工业材料及成型工艺-第二章(塑料与加工工艺).ppt

工业材料及成型工艺,塑料概述塑料的组成塑料的分类塑料的一般特性塑料的成型工艺塑料产品的面饰工艺塑料制品设计原则常见塑料代号,第二章塑料与加工工艺,塑料加工方法灵活，造型美观，色彩多样，为人类社会生活提供了丰富多彩的产品，因而广泛应用于机械制造、建筑、轻纺、化工、电器、汽车、造船和国防工业中。,2.1塑料概述,图2-1塑料收纳盒,图2-2塑料地铺,图2-3塑料衣架,图2-4塑料家电,最早的改性塑料是用硝酸处理过的纤维素，成为硝酸纤维素，俗称“赛璐珞”。1869年，美国的海厄特把硝化纤维、樟脑和乙醇的在高压下共热，然后在常压下硬化成型，制成了“赛璐珞”。“赛璐珞”中含有硝酸银，极易着火。“赛璐珞”是由天然的纤维素加工而成的，并不是完全人工合成的塑料。第一种合成塑料是将酚醛树脂加热模压制得，是在20世纪初，由美籍比利时化学家（LeoBaekeland）制成。1905年美国化学家贝克兰用苯酚和甲醛放在烧,2.1塑料概述,瓶里，以酸做催化剂，然后进行加热反应，发现里面生成了一种粘稠的东西，这东西就是现在的酚醛树脂，她不渗水，受热不变形，有一定的机械强度，易于加工，而且有很好的绝缘性，这对于刚兴起的电器工业来说，是非常及时的材料。人们在酚醛树脂里加进木屑、石棉或陶土等混合后，在高温下用木子压出成品。广泛用来生产电灯开关、灯头、灯座、电话机等电器用品，因此称为“电木”。现在电木仍是普遍使用一种塑料。使其衍生的建材粘合剂含甲醛，造成污染。,2.1塑料概述,1920年以后塑料工业获得了迅速发展。其主要原因首先是德国化学家齐格勒（KarlZiegler）提出高分子链是由结构相同的重复单元以共价键连接而成的理论和不溶性热固性树脂的交联网状结构理论。1929年美国化学家华莱士卡罗泽斯（WallaceH.Carothers）提出了缩聚理论，均为高分子化学和塑料工业的发展奠定了基础。第一个无色的树脂是脲醛树脂。1928年，由英国氰胺公司投入工业生产。1911年，英国韦斯利马修斯(WesleyMatthews)制成了聚苯乙烯，但存在工艺复杂、树脂老化等问题。,2.1塑料概述,1930年，德国法本公司解决了上述问题，逐渐形成以苯乙烯为基础，与其他单体共聚的苯乙烯系树脂，扩展了他的应用范围。1931年，美国罗姆-哈斯公司以本体法生产聚甲基苯烯酸甲酯，制造出有机玻璃。1926年，美国W.L.西蒙把尚未找到用途的聚氯乙烯粉料在加热下溶于高沸点溶剂中，在冷却后，意外地得到柔软、易于加工、且富于弹性的增塑聚氯乙烯。这一偶然发现打开了聚氯乙烯工业化的大门，成为五大通用树脂中最早工业化的产品,2.1塑料概述,塑料工业发展历程1868硝酸纤维素（赛璐珞）1909酚醛树脂（电木）1931聚丙烯酸甲酯1933聚乙烯（PE）1936聚氯乙烯（PVC）1936聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）1936聚乙烯醇缩醛1938聚苯乙烯1938聚酰胺1940聚酯、有机硅树脂、氟树脂、环氧树脂、聚氨酯1955聚丙烯1956聚苯乙烯1970聚甲醛、聚碳酸酯、ABS树脂,2.1塑料概述,塑料的优点：塑料比较轻：这是相对于金属和无机玻璃而言的，轻的原因不是因为它是高分子化合物，而是因为他们是有机化合物，即由碳、氢、氧、氮等较轻的元素组成的；塑料易于加工：塑料具有可塑性，即在加热或加压后变形，在降温或压力小时候维持原形不变；可以通过挤出、注射等方式加工成各自形状的产品；塑料不会腐烂也不会生锈：但是，这类材料也给人类带来一个严重的问题：由于塑料不易腐烂，大量的塑料废弃物无法被自然界吸收、分解，从而造成一定程度的环境污染。