1、第二章 塑料制品和成型模具的研发程序,2.1塑料制品和模具开发方式 2.2 设计程序 2.3 设计实例,传统的方式是按串行的产品开发模式进行，如：,整个开发过程信息单向流动，下游结果不能及时反馈给上游进行评价和修改； 制品设计和模具设计脱节，制品设计的质量靠最终生产来检验，往往要多次修模，不易控制各环节质量； 各阶段按顺序进行导致产品开发周期长。,其缺点：,并行工程和逆向工程,一、并行工程,塑料制品开发包括：,市场需求分析 产品造型设计 模具方案设计和模具结构设计 模具工程分析 模具制造装配 制品生产 产品检验,？如何实现,显然：建立一个内部可以交互操作的支持环境是实现并行工程的先决条件。 图
2、中可以看出，并行工程是在多项新的关键技术开发的基础上发展起来的，如塑料模的CAD/CAM/CAE技术、实体造型技术、快速成型技术、信息管理技术、产品的力学分析软件等,并行工程是对产品设计过程、制造过程（模具设计与制造）和支持过程（制品实体模型制造、试模）进行并行考虑。,并行开发模式，相互影响的各个环节通过数据交换平台及时进行信息交换，其优点在于：,制品开发的各个环节可及时接受其他环节的分析和反馈，并立即进行修改，提高了设计质量和可靠性。 充分利用了各个环节的时域交叉性，几个环节同时进行，大大缩短了模具产品的开发周期性。 不构成修改的大循环，降低了总的开发成本。,二、逆向工程,新产品的开发多是在
3、同类产品丰富知识积累的基础上产生的，采用模拟和改进的办法更新产品。现在采用三坐标测量机，将模拟信息转化为数字化的模型，这种通过样件开发产品的过程称为逆向工程，对现实世界的模仿和改造，开发模式如图：,逆向工程所涉及的关键技术：,用三坐标测量机作三维实体几何模型形状数据的采集，即曲面的数字化。 规则或大量离散数据的处理。 三维实体模型的重建。 通过CAM软件进行NC加工。,逆向工程在开发具有复杂型面的塑料产品时能大大缩短开发周期，保证了产品质量。,2.2 塑料制品设计程序,一、设计思想,1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 2、选定塑料品种 3、制定初步设计方案，绘制制品草图 4、样品制
4、造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 5、制品最终设计、绘制正规制品图纸 6、编制文件，包括塑料制品设计说明书和技术条件等。,二、塑料制品设计的一般程序,1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件,预定的结构要求：包括载荷大小及持续时间；交变载荷性质及其率；冲击力大小及性质；有无振动或抗疲劳要求；可预见的误用情况分析。 预定的环境条件，通常有：工作温度及其允许的极限温度；工作介质空气、水、油、溶剂；光照，是否要防气候老化 遵循的准则或标准，包括：国家标准GB；部颁标准；企业标准；国际标准 要求的成本限制：要有经济效应，产品的成本应是多少？预定年产量是多少？从经济上考虑，采用何种成型方法有利
5、？竞争的材料价格是多少？期望的使用寿命多长，更换期限？,2、选定塑料品种,产品数学设计用性能数据 比例极限值、模量与温度关系、表观模量、疲劳极限、泊松比、断裂强度、热膨胀系、密度成型收缩率 通过试验才能获得的性能数据 硬度、冲击强度、断裂伸长率、易燃性、热变形温度、电性能、屈服强度,3、制定初步设计方案，绘制制品草图,初步确定形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等； 明确：规定的尺寸和可改变的尺寸。 设计的哪些部分是灵活的，哪些是用来获得所要求的结构性能水平的。,目的： 验证产品的可靠程度 对产品的初步性能有所了解 鉴别可能存在的问题,分析方法如下： 应变仪分析 热循环试验用环境室 人工气候老化
