塑料注射件的设计-加强筋嵌件PPT幻灯片课件.ppt

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,1,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,2,四、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。,3,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。,4,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,5,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,6,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力。,不合理,合理,加强筋的设计要求,7,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,8,一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,9,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。,10,凸台概念凸台：模塑制品上突起的粒状台阶。,11,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,12,固定用的凸耳或台阶应有足够的强度，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,13,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,14,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。,15,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3-20加强筋与支承,16,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。,17,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,18,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。,19,方法二：采用高刚度结构，如球面、拱形面、凸缘或皱折；,20,方法三：采用预变形补偿；需要有完善的成型性能数据库,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,21,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，连接牢固。对于脆性的热塑性塑料（PS），采用金属嵌件要慎重。,五、嵌件,22,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,23,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。,24,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：,25,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。,26,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：,27,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：,28,嵌件定位和密封在熔体冲击下不移位或有过大的变