塑料制品注射成型的工艺及设备教案

1、单元一：塑料制品注射成型的工艺及设备教学目标（以能力描述的目标）通过本单元的学习，使学生具备以下能力：1. 熟练查阅相关塑料的基本性能；2. 熟练查阅注塑机的基本参数；3. 熟练掌握注射模具与注塑机相关参数的选定；4. 熟练分析塑料制品结构工艺性的状况；5. 熟练掌握一些注塑过程的基本原理及工艺；重点与难点1. 塑料基础知识； 2. 塑料注塑成型设备；3. 塑料成型设备和模具的关系；4. 塑料注塑成型工艺；5. 塑料制品的结构工艺性；教学方法设计：讲授法、引导文法、现场（示范）教学法、案例教学法等教学资源：多媒体、课件、投影仪、黑板、动画、塑料模具模型、注塑机学习任务与学习成果：工艺及设备准备

2、：能够进行模具初步的工艺设计课时分配：课堂教学环节课堂组织课前复习讲解新课巩固新课布置作业时间分配（分）授课班次：课程执行情况：学习单元 塑料制品注射成型的工艺及设备（如果按照知识点编写教案，可以再加一级）单元任务：1、 制品的工艺性分析；2、 注塑机初步选型；3、查询相关的设计资料，计算部分设计参数；任务要求：大批量生产，材料：聚丙烯（PP），一模两件学习成果：1、 分析塑料制品的工艺性；2、 初步选定注塑机；3、 查询相关的设计资料，计算部分设计参数；教学过程：项目学生工作内容教学组织资讯明确模具设计工艺准备的任务，分析设计准备要求，查询相关资料，准备相关设计设计手册及标准，学习相关知识。

3、1讲授法引导行动的知识指导学生制定注射模具设计准备的相关方案，并提出修改意见。布置任务，提出设计要求，安排学生分组，分配任务，进行资料准备，为学生讲解相关知识，为学生提供咨询服务。决策计划根据设计任务，确定塑件设计工艺准备需要明确的内容，及各阶段的检验手段及方法。2学中做指导性的方法，教授解释行动的知识，指导学生的工作过程，帮助学生分析塑件结构工艺是否合理，确定正确的模具参数和注塑设备等实施进行设计准备相关参数的确定,如塑料、注塑机及部分模具结构参数。评价塑料制品结构的设计情况，并提出建议。3任务设计教学法，教师指导，学生自主，在做中学中反思行动的知识。对学生的设计准备过程进行指导，审查学生的

4、相关参数选择。对容易出错的问题进行总结。检查评价对完成的最终内容进行小组评价和老师评价。对学生的设计准备内容进行评价，组织学生进行小组制件相互评价，形成评价意见及最终评价结果，并对整个设计准备过程进行总结。教学资源：知识点教育属性专业技术属性媒体属性名称格式名称格式名称格式塑料基础知识1.教学课件、教案2.教学设计3.任务单、工作单4.考核评价单5.案例6.习题wordppt塑料原料实物塑料注塑成型设备注塑机注塑机的工作动画塑料成型设备图动画图片塑料注塑成型工艺工艺曲线图图片模具和注塑机的关系模具与注塑机的示意图图片塑料制品的结构工艺性塑料制品实物塑料局部图图片板书设计：教学内容教学组织与教学

5、方法以案例为载体介绍模具设计过程的工艺技术准备。§ 零件名称：塑料相框§ 设计要求 生产批量：小批量 未注公差取MT3级精度 单分型面、侧浇口、一模二腔、材料用ABS塑料相框零件图任务：模具结构设计的工艺和设备准备1、查阅相关的技术资料2、选择合适的设备引导性教学一、塑料基础知识1. 塑料的组成n 定义：塑料是以高分子合成树脂为主要成分，加入各种能够改善其加工及使用性能的添加剂，在一定温度、压力和时间下能够制成规定形状和尺寸且具有一定功能的材料。常见的添加剂：填充剂（填料）、增塑剂、着色剂、稳定剂和润滑剂。2.塑料的分类塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。n 热塑性塑料：n 热