6、箱 仿真应用条件（如重复载荷）下寿命试验 特定性能专门试验,4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验,一个塑料制品，若按常规生产，要经历模具设计、模具制造、注塑成型等几道工序，周期较长。如想要尽快得到样品，以对其进行性能检验或评价结构合理性或与其他零件组装后来考察其性能，或以样品进入市场来检验新产品的市场认可度。这时，并不需要有大量的产品，只需要12件塑件样品。,关于产品制样（原型）和快速原型技术,要求课后查相关资料,5、制品设计、绘制正规制品图纸 通过修改设计，反映出： 选用塑料特定品种的综合性能 成型加工及过程的限制 装配方法,特别提示：要取得成功的设计，下列四点值得重视： 对产品最
7、终用途的要求，要做认真分析 要与成品尽量相似，特别在临界的或估算的性能方面 发展仿真应用或仿真贮存的试验方法 在产品投放市场之前，按要求进行测试。,6、编制文件，包括塑料制品设计说明书和技术条件等。,2.3 塑料制品设计实例MP3为例,一、外观造型的确定,前提： 外观的设计涉及到了市场、美学、制做工艺等的专业知识，是要综合考虑的。 要熟悉市场上的相关产品；对现有的制做工艺要了如指掌 。,调查： 市场上采购样机，设计上的细节可参考他们的产品。 考察模具厂，了解制造工艺。将外观设计、模具制做和产品制做紧密的配合了起来。,设计思想：外观造型的设计要时尚、精美，让消费者爱不释手，但考虑到生命周期，最后
8、产品使用的设计思路，造型采用中性，不要太另类。 涉及功能的外观设计：按键有开机、停机、前进、后退、音量大小、录音、复读、模式、删除键共10个按键，在产品上要排布妥当是很难的。,正面： 1.录音键 2.删除键 3.停止键 4.音效键 5.复读键 6.播放键 13.液晶显示屏 侧面：7.音量减小键 8.音量增大键 顶部：9.耳机插孔 10.键盘锁 11.快进键 12.快退键 其它的分别是：14.话筒录音口 15.SMC卡退键 16.USB连接口 17.SMC卡槽 18.电池仓,协调后的设计,正面：有LCD液晶显示、开关机按键和一些操作复杂的按键，如将录音、复读、模式、删除键放到正面，,前进、后退按
9、键放到了顶部（水平排布），向前进曲目就按顶部的右按键；音量+-按键放到了右侧（上下排布），想增大音量就按右侧上部的按键。,考虑了使用者的使用惯性并综合了功能的性质进行设计的。,考虑到这几个键在使用中按动不是很频繁。使用者不是很熟悉它们的功能，使用过程中很长一段时间内要靠说明书来完成操作，所以我们就是要让消费者好找好记。如果把它们排到别的地方，消费者就是看着说明书也要找半天按键的位置，这一遍会用了，下一遍可能又不会了。,二、结构设计,用三维软件来配合工作，软件给出3维的造型，各个部件用计算机进行模拟装配，以检验设计部件的可能性。 设计期间，电路设计工程师与结构设计工程师要配合，两者要协调，在结构
10、设计期内的同时，电路设计方要完成电路板的设计工作。,三、快速成型,结构设计完成后，要进行关键的激光快速成型，可以在很短的时间内给出一个和设计一样的外壳。,四、最终产品结构的确定,根据快速成型样品进行协调、评价，确定最终产品结构,在设计期间内基本上需：外观造型结构设计工程师2-3人，电路设计工程师2人，软件设计工程师1人。还要完成说明书、包装的设计；所有外协厂家的确定；制定企业标准等等。经过紧张的设计、试生产周期，进入到平稳的生产期。,五、编制相关文件,产品生产前生产部门要编制生产作业指导书、生产工艺与品质验收标准等等生产用文件。,第三章 塑料制件设计,决定于：使用要求、外观要求、强度要求、美术
