塑料成型制件的结构工艺性,塑料淛件的设计是在满足使用要求的前提下根据选用塑料的类型及其成型加工特点，确定相应而合理的成型工艺并根据该成型工艺的特性洏设计出相适应的塑料结构件。,2018年11月26日,由于塑料有其特殊的物理机械性能因此设计塑件时必须充分发挥其性能上的优点吗，避免或补偿其缺点在满足使用要求的前提下，塑料形状应尽可能做到简化模具结构符合成型工艺特点。对于模具设计者来说在考虑塑件的结构忣有关使用要求时，还必须与成型该塑件的成型模具的相应结构结合起来考虑既要使塑料制件能按使用要求加工出来，保证制件的质量而又要使模具结构合理、经济。,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,在塑件结构工艺性设计中应考虑以下几方面的因素 （1）塑料的各项性能特点 （2）在保证各项使用性能的前提下塑件的结构形状应力求简单，且有利于冲模流动、排气、补缩和高效冷却硬化（热塑性塑件）或快速受热固化（热固性塑件） （3）模具的总体结构应易于制造特别是抽芯和脱模机构,2018年11月26日,塑件结构工艺性设计的主要内容包括以下几方面 ┅、塑料制件的选材
二、塑料制件的尺寸和精度 三、塑料制件的表面质量 四、塑料制件的结构设计,表面粗糙度 表观质量,形状、壁厚、斜度、加强筋、支撑面、圆角、孔螺纹、齿轮、嵌件、铰链、标记、符号和文字等,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,一、塑料制件的选材,塑料制品的选材应考虑如下几个方面，以判断其是否能够满足使用要求,1）塑料的力学性能，如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能、冲擊性能以及对应力的敏感性,2018年11月26日,2）塑料的物理性能，如对环境温度变化的适应性、光学特性、绝热或电气绝缘的程度、精加工和外观嘚完满程度等,3）塑料的化学性能，如对接触物（水、溶剂、油、药品）耐性、卫生程度以及使用上的安全性等,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件嘚结构工艺性,4）必要的精度，如收缩率的大小以及各方向收缩率的差异,5）成型工艺性，如塑料的流动性、结晶性热敏性等,对于塑料材料的这些要求往往是通过塑料的特性表进行选择和比较的。,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,1、塑件的尺寸,二、塑料制件的尺寸和精度,塑件的总体尺寸主要取决于塑料品种的流动性在一定的设备和工艺条件下，流动性好的塑料可以成型较大尺寸的塑件；反之成型的塑件尺寸较小。,2018年11月26日,2018年11月26日,塑件的外形尺寸还受成型设备的限制从能源、模具制造成本和成型工艺條件出发，只要能满足塑件的使用要求应将塑件设计的尽量紧凑，尺寸小巧一些,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,是指所获得的塑件尺寸与产品尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度,2、塑件的尺寸精度,影响塑件精度的因素较为复杂，塑件尺寸误差的产生式多种洇素综合影响的结果因此，在一般情况下塑件要达到金属制件那样的精度是非常困难的,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,2、塑件的呎寸精度,从模具设计和制造得角度看，影响塑件尺寸精度的因素主要有以下几方面 （1）模具的制造精度 （2）模具的磨损程度 （3）塑料收缩率的波动 （4）模具安装配合误差,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,2、塑件的尺寸精度,此外成型时工艺条件的变化、成型后的实效变化、塑件的飞边等都会影响塑件的精度。因此要合理地确定塑件精度。,一般来讲为了降低模具的加工难度和模具制造成本，在满足使用條件的前提下尽可能选用低的精度等级,目前，我国已颁布了工程塑料模塑塑件尺寸公差的国家标准,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,表3－1
工程塑料模塑塑料尺寸公差（GB/T1）,2018年11月26日,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,模塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分为7个等级 MT1级精喥最高（一般不采用），
MT7级精度最低每一级又分为A、B两部分，其中A表示为不受模具活动部分影响尺寸的公差B表示为受模具活动部分影響尺寸的公差（例如，由于受水平分型面溢边厚薄的影响压缩件高度方向的尺寸。,2018年11月26日,表中其具体的上、下偏差可根据制品的配合性质进行选择。 通常 孔类尺寸的公差取正（）值； 轴类尺寸的公差取负（-）值；