6、固性塑料：3. 塑料的成型特性n 收缩性 n 流动性n 结晶性n 吸湿性n 热敏性n 应力开裂4.常见塑料的性能n 聚乙烯（PE)n 聚丙烯(PP)n 聚苯乙烯(PS)n 聚氯乙烯(PVC)n 丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）n 聚碳酸酯（PC）n 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）知识的应用：1、通过接触不同的塑料原料及塑料制品了解塑料二、塑料注塑成型设备塑料成型的方法很多，它主要包括注射成型、压塑成型、挤塑成型、挤出成型、吹塑成型等方法，其对应的成型设备也不一样，下面介绍注塑成型的设备。1. 注塑成型设备的结构一台通用移动螺杆式注射机主要包括注射装置、合模装置、液压传动系统和电气控制系统，

7、如图1-1。图1-1 移动螺杆式注射机结构示意图注射装置：主要由塑化部件（螺杆、料筒、喷嘴及其加热部件所组成）以及料斗、计量装置、传动装置、注射油缸等组成。其主要作用是将塑料原料均匀塑化，并以合适的压力和速度将一定量的流体注射到模具型腔中。合模装置：主要由固定模板、移动模板、拉杆、合模油缸、连杆机构、调模装置、制品顶出装置等组成。其主要作用是实现模具的开、合模及制品顶出。液压和电气控制系统：液压系统由各种液压元件和回路等组成。电气控制系统由单片机、电器和仪表等组成。液压系统和电气控制系统有机地结合对注射机提供动力和实施控制，保证注射机按工艺要求（温度、压力、速度、时间等）和动作顺序准确有效的工

8、作。2. 注塑成型设备的工作原理注射成型的工艺过程：先将塑料原料经过料斗加入注射机料筒内，由于料筒外面有电热圈加热而使塑料熔融，在注射机螺杆旋转推进的高压下熔融塑料受到剪切和挤压，进一步“塑化”成为具有良好的流动性与可塑性的塑料流体，然后在螺杆的推动下经喷嘴进入模具型腔，塑料流体充满模腔后，继续在高压下于模腔中冷却、固化、定型，最后，撤掉高压，打开模具，取出塑件。注射成型的工艺流程如下：从以上工艺流程可以看出，注射成型是一个循环过程，完成注射成型需要经过预塑、注射、冷却定型三个阶段。如图1-2所示。图1-2 注射成型工作循环预塑阶段：螺杆开始旋转，将后端从料斗来的塑料向螺杆前端输送，塑料在高温

9、和剪切力的作用下塑化均匀并逐步聚集在料筒的前部，当熔融塑料越积越多时，压力越来越大，最后克服螺杆背压将螺杆逐步往后推，当料筒前部的塑料达到所需的注射量时，螺杆停止后退和转动，预塑阶段结束。注射阶段：螺杆在注射油缸的作用下向前移动，将储存在料筒前部的塑料以多级速度和压力向前推压，经过流道和浇口注入已闭合的模具型腔中。冷却定型阶段：塑料在模具型腔中经过保压，防止塑料倒流直到塑料固化，型腔中压力消失，一个生产周期中，冷却定型时间占的比例最大。3. 注塑成型设备的分类l 按设备外形特征分类 这是根据注塑装置和合模装置的相对位置进行的分类，据此注塑机分为卧式注塑机、立式注塑机和角式注塑机。卧式注塑机如图

10、1-3所示，卧式注塑机是最常见的型式。其合模装置和注塑装置的轴线呈水平排列。它具有机身低，易于操作和维修，自动化程度高，安装较平稳 等特点。目前大部分注塑机采用这种型式。图1-3 卧式注塑机 图1-4 立式注塑机立式注塑机如图1-4所示，注塑机的合模装置与注塑装置的轴线呈垂直排列。角式注塑机如图1-5所示，注塑装置和合模装置的轴线互成垂直排列。立式注塑机和角式注塑机适宜小型机。图1-5 角式注塑机多工位注塑机多工位注塑机的特点是注塑装置或合模装置具有两个以上的工作位置。分为单注塑头多模位、多注塑头单模位和多注塑头多模位注塑机三种。如图所示为单注塑头多模位注塑机，图所示为多注塑头单模位注塑，图所