11、造型、成型工艺、模具设计和制造、塑料品种。原则： 发挥塑料优点，避免缺点。 符合成型工艺特点。 在满足使用要求的前提下，制品形状尽可能使模具结构简单。,一、主要考虑的四个方面,制件的使用性能（第一位） 制件材料的选用 制件的成型工艺性 制件的艺术造型设计,一、塑料制件材料的选用,1、力学性能,模量：拉伸模量（杨氏模量）E、剪切模量G、体积模量B，模量愈高材料发生单位形变所需施加应力愈大，即材料刚性愈大。 泊松比：材料在拉伸试验中试样的横向尺寸收缩率与纵向长度增加率之比。,强度：材料发生屈服变形或断裂破坏时所承受的应力。拉伸强度：拉伸时发生屈服形变或断裂破坏时的应力，前者叫拉伸屈服强度，后者叫拉
12、伸断裂强度。压缩强度：在压缩时的压缩屈服强度和压缩断裂强度。剪切强度：材料达到剪切破坏时的剪切应力。冲击强度：长条形标准试样被冲断时单位截面或单位宽度所吸收的能量，即冲击摆锤所损耗的功。,弯曲强度：长条形标准试样在受三点式弯曲时发生弯曲断裂或达到规定挠度时试样中点最大的弯应力。 疲劳强度：在循环载荷作用下，若应力过大材料会发生疲劳断裂，在循环次数达到107108，试样尚有50%不破坏时的应力叫试样的疲劳强度。,长期静力作用下的蠕变特性即静态粘弹性，如蠕变。 交变应力下的动态粘弹性，如图。,断裂生长率：材料发生拉伸断裂瞬间试样变形长度与原长度之比。 断裂功：材料发生断裂时外力所作的功。 粘弹性：
13、高聚物具有粘弹性,2、电学特性,1）电导率：衡量材料导电性大小。即电阻率的倒数 体积电阻率：电流通过电极之间塑料本体时的阻力。 表面电阻率：电流通过试样表面时沿试样表面电流方向的直流电场强度与单位长度表面传导电流之比。,根据电阻率不同，将材料分为超导体、导体、半导体、绝缘体四类，绝大多数塑料属于绝缘体。,2）耐电击穿性：用介电强度表示当电压达到击穿点后出现电流突然增大，聚合物丧失电绝缘性，材料发生熔化、烧焦甚至燃烧，在继续不断升压情况下会发生电击穿，击穿电压与材料厚度之比叫介电强度。,3）介电性 聚合物按结构单元偶极矩的大小分为非极性、弱极性和极性几大类。 介电常数愈大，绝缘越好。 介电损耗：
14、电介质在交变电场中由于发热而消耗部分电能的现象。,解决静电办法：塑料原料加入导电性物质以降低体积电阻率，如炭黑、石墨、金属粉末等。加抗静电剂制品表面离子化；相互抵消法。,静电的应用：复印机利用静电印刷；静电喷涂等,4）聚合物的静电现象,3、光学特性 包括对光的吸收、反射、折射、散射和透射性能。,1）塑料对光的吸收和透过,模具的表面粗糙度、树脂中杂质和水分含量都会影响制品的透明度和表面光泽。,在纯聚合物中加入填料粒子或发泡成泡沫塑料时，塑料成为两相或多相结构，即使填入的粒子或泡孔是透明的，但当光线遇到相界面时会发生漫反射，使产品透明度下降，如若两相的折光指数相近，则能增加制品的透明性。,聚合物有
15、透明、半透明与不透明，控制结晶聚合物的结晶度及晶粒尺寸的大小，可以得到所需制品。,2）折射,制造透镜、车灯等光学制品时要考虑折光指数低，透明性好；PMMA透明性优于PS、PC。,3）反射,粗糙的表面会形成漫反射，即没有规律地向四面八方反射，使表面粗糙度提高。结晶聚合物体内的球晶粒子会产生漫反射，使反射光消失，因而光泽性差。向聚合物中加入粉状填料会形成凸凹不平的表面，并消除内表面反射，形成无光制品；向PET、PA中加入0.3%0.8%的二氧化钛可制成消光纤维，PE、PP、ABS、PVC等塑件常加入二氧化钛细粉来消光着色。,塑料光纤也是利用高聚物的反射特性。,4、热学特性,1）聚合物力学状态与温度
