塑料螺纹等结构设计

2.5嵌件、塑料螺纹等结构设计2.1塑件设计原则第2章

塑料制件的设计2.2尺寸精度与表面质量2.3塑件形状设计2.4塑件结构设计

内容简介：本章主要讲述塑件形状设计要求和设计实例；脱模斜度的确定；塑件壁厚的设计及壁厚均匀性；塑件的支承面、塑件上的孔、嵌件、文字、凸凹纹的设计；塑件结构设计示例；塑件的尺寸精度和表面粗糙度的确定。

第2章

塑料制件的设计塑件设计原则:⑴满足使用要求和外观要求⑵针对不同物理性能扬长避短⑶便于成型加工⑷尽量简化模具结构2.2.1尺寸精度2.2.2尺寸精度的确定2.2.3表面质量2.2尺寸精度与表面质量2.2.1尺寸精度1、塑件尺寸概念塑件尺寸——塑件的总体尺寸。2、塑料制品总体尺寸受限制的主要因素：*塑料的流动性*成型设备的能力2.2尺寸精度与表面质量

2.2尺寸精度与表面质量影响塑件尺寸精度的因素：1、模具制造的精度，约为1/3。2、成型时工艺条件的变化，约为1/3。3、模具磨损及收缩率的波动。具体来说，对于小尺寸制品，模具制造误差对尺寸精度影响最大；而大尺寸制品则收缩波动为主要。2.2.2尺寸精度的确定

表3—2是模塑件尺寸公差国家标准（GB/T14486－1993），表3—3是常用塑料材料的公差等级选用。将表3—2和表3—3结合起来使用，先查表3—3，根据模塑件的材料品种及用要求选定塑件的尺寸精度等级，再从表3—2中查取塑件尺寸公差。然后根据需要进行上、下偏差分配。如基孔制的孔可取表中数值冠以(+)号，如基轴制的轴可取表中数值冠以(-)号，其余情况则根据材料特性和配合性质进行分配。2.2尺寸精度与表面质量2.2.3表面质量

1、塑件制品的表面质量要求:①表面粗糙度要求。②表面光泽性、色彩均匀性要求。③云纹、冷疤、表面缩陷程度要求。④熔结痕、毛刺、拼接缝及推杆痕迹等缺陷的要求。2.2尺寸精度与表面质量2.2尺寸精度与表面质量2.2.3表面质量2、模具表面粗糙度要求①一般，型腔表面粗糙度要求达0.2-0.4mm，模具表面粗糙度要比塑件的要求低1～2级。②透明制品型腔和型芯粗糙度一致。③非透明制品的隐蔽面可取较大粗糙度，即型芯表面相对型腔表面略为粗糙。

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。2.3.1侧凹与侧凸2.3塑件形状设计图2-1a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2-1b侧孔形式，无需侧向型芯，模具结构简单。图2-2a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2-2b避免了组合式型芯，模具结构简单。图2-1具有侧孔的塑件图2-2塑件内侧表面形状改进aabb2.3塑件形状设计图2-3、2-4的图a形式需要侧抽芯，图b形式不需侧型芯。aabb图2-3取消塑件上不必要的侧凹结构图2-4无需采用侧向抽芯结构成型的孔结构2.3形状和结构设计当塑件的内外侧凹陷较浅，同时成型塑件的塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛这类仍带有足够弹性的塑料时，模具可采取强制脱模。为使强制脱模时的脱模阻力不要过大引起塑件损坏和变形，塑件侧凹深度必须在要求的合理范围内，见图2—5下面的说明(公式)，同时还要重视将凹凸起伏处设计为圆角或斜面过渡结构。2.3形状和结构设计2.3.2强制脱模图2—5可强制脱模的浅侧凹结构a)(A-B)×100%/B≤5%b)(A-B)×100%/C≤5%2.3塑件形状设计2.4塑件结构设计2.4.1脱模斜度设计2.4.2塑件壁厚设计2.4.3设置加强筋2.4.4增加刚性减少变形的其他措施2.4.5塑件支承面的设计2.4.6塑件圆角的设计2.4.7塑件孔的设计2.4.8采用型芯拼合复杂型孔

2.4.1脱模斜度

为便于塑件从模腔中脱出，在平行于脱模方向的塑件表面上，必须设有一定的斜度，此斜度称为脱模斜度。斜度留取方向，对于塑件内表面是以小端为基准(即保证径向基本尺寸)，斜度向扩大方向取，塑件外表面则应以大端为基准(保证径向基本尺寸)，斜度向缩小方向取，如图2-6所示。图2—6塑件上斜度留取方向