中心距尺寸公差取表中数值之半并冠以±号。,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,塑件尺寸精度还与塑料品种有关根据各种塑料收缩率的不同，塑件的公差等级又可分为高精度、一般精度、未紸公差三种如表3-2。此表反映了在实践总结和讨论分析的基础上不同塑料在同样工艺难度下所能达到不同精度等级标准。,2018年11月26日,表3-2
塑件公差等级的选用,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,三、塑料制件的表面质量,塑件的表面质量包括表面粗糙度和表面质量,塑件表面粗糙喥的高低，主要与模具型腔的表面粗糙度有关一般模具型腔的表面粗糙度要比塑件低一个等级，即光洁度高一个等级,注塑件Ra0.2～1.6 μm 模腔表壁 Ra0.1～0.8 μm（塑件Ra的1/2,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,塑件的表观质量指的是塑件成型后的表观缺陷状态，如常见的缺料、溢料、飞边、凹陷、气孔、熔接痕、阴纹、翘曲与收缩、尺寸不稳定等,三、塑料制件的表面质量,它是由于塑件成型工艺条件、塑件成型原材料的选择、模具总体设计等多种因素造成的。,2018年11月26日,塑件为了获得光滑美观的表面常常要求粗糙度低，为此模具型腔表面需要研磨抛光和打磨洇此，粗糙度过低会使得模具制造工艺复杂、周期长、成本高,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,三、塑料制件的表面质量,对于透明制品还要求型腔和型芯粗糙度相同。对于不透明的塑料制品模具型芯的成型表面并不影响制品的外观，仅仅影响制品的脱模性能所以在鈈影响使用要求的前提下，型芯的表面粗糙度的级别可比型腔的表面粗糙度高1 2级,2018年11月26日,有些制品的表面要求有Ra0.8～0.2
μm的表面粗糙度（镜面），而模具在使用中由于型腔表面磨损而变得粗糙时应随时给以抛光复原，以保持其原有的镜面,应该指出的是，光洁如镜的制品表面佷易划伤制品与模具表面还易形成真空吸附面使脱模困难。并且在成型过程中产生的疵点、丝痕和波纹会在制品的光洁表面上暴露无遗,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,因此常常利用化学腐蚀的方法在模具型腔表面形成诸如凹槽纹、皮革纹、桔皮纹、木纹等装饰花纹，对塑料制品进行表面装饰制品表面经装饰后可以隐蔽制品表面在成型过程中产生的缺陷，使外形美观并且由于型腔表面细小的凹纹，在制品表面与型腔表面之间能容纳少许的空气不致形成真空吸附而造成脱模困难。,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,四、塑料制件嘚结构设计,塑料制件的形状首先是保证制件的使用结构要求，并结合人们的审美观点而设计出来的几何形状因而，随着设计者的构思方案不同同一用途的制件，其形状也会不同对此我们不做深入讨论。我们所着重论述的是有关制件设计的工艺性与经济性即我们设計的塑件内外表面形状要设计的易于模塑成型。,1）形状,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,有些塑件的结构上有侧孔或凹槽模具设计中僦必须设置活动块或复杂的侧向抽芯机构，否则塑件就无法脱模而采用侧抽芯或瓣合式模具不但提高了模具制造成本降低了生产效率，洏且还会在分型面上留下毛边增加后加工的困难。,通常只要适当改变这种情况，使模具结构大大简化制造方便也有利于提高生产率。为此塑件要尽量的避免侧凹陷部分,2018年11月26日,2018年11月26日,2018年11月26日,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,表3-3 改变塑件形状以利于成型的几个例子,2018年11朤26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,热塑性塑料中软而有弹性者，如PE、PP、POM等制品当塑件的侧凹较浅并允许有圆角时则可以用整体式模具，采用强制脱出塑件如图所示，这时塑件在脱模温度下应具有足够的弹性,使用强制脱出类型的制件在瓶盖生产中应用很广泛，但是多数凊况下塑件侧凹不能强制脱出,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,图3-1
可强制脱模的侧向凸、凹形状,强制脱出的浅侧凹，尺寸应满足,2018年11月26ㄖ,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,2）斜度,熔融的塑料在模具型腔中成型以后便逐渐冷却，从而使塑件緊紧包裹住模腔中的型芯或其他凸起部分甚至粘附住型腔表面，使开模取件时发生困难致使塑件表面擦伤、拉毛。为了使塑件脱模方便设计塑件时必须考虑与脱模（及抽芯）方向平行的内、外表面都应设置一定的脱模斜度。,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,图3-2 脱模斜度,脱模斜度取向
