工艺技术_塑件的结构工艺性课件

2020 2 18 教学目的及要求 第3章塑料制件的结构工艺性 重点难点 1 掌握塑件成型工艺性与模具结构关系2 掌握塑件形状结构与模具结构的关系 1 对塑件的尺寸 精度及表面质量的理解 2 塑件形状结构的设计 3 螺纹塑件及带嵌件塑件的设计 2020 2 18 设计塑料制件基本要求 满足产品使用性能 工艺性能 要点如下 塑件的物理力学性能 塑料的成型工艺性 模具总体结构简化 避免侧向分型抽芯机构和简化脱模机构 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 是塑件对成型加工的适应性 塑件工艺性设计包括 塑料材料选择 尺寸精度和表面粗糙度 塑件结构 塑件的工艺性 塑件工艺性设计的特点 满足使用性能和成形工艺的要求 力求做到结构合理 造型美观 便于制造 第3章塑料制件的结构工艺性 塑件的成型工艺性 2020 2 18 3 1塑件的尺寸 精度 1 塑件的尺寸 第3章塑料成型制件的结构工艺性 塑件的尺寸受下面两个因素影响 塑料的流动性 大而薄的塑件充模困难 设备的工作能力 注射量 锁模力 工作台面 2020 2 18 2 影响塑件尺寸精度的因素 3 1塑件的尺寸 精度 模具因素 模具类型 浇口数量与位置 多腔模与单腔模 模具制造精度等 占总误差1 3 工艺因素 成型操作条件 温度 压力 时间 填料 成型工艺条件 收缩率的波动 占总误差1 3 模具磨损等因素会造成模具尺寸不断变化 配合间隙的变化 脱模斜度 小尺寸制品 制造误差是主因 大尺寸制品 收缩率波动是主因 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 3 1塑件的尺寸 精度3 塑件的精度7个精度等级 MT1 MT7 MT1级精度最高 一般不采用 MT7级精度最低标注尺寸公差的选高精度等级 一般精度等级 未注公差尺寸的低精度等级 尺寸公差精度等级选取方法 先决定塑件公差等级 再按公差表查公差值 见表3 10和3 9 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 A项 不受模具活动部分影响的尺寸公差值B项 受模具活动部分影响的尺寸公差值 3 1塑件的尺寸 精度 表3 9 中AB值得选取 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 3 1塑件的尺寸 精度 配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度 模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2 3级 配合关系偏差值确定 基孔制的孔可取表中数值冠以 号 基轴制的轴取表中数值冠以 号 中心距尺寸取公差数值之半冠以 号 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 1 塑件的表面质量要求 一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高1 2级 3 2塑件的表面粗糙度 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 影响粗糙度因素 模具粗糙度起决定性作用 成型工艺 粗糙度等级选取 一般 型腔表面粗糙度要求达0 2 0 4 m 透明制品 型腔和型芯的粗糙度相同 不透明制品 非配合面和隐蔽面取较大粗糙度 开模要求粗糙度 塑件停留腔体表面粗糙度较大 3 2塑件的表面粗糙度 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 易于模塑 避免侧向分型抽芯 1 表面形状 3 3塑件的形状 塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 2020 2 18 易于模塑 避免侧向分型抽芯 3 3塑件的形状 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 易于模塑 避免侧向分型抽芯 3 3塑件的形状 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 图 a 表面为菱形花纹则必须采用瓣合模 图 b 直条花纹可从整体式型腔中顺利脱出但底面毛边为锯齿状修整较为费事 易于模塑 避免侧向分型抽芯 3 3塑件的形状 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 强制脱模 3 3塑件的形状 强制脱模设计 凹槽较浅 