产品设计材料与工艺

1、小组课题作业产品设计材料与工艺产品设计材料与工艺组员组员: :杨文琦杨文琦 肖群肖群 陈柳霞陈柳霞 胡琴胡琴 马超马超 何彬何彬 目录目录一 .塑料的一般特性二 .塑料常用的成型工艺及成型方法三 .塑料的面饰工艺及其特点四 .塑料制品结构设计的要素五 .塑料制品结构设计中应该注意的问题 塑料的一般特性塑料的一般特性1.多数塑料制品有透明性，并富有光泽，能着鲜艳色彩，可以任意着色，且着色坚固，不易变色。2.塑料质轻，耐振动和冲击，比强度高。3.塑料具有良好的电，热绝缘性。4.化学性能稳定。5.良好的成型加工性能。塑料的一般特性塑料的一般特性缺点缺点1.塑料不耐高温，低温容易发脆。2.熟料制品易变

2、形3.塑料有“老化”现象。塑料常用的成型工艺塑料常用的成型工艺一、注射成型二、压缩成型三、压注成型四、挤出成型五、中空吹塑成型六、真空成型七、压缩空气成型注射成型如何成型注射成型如何成型注射成形也称注塑成形，是利用注射机将熔化的塑料快速注入模具中，并固化得到各种塑料制品的方法。几乎所有的热塑性塑料（氟塑料除外）均可采用此法，也可用于某些热固性塑料的成形。注射成形占塑料件生产的 30%左右，它具有能一次成形形状复杂件、尺寸精确、生产率高等优点；但设备和模具费用较高，主要用于大批量塑料件的生产。注射成形机常用的有柱塞式和螺杆式两种，右图为螺杆式注射成形示意图。注射成形原理:将粉粒状原料从料斗加入料

3、筒，柱塞推进时，原料被推入加热区，继而经过分流梭，通过喷嘴将熔融塑料注入模腔中，冷却后开模即得塑料制品。注塑料制件从模腔中取出后通常需进行适当的后处理，以消除塑料制件在成形时产生的应力、稳定尺寸和性能。此外，还有切除毛边和浇口、抛光、表面涂饰等。注射成型如何成型注射成型如何成型 压缩成型如何成型压缩成型如何成型压缩成形又称压制成形、压塑成形、模压成形等，是将固态的粒料或预制的片料加入模具中，通过加热和加压方法，使其软化熔融，并在压力的作用下充满模腔，固化后得到塑料制件的方法。压制成形主要用于热固性塑料，如酚醛、环氧、有机硅等；也能用于压制热塑性塑料聚四氟乙烯制品和聚氯乙烯（ PVC）唱片。与注

4、射成形相比，压制成形设备、模具简单，能生产大型制品；但生产周期长、效率低，较难实现自动化，难以生产厚壁制品及形状复杂的制品。压注成型如何成型压注成型如何成型压注成型 即将处于流动状态的高分子材料或单体材料注入特定的模具中，在一定条件下使之反应、固化，并成形得到与模具形腔相一致的塑料制件的加工方法。这种成形方法设备简单，不需或稍许加压，对模具强度要求低，生产投资少，可适用于各种尺寸的热塑性和热固性塑料制件。但塑料制件精度低，生产率低，成形周期长。压注成型如何成型压注成型如何成型挤出成型如何成型挤出成型如何成型挤出成形是利用螺杆旋转加压方式，连续地将塑化好的塑料挤进模具，通过一定形状的口模时，得到

5、与口模形状相适应的塑料型材的工艺方法。挤出成形占塑料制品的 30%左右，主要用于截面一定、长度大的各种塑料型材，如塑料管、板、棒、片、带、材和截面复杂的异形材。它的特点是能连续成形、生产率高、模具结构简单、成本低、组织紧密等。除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都能挤出成形，部分热固性塑料也可挤出成形。右图为螺旋挤出成形示意图，粒状塑料从料斗送入螺旋推进室，然后由旋转的螺杆送到加热区熔融，并受到压缩；在螺旋力的作用下，迫使其通过具有一定形状的挤出模具，得到与口模截面形状相一致的型材；落到输送机皮带后用喷射空气或水使它冷却变硬得到固 化的塑料制件。挤出成型如何成型挤出成型如何成型吹塑成型如何成型吹塑

