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塑料制品设计原则精品文档塑料制品设计原则一、 尺寸，精度及表面精粗糙度 ?N/ MK 塑件圈上无公差要求的仍由尺寸，一般采用标准中的8 级，对孔类尺寸可以标正公差，而轴类各件尺寸可以标负出差。中心距尺寸可以棕正负公差，配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。 Q Q3)i 二、 脱模斜度 7s|NTp 由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象，使塑件紧抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困难，强行取出会导至塑件表面擦分，拉毛，为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度，一般1130。 Nn. 9J 一般型芯斜度要比型腔大，型芯长度及型腔深度越大，则斜度不减小。 YIE*?S 三、 壁厚 p27Dc wov 根据塑件使用要求（强度，刚度）和制品结构特点及模具成型工艺的要求而定:壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难；壁厚太大，增加冷却时间，降低生产率，产生气泡，缩孔等 。 x%B_v 要求壁厚尽可能均匀一致，否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力，引起塑件的变形及开裂。 jdxHWkQ 四、加强筋 at$ohS 设计原则： cbzAbMg 一中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使支承面易于平直。 U zy 二应避免或减小塑料的局部聚积。 )(S: 三筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。 pHeGGJwO 塑件一般不以整个平面作为支承面，而取而代之以边框，底脚作支承面。 ewMVUq*: 六、圆角 jee 1、 模塑通孔要求孔径比（长度与孔径比）要小些，当孔径1.5MM，由于模芯易弯曲折断，不适于模塑 模塑型芯的三种方式。 mgdyY 2、 肓孔的深度：h （35）d $fb%?n d 1.5时， h 3d Pf;OYWST 3、 异形孔（槽）设计 HhbBtfH 塑件如有侧孔或凹槽，则需要活动块或抽芯机构平行射成原则确定塑件侧孔（槽）是否适合于脱模。 m$8siFq 热塑性塑料中软而有弹性的，如聚乙烯，聚丙烯，聚甲醛导制品，内孔与外像浅的可强制脱模。 3,U(!+ 八、螺纹 8eT#- 9q 塑件中的螺纹可用模塑成型出来，或切削方法获得通常折装或受力大的，要采用 X/.H5 金属螺纹嵌件来成型。 Mz=114 九、嵌件 rJ /HIda 为了增加塑料制品整体或某一部位的强度与刚度，满足使用的要求，常在塑件体内设置金属嵌件。 :!i=g+e 由于装潢或某些特殊需要，塑料制品的表面常有文字图案。 5OdsT-y 1、 标志 C|y4 |R 2、 凹凸纹：如把手，旋钮，手轮制品的固边，以增加摩擦力，凹凸纹要做成直纹，以便于脱模。 N XB8u6 3、 花纹：凹凸纹，皮革纹，桔皮纹，纹浪纹，点格纹，菱形纹。 qOvXuul, 加工花纹方法：电火花加工，照像化学磨蚀，雕刻冷挤压。 v&:?6- 塑料的基本概念 as2N% 塑料的基本概念: O*ZW7?TJ 一、塑料的定义及组成， PTHxvml 塑料是指以高分子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有 塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。 V0T&# 组成：聚合物合成树脂（40 100%） c:Czu 辅助材料：增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材料。 GULk:_k 辅助材料作用：改善材料的使用性能与加工性能，节约树脂材料（贵） L#X E 二塑料的分类： x|Uwk=;X|s 300余品种，常用的是40余种 &._rhz 名称是以所使有的合成树脂作为名称来称呼：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、氧树脂,俗称：电木（酚醛树脂）,有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲脂）,玻璃钢（热固性树脂用玻璃纤维增强）;英文名称：尼龙（聚酰胺）PA 聚乙烯 PE jJ(O-C 5、 绝热性好 Ndy12,M 6、 易成型加工性，比金属易 W.s8!KH: 7、 不足：强度，刚度不如金属，不耐热。 