16、,2）聚合物耐热性,耐热性是重要指标，特别是高温使用的塑料制品，聚合物受热过程发生物理及化学变化。聚合物耐热性受环境影响，还与使用时间有关，故温度时间环境性能四个方面应同时加以考虑。,确定加工温度； 确定使用温度。,提高熔点或玻璃化温度可采用：,（1）合成时能生成高刚性分子链的原料； （2）增加聚合物结晶度； （3）进行交联； （4）增强复合,3）几种重要热性能的定义及测试方法,（1）差热分析法 （2）热变形温度测定法 （3）塑料马丁耐热试验 （4）维卡软化点测试,5、阻隔特性,1）影响透气性的主要因素,（1）相容性影响根据极性原则，极性气体易溶入极性聚合物，非极性气体易溶入非极性聚合物。PV
17、A、聚氨酯及硅橡胶对水蒸汽（极性），天然橡胶、PS对氮气和氧气（非极性）体系的透过系数高；而极性的PVA、AS、PVC对非极性的氧、氮气透过率极低。 （2）透过气体的分子大小分子体积愈小越容易扩散，如氢气高于氧气。 （3）聚合物的结构分子链的刚性、极性、对称性、结晶、交联等因素增加时，会降低连段运动能力或增加堆砌密度，因而阻碍气体分子的溶解和扩散，降低透气性。LDPE透气高于HDPE。 （4）增塑增塑剂加入，气体容易扩散。 （5）聚合物两相体系介于两相之间。,2）聚合物阻隔性的应用,（1）包装材料防潮：一般选用PE、PP、PVC和橡胶等极性和中等极性的聚合物材料。防氧保鲜：鱼肉、粮食、糖果和糕
18、点要防氧和水分作用，常用的PE、PP对氧透过率高，包装的食品储存的周期短，PET、PA和聚偏二氯乙烯性能好，但价格贵，两者组成复合薄膜。,（2）选择性透过如聚硅酮薄膜不透过氮气，很容易透过氧气，可以从空气中制取氧气。 （3）逆渗透淡化水和制盐海水透过PP、醋酸纤维等中空纤维获得可直接饮用淡水。,6、塑件减摩、耐磨特性,塑料具有优异的减摩，耐磨特性。 耐磨、减摩塑料件：轴承、齿轮、活塞环、机械密封、机床导轨、丝杆螺母、滚动轴承保持驾，固体粒子风送管道、滑槽等。,PTFE用于轴承、机床导轨,PA、POM齿轮可用注射成型，制造成本大大降低，且尺寸公差和行位公差可以降低要求。,三、制件的成型工艺性,1
19、、热稳定性热塑性塑料在高温下抗化学分解的稳定性可以用热稳定性来表征，指其开始发生明显化学变化的温度。,2、流变性能（复习） 3、收缩特性塑料产生收缩值大且收缩不稳定及发生后收缩现象；收缩率与制品结构和模具结构有关。,4、可加工性（可模性）,评定方法：一般用能生产合格制品的速率和难易度来评价。,定义：热塑性塑料注塑加工的难易性叫塑料的可模性。,评定塑料可模性的目的：确定加工条件；评定物料成型各种制品可能性；试制新的塑料品种和改性。,测定成型速率最好的办法是测定最短注射周期；测定成型难易程度是确立完成充模的温度和压力的综合工艺窗口，最直观的办法是绘制成型图。,试验条件：尽可能接近聚合物在注塑机上的
20、加工条件下测定成型速率和成型的难易程度。,制作成型图和测定最短成型周期所用的方法可能繁杂而费钱，但可用来较准确地选择聚合物品牌和确定最经济注塑条件。,成型效率最高的最短成型周期点。,PVC的成型图,简化不同配方塑料的可模性叠合,最短注塑周期与料筒温度关系图,二、塑料设计的主要内容,第一节 塑件的精度和表面粗糙度第二节 塑件的形状和结构设计 圆度、斜度、厚度、圆角 孔、螺纹、嵌件、螺钉第三节 塑件结构件的力学设计（蠕变或应力松弛行为） 短期负载下的力学计算 长期负载下的力学计算,一、尺寸精度尺寸设计要求:对流动性差的塑料制品和薄壁制品,其外形尺寸不能太大。 压制件尺寸受制于压机压力和工作台尺寸。