11、示为多注塑头多模位注塑机，这些注塑机，主要用来成型两种以上颜色或物料的制品，可实现多模注塑，适应大批量生产，能提高生产效率。l 按注塑机加工能力分类注塑机加工能力主要由合模力和注塑量参数表示，国际上通用表示法是注塑量和合模力同时表示。因此按其加工能力可分超小型、小型、中型、大型和超大型注塑机，相应的注塑量和合模力参见表1-1。表1-1 按注塑机加工能力范围分类类型合模力，kN理论注塑容量，cm3超小型小 型中 型大 型超大型160以下16020002500400050001250016000以上16以下16630800315040001000016000以上A向图1-6 单注塑头多模注塑机12

12、7364581091112131415图1-7 三注塑头单模位注塑机定模定模座模具动模座图1-8 双注塑头两模位水平旋转注塑机4. 注塑机的主要技术参数：表1-2 sz系列注塑机的主要技术参数 知识的应用：1、解释现场注塑机的工作过程。2、熟悉注塑机的主要技术参数的意义。三、塑料成型模具和注塑机的关系如图所示，注塑模具的动模板4与注塑机动模座2用压板螺钉相联、定模板7与定模座8用螺钉与注塑机相联，如图图1-9 注塑模具与注塑机的关系1. 最大注射量的校核l 理论注塑量 理论注塑量是指注塑机在对空注塑的条件下，注塑螺杆（或柱塞）作一次最大注塑行程时，注塑装置所能达到的最大注出量。理论注塑量一般有

13、两种表示方法：一种规定以注塑聚苯乙稀(PS)塑料（密度约为1g/cm3）的最大克数(单位g)为标准，称之为理论注塑重量；另一种规定以注塑塑料的最大容积（单位cm3）为标准，称之为理论注塑容量。l 实际注塑量（重量或容量）根椐实际情况，注塑机的实际注塑量是理论注塑量的80%左右。即有Ms=Ml （5-1）Vs=Vl （5-2）式中 Ml理论注塑重量（g）Vl理论注塑容量(cm3)Ms实际注塑重量(g)Vs实际注塑容量(cm3) 注塑系数，一般取值为0.8在注塑生产中，注塑机在每一个成型周期内向模内注入融熔塑料的体积或质量称为塑件的注塑量M，塑件的注塑量M必须小于或等于注塑机的实际注塑量。当实际注

14、塑量以注塑容量Vs表示时，有：s= Vs（5-3）式中 s注塑密度为塑料的实际注塑重量(g)在塑化温度和压力下熔融塑料密度（g/cm3）（5-4）式中 注塑塑料在常温下的密度（g/cm3） c 塑化温度和压力下塑料密度变化的校正系数，对结晶型塑料，c=0.85，对非结晶型塑料c=0.93。当实际注塑量以注塑重量Ms表示时，有：s= Ms（）（5-5）式中聚苯乙烯在常温下的密度(约为1g/cm3)所以，塑件注塑量M应满足下式：sM =nMz+Mj（5-6）式中 n型腔个数Mz每个塑件的重量（g）Mj浇注系统及飞边的重量（g）2.合模力及注塑面积和型腔数的关系注塑时，螺杆作用于塑料熔体的压力，在熔

15、料流经机筒、喷嘴、模具的浇注系统后，在型腔中余下的压力即为模腔压力p（一般为2040 MPa），该压力在型腔中产生一个使模具沿分型面胀开的胀模力Fz ，该力的大小为：Fz（5-8）式中 塑件在模具分型面上的投影面积，即注塑面积塑件型腔在模具分型面上的投影面积浇注系统在模具分型面上的投影面积在注塑过程中，为使模具不被胀模力Fz胀开，注塑机的合模装置必须对模具施以足够的夹紧力，即合模力。合模力的大小必须满足下式：（5-9）2. 模具与注塑机装模部分的校核n 浇口套（1）浇口套进料口直径，如图1-10。. D = d + (0.5 1) mm.； d 注射机喷嘴口直径（2）球面凹坑半径R R = r