,2.1塑料概述,塑料的定义塑料是以高分子合成树脂为主要成分，在一定温度和压力下可塑制成一定形状，且在一定条件（常温、常压）下保持不变的材料塑料的组成高分子聚合物（合成树脂）+辅助材料（填料、增塑剂、稳定剂、着色剂、润滑剂）,2.2塑料的组成,合成树脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40%100%。人工合成的高分子化合物，是塑料的基本原料，起着胶粘作用，能将其他组分胶结成一个整体；并决定塑料的基本性能。生产合成树脂的原料来源丰富，早期以煤焦油产品和电石碳化钙为主，现多以石油和天然气的产品为主，如乙烯、丙烯、苯、甲醛及尿素等。,2.2.1合成树脂,填料填料又叫填充剂，它可以提高塑料的机械性能、耐热性能和电性能，同事降低成本，通常填料的加入量为40%70%。主要是一些在塑料配方中相对成惰性的粉状材料和纤维材料。增塑剂增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物，最常用的是邻苯二甲酸脂类。,2.2.2添加剂,稳定剂防止塑料在加工和使用过程中，因受热、氧气和光线作用而变质、分解和破坏，延长塑料制品的使用寿命，而在塑料中加入稳定剂。稳定剂在塑料成型过程中应不分解，应耐水、耐油、耐化学腐蚀，并已与树脂混溶。着色剂着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机颜料作为着色剂。,2.2.2添加剂,润滑剂润滑剂的作用是防止塑料在成型时黏在金属模具上，同时可使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸机器钙镁盐等。除了上述助剂外，塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等，以满足不同的使用要求。,2.2.2添加剂,2.3塑料的分类-按塑料用途,表2-1塑料分类-按塑料用途分类,2.3塑料的分类-按塑料热行为,表2-2塑料分类-按塑料热行为分类,2.3塑料的分类-按塑料成型方法分类,表2-3塑料分类-按塑料成型方法分类,2.3塑料的分类-按塑料半制品和制品分类,表2-4塑料分类-按塑料成型方法分类,2.4塑料的一般特性优点,（1）多数塑料制品有透明性并富有光泽，能着鲜艳色彩，大多数塑料可制成透明或半透明制品，可以任意着色，且着色坚固，不易变色。,表2-5各种塑料的透光率与玻璃的比较,2.4塑料的一般特性优点,图2-5有机玻璃及有机玻璃制品,图2-4塑料家电,2.4塑料的一般特性优点,（2）塑料质轻，耐振动和冲击，比强度高(比强度是指强度与密度的比值)。一般塑料比金属轻，比重在0.92.3之间（一般泡沫塑料的比重在0.010.5之间），具有良好的耐振动和冲击能力，适合用作其他产品的包装材料。强度比木材高，可以制成很薄很坚固的制品。,图2-6泡沫塑料及泡沫塑料制品,2.4塑料的一般特性优点,表2-6几种金属和塑料的比强度,2.4塑料的一般特性优点,（3）塑料具有良好的电、热绝缘性。