腔。這一方面是考慮塑膠的充模流動(dòng)性,要保證塑膠充滿(mǎn)型腔,另一方面,設(shè)計(jì)多個(gè)型腔則模具體積大而重,加工難度增大。中、小型塑件的成形模具設(shè)計(jì)多個(gè)型腔可以較好地發(fā)揮設(shè)備和模具能力,提高生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化生產(chǎn)。4.3模具型腔數(shù)目的確定2.充分利用現(xiàn)有設(shè)備
應(yīng)優(yōu)先考慮利用企業(yè)自己的生產(chǎn)資源,如成形設(shè)備,使生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)。4.3模具型腔數(shù)目的確定3.使塑件精度比較容易得到滿(mǎn)足
一般,塑件精度要求不高時(shí),對(duì)模具製造以及製品成形工藝的控制要求也較低。在此情況下,可以根據(jù)設(shè)備的能力計(jì)算,確定型腔數(shù)目。當(dāng)塑件精度較高時(shí),型腔過(guò)多會(huì)使製品品質(zhì)難以保證,模具加工費(fèi)過(guò)高,型腔數(shù)目愈多,對(duì)各個(gè)型腔的成形工藝條件控制的一致性也就愈差。4.3模具型腔數(shù)目的確定4.不使模具結(jié)構(gòu)複雜化
對(duì)形狀較複雜或精度較高的塑件,有時(shí)為了增加一個(gè)型腔,模具結(jié)構(gòu)會(huì)變得複雜得多,模具製造精度也提高了許多,所以考慮型腔數(shù)目要注意經(jīng)濟(jì)效益,不合算則予以避免。4.3模具型腔數(shù)目的確定5.考慮塑件生產(chǎn)批量大小
當(dāng)塑件生產(chǎn)批量不大時(shí),為了降低成本,常常設(shè)計(jì)單型腔模具。塑件生產(chǎn)批量較大或很大時(shí),模具需達(dá)到完成相應(yīng)任務(wù)的能力,所以常常設(shè)計(jì)多個(gè)型腔。6.降低模具製造費(fèi)用
模具費(fèi)用是構(gòu)成製品成本的一因素,為了降低製品成本,常常對(duì)模具費(fèi)用作一定限制。複雜、精密塑件,其模具每增加一型腔,加工成本增大的數(shù)量十分可觀??傊?,影響型腔數(shù)目因素較多且錯(cuò)綜複雜,應(yīng)統(tǒng)籌兼顧,切忌犯片面性錯(cuò)誤。4.3模具型腔數(shù)目的確定4.4.1成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.4.2成形零件工作尺寸的計(jì)算
4.4.3型腔側(cè)壁及底板厚度的強(qiáng)度、剛度計(jì)算4.4成形零部件的設(shè)計(jì)成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
構(gòu)成形腔的零件叫成形零件,由於成形零件受高溫高壓的塑膠接觸,受高速料流的沖刷,並在脫模時(shí)與塑件發(fā)
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