100C以下热膨胀系数大，易蠕变，易老化 )AEtWD 热塑料的成型加工性能 4cy,B 热塑性塑料成型加工性能： &kvmLOI 一 吸湿性：吸水的（ABS.尼龙，有机中玻璃）懦水的（聚乙烯）含水量大，易起泡，需干燥。 #|+4Gf 二 塑料物态： va QsG6q 1、 玻璃态：一般的塑料状态 TG 高于室温。 GwXhn2 2、 高弹态：温度商于 TG ，高聚物变得像橡胶那样柔软，有弹性。 myVa5m!7Q 3、 粘流态：沾流化温度以上，高聚物相继出现塑料流动性与粘性液体流动区移，塑料成型加工就在材料的粘流态进引。 atd;)o0*0 三 流动性： AkoLCL 塑料在一定温度压力作用下，能够充分满模具型腔各部分的性能，称作流动性。 iW:YNvXA 流动性差，注射成型时需较大的压力；流动性太好，容易发生流涎及造成制件溢边。 &:ZR% f 四 流变性：高聚物在外加作用下产生流动性与变形的性质叫流变性。 n(V 牛顿型流体与非牛顿型流体。 bbjEQby 牛顿流体 ：主要取决于（流变形为）剪切应力，剪切速率和绝对粘度，低分子化合物的液体或溶液流体属于牛顿流体。 B1FJAKI); 大多数高聚物熔体在成型过程中表现为非牛顿流体。 注射成型概述 dk$6%0 一、 注射成型原理与过程： _4)z:?G5 是热塑性塑料成型的一种主要加工方法 Y+C!I 1、 合模，加料，加热，塑化，挤压 *-Yw%uR 2、 注射，保压，冷却，固化，定型 qF 6l( 3、 螺杆注塑，脱模顶出 u G 1 按用途：热塑性塑料注射成型机，热固性塑料注射成型机 pk.IKlG 2 按外形：立式，卧式，角式 O8bxd6xb 3 按能力：小型（50cm注射量，中型（501000cm）大型1000cm 7CuZ7!$ 4 按塑化分：有塑化装置，有塑化装置 &5R|,(Y 5 按操作：手动，半回动，自动 jci,*X4 6 按绕动：机械绕动，液压绕动，机械液压绕动 JL1A3G 二注射成型的结构组成 yhy7wd 1、 注射紧绕：料斗，塑化部件（料筒，螺杆，电热圈）喷嘴。 BXYH&2Q 2、 锁模紧绕：实现模具的启闭，锁紧，塑件顶出。 2.%s1o= 3、 传动操作控制紧绕。 pYEzizP7 三注射机的型号，规格，基本参数 mvZ#FF1,J 1、 一般以注射量表示注射机的容量，Xs - ZY ,25表示：一次最大注射量为 1- 25CM的倒式螺杆注射成型机. P7.bn 2、 基本参数：公称注射量，合模压力，注射压力，注射速度，注射功率，塑化能力，合模与开模速率，机器盾隙次数，最大成型面积，模板尺寸，模板间距离，模板过程。 -6?ISF2 四注射成型机的工作过程 /gZyl|kdy 注射成型模具基本结构及分类 *$W%J )e,O+w 一、 基本结构,根据部分起作用不同分类: Q# B0JT1 一 浇注系统 ?.v*qR 将塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统，其由主流道，分流道，内浇口，冷料穴等结构组成，由零件的浇注套，拉料杆等组成。 Ba=nn8Cq 二 成型零件 3x0tl 是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件，由型芯（成型塑件内部形状），型腔（成型塑料外部形状），成型杆，镶块等构成。 lhGJ/By- - 三 结构零件 XVNJXHk 构成零件结构的各种零件，在模具中起安装，导向，机构动作及调温等作用。 &ZQDi 导向零件：导柱，导套 。 4A x3 装配零件：定位隙，定模底板，定模板，动模板，动模垫板，模脚 eThaH0 冷却加热系统 QN*)&SdrCD5#DG 泠料穴 %F;BL8d 成型零件型芯 M7FIDg 型腔 tVAi0DV 成型杆 D=0YLQ*rP 镶块 *%wf 结构零件导向零件导柱 VCy xP 导套 paqGW 装配固定零件定位隙, 定模底板,定模板，动模板，动模垫板，模脚 ldA_mj 冷却加热系统 K*/oWYM 根据其运动特点均可分为两大部分： Er;/ zxg9p 定模部分：一部份留于模具机座的定模板上， 0#*6:/ 动模部分：随注射机动模板运动的部分 fN&,.UBp 定模部分与动模部分闭合则可形成型腔与浇注系统 3lV:x!9 二、 模具的分类 ;bwA_1 一 按注射机类型分： Q5,zs_j 立式注射机，卧式注射机，直角式注射机上用的模具 Q:-T xk 二 按注射模具的总体结构特征分： y )QLRwf 1、 单分型面模 分流道位于分型面上，需切除流道凝料。