因此被广泛用作电绝缘不见和绝热保温材料。,图2-7绝缘塑料及绝缘塑料制品,2.4塑料的一般特性优点,（4）化学性能稳定。大部分塑料耐化学腐蚀性大于金属和木材，对一般酸、碱、盐及普通化学药品具有良好的抗蚀能力。所以是一种优良的防腐蚀材料，很适合制作各种包装。,图2-8绝缘塑料及绝缘塑料制品,2.4塑料的一般特性优点,（5）良好的成型加工性能。塑料质地细腻，具有适当的弹性及耐磨损性，容易加工，成型较快。可大批量生产，某些塑料品种还可进行机械加工，焊接及表面电镀处理。,图2-9超声波塑料焊接机,2.4塑料的一般特性缺点,（1）塑料不耐高温，低温容易发脆。多数塑料虽不易燃烧，但在300左右发生变形，燃烧时放出有毒气体。由于耐热性较差，使塑料的用途受到限制。（2）塑料制品易变形。温度变化时尺寸稳定性较差，成型收缩较大，即使在常温负荷下也容易变形。（3）塑料有“老化”现象。塑料在使用过程中，受周围环境如光、热、辐射等因素影响，色泽会改变、化学构造收到破坏，机械性能下降，变得硬脆或软黏而无法正常使用。,2.5塑料的成型工艺,在塑料成型生产中，塑料原料、成型设备和成型所用模具是3个必不可少的物质条件，必须运用一定的技术方法，使这三者联系起来形成生产能力，这种方法称为塑料成型工艺。,表2-7常用的成型加工方法与模具,2.5.1注射成型,1.原理注射成型又称注塑成型，是热塑性塑料的主要成型方法之一。其原理是利用注射机中螺杆或柱塞的运动，将料筒内已加热塑化的粘流态塑料用较高的压力和速度注入到预先合模的模腔内，冷却硬化后成为所需的制品。2.成型过程整个成型是一个循环的过程，每一成型周期包括：定量加料熔融塑化施压注射充模保压冷却脱模取件等步骤。,2.5.1注射成型,3.特点生产性能好，成型周期短，一般制件只需3060秒可成型，而且可实现自动化或半自动化作业，具有较高的生产效率和技术经济指标；能一次成型出外形复杂、尺寸精确的制品；成型各种塑料的适应性强，可以极方便的利用一套模具，成批生产尺寸、形状、性能完全相同的产品；设备价格高，模具制造费用较高，不适合单件及小批量塑件的生产。,2.5.1注射成型,4.注射机的结构注射机是注射成型的主要设备按外形特征可分为卧式、立式和角式注射机。注射成型设备由合模装置，注射装置和注塑模具三部分组成。,图2-10卧式注射成型机1-合模装置，2-注射装置，3-注塑模具,图2-11立式注射成型机1-合模装置，2-注射装置，3-注塑模具,图2-12角式注射成型机1-合模装置，2-注射装置，3-注塑模具,2.5.1注射成型,注射装置是注射机的主要部分，将塑料加热塑化成流动状态，加压注射入模具。合模装置泳衣闭合模具的定模和动模，并实现模具开闭动作及顶出成品。注射模具简称注模，它由浇铸系统、成型零件和结构零件所组成。浇注系统指自注射机喷嘴到型腔的塑料流动通道；成型零件是指构成模具型腔的零件，由阴模、阳模组成；结构零件，包括导向、脱模、抽芯、分型等各种零件。,2.5.1注射成型,图2-13卧式注射成型机1-锁模液压缸，2-料斗，3-移动模板，4-顶杆，5-固定板，6-控制台，7-料筒，8-料斗，9-定量供料装置，10-注射液压缸,图2-14卧式注射成型机,2.5.2挤出成型,1.原理挤出成型又称挤塑成型，主要适合热塑性塑料成型，也适合一部分流动性较好的热固性塑料和增强塑料的成型。