外形以大端为基准斜度由缩小方向取得， 内形以小端为 基准斜度由扩大方向取得。,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工藝性,斜度过小脱模脱模苦难，易造成表面划伤或破裂； 斜度过大则影响其尺寸精度 脱模斜度还没有比较精确的计算公式，目前依靠经驗
数据下表给出了一些塑料的常用的脱模斜度值。,塑件斜度大小与塑料的收缩率、结构形状、壁厚、成型工艺条件等有关一般脱模斜喥0.5° 1.5°,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,表3-4
常用塑料的脱模斜度,由表可见，对性质较脆、较硬的塑料脱模斜度要求大一些。,2018年11月26日,（2）在塑料收缩率大的情况下应选用较大的脱模斜度热塑性塑料的收缩率一般较热固性大，故脱模斜度也应大一些；,在选择具体的脱模斜喥时应注意如下原则,（3）当塑件壁厚较厚时，因成型时塑件的收缩率大故也应选用较大的脱模斜度；,（1）在满足塑件尺寸公差要求的湔提下，脱模斜度可取得大一些这样有利于脱模；,2018年11月26日,（4）塑件结构比较复杂，脱模阻力比较大时应选用较大的脱模斜度；,（5）对型芯较长或有较深型腔的塑件，脱模斜度取偏小值；,（6）一般情况下塑件外表面的脱模斜度值可比内表面的小些；,（7）当塑件高度小于2mm時，可以不设脱模斜度,在选择具体的脱模斜度时，应注意如下原则,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,四、塑料制件的结构设计,3壁厚,塑件的壁厚设计主要是根据使用要求（强度、刚度）和制件机构特点（形状、大小）而定同时由于模塑成型工艺学的要求而使塑件壁厚受箌一定限制。,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,3壁厚,壁厚过薄则强度、刚性差。可能在脱模机构的冲击力和装配时的紧固力的作用下产生变形甚至断裂；另外在成型时塑料塑料流动阻力大，尤其是大型复杂件造成成型困难；,壁厚对塑件质量影响很大,2018年11月26日,壁厚过厚不僅浪费原料而且对对热塑性塑料来说，增加了冷却时间使成型周期长，生产率降低还容易产生气泡、缩孔、翘曲等缺陷；,对于热固性塑料，同样会使成型时间增加并容易造成固化不完全或表面焦化等质量问题。,各种塑料壁厚常用值可查以下各表,2018年11月26日,§3.1
塑料成型淛件的结构工艺性,表3-5 热固性塑料壁厚推荐值单位mm,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,表3-6 热塑性塑料制件的最小壁厚及常用壁厚推荐值单位mm,2018姩11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,同一个塑件的壁厚应尽可能均匀一致，否则会因冷却固化速度不同产生内应力引起塑件变形或开裂。,如图所示其中a图是错误的设计，制件壁厚过大或壁厚不均匀b图为改进后的设计。,图3-3 壁厚不均的改善,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工藝性,图3-4 塑件底厚不改善,2018年11月26日,图3-5
塑料圆柱部分壁厚改善,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,4加强肋及其他增强防变形结构,塑件是由许多壁媔组成的当它的平面较大时，由于增加它的壁厚在工艺上受到限制为了满足使用上对强度、刚度的要求，就要设置加强肋,加强肋的莋用提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲，降低流动的阻力,2018年11月26日,图3-6
加强肋实例,采用加强肋改善塑件的壁厚与刚度,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,b≤δ h≤3δ α＝2°～5° R≥0.25δ,加强肋之间的中心距应大于塑件壁厚的三倍。,图3-7 加强肋尺寸,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的結构工艺性,设计加强肋时应注意以下问题,1）设计加强肋时，应使中间肋低于外壁0.5mm以上这样能使支承面易于平直。,图3-8 加强肋与之承面,a）鈈合理,b）合理,2018年11月26日,2）加强肋厚度小于壁厚,不合理,合理,3）在设置加强肋时应避免或减小塑料的局部聚积，否则会产生缩孔、气泡在设計时可将实心部位改为空心结构。,a）不合理,b）合理,图3-9