16、 + (0.5 1) mm； r 注射机喷嘴球头半径 图1-10 浇口套n 定位圈d=d1d:模具定位圈的直径d1 :注塑机定模座板孔的直径n 最大最小模具厚度的校核注塑机模座间距是指注塑机动模座和定模座之间的间距，是注塑机动模座与定模座之间的最大间距；注塑机模座行程是指动模座在开闭模中实际移动的距离，模具闭合高度是指模具合拢时的高度，如图1-11所示。图1-11 注塑机动、定模座之间的间距模座行程 动、定模座间的最大间距对于所选用的注塑机，模具的闭模高度必须满足：（5-10）式中 注塑机允许的最小模具闭合高度，也是动模座与定模座的最小间距 最大模具闭合高度 模具的实际闭合高度模座可调距离 实

17、际模座行程，对液压式合模装置可调，可调范围。模座最大间距，对液压-机械式合模装置可调，可调范围。n 注塑机模座尺寸及拉杆间距和模具尺寸的关系如图1-12所示为注塑机模座外形尺寸和拉杆位置，注塑机模座尺寸为H×V，拉杆间距为H0×V0，它们是表示模具安装面积的主要参数。注塑模具的最长边应小于模座尺寸为H×V，最短边小于拉杆间距H0×V0，如图1-13所示。图1-12 模具与注塑机模座尺寸关系模具外形图1-13 模具外形尺寸与拉杆位置n 注塑机顶出装置和注塑模具顶出机构的关系注塑机顶出装置的主要形式有机械顶出、液压顶出和气压吹出。常用的是机械、液压两种。对机

18、械顶出装置，注塑机顶出杆可放在动模座的中心，也可放在动模座的两侧；对液压顶出装置，顶出杆放在动模座的中心部位，对机械液压式的顶出装置，一般机械顶出杆放在动模座的两侧，液压顶出杆放在动模座的中心。气压吹出需要增设气源和气路，故少用。注塑机动模座顶出杆大小、位置与模具顶出装置相适应，注塑机顶出装置的顶出距离应大于或等于塑件顶出距离，如图1-14所示。5D图1-14 模具开模顶出情况1开模前2开模后4.开模行程的校核对液压式合模装置，注塑机模座最大间距是个固定值，注塑机最大模座行程在范围内可调；对液压机械式合模装置，注塑机最大模座行程是个定值，模座最大间距在范围内可调。实际模座行程可分为下面几种情况

19、计算：如图1-15所示，对单分型面模具，实际模座行程可按下式计算：=（5-11）如图1-16所示，对双分型机模具，按下式计算实际模座行程：=（5-12）式中 塑件顶出距离 塑件高度a定模板与浇口板的距离模具闭合高度为时的最大模座行程图1-15 单分型面注塑模模座行程图1-16 双分型面注塑模模座行程对带有侧向抽芯机构的模具，分型抽芯动作是由斜导柱完成的，这时模座行程计算还必须考虑分型机构的抽拔距离，如图1-17所示，当，模座行程可由下式计算： （5-13） 当仍按式（5-11）计算。当抽芯机构的形式发生变化时，上式不一定适用，应根据具体情况决定之，详见侧向分型抽芯机构部分。其它形式的脱模机构也

20、应视具体情况来计算模座行程。注：“书表5-25-8中，注塑机主要技术参数中的合模行程（或移模行程或开模行程）是模座间距与模具最小闭合高度(或)之差，即模具闭合高度为（或）时的最大模座行程。He图1-17 有侧向抽芯机构模具模座行程知识的应用：1、正确选择模具与注塑机的相关参数。四、塑料注塑成型工艺1. 注塑成型工艺过程工艺过程如下：成型前的准备 、注射过程 、塑件的后处理。n 成型前的准备 （1）检验原材料 树脂外观、工艺性能、干燥、着色等。 （2）检验设备 清洗料筒等。 （3）嵌件处理 预热 （4）脱模剂 （5）模具预热n 注射过程 加料塑化 合模注射保压倒流冷却 开模取制品n 塑件的后处理

21、 目的：改善和提高塑件的性能和尺寸稳定性。 （1）退火处理：将塑件放在加热介质或烘箱中静置一段时间，然后缓慢冷却，以减少或消除内应力。温度：使用温度以上1020。 （2）调湿处理 在热水中退火，达到吸湿平衡，使塑件颜色、性能、尺寸稳定。 温度：100121、时间：29h。2. 影响注塑成型工艺条件的主要因素影响注射成型的工艺参数的主要参数：温度、压力、时间、速度 n 温度 （1）料筒温度 （2）喷嘴温度 （3）模具温度 n 压力 （1）塑化压力（背压） （2）注射压力（3）保压压力n 时间： 注射时间 保压时间 冷却时间 其他时间（开模取制品时间 、合模时间等）n 速度注射速度3. 注塑成型的