其原理是料自料斗进入料筒，在螺杆旋转作用下，通过料筒内壁和螺杆表面摩擦剪切作用向前输送到加料段，在此松散固体向前输送同时被压实；在压缩段，螺槽深度变浅，进一步压实，同时在料筒外加热和螺杆与料筒内壁摩擦剪切作用，料升温开始熔融，压缩段结束；均化段使物料均匀、定温、定量、定压挤出熔体，到机头后成型，经定型得到产品。,2.5.2挤出成型,图2-15塑料在普通螺杆挤出机中的挤出过程1-加热外筒区，2-冷却补充区，3-固体输送区，4-固体区，5-熔池，6-熔融区，7-熔体输送区,2.5.2挤出成型,2.特点挤出成型是塑料加工工业中应用最早、用途最广、适用性最强的成型方法。挤出生产过程是连续的，其产品可根据需要生产任意长度的塑料制品；模具结构简单，尺寸稳定；设备成本低，占地面积小，生产环境清洁，劳动条件好；生产效率高；操作简单，工艺过程容易控制，便于实现连续自动化生产；产品质量均匀、致密；可以一机多用，进行综合性生产。,2.5.2挤出成型,3.挤出机的结构挤出设备通常由挤出机（主机）、辅机（机头、定型、冷却、牵引、切割、卷取等装置）、控制系统三部分组成。,图2-16挤出机组的组成1-挤出机，2-机头口模，3-定型装置，4-冷却水槽，5-牵引装置，6-切割装置，7-塑料管,2.5.2挤出成型,图2-17卧式单螺杆挤出机结构示意图1-机头连接法兰，2-过滤网，3-冷却水管，4-加热器，5-螺杆，6-料筒，7-液压泵，8-测速电动机，9-推动轴承，10-料斗，11-减速器，12-螺杆冷却装置,2.5.2挤出成型,4.几种塑料管材的挤出成型工艺参数温度、压力、挤出速率都存在波动现象，但三者之间相互制约。为了抱枕塑件质量，应正确设计螺杆、控制好加热冷却系统和螺杆转速稳定性，以减少参数波动。,2.5.2挤出成型,表2-8几种塑料管材的挤出成型工艺参数,2.5.3压缩成型,1.原理压缩成型也称模压成型、压塑成型。压缩成型主要用来成型热固性塑料，也可用于成型热塑性塑料。压缩热固性塑料时，塑料在型腔中处于高温、高压作用下，由固态变为粘流态熔体，并在这种状态下充满型腔，同时塑料发生交联反应，逐步固化，最后脱模得到塑件。2.特点压力损失小，适用于成型流动性差的塑料，比较容易成型大型制品；和注塑成型相比，成型塑件的收缩率小，变形小，各项性能均匀性好,2.5.3压缩成型,和注塑成型相比，成型塑件的收缩率小，变形小，各项性能均匀性好；使用的设备（用液压机）及模具结构要求比较简单，对成型压力要求比较低；成型中无浇注系统废料产生，好料少。3.压力机的结构压力机分为机械式和液压式两种。机械压力机结构简单，但由于压力不准确，运动噪声大，容易磨损，只适用于一些小型设备；液压机能提供较大的压力和行程，工作压力可调，设备结构简单，操作方便，工作平稳，因此，目前所使用的大多数为液压机。,2.5.3压缩成型,液压机的结构一般由机身、操纵和动力3个基本部分组成。,图2-18YB32-200液压机,图2-19YB32-200液压机实物,2.5.3压缩成型,4.压缩成型过程将松散塑料原料加入高温的型腔和加料室中，然后以一定的速度将模具闭合，塑料在热和压力的作用下熔融流动，并且很快地充满整个型腔，同时固化定型，开启模具取出制品，成为所需的具有一定形状的塑件。,图2-20压缩成型原理（a）加料，（b）压模，（c）脱模,2.5.3压缩成型,5.常见热固性塑料压缩成型相关参数成型压力的大小可通过调节液压机的压力阀来控制，由压力表上读出。