具有足够的弹性 可采用强制脱模的办法成型 第3章塑料制件的结构工艺性 强制脱模条件 A B 100 C 5 A B 100 C 5 2020 2 18 2020 2 18 3 4斜度设计 第3章塑料制件的结构工艺性 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯 若塑件外形较复杂时 塑件的多个面与型芯紧贴 从而脱模阻力较大 为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形 需设脱模斜度 一般来说 塑件高度在25mm以下者可不考虑脱模斜度 但是 如果塑件结构复杂 即使脱模高度仅几毫米 也必须认真设计脱模斜度 2020 2 18 1 斜度作用 便于塑件脱模 防止脱模时擦伤塑件 须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度 在模具上称为脱模斜度 2 脱模斜度选取 取决于塑件的形状 壁厚及塑料的收缩率 一般取30 1 30 3 4斜度设计 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 3 脱模斜度方向 内形以小端为基准 斜度由扩大方向取得 外形以大端为基准 斜度由缩小方向取得 3 4斜度设计 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 4 脱模斜度表示方法 角度 比例 线性尺寸 3 4斜度设计 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 5 脱模斜度设计要点 塑件精度高 采用较小脱模斜度 尺寸高的塑件 采用较小脱模斜度 塑件形状复杂不易脱模 选用较大斜度 收缩率大 斜度加大 增强塑料采用较大的脱模斜度 第3章塑料制件的结构工艺性 3 4斜度设计 2020 2 18 6 塑件的壁厚 壁厚过小 壁厚过大 强度及刚度不足 塑料流动困难 原料浪费 冷却时间长 易产生缺陷 含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度 从留模方位考虑 留在型芯 内表面脱模斜度 外表面留在型腔 外表面脱模斜度 内表面 5 脱模斜度设计要点 第3章塑料制件的结构工艺性 3 4斜度设计 2020 2 18 塑件壁厚设计原则 厚薄适中均匀壁厚 满足成型时熔体充模所需的壁厚 保证贮存 搬运过程中强度所需的壁厚 制品连接紧固处 嵌件埋入处等具有足够的厚度 能承受推出机构等的冲击和振动 满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚 3 5壁厚 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 3 5壁厚 改善壁厚典型实例 第3章塑料制件的结构工艺性 不同壁厚的比例不应超过1 3 且不同壁厚应采用适当的圆弧半径实现柔性过度 2020 2 18 平板类零件加强筋方向与料流方向平行 1 塑件的加强筋 加强筋的作用 加强筋设计要点 它能提高制件的强度 防止和避免塑料的变形和翘曲 加强筋的底部与壁连接应圆弧过渡 以防外力作用时 产生应力集中而被破坏 第3章塑料制件的结构工艺性 3 6加强筋 2020 2 18 加强筋厚度小于壁厚 加强筋与支承面间留有间隙 加强筋设计要点 1 塑件的加强筋 第3章塑料制件的结构工艺性 3 6加强筋 2020 2 18 1 塑件的加强筋 第3章塑料制件的结构工艺性 3 6加强筋 容器侧壁的增强 2020 2 18 3 7支承面 支承面一般不以整个平面作为支承面 是以底脚或边框为支承面 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 支承面结构形式 3 7支承面 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 用来增强孔或装配附件 或为塑件提供支撑的截锥台或支撑块 凸台设计要点 一般应位于边角部位 其高度不应超过直径的两倍 其几何尺寸应小 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 在满足使用要求的前提下 制件的所有的转角尽可能设计成圆角 或者用圆弧过渡 圆角的作用 3 8圆角设计 可避免应力集中 提高制件强度 有利于充模和脱模 有利于模具制造 提高模具强度 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 圆角的确定 内壁圆角半径应为壁厚的一半 外壁圆角半径可为壁厚的1 