1、第二章 塑料制品设计,塑件的使用要求塑料的成型工艺特点考虑模具的设计及制造,2.1 塑料制品的工艺性,塑件结构设计原则：,2.1 塑料制品的工艺性,2.1.1 塑料的选材,塑料的力学性能塑料的物理性能塑料的化学性能必要的精度成型工艺性能,2.1 塑料制品的工艺性,2.1.2 塑件的尺寸和精度,塑件的尺寸 ,1.塑件的尺寸,指塑件的总体尺寸,塑件的尺寸受下面两个因素影响：,塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）,设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）,2.塑件的精度,影响塑件尺寸精度的因素:,塑件成型后的时效变化,模具的制造精度、磨损程度和安装误差,塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中
2、尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。,塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化,2.1 塑料制品的工艺性,2.1.2 塑件的尺寸和精度,尺寸精度的确定：,会根据教材表23（常用材料模塑件公差等级和选用）选择塑件公差等级,模塑件公差代号为MT MT1级精度最高（一般不采用） MT7级精度最低,2.塑件的精度,2.1.2 塑件的尺寸和精度,模塑件尺寸公差国家标准（GB/T144861993）,2.塑件的精度,A项：不受模具活动部分影响的尺寸公差值B项：受模具活动部分影响的尺寸公差值,2.1.2 塑件的尺寸和精度,公差登记相同境况下，B类尺寸公差值大于A类尺寸公差值，因此塑件重要部分尺寸尽量设计
3、为A类尺寸。,尺寸精度的确定：,对于塑件上孔的公差可采用基准孔，可取表中数值冠以（）号。对于塑件上轴的公差可采用基准轴，可取表中数值冠以（）号。 中心距尺寸偏差数据除以2，冠（+-）,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级。,2.塑件的精度,2.1.2 塑件的尺寸和精度,2.1.3 塑件的表面质量,一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高 12级,2.2 塑件结构设计及典型实例,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,塑件形状,普通实用形状,艺术形状,功能形状,模具设计,设计塑件的内外表面形状要尽量避免侧凹结构，以避免模具采用侧向分型和侧向抽芯机构，否则因设
4、置这些机构而使模具结构复杂.不但模具的制造成本提高，而且还会在塑件上留下分型面线痕，增加了去除飞边的后加工的困难。 以成型侧孔和凸凹结构为例。比较两种方案，从而选择优良的设计方案。,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,图1a所示塑件在取出模具前，必须先由抽芯机构抽出侧型芯，然后才能，取出模具结构复杂。图b侧孔形式，无需侧向型芯，模具结构简单。,图a所示塑件的内侧有凸起，需采用由侧向抽芯机构驱动的组合式型芯，模具制造困难。图b避免了组合式型芯，模具结构简单。,图1具有侧孔的塑件,图2 塑件内侧表面形状改进,a,a,b,b,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,图3、4的图a形式需要侧抽芯，图b
5、形式不需侧型芯。,a,a,b,b,图3 取消塑件上不必要的侧凹结构,图4 无需采用侧向抽芯结构成型的孔结构,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,塑件壁厚设计原则：,厚薄适中 均匀壁厚,满足成型时熔体充模所需的壁厚,保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚,制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度,能承受推出机构等的冲击和振动,满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚,3.塑件的壁厚,壁厚过小,壁厚过大,强度及刚度不足，塑料流动困难,原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷,1.塑件的壁厚,改善壁厚典型实例：,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,2.脱模斜度,为了便于塑