,表2-9常见热固性塑料的压缩成型温度和成型压力,2.5.4压注成型,原理压注成型又称传递成型或挤塑成型，它是成型热固性塑料制品的常见方法之一。闭合模具，把预热的原料加到加料腔内，塑料经过加热塑化，在与加料室配合的压料柱塞的作用下，使熔料通过设在加料室底部的浇注系统高速挤入型腔。型腔内的塑料在一定压力和温度下发生交联反应并固化成型。然后打开模具将其取出，得到所需的塑件。清理加料室和浇注系统后，进行下一次成型。,2.5.4压注成型,图2-20压注成型原理（a）加料腔，（b）型腔，（c）塑件,2.5.4压注成型,2.特点优点：压注成型塑件飞边小；可以成型深腔薄壁塑件或带有深孔的塑件，也可成型形状较复杂以及带精细或易碎嵌件塑件，还可成型难以用压缩法成型的塑件，并能保持嵌件和孔眼位置的正确；塑件性能均匀，尺寸准确，质量较高；模具的磨损较小。,2.5.4压注成型,缺点：压注模具比压缩模具复杂，制造成本较压缩模具较高；塑料损耗增多；成型压力也比压缩成型时高压制带有纤维性填料的塑料时，产生各向异性；,2.5.5中空吹塑成型,中空吹塑成型工艺是将呈熔融状态的型胚置入模具之中，并输入压缩空气，将其从中间吹胀，使之紧贴于模具型腔完全一致的中空容器，经保压、冷却定型后成为所需制品的成型方法。中空吹塑成型包括挤出吹塑成型和注射吹塑两种。挤出吹塑和注射吹塑成型的不同之处仅仅在于型胚成型方法的不同，前者的型腔是由挤出机机头直接挤出成型的，而后者的型胚则是由注射机注入注射模的型腔中成型的。,2.5.5中空吹塑成型,挤出吹塑用挤出机挤出管状型坯，趁热将其夹在模具腔内并封底，向管坯内腔通入压缩空气吹胀成型。特点：制品形状适应广，特别适于制造大型制件，制件底部强度不高，有边角料。应用：适合各种工具和手提式机器，化学清洁液等的大小容器。以及非常大的空心外形，如轿车的缓冲器和卡车底的地板。,2.5.5中空吹塑成型,注射吹塑从字面上的理解，这种工序就是象吹气球一样把塑料充气成型，而这个形状是由模具的形状决定的。使用注吹塑的好处是：可以制造微小的产品细节，甚至是瓶口拧盖子的螺旋线。分为冷型坯吹塑和热型坯吹塑。前者是将注射制成的试管状有底型坯)冷却后移吹塑模内，将型坯再加热并通人压缩空气吹胀成型；后者则是将注射制成的试管。,2.5.5中空吹塑成型,挤出吹塑中空成型工艺挤出机头1挤出熔融状态的塑料型胚3，将型胚3放入对开的吹塑模具2之中，将模具闭合上端夹紧型胚并将压缩空气吹管插入型胚3之中，再输入一定的压缩空气，使型胚胀大而充满型腔，并紧密贴附于型腔壁，保压使之成型，待冷却成型后，关闭压缩空气，打开模具，取出制品。,图2-21挤出吹塑成型（a）挤出型胚，（b）模具闭合，（c）通入压缩空气、保压，（d）冷却、定型、排气,2.5.5中空吹塑成型,注射吹塑中空成型工艺注射机喷嘴将熔融塑料射入型胚模具中包附于空心凸模3之制成型胚2，将凸模3连同型胚2一同移动吹塑模5之中，合模并输入压缩空气，将型胚吹胀，使之紧贴于模具型腔壁，冷却，保压成型，关闭压缩空气，抽出空心凸模，打开模具，取出制品。,图2-21注射吹塑成型（a）注射型胚，（b）移入注射模具内，（c）通入压缩空气、吹胀，（d）保压、冷却定型、排气,2.6塑料产品的面饰工艺,一般来说，塑料的着色和表面机理装饰，在塑料成型时可以完成，但是为了增加产品的寿命，提高其美观程度，一般都会对表面进行二次加工，进行各种装饰处理。