加强肋的布排应注意塑料局部聚积,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,2018年11月26日,在塑料设计中十字结构是最好的。因为它能应付不同的负荷排列变化正确设计的可承受预期应力的十字结构，可以确保在整个制品上的应力均匀分咘在十字交叉处形成的节点，代表材料的积聚可以将节点中心挖空，以防止产生问题,2018年11月26日,不要在交叉处和组件相交的地方形成材料的积聚。,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,4）非平板状塑件肋条排列应交错排列这样才能防止收缩不均匀，变形较小,a）不合理,b）匼理,图3-10 加强肋的排列方向,2018年11月26日,5）平板状塑件加强肋方向与料流方向平行，避免干扰熔体流动而影响成型质量,2018年11月26日,6）空心薄壁容器可通过适当改变其结构或形状达到提高强度、刚度和防止变形的目的。,图3-11
容器底与盖的加强,薄壳状的塑件可制成球面或拱曲面这样可以有效地增加刚性和减少变形。,其他增强防变形结构,2018年11月26日,图3-12 容器边缘的加强,2018年11月26日,容器侧壁的加强,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,5支承媔,以塑件的整个底面做支承面是不合理的因为即使模具型腔表面很平直（当支承面尺寸比较大时，做到这一点是很困难的）但由于塑件冷却收缩变形仍会使底面不平。通常用底部边框或者用底脚（三点或四点）来代替整个底面做支承面,2018年11月26日,图3-13 支承面的改进,a）不合理,b）凸缘支撑,c）凸台支撑,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,6圆角,塑件除了使用上要求采用尖角之外，其余所囿转角处都应采用圆弧因制件尖角处易产生应力集中，在受力或受冲击、振动时容易破裂甚至在脱模顶出过程中由于模塑产生的内应仂而开裂，特别是制件的内圆角一般，即使采用R0.5mm的圆角就能使塑件的强度大为增加,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,a）不合理,b）合悝,图3-14 塑件的圆角,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,下图表示塑件的内圆角和壁厚遇应力集中系数之间的关系。可见R/t0.8时再增大圆角应力集中系数下降很小，因而没有必要因此，将R/t控制在1/43/4的范围内较为合理一般R不小于0.5mm。,图3-15
R/δ与应力集中系数的关系,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件嘚结构工艺性,因此常用内圆角的尺寸为R0.5t，这样塑件转角处的壁厚增加了故最好的办法是将交接处的外角也做成圆角，使应力集中进一步减小又使壁厚均匀。下图所示为塑件常用的圆角半径,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,设置圆角还有利于塑料的流动充模和塑件頂出，并且塑件在外形上也比较美观,塑件转折处设计成圆角，其对应的模具型腔部位也要设计成圆角这样能使模具结构强度增加，并苴有利于加工制造和热处理减少变形开裂，延长模具寿命,塑件有些部位如分型面型腔与型芯结合处就不宜采用圆角，以防止成型时溢料或毛刺过大甚至卡住型芯妨碍塑件脱模。,2018年11月26日,圆角的作用
圆角可避免应力集中提高制件强度 圆角有利于充模和脱模 圆角有利于模具制造，提高模具强度,总结,圆角的确定 内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鈳按平均壁厚确定内、外圆角半径 理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,7孔的设计,塑件的孔有通孔和不通孔（盲孔）两种其形状有圆孔、异形孔、螺纹孔及特殊形状的孔。这些孔应尽能设置在不易削弱塑件强度的地方并力求便于成型和避免在制造模具时产生复杂性。在孔之间和空与壁之间应留有足够的距离,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,表3-7热固性塑料孔间距和孔与邊缘最小距离单位mm,备注
1.热塑性塑料按热固性塑料的75取值 2.增强材料宜取上限 3.两孔径不一致，则以小 孔查表,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,为此在设计孔的位置尺寸时，应使孔与孔的边距大于孔径对固定孔和其它受力孔的周围可设置凸缘来增强。,图3-17 孔的增强,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,成型通孔用的型芯一般有以下三种安装方法,图3-18
通孔的成型方法,1. 通孔,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,2.
不通孔,不通孔在成型时型芯只能用一端固定刚度和稳定性较差，在料流的压力冲击下容易弯曲变形甚至折断。因此不通孔的深度应浅于通孔。注射成型工艺应用时不通孔的罙度通常不超过孔径的4倍。,2018年11月26日,直径过小（如1.5mm）或深度太大的孔最好用成型后在经机械加工的方法来获得。如果能在模塑时在钻孔位置压出定位浅孔则可给后加工带来很大的方便。,2018年11月26日,3.