设计塑件时如果未注明斜度，模具设计时必须考虑脱模斜度。模具上脱模斜度留取方向是：型芯是以小端为基准，向扩大方向取。型腔是以大端为基准，向缩小方向取。

这样规定斜度方向有利于型芯和型腔径向尺寸修整。斜度大小应在塑件径向尺寸公差范围内选取。当塑件尺寸精度与脱模斜度无关时，应尽量地选取较大的脱模斜度。当塑件尺寸精度要求严格时，可以在其尺寸公差范围内确定较为适当的脱模斜度。塑件内表面的脱模斜度应大于其外表面的脱模斜度。

开模脱出塑件时，希望塑件留在有脱模装置的模具一侧。要求塑件留在型芯上，则该塑件内表面脱模斜度应比其外表面小。反之，若要求塑件留在型腔内，则其外表面的脱模斜度应小于其内表面的脱模斜度。塑件上脱模斜度可以用线性尺寸、角度、比例等三种方式来标注,如图2-7所示。脱模斜度的推荐值可供设计塑件时参考。图2—好7昌脱模斜碑度的标炒注返回2.4.天2壁陕厚及壁厚脊均匀性在满足端工作要螺求和工锈艺要求泽的前提落下，塑善件壁厚客设计应夺遵循如谣下两项邀基本原妻则：尽量减小淘壁厚；减小壁燃厚不仅抓可以节节约材料稼，节约估能源，舒也可以烂缩短成究型周期议，也有棒利于获谁得质量煎较优的蓝塑件。塑件允途许的最泥小壁厚她与塑料塑品种和鲜塑件尺发寸有关脑。尽可能保甜持壁厚均突匀。塑件壁驰厚不均胀匀时，培成型中栏各部分进所需冷帖却时间豆不同，般收缩率群也不同傅，容易封造成塑伶件的内米应力和涂翘曲变灯形，因艇此设计排塑件时猫应尽可下能减小董各部分厨的壁厚栽差别，浓一般情熄况下应躺使壁厚畅差别保巷持在3梁0％以坐内。对于由于艘塑件结构叫所造成的饶壁厚差别排过大情况伴，可采取萄如下两种灾方法减小箭壁厚差：(1)可盈将塑件过搬厚部分抛挖空，时如图2-拌8所示。(2)利可将塑味件分解腾，即将签一个塑讯件设计感为两个狂塑件，乖在不得中已时采专用这种凯方法。返回图2—8纪挖空妖塑件过厚企部分使壁珠厚均匀此外，必甚须指出壁欣厚与流程英有着密切进关系。所谓流程导是指熔体雨从浇口流巴向型腔各众部分的距壳离。实验证明袍，在一定转条件下，笛流程与制炎品壁厚成觉直线关系延。制品壁可厚愈厚，屋所容许的棉流程愈长带；反之，钟制品壁厚尼愈薄，所醒容许的流声程愈短。如果不月能满足和要求，秤则需增大壁厚对或增设浇失口及改变蓝浇口位置，以满足准模塑要求馆。制件最小训壁厚与流蛾程之间关傻系：返回2.4.懂3设败置加强筋塑件上丘增设加宿强筋是绸为了在肚不增加哄塑件壁债厚的情旁况下增任加塑件调的刚性吗，防止职塑件变诸形。对加强筋都设计的基旧本要求是1)筋绿条方向劲应不妨溉碍脱模乏，筋本攻身应带繁有大于妹塑件主晓体部分芹的脱模柏斜度，贱筋的设膊置不应生使塑件罪壁厚不术均匀性席明显增辉加。图2-92)塑件棍上筋条方齐向也不应舅妨碍塑料堪充模时的林流动和塑丝式料收缩。图2-林10图中2-吐9(a)持的设计方见案较好，乞而2-9孩(b)所究示方案会酸使筋底与赞塑件主体食连接部位羊壁厚增加同过多，因浸而不可取勉。返回图2—9鸽加强鲁筋尺寸图2-1垫0是对同握一塑件端诸部筋条设拉计的两种西方案比较帆，方案(捎a)较好葵，方案(铅b)不可铜取，因为行方案(b井)中的筋犬条妨碍了耍塑料收缩摊，会造成模塑件内应害力并引起际塑件翘曲微，固中箭植头所示方垫向为塑料育收缩方向岁。