良好的着色性赋予产品各种颜色；金属涂覆技术给塑料产品以金属光亮的外观；人造机理可以十分逼真的模仿自然材料的感觉物性；植绒技术让塑料产品给人以柔软、温暖的亲切感。,2.6.1着色,塑料着色是在塑料原料中添加了着色剂，使塑料在熔融状态下均匀着色，最后成型为有色制品的工艺。着色的塑料不仅具有美化外观的功能，而且还增加了制品的其他功能，如色别标识、遮蔽缺陷，改变制品耐候性，红外线的反射、吸收等。,图2-22塑料的着色（单色）,2.6.2涂饰,图2-23塑料表面的涂饰（玩具车）,塑料的涂饰是将涂料施涂于塑料制品的表面，流平成光滑的薄薄的一层漆膜，然后使之固化，使图层牢固的附着于制品表面的工艺过程。特点：可以方便调整制品表面的色泽；可以覆盖制品成型时产生的色差、收缩纹、接缝线、轻微伤痕等表面缺陷，得到光滑表面；采用涂饰工艺可以满足制品不同部位的多种颜色要求。,2.6.3丝网印,丝网印刷是将丝织物、合成纤维织物或金属丝网绷在网框上，采用手工刻漆膜或光化学制版的方法制作丝网印版。现代丝网印刷技术，则是利用感光材料通过照相制版的方法制作丝网印版（使丝网印版上图文部分的丝网孔为通孔，而非图文部分的丝网孔堵住）。,图2-24丝网印刷制版及印刷制品,2.6.4移印,移印工艺十分简单，采用凹版，利用硅酸橡胶材料制成的曲面移印头，将凹版上的油墨蘸到移印头的表面，然后往需要的对象表面压一下就能够印出文字、图案等。,图2-24移印过程示意图（a）上墨；（b）刮墨；（c）沾墨；（d）移印,2.6.4移印,移印工艺可印制各种复杂的不规则曲面，甚至表面相当粗糙的塑件。由于使用凹版，文字及精细的图案均能精确印制。印刷时的油墨干燥很快，所以不通过干燥程序，便可实现连续多色印刷。,图2-25移印产品,2.6.5热转印,热转印印刷方式分为转印膜印和转印加工两部分，转印膜印刷采用网点印刷，将图案预先印刷在薄膜表面，印刷的图案层次丰富，色彩鲜艳，千变万化，再现性好；转印加工通过热转印机一次加工，将转印膜上精美的图案转印在产品表面，成型后油墨层与制品表面融为一体，大大提高产品的档次。,图2-26热转印产品,2.6.6电镀,在塑料制品的表面电沉积金属镀层的过程称为塑料电镀。塑料电镀制品不仅可以实现很好的金属质感，还能减轻制品重量，在有效改善塑料外观及装饰性的同时，也改善了其在电热及耐蚀等方面的性能。,图2-27电镀水龙头,图2-28电镀标牌,2.6.7其它面饰工艺,塑料产品除了上述表面装饰工艺外，还有植绒，真空镀膜，贴面装饰，模内复合，模内镶嵌，模内贴标等。,图2-29塑料植绒,2.6.7其它面饰工艺,图2-30模内贴标,2.6.7其它面饰工艺,图2-31模内镶嵌,图2-32真空镀膜,2.7塑料制品设计原则,2.7.1塑料制件设计基本原则,（1）在保证使用要求的前提下尽量选用价格低廉和成型性能较好的塑料。（2）力求结构简单、壁厚均匀、成型方便，利用模具分型、排气、补缩和冷却。（3）塑件结构能使其模具的总体结构尽可能简化，避免模具侧抽芯和简化脱模机构。（4）塑件成型以后尽量不再进行机械加工。,2.7.2塑料制品结构设计要素,1脱模斜度设计2塑件壁厚设计3设置加强筋4增加刚性减少变形的其他措施5塑件支承面的设计6塑件圆角的设计7塑件孔的设计8采用型芯拼合复杂型孔,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2-33所示。