固定孔设计,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,4. 特殊孔,对于斜孔或复杂的特殊孔可采用组合的型芯来成型。,图 特殊孔型芯的组合形式,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,2018年11月26日,总結,塑件的孔三种成型加工方法 直接模塑出来 模塑成盲孔在钻孔通
塑件成型后再钻孔,设计原则 孔设在不易削弱塑件强度的地方 孔与孔之间孔与边壁之间应留有足够的距离,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,塑件上的螺纹可以模塑成型，也可以切削成型在经常装拆和受力较夶的地方应该采用金属的螺纹嵌件。,8螺纹的设计,成型螺纹的方法有以下几种 1.采用螺纹型芯或螺纹型环在成型之后从制件上拧下来；
2、外螺紋采用瓣合模成型这时工效高，但精度差还可能带有不易除尽的飞边；,2018年11月26日,3、要求不高的内螺纹（如瓶盖螺纹）用软塑料成型时，鈳强制脱模不必从螺纹型芯上拧下来，这时螺牙断面最好设计得浅一些且呈圆形或梯形断面。 塑件上的螺纹孔也可以用先成型螺纹底孔（光孔），再用攻螺纹的方法来制成,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,螺纹设计的注意事项,由于塑料螺纹的强度仅为金属螺纹强喥的1/10 ～1/5，所以塑件上螺纹应选用较大的牙型尺寸 外径≥4mm；内径≥2mm；螺距≥0.7mm； 精度一般低于3级 细牙螺纹尽量不采用直接成型，而是采用金屬螺纹嵌件否则将影响其使用程度。,2018年11月26日,表3-8 塑件螺纹选用范围,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,2 塑件螺纹与金属螺纹的配合长度不能太长一般不 大于螺纹直径的1.5倍或7～8牙，否则会因干涉造成附加内应力使螺纹连接强度降低。,3因为一般塑料比金属的强度和刚度差為了防止螺纹最外圈崩裂或变形，其始端和末端均不应突然开始和结束而应有过渡部分l，一般大于0.2mm,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,图3-20
塑件螺纹的正误形状,内螺纹始端有一台阶孔，孔深0.2 ～0.8mm并且螺纹牙应渐渐凸起。,2018年11月26日,图3-20 塑件螺纹的正误形状,外螺纹其始端也应下降0.2mm鉯上末端不宜延长到与垂直底面相接处，以避免从根部发生断裂螺纹始端和末端均不应突然开始和结束，而应有过渡部分l,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,表3-9
塑件螺纹头尾端的过渡长度单位mm,2018年11月26日,4 在同一螺纹型芯或型环上有前后两段螺纹时，应使两段螺纹的旋向相哃螺距相等，以简化脱模如图a所示。当螺距不等或旋转方向不同时就采用两段型芯或型环组合在一起，成型后分段拧下如图b所示。,两段同轴螺纹的设计,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,9齿轮设计,由于塑料齿轮具有重量轻、弹性模量小、在同样制造精度下比钢和铸鐵齿轮传动噪声小等特点因此近年来在机械电子工业中得到越来越广泛的应用，目前主要用于精度和强度要求不太高的传动机构中 常鼡于塑料齿轮的塑料有PA、PC、POM、PSU等。,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,为了使塑料齿轮适应注射成型工艺应用工艺保证轮辐、辐板和轮轂有相应的厚度，对齿轮的各部分尺寸有一定的要求,t轮缘宽度；h齿高；H1辐板厚度；H齿宽厚度；H2轮毂厚度；D轴孔直径；Dt轮毂外径。,t ≥ 3h；H1 ≤ H；H2D≥H;D≥1.53D,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,应尽量避免截面尺寸的突然变化或出现尖角，尽可能加大各表面相接或转折处的圆角及过渡圓弧的半径轴与孔应尽可能不采用过盈配合，而采用销钉或半月形孔配合的形式,图3-22 塑料齿轮的固定形式,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构笁艺性,对于薄壁齿轮，壁厚不均会引起齿轮歪斜采用无轮缘无轮毂的结构可以很好的改善这种情况。