6、成型如何成型中空吹塑成形（属于塑料的二次加工）是借助压缩空气使空心塑料型坯吹胀变形，并经冷却定型后获得塑料制件的加工方法。其方法主要有中空吹塑成形和薄膜吹塑成形。右图为中空制件的挤吹成形示意图，将具有一定温度的挤出或注射的管状型坯置于对开吹塑模中，合上模具，通过吹管吹入压缩空气，将型坯吹胀后使之紧贴模壁，经保压、冷却定型后开模取出中空制件。吹塑成型如何成型吹塑成型如何成型真空成型如何成型真空成型如何成型真空成型亦称真空吸塑成型工艺 ，是一种热成型加工方法。利用热塑性塑料片材，制造开口壳体制品的一种方法。将塑料片材裁成一定尺寸加热软化，借助片材两面的气压差或机械压力，使其变形后覆贴在特定的模具轮

7、廓面上，经过冷却定型，并切边修整。真空吸塑成型这种成型方法是依靠真空力使片材拉伸变形。真空力容易实现、掌握与控制，因此简单真空成型是出现最早，也是目前应用最广的一种热成型方法。压缩空气如何成型压缩空气如何成型压缩空气成型也成气压成型或加压成型。它是依靠空气压缩机将受热软化的塑料板(片)材加压、拉伸，使其紧贴在模具表面，冷却定型后成为制品的成型方法。1.单阳模成型将已预热好的板(片)材快速压紧后，由9通人压缩空气，将板(片)材预成型并使成型深度超过阳模6的高度再用柱塞8从预成型板(片)材下面升起阳模。冷却后，预成型板(片)材便紧包在阳模上成为最后形状。这种办法可减少壁厚的不均匀程度。2.单阴模成

8、型工艺过程是板(片)材用夹框夹紧在凹模上，凹模是成型面，凹模底部型面上开有小孔，板(片)材被密封在中间，此时从压板的孔中通入压缩空气，板(片)材受压而被拉伸，紧贴在凹模型面上成型，成型过程中，凹模内原有的空气从凹模底部小孔排出，冷却定型后，从凹模底部小孔鼓人空气脱模，经修整后得到制件。3.对模成型它是采用两个彼此相合的单模，也就是配对的单模来成型的。成型时先将板(片)材用框架夹持于两模之间并用可以移动的加热器对板(片)材进行加热，当已被加热到足够温度时，移去加热器并将两模合拢。合拢时上模或下模的升降通常由液压机操纵，而在合拢过程中，板(片)材与模具间的空气则由设置在模具上的气孔向外排出。经冷却

9、、脱模和修整后，板(片)材即转为制品。4.无模气压成型的优点，与自由真空成型相同，其装置右图所示。板(片)材夹持在具有通气孔的平板上。成型时，加压只进行到一定程度即可停止，由直观或光电管控制。由这种方法制成的制品，形状都成半球装的罩形体，其表面十分光泽且不带任何瑕疵。塑料的面饰工艺有哪些？塑料的面饰工艺有哪些？一、着色二、涂饰三、丝网印四、移印五、热转印六、电镀七、其他面饰工艺1.着色着色美观,色别标识,遮蔽缺陷,改善制品耐候性,红外线的吸收,反射等.2.涂饰涂饰颜色光泽,可以覆盖遮蔽缺陷,质感,识别度,耐候性.3.丝网印丝网印设备简单,成本低,适应性强,但调色不准,成本高.4.移印移印适合印

