塑料件基础设计

塑料件设计基础 课程目标 课程结束时 您将能够 了解影响塑料设计的两大重要因素掌握掌握塑料件基本的设计技巧了解特殊成型方式 气体辅助 双料注塑成型 讲解内容 一 塑料材料基本性能二 塑料件设计概述 1 出模方向2 产品斜度设计3 零件壁厚设计4 孔 洞的设计5 柱位的设计6 倒扣的设计7 筋位的设计8 圆角的设计三 特殊成型方式 气体辅助 双料注塑成型 塑料材料基本性能 塑料材料的基本性能 塑料的分类 在受热或其它条件下能固化成不熔不溶性物质的塑料 其分子结构最终为体型结构 变化过程不可逆 指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料 其分子结构是线型或支链线型结构 变化过程可逆 热塑性塑料 热固性塑料 塑料的分子结构 a 线状b 支链状c 体型状 abc 热塑性塑料的最主要的两大特性 二 收缩性塑件从模具中取出冷却到室温后 塑件的各部分尺寸都比原来在模具中的尺寸有所缩小 一 流动性塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力 主要影响塑料件的壁厚 大小 塑料的尺寸精度 壁厚 变形程度 外观状况及筋位形式 塑料的流动性分析 材料流长比率 塑料的流动性分析 表示三种不同材料在相同条件下的流动距离 PP白PS红ABS黑 推荐的产品壁厚 对于座椅上的塑料件 产品壁厚可以选用绿色区域内的壁厚 塑料收缩率 塑料件设计概述 步骤1 步骤2 拔模 步骤3 抽壳 步骤4 打孔 步骤5 增加柱位 步骤6 增加卡扣 步骤7 增加筋位 步骤8 增加圆角 1 塑料件出模方向 设计需要注意的问题 一 分型线概念分型线就是产品在出模方向上的最大投影边界 二 目的 确定塑料件结构形式 如加强筋 卡扣 柱位 孔等结构方向和相关成型工艺的方式 见实例 2 产品的脱模斜度篇 斜度实例一 a 图上 塑料件在模具中的状态 斜度说明 a 上斜面 下斜面 一 上斜度的作用1 便于产品从定模脱出 2 足够的斜度便于产品表面修饰 二 下斜面的作用 1 便于产品从动模脱出 2 防止表面出现顶白 或内机构拉白 脱伤等缺陷 注 两斜面的斜度可以相同也可以不同 斜度实例二 本应产品外观效果相同 但实际上产品表面效果存在差异原因 产品的斜度不同 从而改变了皮纹状态 存在差异 斜度推荐 注 1 有喷漆 电镀要求的皮纹件 斜度要在原有的情况下加大1度 2 具体的斜度大小 以客户提供数据为准 3 产品的壁厚篇 最理想状态 壁厚在任何一个地方都是均一的厚度 不好 好 壁厚不均会产生的问题 实际 满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免 问题 直接现象 造成壁厚变化 间接现象 易产生因冷却速度不同 乱流而造成尺寸不稳定和表面质量问题 解决方案 由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑 设计解决方案一 阶梯型过度 设计差 锥形型过度 较好 逐渐型过度 最好 产品壁厚的过度方式一 设计解决方案二 A 制件初始设计方案厚壁结构壁厚不均内外拐角尖锐 B 改进的设计方案薄壁结构壁厚均匀采用内外圆角 设计解决方案三 设计解决方案四 设计解决方案五 可能产生凹陷和间隙的凸台结构 设计解决方案五 1 3 2 1 用增加筋位将凸台连接到壁上2 将厚壁处掏空3 筋位支撑的独立式凸台 4 结构孔 洞篇 在塑料件设计上开孔目的 1 使其和其它部件相接合2 增加产品功能上的组合 盲孔 通孔 台阶孔 盲孔的设计方式 模具成型 盲孔的是靠模具上的镶针形成 易产生问题 易被溶融的塑料使镶针弯曲变形 形成盲孔出现椭圆的形状 所以镶针的长度不能过长 推荐 盲孔的深度只限于直径的两倍 事例 事由 安装卡簧的塑料槽断裂原因 塑料卡槽注塑时变弯 在装入卡簧后 应力过大 导致塑料槽断裂 解决办法 