返回图2—1趋0筋播的方向应炒不妨碍塑胶料收缩除加强筋伪外，针对巾塑件结构像特点，还瘦可采取其躁它增加塑菊件刚度的舌方法，如鞋盒盖、罩殃壳、容器膊等塑件，涉可采用拱校形增加刚恨度，如图2-11所示傲。对于表样面较大的羊塑件，可泡采用拱形涉、弯折形姿或波纹形辉壁面增加遮刚度，如图2-像12所示。薄壁容器拔上口边缘镜可采用各狡种弯边，解不仅使边倘缘刚度增手加，也增被加了塑件岂的美感，妙如图2-1纠3所示。2.4.耕4增或加刚性减京少变形的姥其他措施图2—里11冲盒盖芬、容器砍等塑件润采用拱面形设计返回图2—1洒2大福表面容器贤、罩壳增吨加刚度的浩设计返回图2—1屑3容袭器边缘采女用弯边增副加刚度返回2.4兵.5珠塑件扯的支承均面当采用塑踢件的整个膏底平面作劝为支承面联时，应将含塑件底面卖设计成凹年形或设置份加强筋，氏这样不仅炼可提高塑摊件的基面偏效果，而扔且还可以剩延长塑件休的使用寿态命，如图伙2-14背（b）、体（c）所日示，支承岩面设置加钻强筋的，鞭筋的端部塌应低于支行承面约0控.5毫米沈左右，如勒图2-1副5。图2—败14兆塑件腾的支承经面返回图2—1茶5支朱承面上加亭强筋的设战计2.4庭.6塑件圆适角的设粥计为了使熔筝料易于流礼动和避免民应力集中荡，应在转得角处加设锈圆角R。图2-16表示R屑/A与应释力集中之桨间的关系阅。在给塑签件内外方表面的槽拐角处债设计圆炼角时，私应象图2-滑17所示宣那样确纱定内外浅圆角半拔径，以织保证塑窑件壁厚肠均匀一惭致。图2—1让6R贤T与应力诊集中的关睬系返回图2—1励7圆躺角R返回2.4.抓7塑昼件上的孔1.相邻者两孔之间芽和孔与边况缘之间的深距离，通茎常应等于仿或大于孔幸的直径，逆如图2-贯17所示障。2.通迈孔可用秒一端固峰定的单证一成型普杆图2-1妻8(a)或各健端分别稼固定的阴对头成乌型杆图2-席18(疤b)来成型税；固定用哥孔因承央受较大则负荷，邀可设计谱周边增帅厚来加倾强，如图2-旗19所示。3.盲斜孔则用西一端支何承的成峡型杆来堪成型，醒但在成讽型过程坟中，由呀于物料拖流动产哑生的不关平衡压兆力，容洒易使成禽型芯折弃断或弯宏曲，所践以，盲有孔的深依度(即睡成型杆逼的成型留长度)料取决于茂孔的直勉径。对毙于注射飘和压注叉成型，王孔深不垃得大于骆孔径的４倍；对于远压缩成杨型，平泽行与施汪压方向鸟的孔深菌度为孔阅径的２倍。图2—1剪7塑柏件上的孔蓬距设计返回返回返回图2—1单8通堤孔的成型图2-慌19余孔边增累厚加强a)b)返回图2—2数0细致长型芯的引支撑对于细长承型芯,为旬防止其弯坦曲变形，锅在不影响晃塑件的条趁件下，可唤在塑件的明下方设支余承柱来支挠撑。如图2-2业0所示。返回图2-竿21鄙用拼胞合型芯氏成型复使杂孔2.4.偶8采撞用型芯拼转合复杂型贡孔返回2.5引.1读带嵌奴件塑件番设计2.5棋.3塑料齿轮艺的设计2.5悼嵌斑件、螺尾纹等结节构设计2.5划.2模塑螺纹墙的结构设肆计2.5偷.4塑料铰拨链的设粒计2.5奔.5标记、惜符号、哈图案、火文字2.5照.1乱带嵌件犹塑件的隐设计1、塑件此中镶入推嵌件的翻目的：增加局舅部强度白、硬度怎、耐磨改、导磁宾、导电售性能，辜加强塑朋件尺寸判精度和桨形状的荒稳定性正，起装膝饰作用橡等。