6、件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。,脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30 130。,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,脱模斜度表示方法：,2.脱模斜度,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,脱模斜度设计要点：,2.脱模斜度,塑件精度高，采用较小脱模斜度,尺寸高的塑件，采用较小脱模斜度,塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度,收缩率大，斜度加大,增强塑料采用较大的脱模斜度,含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度,从留模方位考虑: 留在型芯，内表面脱模斜度外表面 留在型腔，外表面脱模斜度内表面,平板类零件加强筋方向与料流方向平
7、行,3.塑件的加强筋,加强筋的作用：,加强筋设计要点：,它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。,加强筋的底部与壁连接应圆弧过渡，以防外力作用时，产生应力集中而被破坏。,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,加强筋厚度小于壁厚,加强筋与支承面间留有间隙,加强筋设计要点：,3.塑件的加强筋,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,4.塑件的支承面,通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而是以底脚或边框为支承面。,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,4.塑件的支承面,支承面结构形式,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,在满足使用要求的前提下,制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡
8、。,5.圆角,圆角的作用：,圆角可避免应力集中，提高制件强度,圆角可有利于充模和脱模,圆角有利于模具制造，提高模具强度,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,5.圆角,圆角的确定：,内壁圆角半径应为壁厚的一半,外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍,一般圆角半径不应小于0.5mm,壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径,理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,（1） 孔的极限尺寸 表2-15 模塑通孔要求孔径比（长度与孔径的比值）要小些,6.孔的设计,2.2.1 塑件的几何形状及结构设计,（2）孔间距 孔与孔间、孔与塑件边缘间距离应足够大,（3）孔的类型
9、通孔、盲孔和异形孔,通孔、盲孔加工方法：,直接模塑出来,模塑成盲孔再钻孔通,塑件成型后再钻孔,异形孔设计实例,2.2 .2 塑件螺纹的设计,1、塑件上螺纹成型可用以下三种成型方法 模具成型 机械加工制作 在塑件内部镶嵌金属螺纹构件。2、模塑螺纹的性能特点： 模塑螺纹强度较差，一般宜设计为粗牙螺纹。 模塑螺纹的精度不高，一般低于GB3级。,2.2.2 塑件螺纹的设计,螺纹设计注意事项：,螺纹前端有大于0.5mm的无螺纹区，以提高塑件适用寿命,同轴线上有多段螺纹时，螺纹的旋向一致,螺纹直径不能过小，螺纹极限尺寸见表2-20,螺纹配合段的长度应小于螺纹直径的1.52倍,不常拆卸的且紧固力不大时，可采
10、用自攻螺纹,设计时应避免模塑、装配和使用塑料齿轮时产生内应力或应力集中；避免收缩不均而变形。为此，塑料轮要尽量避免截面突变，应以较大圆弧进行转角过渡，宜采用过渡配合和用非圆孔（见图340b）连接，不应采用过盈配合和键连接。,2.2.3 齿轮的设计,在塑件内压入其它的零件形成不可拆卸的连接，此压入零件称为嵌件。 嵌件可以是金属、玻璃、木材或已成形的塑件。,嵌件的作用：,提高塑件力学性能和磨损寿命,起导电、导磁作用,提高塑件的尺寸稳定性、尺寸精度,起紧固、连接作用,2.2.4 嵌件的设计,嵌件的结构形式,嵌件设计的要点： 防止嵌件在塑件中转动或被抽离。柱状嵌件可在外形滚直纹并切出沟槽，或在外表面滚
11、菱形花纹。,2.2.4 嵌件的设计, 防止成型时嵌件周围产生严重的应力集中和熔接痕。嵌件转折处应以斜面或圆角过渡，在机加工后应进行去毛刺和去油污处理。, 保证嵌件安装准确并具有良好的稳定性。, 防止细长或薄板类嵌件受塑料压力作用而弯曲变形。, 为了提高安放嵌件的效率，可采取将嵌件成组安放 。塑件成型之后再将嵌件两端连接部分切断。,对于聚乙烯、聚丙烯等软性带盖容器，可以将盖子和容器注射成型为一个整体，其间用铰链结构连接。设计原则： 1 铰链部位塑件壁厚减薄 2 铰链剖面形状对称 3 铰链转折时，应预留铰链部位孔间,2.2.5 铰链的设计,2.2.6 表面图文的设计,凹坑凸字,凸字,凹字,1. 塑件结构设计的原则?,本章作业,2. 影响塑件尺寸精度的原则？,