,2.7.2塑料制品结构设计要素-1.脱模斜度,图2-33塑件上斜度留取方向,2.7.2塑料制品结构设计要素-1.脱模斜度,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：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。,2.7.2塑料制品结构设计要素-1.脱模斜度,脱模斜度的大小取决于塑料的性质、收缩率的大小、制品的壁厚和形状，设计时一般考虑以下几种情况：制品形状复杂，深度较深，不易脱模的应选用较大的脱模斜度；塑料的收缩率大的应选用较大的斜度值；制品尺寸精度要求高的应选用较小的脱模斜；制品较高、较大的也应选用较小的脱模斜度。,2.7.2塑料制品结构设计要素-1.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2-34所示。脱模斜度的推荐值可供设计塑件时参考。,2.7.2塑料制品结构设计要素-1.脱模斜度,图2-34脱模斜度的标注,返回,2.7.2塑料制品结构设计要素-1.脱模斜度,脱模斜度的设计过程中应注意以下几点：精度越高的塑件，脱模斜度应取小值，才能得到精度高的塑件；尺寸越大的塑件，由于脱模较容易，脱模斜度可取小值。对于含有玻璃纤维的增强塑料制作的塑件，由于摩擦因素较大，宜选用较小脱模斜度。如果塑件配方含有润滑剂，这种塑件的脱模较容易，宜选用较小脱模斜度。,2.7.2塑料制品结构设计要素-1.脱模斜度,脱模斜度的设计过程中应注意以下几点：对于形状复杂的塑件，脱模难度往往较大，应选用较大的脱模斜度。对于收缩率较大的塑件，与模腔的黏附性较强，须选用较大的脱模斜度。斜度的方向，内孔以小端为准，满足图样尺寸要求，斜度向扩大方向取得；外形以大端为准，满足图样要求，斜度向偏小方向取得。,2.7.2塑料制品结构设计要素-1.脱模斜度,脱模斜度的设计过程中应注意以下几点：一般情况下，脱模斜度可不受塑件公差带的限制，但高精度塑件的脱模斜度应在公差带内。型芯表面的粗糙度较小，抛光方向与脱模方向一致，塑件与模具材料的摩擦因素较低，塑料成型收缩率较小，塑件刚度足够时，脱模较为容易，脱模斜度可取小值，反之，取大值。,2.7.2塑料制品结构设计要素-1.脱模斜度,脱模斜度的设计过程中应注意以下几点：若塑件内外侧都有斜度，并要塑件留在型芯上，则内表面的斜度应小于外表面，甚至不设计斜度，或将型腔的脱模斜度加大些。塑料品种不同，脱模斜度也有区别。,2.7.2塑料制品结构设计要素-1.脱模斜度,表2-5塑件的脱模斜度,2.7.2塑料制品结构设计要素-2.壁厚,在满足工作要求和工艺要求的前提下，塑件壁厚设计应遵循如下两项基本原则：尽量减小壁厚；减小壁厚不仅可以节约材料，节约能源，也可以缩短成型周期，也有利于获得质量较优的塑件。塑件允许的最小壁厚与塑料品种和塑件尺寸有关。尽可能保持壁厚均匀。,制品最小壁厚的确定原则是：脱模时受顶出零件的推力不变形，且能承受装配时的紧固力。塑件壁厚不均匀时，成型中各部分所需冷却时间不同，收缩率也不同，容易造成塑件的内应力和翘曲变形，因此设计塑件时应尽可能减小各部分的壁厚差别，一般情况下应使壁厚差别保持在30以内。,2.7.2塑料制品结构设计要素-2.