（模拟动画） 2W,9HSu8 2、 点浇口脱出模具（三板式模具）（模拟动画） D2$ 9$xeR 3、 带横向轴芯的分型模具（模拟动画） =:H-9 4、 自动卸螺纹注射成型模具 qM 2f) c6b|mHT 5ls （2） 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工和热处理。 xoVdc! （3） 衬套大端高出定模端面 510mm ，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。 nc15eo （4） 主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从模具中退出，可设计定住。 DOyOTJi （5） 直角式注射机中，主流道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可设计成粗的圆柱形。 k -G9c 三分流道设计 qt9jZtx 指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对熔体流动起分流转向作用，要求熔体压力和热量在分流道中损失小。 2Pb+/1*ix （1）分流道的截面形式： UG2wH_ a、 图形断面：比表面积小（流道表面积与其体积之比），热损失小，但加工制造难，直径 510mm #pZeGI|J b、 梯形：加工较方便，其中h/D = 2/3 4/5 边斜度 515 LIb 2: d、 半圆形：h/R=0.9 yLf9cS6= （2） 分流道的断面尺寸要视塑件的大小，品种注射速度及分流道的长度而定。 qJFKHyUl 一般分流道直经在56mm以下时，对流动性影响较大，当直经大于8mm 时，对流动性影响较小。 MP-7UA#K （3） 多腔模中，分流道的排布： ;|K a、 平衡式和非平衡式： N5)H( b、分流道不能太细长，太细长，温度，压加体大会使离主流道较远的型腔难以充满。 ,X|FyO(p c、一般需要多次修复，调理达到平衡。 bI#R b、冷却材料作用 5ThwTh04 2 浇口参数： Ps1NorKDh a、形状一般为圆形或矩形。 rhHb|h b、面积与分流道比为0.030.09。 ,F!-17_vt c、长度一般:0.52.0mm。 L kafB2y 3 小浇口的优点： 64-bU a、改变塑料非牛顿流体的表观粘度，增剪切速率。 nII ! b、小浇口改变流体流速，产生热量，温度升高。 u ?F,VL; c、易冻结，防止型腔内熔体的倒流。 wko9tdC=U d、便于塑件与浇注系统的分高。 &H,UWtU+ 浇口的常见形式： j$u 1、针点式浇口 BB/c5?V 结构形式 N1Mx/ 4直接式浇口 4 tt=u: 又称中心浇口或称主流道型浇口。 MLmk=&d 特点： lzz68cT 尺寸较大，冷凝时间较长。 UyKC8 压力直接作用于制件上，易产生线余应力。 f*Uq0? 浇口凝料的除去较困难。 ZN;fDv 流动的阻力小，进料的速度快，用于大型长流程式的单腔制品，可以较好地补缩。 D! Imr 5圆隙形浇口 J s,.$t 用于圆向形或中间带有孔的塑件。 .18MMzdN 冷料穴与拉料杆的设计 gn$y? 1、 带Z型头拉料杆的冷料穴 / /d 2、 带球形头拉料杆的冷料穴 yugg( 3、 无拉料杆的冷料穴 K&iU+ iy Aj!7 hzy#%FaB :W1BT 注射成型模具零部件的设计 EYKV 一、成型零件的结构设计 +yTcz 1型腔结构形式 Md1ePp a. 整体式结构，适用于形状简单加工容易的型腔。 ?=|%mf b. 整体嵌入式，可节约模具材料，降低成本。 hi5 nA c. 局部苒镶式，用于局部加工较难时的情况。 I(:d8SF d. 四壁合拼式，用于尺寸较大，易热处理变形的模具。 &MIB 2 型芯的结构形式 kTs.ps8ei a. 整体式，形状简单时，型芯与模板做成一体。 FKAnEf b. 组合式，从节约材料出发，即利用轴盾和底板连接 j.7BoV c. 小型芯单独性加工后再嵌入模板中。 I5q& d. 非圆形小型芯，把安装部分做成圆形，易于加工，而成形部分做成异形，用轴盾连接。 _tQR3I5 e. 复杂型芯的组合方式。 % (x9 二、 成型零件的作尺寸计算 5? 1:RE(1 1 工作尺寸指成型零件上直接用来成型塑件的尺寸。 8(ui 8 型芯型腔的径向尺寸 型芯的高度尺寸 型腔的深度尺寸 中心距尺寸 aLt2fB1) 2 影响塑件尺寸的因素： qv.s-l8 a 成型零件本身制造公差 KW b 使用过程中的磨损 TP:Ln c 收缩率的波动 fKOC-%w 3 具体的尺寸计算： lJjFH 1径向尺寸计算 mLa_SH a.