10、刷各种复杂的不规则的曲面,甚至表面相当粗糙的塑件.5.热转印热转印层次丰富,色彩鲜艳,千变万化,色差小,再现性好,适合批量生产.6.电镀电镀金属感,减轻制品重量,改善塑料外观,耐热耐腐蚀,提高了机械度.塑料制品结构设计要素有哪些？塑料制品结构设计要素有哪些？1、脱模斜度2、壁厚3、圆角4、孔5、加强筋与支承面6、螺纹7、嵌件8、文字、标识或符号9、其他1.脱模斜度脱模斜度、塑件表面是光面的，尺寸精度要求高的，收缩率小的，应选用较小的脱模斜度，如0.5。 、较高、较大的尺寸，根据实际计算取较小的脱模斜度。、塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。 、塑件壁厚较厚时，会使成型收缩增大，脱模斜度应采用

11、较大的数值。、透明件脱模斜度应加大，以免引起划伤。一般情况下，PS料脱模斜度应不少于2.53，ABS及PC料脱模斜度应不小于1.52。 、带皮纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应根据具体情况取25的脱模斜度，视具体的皮纹深度而定。皮纹深度越深，脱模斜度应越大。、结构设计成对插时，插穿面斜度一般为13。、取斜度的方向，一般内孔以小端为准，符合图样，斜度由扩大方向取得，外形以大端为准，符合图样，斜度由缩小方向取得。、一般情况下，脱模斜度不包括在塑件公差范围内。、外壳面脱模斜度大于等于3。除外壳面外，壳体其余特征的脱模斜度以1为标准脱模斜度。特别的也可以按照下面的原则来取:低于3mm高的加强筋的脱模斜度取

12、0.5，35mm取1，其余取1.5；低于3mm高的腔体的脱模斜度取0.5，35mm取1，其余取1.5。2.壁厚壁厚、塑件壁厚应尽量均匀，避免太薄、太厚及壁厚突变，若塑件要求必须有壁厚变化，应采用渐变或圆弧过渡，否则会因引起收缩不均匀使塑件变形、影响塑件强度、影响注塑时流动性等成型工艺问题。厚薄差别尽量控制在基本壁厚的25%以内，整个部件的最小壁厚不得小于0.4mm，且该处背面不是A级外观面，并要求面积不得大于100mm。、塑件壁厚一般在15mm范围内。而最常用的数值为23mm。、尽量不要将加强筋和螺钉柱设计的太厚，一般建议取本体壁厚的一半较保险否则容易引起缩影等外观问题。、尽量不要将零件设计成

13、单独的平板，尺寸很小另论，否则变形导致零件不平整。3.圆角圆角(1)、 圆角可避免应力集中，提高制件强度 在制件的转角处易产生应力集中，在受力或受冲击、振动时会发生破 裂，尤其像常用的工程塑料聚碳酸酯，如果成型条件不当或制件结构不合理，则会产生很大的内应力，特别容易产生应力开裂。 (2)、 圆角可有利于充模和脱模 对于一些流动性差的塑料或加入填料的塑料，制件设计圆角尤为重要，不仅可改善充模性能，而且可提高制品使用性能。 (3)、 圆角有利于模具制造，提高模具强度 制件上设计了圆角，模具的对应部位也呈圆角，这就增加了模具的坚固性，模具在淬火或使用时不致因应力集中而开裂，因而也增加了模具的强度。（

14、4）、改善流动性，消除内应力；安全美观。如下图 在塑件结构设计中应避免在料流方向的尖角！这样会产生局部应力且有注塑缺陷！第二种为改良方案，消除了尖角！圆角的好处是避免集中。提高塑件的强度，改善塑件的流动性！4.孔孔1.形状宜简单,圆孔最好,易于成型:2.位置应设计在不降低制品强度之处.3.制品上承受载荷的受力孔或装配时需紧固受力的孔.4.热固性压缩制品不宜将两孔设计为相互垂直或斜交孔,然而在注射模和传递模中可以使用.5.热塑性和热固性塑料产品,空的极限尺寸有要求.5.加强筋与支承面加强筋与支承面 为满足制件的使用所需的强度和刚度单用增加壁厚的办法，往往是不合理的，不仅大幅增加了制件的重量，而且

