1、第二章 塑料注射件的设计,沈阳化工大学 高分子材料教研室,形状、结构塑件的壁厚脱模斜度加强筋及增强措施 支承面和凸台嵌件的设计圆角设计孔的设计修饰、符号、文字及标记的设计10铰链设计 11齿轮的设计,2 注射制品的设计,四、筋和凸台,加强筋有四种结构形式： 全长加强筋 部分长度加强筋 低于倒壁的 角板式,概念加强筋：筋是模塑制品上长条形突起部分。加强筋是去除一侧边壁的工字梁。加强筋是常用的刚性结构设计方法。,注塑件是壁厚均匀的薄板组合体，要提高塑料件的抗弯刚度，通常增设薄板加强筋的方法。它能减小塑料件的翘曲变形，提高塑料件抗蠕变和抗冲击性能，同能改善熔体的充模流动。,加强筋的作用：, 在不增加
2、壁厚的情况下提高塑件强度、刚度，避免翘曲变形。 在一定程度上可以改善塑料的充模流动性。,高度L=(13) 筋条宽A=(1/41) 收缩角=25 根部圆角R=(1/81/4) 顶部圆角r=/8,注：加强筋过厚常引起局部凹陷,加强筋的形状尺寸,加强筋的形状和尺寸比例要合理,加强筋的厚度应小于塑件厚度，并与壁用圆弧过渡。 加强筋端面高度不应超过塑件高度，宜低于0.5mm以上。,不合理,合理,加强筋的设计要求,加强筋以设计矮一些、多一些为好。尽量采用数个高度较矮的筋代替孤立的高筋，筋与筋之间的距离应大于壁厚的两倍。 加强筋的设置方向应与受力方向一致，并尽可能与熔体流动方向一致，从而降低塑料的充模流动阻
3、力。,不合理,合理,加强筋的设计要求,在布置加强筋时，应避免或减少塑料的局部集中。如果同一面上设置多根加强筋，其分布排列应互相错开，以减少收缩不均引起的变形。,加强筋的设计要求, 一些加强筋会引起塑件局部凹陷，可采用以下措施来修饰和隐藏。,加强筋的设计要求,简述塑料制品加强筋的设计要求？（简答、选择） 筋的高度一般大于塑料件厚度t而小于5t。筋条愈高刚性愈好，但充模流动和脱模困难。应与筋的厚度成比例。 筋的厚度是塑料件板厚的0.40.8倍，粘度高的塑料要取较厚的筋。而对于收缩率较大的结晶型塑料，筋的厚度不易过大。 梁板上的加强筋，一般有0.51.5的脱模斜度，为梯形截面。 筋的顶端有平面，也有
4、圆弧曲面。筋与筋之间间隔为2t到3t。 筋底部的圆角R常取0.25t到0.4t，圆弧设计可减小该区域的应力集中。但过大的半径R，令产生凹陷和真空泡。 另外： 浇口位置要使加强筋的布排沿塑料熔体充模的流向：要有利于排气，易于脱模顶出；还要考虑整体的外观需要。 加强筋的分布应该相互错开，尽量避免两务筋十字交汇。减小塑料在局部汇集过多而形成凹陷和真空的可能。,凸台 概念凸台：模塑制品上突起的粒状台阶。,塑料件壁上的粒状凸台，一般用来与其他零件装配连接，承受较大紧固力，容易开裂。 凸台与侧壁间增加筋的设计，加强凸台的强度同时改善了凸台的流动充模。,凸台,图3-13 支座上的加强筋,固定用的凸耳或台阶应
5、有足够的强度，以承受紧固时的作用力。应避免台阶突然过渡和支承面过小，凸耳应用加强筋加强。,截面突变,当塑件上有一面作为支承面来使用时，将该面设计为一个整面是不合理的。因为平板状在成型收缩后很容易翘曲变形，稍许不平都会影响良好的支承作用，故以边框式或点式(三点或四点)结构设计塑件支承面。如下图塑料盘所示。,塑件支承面的设计,对于盒形、容器类塑件，当采用底平面作支承面时，应将底平面设计成凹形或设置加强筋及凸台、凸边等结构。,支承面,支承面结构要合理，宜采用34个小凸台或凸缘支撑。,整面支承，变形后放置不稳。,当塑件底部有加强筋时，应使加强筋高度低于支承面至少0.5mm 。如图,塑件支承面的设计,图