22、常见缺陷分析知识的应用：1、能够对一些塑料制品的简单缺陷进行分析。五、塑料制品的结构工艺性1. 塑件的尺寸、公差和表面质量 n 影响塑料制品尺寸精度的因素l 模具因素模具各部分的制造精度是影响制品尺寸精度最重要的因素。此外，长期使用后的模具往往由于成型压力（如注射压力、锁模压力等）等原因而产生变形或松动，也是造成制品误差的原因之一。模具的结构也会影响塑件的尺寸精度，塑件上一些尺寸可以由模具尺寸直接控制，不受模具活动部分影响，比如注射制品的横向尺寸等，而另一些尺寸不能由模具直接决定，要受到模具活动部分影响，比如位于开模方向横跨模具分型面的尺寸、侧孔尺寸等。l 材料因素不同的塑料材料都有其固有的标

23、准收缩率，收缩率小的材料（如聚碳酸脂），产品的尺寸误差范围就很小，容易保证尺寸精度。同一种材料，生产批号不同，收缩率也会出现误差，影响产品的尺寸精度。l 成型工艺相关的因素成型工艺条件（如温度、压力、时间、速度等）的变化直接造成材料收缩率的误差，最终导致塑件尺寸精度误差。鉴于以上的原因，我们应该合理的确定塑件的尺寸精度，尽可能选用较低的精度等级，区别对待塑件上不同部位的尺寸，对于塑件图上无公差要求的自由尺寸，建议采用标准中的7级精度等级。n 常用塑料的公差等级推荐值，见表1-3表1-3 塑料的公差等级推荐值类别塑料名称（举例）高精度一般精度低精度聚苯乙烯苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚体聚甲基丙稀酸

24、甲酯聚碳酸酯聚砜酚醛塑料粉、氨基塑料粉玻璃纤维增强塑料345聚酰胶6，66，610，9，1010氯化聚醚聚氯乙烯456聚甲醛聚丙烯高密度聚乙烯567聚氯乙烯（软）低密度聚乙烯678n 不受模具活动部分影响的尺寸公差，见表1-4表1-4 受模具活动部分影响的尺寸公差 精度等级基本尺寸(mm)1234567>03>3 6>613>1314>1418>1824>2430>3040>4050>5065>6580>80100>100120>120140>140160>160180>180200>2

25、00220>220250>250280>280315>315355>355400>400450>455000.070.080.100.110.120.130.140.160.180.200.230.260.290.320.360.400.440.480.520.560.600.660.720.780.860.100.120.140.160.180.220.260.240.260.300.340.360.420.460.500.540.600.660.720.780.840.921.001.131.200.130.150.180.200.220.240.

26、260.300.340.360.440.500.580.640.720.780.840.921.001.101.201.301.441.601.740.160.200.230.270.310.340.380.420.480.540.620.720.820.921.041.141.241.361.481.601.802.002.202.402.600.220.260.300.340.380.420.480.560.640.740.861.001.161.301.461.601.802.002.102.302.602.803.103.503.900.280.340.400.480.540.600.

27、720.800.941.101.281.481.721.962.202.402.602.943.203.503.804.304.765.305.800.380.480.580.680.780.881.081.0141.321.541.802.102.402.803.103.403.704.104.504.905.406.006.707.408.20n 受模具活动部分影响的尺寸公差，见表1-5表1-5 受模具活动部分影响的尺寸公差精度等级基本尺寸(mm) 1 2 3 4 5 6 7 >030.140.200.330.360.420.400.58 >360.160.220.350.40

28、0.460.540.68 >6100.200.240.380.430.500.600.78 >10140.210.260.400.470.540.680.88 >14180.220.280.420.500.580.740.98 >18240.230.300.440.440.620.801.08 >24300.240.320.460.580.680.901.20 >30400.260.340.500.620.761.001.34 >40500.280.360.540.680.841.141.52 >50650.300.400.580.740.941