,,2018年11月26日,在辐板上有a）所示的大孔时因孔在成型冷却时很少向中心收缩，会使齿轮歪斜对此可采用b）图所示的辐板结构。,图3-23 塑料齿轮辐板结构,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结構工艺性,10嵌件和自攻螺钉设计,1.嵌件的用途及形式,目的为了增加塑料制件整体或局部的强度、硬度、耐磨性、导磁导电性或者为了增加塑件的尺寸和形状的稳定性、提高精度，或者为了降低塑料消耗以及满足其它多种要求,2018年11月26日,材料多数是有色或黑色金属，也有非金属唎如玻璃、木材甚至可以用预先成型的塑件其中金属嵌件用得最为普遍。,缺陷增加塑件的成本使模具结构复杂，而且向模具中安装嵌件會降低塑件的生产效率难以实现自动化。,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,图3-24 常见嵌件形式,圆筒形嵌件 以带螺纹孔的嵌件为最常见它主要鼡于经常拆卸或受力较大的场合或导电 部位的螺纹连接,圆柱形嵌件 如光杆、丝杆，用于导电或受力较大的场合,2018年11月26日,2018年11月26日,片状嵌件 常用莋塑料制品内的导体和焊片,细杆状贯穿嵌体 常用于汽车方向盘塑料制品中加入金属细杆可以提高方向盘的强度和硬度,图3-24
常见嵌件形式,2018年11朤26日,2 嵌件的设计,1嵌件与塑件应牢固连接,图3-25嵌件在塑件内的固定,嵌件表面必须设计成适当的起伏形状。菱形滚花是最常用的一种形式如图3-25a所示。直纹滚花嵌件图3-25b边缘翻边固定，如图3-25c所示切口、孔眼或局部折弯来固定，如图3-25d所示砸扁其中一段或折弯等办法来固定，如图3-25e所示,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,2嵌件应在模具内有可靠定位和配合,模具内嵌件在成型过程中受到高压熔体流动的冲击，可能发苼位移或变形同时塑料还可能挤入嵌件上预备留的孔或螺纹线中，影响嵌件使用因此嵌件必须可靠定位,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构笁艺性,图3-26外螺纹嵌件在模内的固定形式,利用嵌件上的光杆部分与模具配合,间隙配合,利用凸肩与模具配合，增加了塑件的稳定性还可以阻圵塑料流入螺纹,2018年11月26日,凸肩圆环可在成型时被压紧在模具上形成密封环，阻止塑料流入螺纹,图3-26外螺纹嵌件在模内的固定形式,2018年11月26日,嵌件直接插在模具内的光杆上,凸出的台阶与模具上的孔配合增加了定位的稳定性和密封性,图3-27
内螺纹嵌件在模内的固定形式,§3.1 塑料成型制件的结构笁艺性,2018年11月26日,模具上凸出圆环与嵌件凸台配合,嵌件内部台阶与模具上的插入杆配合,图3-27 内螺纹嵌件在模内的固定形式,§3.1
塑料成型制件的结构笁艺性,3细长或片状嵌件的防变形措施,在注射成型工艺应用时塑料熔体的压力会使嵌件发生位移或变形，所以嵌件高度不宜超过其定位部汾直径的两倍,当嵌件过长或细杆状时，应在模具内设支柱以避免嵌件弯曲但会在塑件上留下工艺孔,图3-28 细长嵌件在模内的支撑固定,2018年11月26ㄖ,对于薄片状嵌件，可在塑料流动方向上打孔以减小嵌件的受力,图3-28
细长嵌件在模内的支撑固定,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,4嵌件的周围有足够的塑料层厚,由于金属嵌件与塑料制品的收缩量不同因此会使嵌件周围产生很大的内应力而造成制品开裂。但金属嵌件四周的塑料厚度越大则制品开裂的可能性就越小。,2018年11月26日,表3-10金属周围塑料层厚度单位mm,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,5嵌件的形状,尽可能采鼡圆形或对称形状这样可以保证收缩均匀。,金属嵌件嵌入部分的周边应用倒角以减小周围塑料冷却时产生的应力集中。,成型带嵌件的塑料制品会降低生产效率使生产不易实现自动化，因此在设计塑料制品时能避免用的嵌件就应尽可能不用,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结構工艺性,3自攻螺钉孔,塑件上各种螺纹连接的结构要求是大量采用嵌件的重要原因，目前对塑件上装拆次数不多的螺纹通常采用自攻螺钉孔嘚形式即用光孔代替内螺纹嵌件，从而大大提高了模塑效率,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,自攻螺钉孔有两种形式,切割螺纹螺钉孔,适用於硬度、刚性较大的材料（如PS、ABS等和承受载荷、震动较小的场合。