壁厚,对于由于塑件结构所造成的壁厚差别过大情况，可采取如下两种方法减小壁厚差：(1)可将塑件过厚部分挖空，如图2-8所示。(2)可将塑件分解，即将一个塑件设计为两个塑件，在不得已时采用这种方法。,2.7.2塑料制品结构设计要素-2.壁厚,返回,图2-35挖空塑件过厚部分使壁厚均匀,2.7.2塑料制品结构设计要素-2.壁厚,壁厚因制品大小和塑料品种的不同而有差异。热塑性制品的最小壁厚可达到0.25mm，但一般在0.60.9mm之间。热固性塑料的小型制品，壁厚为1.62.6mm，大型制品为3.28mm，流动性差的如纤维增强塑料，布基酚醛塑料取最大值，但不宜超过10mm。,2.7.2塑料制品结构设计要素-2.壁厚,2.7.2塑料制品结构设计要素-2.壁厚,表2-6热固性塑料制品壁厚推荐值,表2-7热塑性塑料制品壁厚推荐值,此外，必须指出壁厚与流程有着密切关系。所谓流程是指熔体从浇口流向型腔各部分的距离。实验证明，在一定条件下，流程与制品壁厚成直线关系。制品壁厚愈厚，所容许的流程愈长；反之，制品壁厚愈薄，所容许的流程愈短。如果不能满足要求，则需增大壁厚或增设浇口及改变浇口位置，以满足模塑要求。,2.7.2塑料制品结构设计要素-2.壁厚,制件最小壁厚与流程L之间关系：,返回,2.7.2塑料制品结构设计要素-2.壁厚,表2-8制件最小壁厚与流程L之间关系,图2-36增设浇口,塑件上增设加强筋是为了在不增加塑件壁厚的情况下增加塑件的刚性，防止塑件变形。,2.7.2塑料制品结构设计要素-3.加强筋,图2-37加强筋的尺寸,图2-38采用加强筋减小壁厚（a）不良；（b）良,加强筋设计原则是：（1）防止塑料局部集中，以免产生缩孔、气泡；（2）加强筋不易过高过密，两筋之间距离大于23倍壁厚；（3）加强筋的朝向应与成型时熔体方向一致，减少流动阻力利于成型；（4）加强筋端面应低于制品支撑面0.60.8mm。,2.7.2塑料制品结构设计要素-3.加强筋,2.7.2塑料制品结构设计要素-3.加强筋,图2-39加强筋设计实例,2.7.2塑料制品结构设计要素-3.加强筋,图2-40加强筋的布置（a）不良；（b）良,对加强筋设计的基本要求是：（1）筋条方向应不妨碍脱模，筋本身应带有大于塑件主体部分的脱模斜度，筋的设置不应使塑件壁厚不均匀性明显增加。图2-41（2）塑件上筋条方向也不应妨碍塑料充模时的流动和塑料收缩。图2-42,2.7.2塑料制品结构设计要素-3.加强筋,图中2-41(a)的设计方案较好，而2-41(b)所示方案会使筋底与塑件主体连接部位壁厚增加过多，因而不可取。返回,图2-41加强筋尺寸,2.7.2塑料制品结构设计要素-3.加强筋,图2-42是对同一塑件端部筋条设计的两种方案比较，方案(a)较好，方案(b)不可取，因为方案(b)中的筋条妨碍了塑料收缩，会造成塑件内应力并引起塑件翘曲，固中箭头所示方向为塑料收缩方向。返回,图2-42筋的方向应不妨碍塑料收缩,2.7.2塑料制品结构设计要素-3.加强筋,当采用塑件的整个底平面作为支承面时，应将塑件底面设计成凹形或设置加强筋，这样不仅可提高塑件的基面效果，而且还可以延长塑件的使用寿命，如图2-44所示，支承面设置加强筋的，筋的端部应低于支承面约0.5毫米左右，如图2-45。,2.7.2塑料制品结构设计要素-4.支撑面,图2-43塑件的支撑面,图2-44塑件的支承面,返回,2.7.2塑料制品结构设计要素-4.支撑面,图2-45支承