21、注塑件受注射机注射量、锁模力、模板尺寸、开合模距离和最大与最小模厚的限制。,塑料制品设计,第一节 塑件的精度和表面粗糙度,一、尺寸精度 尺寸精度 1、影响因素 模具制造精度 m（对小尺寸制品影响较大） 一般占塑件公差的三分之一，即m=1/3 塑件收缩率的波动s（对大尺寸制品影响较大） 即s=1/3 模具磨损（w） w=1/6 成型零件的活动间隙q 设计模具时收缩率选择不准造成的误差 ss,塑料制品设计,一、尺寸精度 尺寸精度 2、塑件公差的组成= m+ s+ w + q +ss精度与公差的选择 塑件精度 标准采用GB/T14486-1993 P16 精度等级 MT1，MT2，MT3MT7高精度
22、等级 一般精度等级未注公差尺寸,塑料制品设计,一、尺寸精度 尺寸精度 精度与公差的选择根据塑料品种及使用情况选精度（第一步） 在P17表3-1-2中选择高精度： 塑料收缩小且配合精度高一般精度： 没有特殊要求的大多数塑件 未标注公差尺寸：玩具或精度要求低塑件若在表2-1-2中无所需塑料品种，用表2-1-3收缩特性值s选择,塑料制品设计,一、尺寸精度 尺寸精度 精度与公差的选择 根据精度等级与塑件基本尺寸选公差表2-1-1（第二步） 成型时不受模具活动部分影响的尺寸 a行公差值 成型时受模具活动部分影响的尺寸 b行公差值公差标注 常用的标注方法基准制原则 基孔制的孔可取表中数值冠以（+） 基轴制
23、的轴可取表中数值冠以（-） 中心距尺寸取表中数值冠以（） 或选择其他公差标注方法,塑料制品设计,二、表面质量 1、表面质量表面粗糙度 光亮度 色彩均匀度 表面缺陷（如微孔、凹陷、熔接痕）,塑料制品设计,二、表面质量 2、影响表面质量的三大因素及关系 三大因素： 成型工艺（温度、压力、时间） 塑料品种 模具型腔粗糙度,塑料制品设计,二、表面质量 2、影响表面质量的三大因素关系表面粗糙度模具型腔的粗糙度是主要因素 光亮度塑料品种、温度有关 色彩均匀度颜料品种及工艺 表面缺陷（如微孔、凹陷、熔接痕）成型工艺及模具结构,塑料制品设计,二、表面质量 3、粗糙度常用“Ra”表示Ra值的选择一般比模具低一个
24、等级 工艺品、透明制品 Ra 0.1Ra 0.05m 生活用品 Ra 0.2m 工业用品 Ra 0.4m 非配合表面及隐蔽表面 Ra 0.8m 艺术效果表面 设计成布纹、麻纹、花纹 仿波纹,塑料制品设计,二、表面质量 4、应用“Ra”应标在图上或图纸右上角“其余”或写在技术要求中。对于“色彩均匀性、表面缺陷、光亮度等表面质量要求写在图纸技术要求中。,塑料制品设计,一、易于模塑，避免侧向分型抽芯易于模塑的结构设计 常用方法料流的方向上设计成流线型或大曲率半径圆弧优点：便于流动，防止阻力过大或在死角处产生气泡、缩孔。 图见书上P18 图3-2-1,塑料制品设计,第二节 塑件的形状和结构设计,一、易
25、于模塑，避免侧向分型抽芯易于模塑的结构设计 常用方法料流的方向上设计成流线型或大曲率半径圆弧优点：便于流动，防止阻力过大或在死角处产生气泡、缩孔。 图见书上P18 图3-2-1,塑料制品设计,第二节 塑件的形状和结构设计,一、易于模塑，避免侧向分型抽芯使成型模具简化的结构设计（以改变塑件结构考虑）： 常用方法在满足使用的前提下，改变侧孔，侧凸结构形状，避免侧向抽芯。 优点：简化模具结构，减少维护次数，增加模具寿命，减少飞边的修整工作量，提高生产效率，降低成本。,塑料制品设计,一、易于模塑，避免侧向分型抽芯使成型模具简化的结构设计（以不改变塑件结构考虑）： 常用方法在塑件侧孔，侧凸较小时，采用强