6、3-20加强筋与支承,增加刚性减少变形的其他措施,除了加强筋，还有一些常见的提高塑料件刚性的措施： 将薄壳状的塑件设计为球面，拱曲面等，可以有效地增加刚性、减少变形。 当塑件较大、较高时，可在其内壁及外壁设计纵向圆柱、沟槽或波纹状形式的增强结构。,薄壁容器的边缘是强度、刚性薄弱处易于开裂变形损坏，可按照下图所示方法给予加强。,容器边缘的增强容器侧壁的增强,其他增强措施,增加塑件刚强度：单纯增加壁厚是不合理的，会带来成型问题。,方法一：增设加强筋；,简答题：如何改进薄壁容器的形状设计以增强其刚性设计。,方法二：采用高刚度结构，如球面、拱形面、凸缘或皱折；,方法三：采用预变形补偿；需要有完善的成型
7、性能数据库,有时为补偿视觉误差也可采用类似的外凸圆弧结构，如电视机壳、汽车覆盖件,概念嵌件：塑料件中的嵌件是预置于模具型腔中的零件，熔体充模后与塑料连接固化成整体，嵌件多用金属，其它陶瓷、玻璃、塑料、木头等。 塑件中镶入嵌件的作用：增加局部强度、硬度、耐磨、导磁、导电性能，加强塑件尺寸精度和形状的稳定性，起装饰作用等。提高塑料件的机械性能，提高承载能力和拉磨损性如方向盘的骨架，齿轮中央孔。 起联接作用，金属螺母、螺钉嵌件。 起导电作用，如插头，插座， 但一般采用 装配式嵌件。 起装饰作用，方便装拆。但嵌件会增加成本，应节约使用。 嵌件的制造：冲裁，弯曲，冷锻。减少金属切削加工，去除毛刺，连接牢
8、固。 对于脆性的热塑性塑料（PS），采用金属嵌件要慎重。,五、嵌件,嵌件结构,嵌件结构有柱状、针杆状、片状和框架等如图所示。,图3-34嵌件的结构形式,嵌件与塑料件的设计要点（掌握） （简答题：塑料件嵌件的设计应该注意哪些问题？） 在塑件中可靠固定，防止嵌件在塑件中转动或被抽离。嵌件的形状和表面应设计适当伏陷物，提高嵌件体连接牢度。柱状嵌件可在外形滚直纹并切出沟槽，或在外表面滚菱形花纹，针杆状嵌件可切口或冲孔，压扁和弯折。 嵌件在模具内必须可靠定位，在动模的合模运动中不改松动，在高压熔体冲压下不偏移不漏料。 为防止粒状嵌件被高压熔体压歪，嵌件高度h不宜超过定位直径的2倍，给以必要支撑。 嵌件周
9、围有熔合缝，强度低，所以金属嵌件周围塑料要有足够的厚度。嵌入制品部分嵌件端边缘应倒角或倒圆，改善熔体流动状态避免锐角引超制品裂开。 嵌件在制品中的取向，为方便操作和简化模具设计，嵌件的轴线应平行于模具合闭移动方向。 嵌件转折处应以斜面或圆角过渡，在机械加工后应进行去毛刺和去油污处理。,解决嵌件与塑料牢固连接问题防转和防移动。,嵌件设计的要点：,嵌件设计的要点：,保证嵌件安装准确并具有良好的稳定性。模具的定位孔、定位杆或定位槽与嵌件之间采用间隙配合，配合长度应足够使嵌件抵抗物料的冲击。凸肩定位防止熔料溢入螺牙。,加强嵌件的刚度和强度可增设支撑。,打孔减小充模阻力,嵌件设计的要点：,嵌件不宜带尖角，以减少应力集中。 注射成型前嵌件应预热到接近物料温度，以减小收缩差。,嵌件设计的要点：,嵌件定位和密封在熔体冲击下不移位或有过大的变形。,定位面不确定,带螺纹型芯,嵌件设计的要点：,嵌件模外装配,塑件脱模后立即压入嵌件，塑件收缩紧固嵌件热装配； 采用膨胀型嵌件或带槽外螺纹嵌件可在冷态下装配；,膨胀型嵌件,开槽外螺纹嵌件,嵌件模外装配,塑件成型后再装入嵌件可提高生产率和自动化冷装配,Thank You !,