型腔 L型腔： fuF!3Q A H型腔： YMLpNB 5)iOG#8qJ b.型芯 L型芯= =9Xl 其中：制件的尺寸标注形式一定要转化成上图的形式 y n1S5cI 75AOgt %FzBbWAO 以上计算是按平均收缩率计算公式进料的 #f.7k 小尺寸型腔以强度不足为主要矛盾，以强度较核为主。 k(he :IWRc2 1 固定板，用以固定型芯，型腔，导柱，导套，拉料杆等固定安装用的，要求有一定的强度和厚度。 !6TJ!F# 型芯与固定板的连接方法有三种： Ch_rV+ a 台阶孔固定法，适用于中小型凸模的安装固定。 iU;e!A b 汽孔固定法，适用于中型凸模的安装固定。 fqPKLW c 平面固定法，适用于大型凸模。 NEIkG7q 2 垫板。 b.&W W 作用：防止型芯，导柱，拉料杆等从固定板上脱出，并承受压力。 SrltT- 要求：具有较高的平引度和硬度。 DAB9-y+ 3 支承件： ttzNvL, （模脚之类零件） 50W+! 作用：构成顶出机构的运动空间，调节模具总厚度，安装固定的作用。 CJBf5I3 三冷却，加热零件： Q+ & 模具的温度直接影响到塑件的成型质量及生产率，一般用电加热器进行加热，水冷却. &i4FuK 1 冷却装置：冷却水孔，一般距型腔不要小于10MM， KeB o, 2 加热装置：电加热，蒸气加热，热水加热 is( 三脱模机构 FzT.9Vz7 使塑件从模具上脱出来的机构称脱模机构或称顶出机构脱模机构的动作方向与模具的开模方向是一致的。 :v& ! 要求脱模时塑件不变形，不损坏，顶件位置位于制件不明显处。 ti $C3 一脱模力的计算 RP4/:sO （脱模）塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，产生包紧力。 3S0.sU_U 不带通孔壳体类塑件，脱模时要克服大气压力 。 )h&O ,s 机构本身运动的磨擦阻力。 f%QfC* 塑件与模具之间的粘附力。 _gvFs %J 初始脱模力，开始脱模进的瞬间防要克服的阻力。 )X (P 相继脱模力，后面防需的脱模力，比初始脱模力小，防止计算脱模力时，一般计算初始脱模力。 PobX;Z a 脱模力与塑件壁厚，型芯长度，垂直于脱模方向塑件的投影面积有关，各项值越大，则脱模力越大。 (otmH* b 塑件收缩率，弹性模量E越大，脱模力越大。 %N?r,x C c 塑件与芯子磨擦力俞大，则脱模阻力俞大。 M&Uy42,MR d 排除大气压力和塑件对型芯的粘附等因素，则型芯斜角大到，塑件则自动脱落。 L.Y3/H_ 二脱模机构的形式 $%S7 与顶杆孔的配合 间隙配合。 J VIkC 顶杆的固定形式。 +8XjkHi 顶杆的结构形式。 q3nAE$?= 2 顶板脱模机构 A*JOp8) 对于薄壁容器，壳体形塑件及不允许在制件表面留下顶出杆痕迹的塑件，均可采用顶板脱模机构。 qmS9*me 顶板脱模机构的特点：顶出力均匀，运动平稳，顶出力大 ，固定连接式，非固定连接式。 ?N#I2jxaD 3 双分模机构（两个分模面） _THvx1 a.利用弹簧的作用实现第一次脱模，适用于塑件对定模粘附力不大，脱模距离不长的塑件，弹簧的失效问题。 m+QS -woHn b.利用杠杆的作用实现定模的脱模。 |t,sK aL 二次脱模机构（两次顶出的动作） w$G$e 八字形摆杆二次脱模机构 Yuv(4aM% 拉钩式二次脱模机构改 .K C* (- 点浇口自动切断和脱落机构 Kxz|Gq 四、抽芯机构 rrm 一抽拔力和抽拔距的确定。 NpNStx2 抽拔力的计算与脱模力计算一样 oodA&0)d 抽拔距侧孔或侧凹的深度mm（安全数值） p$,7qGST 二抽芯机构的形式 ,=Ihi 斜导柱抽芯机构 o=Q)Dk 斜导柱抽芯机构的工作原理. GcM1*)$ 4 主要另部件的设计 O%t? -h 斜导柱 I;C 6p 斜角一般是以下与固定板之间n过度配合 A&:4 斜导柱只起到驱动滑块的作用，滑块的运动平稳性靠导滑槽与滑块间配合精度来保证，滑块的最终位置由锁紧契保证，斜导柱与滑块斜孔的配合比较松. R3g)LnN 斜导柱圆锥部的斜角要大于斜导柱的圆角. Q8mL1/S 斜导柱的长度： NXD- rDl/Rw 其中： ECz(5 -斜导柱固定端部分大端直径 D)MFii1J -斜导柱固定板厚度 rzdQLan -抽拔距（滑块防需引稳） :?*n:g5 斜滑块：整体式与组合式 hq4&Zr( 导滑槽 5Yevjm 滑块的定位装置 :pm:G 锁紧楔（压紧块） YdV.+v(30 锁紧锲的楔角要大于斜导柱的斜角。 WU+H ; 斜导柱抽芯机构的形式 .|E:qTD 斜导柱在定模，滑块在动模的结构。 ,or;8aYc#