15、易产生缩孔、凹痕等疵病，在制件设计时应考虑设置加强筋，这样能满意地解决 这些问题，它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。设置加强筋的方向应与料流方向尽量保持一致，以防止充模时料流受到搅乱，降低制件的韧性或影响制件外观质量。（1）、加强筋的作用：增加强度和刚性；改善走胶。 （2）、加强筋与壁厚的关系：高度小于等于3倍壁厚H3T；加强筋基本厚度 等于0.250.7倍壁厚B （0.250.7）T； 圆角等于0.1250.25的壁厚,R=(1/8-1/4) T; 加强筋之间距大于2倍的壁厚。（3）、加强筋应用实例：平板类零件防变形；螺丝柱防变形拉断。 （4）、适当的利用肋与角板不仅能够节省材

16、料，减轻重量及减短成形周期，更能消除如厚横切面所造成的成形问题。（5）、避免双台阶圆柱，应改为加筋台阶 （6）、加强筋的拔模角一般取0.25-2度，塑件表面有皮纹或是结构复杂的应加大拔模角！可达到2度,这是因为形状复杂的制品脱模阻力大！如拔模角不够大时会出现拉花现象！6.螺纹螺纹1、螺纹的直径不宜过小，通常外螺纹应大于4mm，内螺纹应于于2mm，直径较小于时应尽量避免使用细牙螺纹2、模塑螺纹的螺距就0.75mm，螺纹配合长度12mm，当塑料螺纹与金属螺纹配合时，其配合长度通常取螺纹直径的1.5倍3、螺纹的启始端和末端都应设计一段无螺纹的过渡段4、塑件螺纹孔到边缘的距离应于于螺纹外径的1.5倍，

17、且应大于塑件壁厚的1/2。螺纹孔间距离应大于螺纹外径的0.75倍，且应大于塑件壁厚1/25.在塑料制品上直接成型的螺纹不能达到高精度要求。在经常装卸和受力较大的地方不宜采用塑料螺纹，而应在塑料中装入金属的螺纹镶件。塑料螺纹应选用较大的螺牙尺寸，直径较小时不要选用细牙螺纹，否则会影响使用强度。 6.塑料螺纹的直径不宜过小，螺纹的大经不应小于4mm，小径不应小于2mm。如果模具上螺纹的螺距未考虑收缩值，那么塑料螺纹的配合长度不能太长，一般不大于螺纹直径的1.5-2倍，否则会产生干涉造成附加内应力，使螺纹联接强度降低。 7.因为一般塑料比金属的强度和刚度差，为了防止螺孔最外圈的螺纹崩裂或变形，螺孔始

18、端应有一深度为0.2-0.8mm的台阶孔。螺纹末端也不宜与底面相连接，一般与底面应留有大小于0.2mm的距离。 8.同样，塑料螺纹的始端与顶面应留有0.2mm以上的距离，末端与底面也应有留有0.2mm的距离，外螺纹的始端和末端均不应突然开始和结束，而应有过渡部分。 7.嵌件嵌件 (1) 金属嵌件嵌人塑料部分不能为尖角，应适当倒圆，以减少嵌件周围塑料冷却时产生的应力集中对塑件的影响， 提高塑件强度 (2) 如嵌件设泎塑件上的凸起部位时，其嵌入深度应大于凸起部位的高度， 以保证嵌入塑件的机械强度，见图所示 (3) 嵌件与塑件侧壁的间距一般不得小于0.6mm如塑件相对面都有嵌件, 则两嵌件间所隔塑料层厚不得少于3. 5mmo (4) 对于内、外螺纹嵌件，其高度应稍低于型腔的成型高度0.05mm 左右，以免压坏嵌件和模腔，见图所示(