5倍 一般圆角半径不应小于0 5mm 壁厚不等的可按平均壁厚确定内 外圆角半径 3 8圆角设计 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 第3章塑料制件的结构工艺性 3 8圆角设计结构设计要求 除有特殊要求采用尖角之外其余所有转角处均应尽可能采用圆弧过渡 书上图3 21为塑料受力时应力集中系数与圆角半径的关系 2020 2 18 塑件的孔三种成型加工方法 常见孔的设计要求 直接模塑出来 模塑成盲孔再钻孔通 塑件成型后再钻孔 模塑通孔要求孔径比 长度与孔径的比值 要小些 3 9孔的设计 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 常见孔的设计要求 h 3 5 dd 1 5mm时 h 3d 盲孔的深度 受力的孔 应设凸台予以加强 当通孔孔径 1 5mm 不适于模塑成型 第3章塑料制件的结构工艺性 3 9孔的设计 2020 2 18 通孔 型芯的安装方法 一端固定的型芯来成型 两端固定 一个型芯的直径比另一个大 一端固定 一端由导向孔支撑的型芯来成型 3 9孔的设计 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 异形孔设计实例 3 9孔的设计 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 经常拆装或受力大的螺纹 要采用金属螺纹嵌件来成型 3 10螺纹设计 螺纹成型方法 直接成型螺纹 切削加工成型螺纹 自攻螺钉连接光孔代替螺纹孔 嵌件螺纹 模制螺纹常见牙形 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 标准公制螺纹选用 矩形 梯形螺纹 用于强度要求较高锯齿形螺纹 适于单方向承受大轴向负荷的场合 玻瓶的圆牙螺纹 在塑料瓶盖上使用很广 常设计成多头的短螺纹 使瓶盖容易快速启闭 3 10螺纹设计 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 螺纹成型方法及脱模 成型杆或成型环成型 成型后从制品上拧下来 外螺纹 瓣合模成型 内螺纹 多瓣型芯成型 强制脱模 圆牙型 塑料软 3 10螺纹设计 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 3 10螺纹设计 第3章塑料制件的结构工艺性 内 外螺纹其始端结构设计 2020 2 18 嵌件定义 在塑件内压入其它的零件 形成不可拆卸的连接 此压入零件称为嵌件 嵌件材料 金属 玻璃 木材或已成形的塑件 3 12嵌件设计和自攻螺纹 嵌件的作用 提高塑件力学性能和磨损寿命 起导电 导磁作用 提高塑件的尺寸稳定性 尺寸精度 起紧固 连接作用 第3章塑料制件的结构工艺性 2020 2 18 3 12嵌件设计和自攻螺纹 第3章塑料制件的结构工艺性 一 嵌件设计要点 嵌件与塑料牢固连接 伏陷物 2020 2 18 3 12嵌件设计和自攻螺纹 第3章塑料制件的结构工艺性 嵌件安放在模具里定位和密封 圆柱形嵌件定位和密封 配合面和压紧面定位 密封阻止塑料流入螺纹 2020 2 18 3 12嵌件设计和自攻螺纹 第3章塑料制件的结构工艺性 圆环形嵌件定位和密封 2020 2 18 3 12嵌件设计和自攻螺纹 第3章塑料制件的结构工艺性 细长杆状或薄片嵌件设计 设支柱以免嵌件弯曲 薄片状嵌件在流动方向打孔降低流动阻力以减少嵌件的受力变形 2020 2 18 3 12嵌件设计和自攻螺纹 第3章塑料制件的结构工艺性 嵌件周围的塑料层应有足够的厚度 嵌件减少应力集 不宜带尖角 注塑大型嵌件预热 成型后再进行退火处理 降低内应力 制件成型后再装配嵌件 制品脱模时立即压入 脱模时将嵌件破入模制出的预留孔内 2020 2 18 八 嵌件设计和自攻螺纹 第3章塑料制件的结构工艺性 第二节塑件的形状和结构设计 自攻螺纹用途 用光孔代替内螺纹嵌件 提高模塑效率 类型 切割螺纹螺钉和旋压螺纹螺钉两类 切割螺纹螺钉 用于硬度和刚性很大的材料 承受荷载小振动小的地方 旋压螺纹螺钉 用于弹性较好的塑料 2020 2 18 第3章塑料制件的结构工艺性 自攻螺钉底孔设计 螺钉旋人的最小深度 螺钉外径的2倍 孔径 切割螺纹孔径等于螺钉的中径 旋压螺纹孔 孔径等于螺钉中径的80 底孔支座结构 保证强度 结构尺寸符合规范 2020 2 18 铰链 起连接作用 通过分子取向提高强度 铰链结构及设计要点 图3 23 铰链部分厚度应减薄 且其厚度必须均匀一致 壁厚的减薄处应以圆弧过渡 2 铰链部分的长度不宜过长 影响闭合效果 3 熔体流向必须垂直于较链轴