2、金属嵌屯件的种色类和形馅式：为了在塑膜件内牢固葬嵌定而不下致被拔脱洞，其表面棒必须加工鞭成沟槽或岩滚花，或民制成多种炮特殊形状旧。图2-致22中所示首就是几种纱金属嵌件员的例子。3、嵌件结构撕有柱状、灯针杆状、菌片状和框懂架等如图2-23所示。返回图2-2润2嵌阳件示例图2-技23军嵌件的吹结构形珠式返回金属嵌钟件设计湖的基本恐原则如骆下：1．金臣属嵌件按嵌入部词分的周客边应有尚倒角，滩以减少微周围塑腹料冷却震时产生塑的应力颂集中；2．嵌陆件设在旺塑件上代的凸起秆部位时达，嵌入封深度应贺大于凸粒起部位请的高度笑，以保丧证塑件秩的机械适强度；3．内油、外螺蔽纹嵌件斩的高度吗应低于严型腔的述成型高绑度0.义05毫墙米，以滑免压坏柿嵌件和李模腔；4．外螺仙纹嵌件应泊在无螺纹饶部分与模幸具配合，尺否则熔融拦物料渗入雀螺纹部分浪．５.嵌件谦在模内的两固定部分敬应采用三阵级精度间摩隙配合，池以保证定鲁位准确，演防止溢料浆；6．嵌件债高度不应门超过其直竟径的两倍障，高度应增有公差，钥如图2-24。返回图2-2云4嵌搞件的高度柳h<=2坊d1、塑景件上螺誓纹成型础可用以蠢下三种款成型方喇法①模具袖成型②机械加绩工制作③在塑衔件内部并镶嵌金蠢属螺纹戒构件。2、模跨塑螺纹衣的性能禁特点：①模塑螺裁纹强度较狮差，一般杏宜设计为粗牙螺纹峡。②模塑螺母纹的精度查不高，一绕般低于GB3级肌。2.5过.2漆模塑棍螺纹的恒特点由模具的段螺纹成型铺机构对应何获得三种画结构型式帆的模塑螺夺纹。它们阶是整圆型螺孟纹、对拼崭型螺纹和滋间断型螺好纹。整圆螺撑纹是由完呆整的螺慌纹型腔压或螺纹主型腔或剧螺纹型极芯成型蜂出来，艘螺纹表齿面光滑捞无痕，该塑件脱宜离模具目时，模杨具螺纹户成型零厌件需做皂旋转脱尼离动作史；对拼螺纹是由两瓣谎螺纹型成洋型的，塑滤件表面在衰两瓣型腔银拼合初呈祸现出一道考线痕（分肥型线），专两瓣型腔脾分离塑件退即可脱出龟模具；间断螺食纹为螺纹在臂周向上断屠离为几截辛，有断为汤两截、三涛截、四截倍等。内螺碑纹断为两翻截时，用棒内侧抽芯材机构可快胶速完成塑轮件脱模动织作。将刊外螺纹断迟为若干截躬的目的主肿要是为了固减少螺纹侦副间的结冬合面，提友高旋合性。模塑螺纹虑起止端不海能设计退般刀槽，也往不宜用过驳渡锥面结渔构。这一忘点与金属许螺纹件的陷要求不同辜。模塑螺狱纹起止端庭应设计为圆台即圆柱盟结构，蚕以提高钳该处螺山纹强度烈并使得恋模具结冬构简单。2.5灶.3页塑料齿劣轮的设泪计设计时应茅避免模塑便、装配和滔使用塑料需齿轮时产附生内应力槽或应力集眯中；避免靠收缩不均瓦而变形。阵为此，塑呜料轮要尽俭量避免截焰面突变，代应以较大累圆弧进行俗转角过渡撞，宜采用过渡配求合和用非圆孔（见下驼图）连正接，不蠢应采用军过盈配井合和键命连接。返回2.5.乎4既塑料铰链耍设计对于聚烟乙烯、缓聚丙烯升等软性软带盖容廉器，可葱以将盖柿子和容旦器注射灿成型为珍一个整克体，其谷间用铰外链结构是连接。图2-25是铰链的赔截面形式翁。由图可灶知，铰链御部位塑件屡壁厚减薄掀，且减薄乏处以圆弧过渡，助盖子与桃容器合垮拢打开觉时这段季薄片弯额曲转动膛。图2-2杰5常乘见塑料险铰链返回2.5谎.5捐标远记、符给号、图悉案、文畏字塑件上拳文字图俗案以在秒塑