29、.301.74 >65800.330.440.640.821.061.482.00>801000.360.480.700.921.201.682.30>1001200.390.520.781.021.361.922.60>1201400.420.560.841.121.502.163.00>1401600.460.600.921.341.662.403.30>1601800.500.640.981.341.802.603.60>1802000.540.701.041.442.002.803.90>2002250.580.761.121.562.2

30、03.144.30>2252500.620.821.201.682.303.404.70>2502800.660.881.301.802.503.705.10>2803150.700.941.402.802.804.005.60>3153550.761.021.502.203.004.506.20>3554000.821.101.642.403.304.906.90>4004500.881.201.802.603.705.507.60>4505000.961.301.942.804.106.008.40n 影响塑料制品表面质量的因素l 模具的加工表面质

31、量是影响塑件表面质量的主要因素。一般模具的成型表面质量比塑件的表面质量高12个等级，透明塑件要求型芯和型腔的加工表面质量相同。l 成型工艺条件有时也会对塑件表面质量产生影响。比如，成型树脂的温度太低，可能使塑料熔体流动时产生振纹和流动纹而最终导致塑件表面出现疵斑，因此，在实际操作时，也有通过树脂的温度和模具温度来提高产品表面质量的现象。2.脱模斜度设计原则：尽可能保证制品脱模后留在动模，保证制品的表面质量。产品的脱模斜度如图1-18所示。图1-18 常见塑料的脱模斜度，见表1-6表1-6 常见塑料的脱模斜度塑 料 品 种脱模斜度制品外表面制品内表面PA（通用）20 4025 40PA（增强）2

32、0 5020 40PE20 4525 45PMMA30 5035 1°PC35 1°30 50PS35 1.35°30 1°ABS40 1.20°35 1°3. 壁厚l 尽可能小表1-7 常见热塑性塑料制品的壁厚推荐值塑料制品材料最小壁厚小制品壁厚中等制品壁厚大制品壁厚尼龙0.450.761.52.43.2聚乙烯0.61.251.62.43.2聚苯乙烯0.751.251.63.25.4改性聚苯乙烯0.751.251.63.25.4有机玻璃0.81.52.246.5硬聚氯乙稀1.21.61.83.25.8聚丙烯0.851.451.752

33、.43.2氯化聚醚0.91.351.82.53.4聚碳酸酯0.951.82.334.5聚苯醚1.21.752.53.55.4醋酸纤维素0.71.251.93.24.8制品的壁厚太大，塑料在模具中需要冷却的时间越长，产品的生产周期也会延长。制品的壁厚太薄，刚性差、不耐压，在脱模、装配、使用中会发生损伤及变形，另外，壁厚太薄，模腔中流动通道狭窄，流动阻力加大，造成填充不满，成型困难。壁厚与流程的关系见表1-8。 表1-8 壁厚（L）与流程（S）的关系塑 料 品 种计 算 公 式流动性好（PE、PA等）流动中等（PMMA、POM等）流动性差（PC、PSU等）l 均匀制品的壁厚原则上要求一致，壁厚不均

34、匀，会造成成型时收缩不均匀，产生缩孔和内部应力，以致发生变形或者开裂。图1-19所示以掏空的方式达到壁厚均匀。图1-20所示改善制品的壁厚设计。 图1-19 壁厚设计 图1-20 改善壁厚的设计图1-21所示以掏空的方式尽量达到壁厚均匀，消除翘曲、凹痕和应力。图所示当不同的壁厚无法避免时，应采用倾斜方式使壁厚逐渐变化，如图1-22。a为不良设计，b为改进设计。 图1-21 防止变形的壁厚设计 图 1-22 不同壁厚的设计4.加强筋与凸台加强筋可定义为塑件上长的突起物，它用来改善制品的强度和刚度。凸台是塑件上用来增强孔或供装配附件用的凸起部分，如图1-23。图1-23 加强筋与凸台如图1-24（