26、制脱模。,塑料制品设计,强制脱模必要条件： 脱模温度下具备足够弹性 侧凹、侧凸设计圆弧过渡 相对尺寸高度或深度小于5%,塑料制品设计,二、斜度 设计斜度的原因 因塑件冷却（或固化后），塑料件收缩而包在凸模上，产生一定的包紧力，脱模时使塑件表面划伤、变形甚至破裂，所以在平行于脱模方向的表面设计脱模斜度。,塑料制品设计,二、斜度 设计斜度的原则 满足使用情况下，斜度尽量数值大一些，便于脱模 斜度值选的过小时，模具表面Ra要低，塑料收缩率要小，选择合理高度。 不设计斜度时，塑件高度不能过大，且塑料质地柔软，并且具有自润滑性。 一般情况下，制件留在动（阳）模，则动模斜度定模斜度；反之亦然。,塑料制品设
27、计,二、斜度 斜度值选择 根据塑料品种选热塑性塑料：0.53热固性塑料:0.51 根据塑料高度与品种选，查表3-2-1高度越高，斜度越小；弹性越好，斜度越小。 根据表面结构选塑件上有文字、符号 115塑件上有孔或矩形格子 45塑件上有花纹时 46,塑料制品设计,二、斜度 斜度与尺寸公差的关系一般情况下，斜度值不包括在公差之内。（默认） 如需包括在公差之内时，需在图纸上注明。斜度标注塑料内孔，以小端为基准，斜度由扩大方向取得。塑料外径，以大端为基准，斜度由缩小方向取得。,塑料制品设计,三、壁厚 壁厚对塑件质量的影响 过厚 浪费材料 延长冷却时间 增加生产周期，降低生产效率 易使塑件产生气泡、缩孔
28、、翘曲变形过薄 增大型腔内的流动阻力，易发生塑件不完整 使用强度、刚度不够 使塑件不易顶出,塑料制品设计,三、壁厚 壁厚选择原则 足够强度与刚度，顶出及装配时不破坏 壁厚选择主要根据塑料品种与使用情况 同一塑件壁厚尽可能均匀一致。若设计不同壁厚时，薄厚之比1:3，且用斜面或圆弧过渡。,塑料制品设计,三、壁厚 壁厚选择方法 经验数值 热固性：小件 1.62.5mm，大件3.28mm，流动性差的小于10mm 热塑性：薄壁 0.25mm，一般0.60.9mm，常取24mm 表格法 表格3-2-2及表格3-2-3 计算法,H：壁厚 L：塑料熔体在模具中的最大流程,塑料制品设计,四、增加刚性减少变形的结
29、构设计 增强结构的原因 塑料大多弹性模量低，强度低 如增加壁厚，太厚则会产生缩孔、凹痕 如不增加壁厚，则采用增强结构增强结构类型 平板、受力孔与底板连接增强结构（加强筋） 壳体塑料底部与口边增强结构（加强筋） 支撑面,平板、受力孔与底板连接增强结构 作用是增加强度以免变形（满足制品等壁厚或小壁厚等条件），对大型制品，在充模方向设加强筋还可降低充模阻力。 布置应合理，避免局部集中，壁厚应一致。,满足等壁厚,塑料制品设计,壳体塑料底面与口部 薄壳制品的顶面可设计成球面或拱曲面，以减少变形。 加强筋应有正确的形状和尺寸，中心距要大于壁厚。,典型尺寸,塑料制品设计,支撑面 避免整个面作为支撑面，采用点
30、、线或三点、四点支撑 底面的加强筋高度高于支撑面0.5mm。 对紧固用突耳要避免突然过渡。,塑料制品设计,塑料制品设计,五、圆角设计 1、定义 塑料制件边与边、边与底之间的连接能设计成圆角的，尽量设计成圆角（即使R=0.5mm）。 2、目的 避免塑件尖角处产生应力集中 避免模具尖角处产生应力破坏 增加塑料的美感，减少成型过程中的流动阻力 对于电镀件，使尖角处镀层均匀。,圆角半径与壁厚之比R/A与应力集中系数关系,塑料制品设计,塑料制品设计,五、圆角设计3、不设圆弧位置 分型面 型芯与型腔的装配处,塑料制品设计,六、孔的设计1、孔的种类盲孔 通孔孔的设计要点 保证强度 孔与边缘距离大于1.5D