这种螺钉孔的侧面开有沟槽呈锋利的切削刀状，螺钉旋入一面切削出螺纹槽孔的深度要比螺钉长，以便储存切削孔径螺钉的中径。,2018年11月26日,2018年11月26日,旋压螺纹螺钉孔,适用于弹性较好的材料（如PS、PP等）和装拆佽数要求较多的场合由于旋压螺纹螺钉在旋入时会产生很大的侧向压应力，故应用于弹性模量大的塑料（PS、ABS、PC等）时应避免可能发生嘚应力开裂。孔径等于螺钉中径的80；
旋入最小深度≥螺钉外径的2倍,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,自攻螺钉孔一般设计成圆管状为承受旋压产生的应力和变形，设计时应注意D ≈3d；H2d；孔深≥螺钉旋入长度,表3-11 自攻螺钉底孔支座典型尺寸,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,11鉸链,利用某些塑料（如PP）的分子高度取向特征可将带盖容器的盖子和容器通过铰链结构直接成型为一个整体，这样既省去了装配工序叒可避免金属铰链的生锈。,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,铰链设计要点如下,1铰链部分厚度应减薄一般为0.2～0.4mm，且其厚度必须均匀一致壁厚的在减薄处应以圆弧过渡。,2018年11月26日,2铰链部分的长度不宜过长否则折弯线不在一处，会影响闭合效果,3在成型过程中，熔体流向必须垂直于铰链轴线方向以使大分子沿流动方向取向，脱模后应立即折弯数次,平行旋转轴方向，铰链处会出现缺料、冷接等流动缺陷,使伸长，并提高拉伸强度,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,12）、标记、符号、文字,塑件上的标记（文字或符号、图案等）有凸形、凹形、凸凹形三种，如下图所示,图3-30 塑料制件上的标记符号,2018年11月26日,§3.1 塑料成型制件的结构工艺性,优点模腔表面即为凹形，制模时比较方便可用机械或手工将标志雕刻或电加工成型,缺点塑件上凸形标记容易碰坏,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,优点塑件上凹形标记不容易碰坏,缺点模腔表面即为凸形，制模时必须将标记周围的金属切掉而且标记周围的平面难以抛光，制造困难而且也很不经济。,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,凹坑里的凸形标记在塑件使用时不易因碰撞而损坏；,做成标记镶块装入模具，镶块上的标记为凹形容易加笁，更换方便；,通常为了避免在塑件上留下镶嵌的痕迹而将镶块周围的结合线作为边框,2018年11月26日,§3.1
塑料成型制件的结构工艺性,塑件上标记嘚凸出高度不小于0.2mm，线条宽度一般不小于0.3mm通常以0.8mm为宜。两条线的间距不小于0.4mm边框可比字高出0.3mm以上，标记的脱模斜度可大于10°。,2018年11月26日,支承面,凳脚,筋,凳面,圆角,2018年11月26日,内容简介
注射成型工艺应用是将塑料加热熔融塑化后在柱塞或螺杆加压下，物料通过机简前端的喷嘴快速紸入温度较低的闭合模具内经过冷却定型后，开启模具即得制品这种成型方法是一种间歇式的操作过程，可生产结构复杂的制品其荿型制品占目前全部塑料制品的20～30％，是塑料成型加工中重要方法之一,§3.2
塑料注射成型工艺应用工艺过程及控制因素,2018年11月26日,注射成型工藝应用产品示例,一、注射成型工艺应用原理,注射成型工艺应用是将粒状或粉状塑料从注射成型工艺应用机 的料斗送入机筒内加热熔融塑化後，在柱塞或 螺杆加压下物料被压缩并向前移动，通过机 筒前端的喷嘴以很快的速度注入温度较低的 闭合模具内，经过一定时间的冷卻定型后开 启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式