35、a）所示在长形或深形箱体的转角处设置加强筋，图1-24（b）所示在侧壁设置加强筋，能有效地克服翘曲变形现象。(a) (b)图1-24 转角处或侧壁设置加强筋加强筋还可起辅助浇道的作用，改善熔体的流动充模状态，图1-25(a)所示制品强度低，易变形，成型充模困难，图1-25(b)所示为改进后的状态。(a) (b)图 1-25 加强筋改善流动的设计加强筋应设计得矮一些、多一些为好，深而狭窄的沟槽会给模具加工带来困难。高而厚会使加强筋所在处的壁厚不均，易形成缩孔和表面凹陷，图1-26(a)所示虚线处成型会形成表面凹陷，为不良设计，图1-26(b)为较好的设计。(a) (b)图1-26 加强筋深浅设计

36、加强筋的方向应与模压方向或模具的开模方向一致，便于脱模。另外还应注意制品的收缩方向， 图1-27(a)为利用加强筋阻止收缩变形的设计，图1-27(b)为沿收缩方向的设计。(a) (b)图1-27 加强筋的收缩方向图1-28 支承面设计加强筋的端面应低于塑料制品支承面0.51mm，图1-28所示。加强筋的相关尺寸设计如图1-29。 图1-29 加强筋的尺寸设计凸台一般位于有加强筋的部位或制品的边缘。图1-30(a)、(b)所示在筋上设置凸台，图1-30 (c)、(d)在制品的边缘设置凸台。凸台处一般能承受较大的顶出力，有利于布置顶杆。 (a) (b) (c) (d)图1-30 有加强筋时凸台的位

37、置设计太接近制品的角落或侧壁会增加模具制造的困难。如图1-31所示， (a)图为不好的设计，(b)图为较好的设计。(a) (b)图1-31 凸台的位置设计凸台处于平面或远离壁面时，应用加强筋加强，提高其强度并使制品成型容易。图1-32 (a)、(b)所示。安装紧固凸台时，台阶支承面不宜太小，在转折处不要突然变化，应当平缓的过渡。图1-32所示。(c)为不好的设计，(d)为较好的设计。(a) (b) (c) (d)图1-32 凸台处增设加强筋的设计凸台应尽量设计成圆形断面，非圆形断面会增加模具制造的困难。图1-33所示。(a)为不好的设计，(b)为较好的设计。(a) (b)图1-33 凸台的形状

38、设计5.圆角塑料制品的内外表面的交接转折处，均应设计成圆角，可以避免因尖角引起的应力集中，改善制品的强度。圆角半径尺寸如图1-34所示。转折处圆弧过渡可以减少塑料流动的阻力，改善制品的外观。图1-35所示，（a）为不好的设计，（b）为较好的设计。 (a) (b)图1-34 圆角半径尺寸 图1-35 转折处圆弧过渡设计加强筋的顶端及根部等处也应设计成圆弧。加强筋的高度与圆角半径的关系如表1-9所示。表1-9 加强筋的圆角半径值筋的高度6.56.5131319>19圆角半径0.81.51.53.02.55.036.56.孔基于各种装配、通风、修饰等目的，塑件上常常需要设计孔，制品上的孔有通孔

39、、盲孔、台阶孔、异形孔、斜孔等，如图1-36所示。图1-36 塑件上的孔一般来说，孔的收缩率比其它部位的收缩率要大得多，因此，要设计脱模斜度，并充分考虑收缩量。与开模方向平行的孔如图1-37(a)所示，孔的方向与开模方向平行，便于加工。b)所示，孔的方向与开模方向垂直，模具需要有侧面抽芯机构，加工较为困难， (c)所示，孔的方向与开模方向既不平行，又不垂直，加工最困难。 (a) (b) (c)图1-36 塑件上的孔通孔的成型型芯一端固定时，在孔的顶部有水平方向的毛刺，如图1-37 (a)所示。一端固定，另一端有支承时，在孔的顶部沿孔的方向会出现毛刺，但成型型芯变形较小。如图1-37 (b)所示

40、。(a) (b)图1-37 一端固定的通孔的成型用两个型芯对接也是一种方法，如图1-38(a)所示。在对接处有时也会出现毛刺，并且可能出现两端孔不同轴，在用螺钉连接装配时出现困难，最好使两个型芯直径有所差异。如图1-38(b)所示。(a) (b)图1-38 一端固定的通孔的成型与开模方向不平行的孔当塑件上需要设计与开模方向不平行的孔时，在满足使用要求的前提下，应尽可能对孔的结构作一些改进，避免侧面抽芯结构。图1-39(a)所示，通过型芯和型腔的巧妙组合避免侧面抽芯结构。图1-39(b)所示，通过将侧孔延伸至顶部避免侧面抽芯结构。 (a) (b)图1-39 避免侧面抽芯的设计钻孔与攻螺纹 当塑件