31、表3-2-4 孔与孔之间距离大于2D,塑料制品设计,3、通孔的设计（模具或型芯的设计）,孔设计 注意通孔中型芯固定，孔深不宜太大，否则易弯曲、折断。,塑料制品设计,塑料制品设计,4、盲孔的设计（模具或型芯的设计）采用结构：一端固定的悬臂梁结构孔深通孔注塑成型或传递模塑，L4D；压制成型时，平行于压制方向L2.5D;垂直于压制方向L2D。,塑料制品设计,5、孔的加强 受力孔或固定孔应设计在应力集中小的合理位置如远离浇口、转角位置，不设在薄壁处 孔的周边设置凸起,孔边缘加强方法,孔设计 对有些复杂孔和斜孔可用组合型芯成型，以避免侧抽芯。,塑料制品设计,塑料制品设计,七、螺纹设计 1、螺纹成型加工方
32、法 直接成型法螺纹依靠模具一次成型出来 型芯与型腔整体成型 外螺纹采用瓣合模成型，内螺纹采用可收缩的多瓣型芯成型 要求不高的内螺纹，可强制脱模强制脱模条件：足够弹性、圆弧过渡、浅侧凹尺寸5%,圆牙螺纹用于强制脱模,塑料制品设计,机械加工成型法 配合长度较长、配合精度高塑件内放置嵌件 用于经常拆卸或受力较大的部件自攻螺纹 用于承受载荷小，振动小部位,塑料制品设计,七、螺纹设计 2、常见的螺纹形状 标准公制螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 V形螺纹 圆弧形螺纹,塑料制品设计,七、螺纹设计 3、螺纹选择 大多数连接都可以选择标准螺纹，首选粗牙螺纹 表3-2-5使用场合为较高强度时，选矩形、梯形螺
33、纹使用场合为单方向承受轴向力较大时，选锯齿螺纹对密封性要求不高场合，选择圆弧形螺纹,七、螺纹设计 4、螺纹结构 1）当塑料螺纹与金属螺纹配合时，其配合长度不应大于 螺纹直径的1.52倍。因塑料收缩使螺距改变，配合部分 过长会产生附加内应力，使联接强度降低（塑料螺纹强度 约为钢制螺纹强度的1/51/10）。2）同一塑件上前后两段螺纹，应尽可能使其螺距相等， 旋向相同，以简化模具结构。3）为防止塑料螺纹最外圈崩裂或变形，内外螺纹的始端 和终端应留有0.20.8mm的无螺纹段，并且第一扣或末端一扣，设计渐渐凸起的过渡段L。如表410所示。,表4 -10 螺纹始末端尺寸,（b）内螺纹,（a）外螺纹,塑
34、料制品设计,八、嵌件设计 1、为什么设计嵌件 目的：提高强度、硬度、耐磨性、导电导磁性等。 材料：金属（占多）、玻璃、木材、塑料等。由于收缩率的差异常造成很大的内应力而开裂，故尽可能选收缩率相近的材料。 缺点：增加了成本，使模具结构复杂、降低了生产效率，难自动化，尽量避免或后装配加入。,嵌件设计,2、嵌件结构设计（三段式） 嵌件段：防撞、防拔出。（表面不要设计成光面：用滚花、直纹和沟槽等使可靠相连，形状设计成四边形或者六边形） 固定定位段：开闭模过程中保持位置 使用段：便于日常使用,塑料制品设计,阳螺纹嵌件固定方法,阴螺纹嵌件固定方法,塑料制品设计,八、嵌件设计 1、细长杆件的固定定位 悬臂梁
35、结构：一端固定，一端自由 自由端定位直径2倍 两端固定，自由端过长，中间设支撑结构,对细长嵌件的加固,内应力：嵌件制品肯定存在内应力。减小内应力的方法有成型前把嵌件加热至成型温度或在嵌件表面覆一层树脂或成型后退火。,制品成型后装配嵌件,塑料制品设计,其它后装入嵌件的方法 制品成型后立即装入，利用后收缩包紧。（宜于热固性塑料） 用膨胀型嵌件在制品冷后装入。 对热塑性塑料，还可用超声波把嵌件压入塑料制品中。,带槽螺纹嵌件,塑料制品设计,塑料制品设计,八、嵌件设计 3、嵌件周边塑料层厚度 从性能选：刚性小，蠕变大，厚度小刚性大，蠕变小，厚度大从品种选 热塑性 C（厚度）D（嵌件直径）热固性 P34 3-2-7,二、塑料设计的主要内容,第一节 塑件的精度和表面粗糙度第二节 塑件的形状和结构设计 圆度、斜度、厚度、圆角 孔、螺纹、嵌件、螺钉第三节 塑件结构件的力学设计（蠕变或应力松弛行为） 短期负载下的力学计算 长期负载下的力学计算,