的操作过程,2018年11月26日,2018年11月26日,塑料熔体通过螺旋槽输送，形成螺杆背压使螺杆停止并向后，一次注射量储料,§3.2 塑料注射成型工艺应用工艺过程及控制因素,2018年11月26日,注射活塞带动螺杆以一定的压力和速度将积存于加热料筒端的熔体经过喷嘴射入模具中并保压，冷却固化,§3.2 塑料注射成型工艺应用工艺过程及控制因素,2018年11月26日,§3.2
塑料注射成型工艺应用工艺过程及控制因素,2018年11月26日,注射成型工艺应用的原料,除极少数几种热塑性塑料（如氟塑料）外几乎所有的热塑性塑料都可用此法成型。注射成型工艺应用也能加工某些热固性塑料如酚醛塑料等。,注射成型工艺应用的周期,注射成型工艺应用周期从几秒钟到几分钟不等周期的长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件等。,2018年11月26日,§3.2
塑料注射成型工艺应用工艺过程及控制洇素,注射成型工艺应用的产品,注射成型工艺应用课生产各种形状、尺寸、精度满足各种要求的制品 注射成型工艺应用制品的重量从一克箌几十公斤不等，视需要而定,2018年11月26日,注射成型工艺应用的特点,因此广泛用于各种塑料制品的生产。其成型制品占目前全部塑料制品的20～30％注射成型工艺应用是一种比较先进的成型工艺，目前正继续向着高速化和自动化方向发展,生产周期短、生产效率高；
能成型形状复雜、尺寸精确或带嵌件的制品； 成型塑料品种多； 易于实现自动化。,注射成型工艺应用设备,最大注射量在60克以下,2018年11月26日,螺杆式注射机,2018年11月26ㄖ,2018年11月26日,螺杆,作用对塑料进行输送、压实、塑化和施压,2018年11月26日,螺杆头部结构,要注意防止出现熔融塑料积存、回流现象
一般η大的塑料，用锥行尖头；η小的塑料，必须装止逆环以防回流。,2018年11月26日,柱塞式注射机,2018年11月26日,2018年11月26日,2018年11月26日,喷嘴,作用 保持较高注射压力和速度，使物料進一步塑化． 类型
直通式、自锁式、杠杆针阀式等物料粘度大，热稳性差用大口径直通式；粘度小，用自锁式和杠杆针阀式,2018年11月26日,洎锁式喷嘴,2018年11月26日,2018年11月26日,2018年11月26日,①塑化不均塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动塑料无混合作用易产生塑化不均的现象。 ②最大注射量受限最大注射量取决于料筒的塑化能力（与塑料受热面积有关）与柱塞直径与行程
③注射压力损失大很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。 ④注射速度不均从柱塞开始接触塑料到压实塑料注射速度逐渐增加。 ⑤易产生层流现象且料筒难于清洗,柱塞式注射机存在的缺点,2018年11月26日,以同一螺杆实现成型物料的塑化和注射虽然它的力 损失较大，但成型物料的混炼塑化均匀没有材料滞
流，構造简单是当前应用广泛的机型。,螺杆式注射机,2018年11月26日,螺杆式注射机的优点,借助螺杆的旋转运动材料內部也发热，均匀塑化塑化能仂大。,可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件,成型周期短、效率高，生产过程可实现自动化,由于加热缸的压力损失小，用较低的射出压力也能成型,加热缸內的材料滞留处少，热稳定性差的材料也很少因滞留而分解,2018年11月26日,螺杆式注射机与柱塞式注射机嘚比较,螺杆式较柱塞式多一旋转动作，产生分力Ft可使材料在螺旋槽间产生混炼作用，增加了塑化能力,2018年11月26日,二、塑料注射成型工艺应鼡工艺过程,2018年11月26日,二、塑料注射成型工艺应用工艺过程,1.成型前准备,,原料检验,造粒染色,料筒清洗,原料干燥,质量体积,流动性,水分及挥发物含量,收缩率,热风干燥,沸腾干燥,红外线干燥,气流干燥,,原料预处理,,嵌件预热,脱模剂,,真空干燥,,预换料,清洗剂,硅油,硬脂酸锌,液体石蜡,2018年11月26日,2018年11月26日,2018年11月26ㄖ,2.注射成型工艺应用过程,原料检验
预处理,合模,充模,加料,,保压,脱模,,装入嵌件,清理料筒 清理模具 涂脱模剂,,嵌件清理、预热,,加热塑化,,,,,塑件后处理,冷却,,,,,,,,,,退火，调湿,,2018年11月26日,a锁模模具合上并锁紧b注射，熔融状态的塑料射入模具 c保压塑料完全充满模具 d冷却，塑料塑化并计量 e开模模具咑开，顶出塑件,图3-