41、上的小孔太深，用型芯成型困难时，应采取塑件先成型再钻孔加工的办法，这种方法有时可能比型芯成型更经济。先成型再钻孔加工的孔应在塑件上成型加工出钻孔的凹痕，如图1-40(a)所示。 (a) (b) 图1-40 钻孔前的预孔成型成型预孔时，可能会出现意想不到的熔接痕，如图1-40(b)所示。此时应将预孔的深度加到孔深的2/3。成型后需要扳螺纹或使用自攻螺钉的孔，应在孔的入口端有一引导锥度。如图1-41所示。(a)所示为不好的设计，(b)为正确的设计。(a) (b) 图1-41 自攻螺钉孔的设计7.螺纹塑料螺纹的强度比钢制螺纹的强度大约小510倍，而且螺牙的正确性较差。塑件上的螺纹应选用螺牙尺寸较大者

42、，螺牙过细会影响使用强度。内螺纹通过一个金属的螺纹型芯来成型，如图1-42所示。外螺纹通过一个瓣合模来成型。如图1-43所示。 图1-42 内螺纹孔的成型 图1-43 外螺纹孔的成型 外螺纹直径不小于4 mm，内螺纹直径不小于2mm。螺纹过长时，螺距因收缩而不等，引起装配困难，螺纹长度不大于其直径的1.52倍。不能使螺纹延伸到制品的表面，否则会出现毛刺和锐边，至少留有0.20.8mm的平直部分。如图1-44所示为内螺纹正误情况，如图1-45所示为外螺纹正误情况。(a) (b)图1-44 内螺纹正误形状(a) (b)图1-45 外螺纹正误形状8.嵌件为了吸收制品所承受的集中载荷，便于制品装配，经

43、常采用金属嵌件。有时为了导电、导磁或增加制品尺寸、形状稳定性的需要，也会在塑件中加入金属嵌件。常见的金属嵌件如图1-46所示。 图1-46 塑件中的金属嵌件采用金属嵌件时应注意以下几点。1、有嵌件的塑件生产难以实现自动化，万不得已不采用嵌件。2、由于树脂与金属的膨胀系数不同，在树脂与金属零件的接合部附近会产生制品变形，往往会在嵌件的周围出现裂纹，因此，嵌件材料线膨胀系数应与树脂相近为宜, 嵌件的周围的塑料应该有一定的厚度，热固性塑料可参考表1-10。表1-10 热固性塑件嵌件与料厚的关系金属嵌件直径D周围塑料层顶部塑料层最小厚度C最小厚度H4以下1.50.84821.581232121642.

44、5162553热固性塑料在压缩成型时，嵌件的的长度与其直径的比值不要超过2倍，热塑性塑料注射成型时，应将大型嵌件预热到接近塑料的温度。3、考虑采用凹口、弯曲或滚花等方法防止金属嵌件转动或者从塑件中脱落。如图1-47所示，图 (a)是切口、打孔、折弯等形式，图(b)是采取加制菱形滚花等形式。 (a) (b)图1-47 防止金属嵌件转动的结构形式4、金属嵌件在模具内会受到高压塑料的冲击，有可能发生位移，同时塑料还可能挤入预留的孔或螺纹线中，因此，要可靠定位。如图1-48所示。图(a)是利用嵌件的光杆部分与模具配合来定位，但由于生产中的磨损，塑料很容易挤入预留的孔或螺纹线中，应尽量避免采用。图(b)比图(a)的定位效果好，图(c)的定位效果最好，因为嵌件上凸台在高压塑料的作用下起到密封圈的作用。(a) (b) (c)图1-48 塑件中金属嵌件的定位方法5、金属嵌件设在离壁近的地方，会使模具上嵌件定位孔加工困难，且模具的强度会有影响，如图1-49所示。当在凸台上设置嵌件时，应考虑在凸台侧增加加强筋。如图1-50所示。图1-49 金属嵌件离壁太近 图1-50 在凸台侧增加加强筋9文字、图案、标记符号及表面装饰花