加宽塑料槽尺寸 边缘增加圆角 取消过多的应力 通孔的设计方式 不好 较好 成型时不易产生飞边 侧孔的设计方式 原因 一 不好是因为 此种设计需要出侧抽二 好的原因 成功的避免了侧向抽芯机构 不好 好 好 好 内侧孔的设计方式 内侧抽设计推荐 边缘壁厚最好大于6mm原因 防止在模具中机构无法实现 侧孔抽芯模具实例 5 柱位篇 柱位作用 一般用以装配产品 隔开物件及支撑承托其他零件之用 柱位的设计方式一 支柱使用方法 尽量不要单独使用 应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用 斜筋是可以加强支柱的强度 注意 筋位高度一定要低于装配的柱位面的高度 以防止出现装配问题 柱位的设计方式二 柱位不宜太高 对于目前我公司的情况 一般以50mm以下为宜 小于50mm 柱位的设计方式三 一般PP材料的设计 t 0 3 0 4T 0 3 0 4T 0 3 0 4T 柱位的设计方式四 自攻螺钉 防止柱位收缩的方式一 一 产品表面增加壁厚 逐渐过渡 此种方法是最为常见的减少收缩的方式二 产品表面减薄的形式 开防缩槽 防止柱位收缩的方式二 普通的设计方式 优化的设计方式 此种方式多用于表面要求较高的零件 6 倒扣篇 内抽 外抽 倒扣篇 外抽 外抽要求 一 侧抽方向尽量保证一致 二 预设好侧抽的分型位子 以免影响产品外观 三 可以不考虑侧抽的长度 倒扣篇 内抽 内抽机构的运动原理 运动行程S 产品倒扣量X 斜顶运动的横向距离 X 2 3 S tg 内抽机构的运动原理 内抽产品设计 对于一般的结构 一般我们后面要预留的距离L 2X 5 10mm 7 加强筋篇 一种可减少壁厚并能增加刚性的有效方法 十字筋结构应用 推荐 十字筋结构是最好的 因为它能应付不同的负荷的变化 可以确保在整个制品上的应力均匀分布 圆形筋结构的应用 在塑料设计中 圆形筋位与十字筋结构相配合 能够承受很强的负荷 嵌件边缘加强筋的布置 筋的特殊应用 定位 对于一些产品 可以采用筋定位的形式 筋位设计时需要注意的内容一 正常的安装状态 由于筋位突起 不能正常安装 问题 对手件安装出现问题解决办法 设计时 非装配的筋位 要低于装配面至少0 5mm 筋位设计时需要注意的内容二 注意 在筋位交叉处易形成材料的积聚 解决办法 1 可以将节点中心挖空 以防止产生问题 2 将交叉处的距离拉开 防止积聚 3 加强筋的厚度最好保证在小于 0 4T T为产品的壁厚 8 圆角篇 在设计上直角情况要尽量避免 一 产品直角的地方部位 经常会引致应力集中使抗撞击强度降低 二 直角边容易给使用者带来损伤 推荐 内侧圆角的半径最小应为壁厚的25 最好0 5mm以上 外侧则最小圆角不低于0 5mm 在允许情况下 越大越好 内圆角建议使用 不建议使用 圆角实例 更改前 更改后 产品的直边容易给使用者带来伤害 气体辅助成型篇 特殊成型方式一 气体辅助成型篇 气体辅助成型工艺给塑料件的设计和制造提供了更大的余地 优点 壁厚可以更厚刚性更强几乎无内应力表面无凹陷 气辅设计原理 圆形截面 设计要点 制品截面最好是接近圆形 避免尖角 采用大的圆角过渡 避免熔体在角部产生堆积 不合理 合理 此处尖点 采用圆角过渡 矩形截面 h b 不合理 合理 设计要点 采用矩形截面时 气道通常为椭圆形 为保证气体穿透的均匀性 应满足b 3 5 h 一般气辅成型产品的设计 注意 一 气道与制品壁接触处不要采用圆角过渡 二 在气道与产品壁厚间开设防缩槽 东风汽车3136左右前门杂物袋 前格栅 双色注塑成型篇 特殊成型方式二 双色注塑产品 双色注塑机 产品设计要求 在设计产品前 需注意 一 双色注塑实际是两种不同材料的注塑 要求 材料间本身熔融的温度特性一定要有差异 二 封胶段 就是阻止塑料流体流出型腔外的部位 模具上的封胶部位的公差一般在0 02mm左右 在双色注塑的情况下 塑料的一部分就要承担普通模具封胶的功能 三 两种材料相接部