塑料制件的设计

1、塑料性能特点塑料性能特点模具性能特点模具性能特点 塑件结构应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。 塑件成型以后尽量不再进行机械加工。塑料制件的选材方法： 通过塑料的特性表进行选择和比较。选出要求的材料后，再判断所选的材料是否满足制品的使用条件，最好是通过试样做试验。然后按试验所形成的设想来制作原形模具，再通过原型模具生产的试验制品来确认目标值，这样会使塑料材料的选择更为准确。 指塑件的总体尺寸塑件的尺寸受下面两个因素影响：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） 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产

2、品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素影响塑件尺寸精度的因素: :塑件成型后的时效变化塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化模具的制造精度、磨损程度和安装误差对小尺寸制品：影响制品尺寸精度的主要因素是模具的制造精度；对大尺寸制品：影响制品尺寸精度的主要因素是塑料的成型收缩率。表面光洁度、光亮程度表面光洁度、光亮程度色彩均匀性色彩均匀性表面缺陷：缩孔、凹陷表面缺陷：缩孔、凹陷推杆痕迹推杆痕迹对拼缝、熔接痕、毛刺等对拼缝、熔接痕、毛刺等一般模具表面光洁度要比塑件的要求高一般模具表面光洁度要比塑件的要求高 1 1 级级 对于透明制品型腔和型芯粗糙度一致。非透明制品的隐

3、蔽面可取较大粗糙度，即型芯表面相对型腔表面略为粗糙。图2-0-1 带侧孔容器改变侧凹侧孔侧凹图2-0-2 喷雾器喷头长孔改变侧凹图2-0-3 内侧凹改进图2-0-5 避免杯把侧向分型或抽芯图2-0-4 采用直纹滚花避免侧凹图2-0-6 改变制件形状避免侧孔抽侧型芯改成有台阶的侧壁增加脱模斜度图2-0-7 可强制脱出的浅侧凹 %5%100)(b) %5%100)(a)CBABBA 当塑件的内外侧凹陷在合理范围之内，同时成型塑件的塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛这类仍带有足够弹性的塑料时，模具可采取强制脱模，同时还要重视将凹凸起伏处设计为圆角或斜面过渡结构。但多数情况下塑件侧凹不能强制脱出，必须采用其

4、它结构的模具。可强制脱出的浅侧凹和浅侧凸 脱模斜度取决于一般取斜度值为11.5，最小0.5 。塑件上的凸起或加强筋单边应有45 的斜度。有时，为了在开模时让塑件留在凹模内或型芯上，有意将该边斜度减小。影响脱模斜度因素：脱模斜度方向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脱模斜度设计要点：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壁

5、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，内部易产生气泡、外部易产生凹陷等缺陷塑件壁厚设计原则：塑件壁厚设计原则：厚薄适中厚薄适中 均匀壁厚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无法避免壁厚不均时，可做成倾斜状使壁厚逐渐过渡图2-0-10 手柄壁厚改善图2-0-11 塑料轴承壁厚改善图2-0-12 塑件底厚改善图2-0-14 带嵌件侧壁厚度改善图2-0-13 塑件圆柱部分壁厚改善(a) 易产生缩孔和凹痕，且易发生翘曲。(b) 为采用加强

6、筋改善壁厚。大型平面上纵横布置的加强筋能增加塑件的刚性，沿着塑料流向的加强筋，还能降低塑料的充模阻力。图2-0-16 为采用加强筋防止翘曲。厚度小于塑件壁厚，若加强筋设计得过厚，则在其对应的壁上产生凹陷。壁厚为t，加强筋高度L=(1 3)t，筋条宽A=(1/42/3)t，筋根过渡圆角R= (1/81/4)t，收缩角=2 5，筋端部圆角 r=（1/8 1/4)t，当t2 mm，取A=t。加强筋必须有足够的斜度，筋的底部应呈圆弧过渡。加强筋以设计得矮一些多一些为好。加强筋之间中心距应大于塑件厚度.。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。平板类零件加强筋方向与料流方向

7、平行加强筋厚度小于壁厚筋的方向不能防碍塑料收缩应避免或减少塑料局部集中，否则会产生缩孔、气泡。薄壳状的制件可制作成球面或拱面，可有效增加刚性和减少变形。薄壳状的制件可制作成球面或拱面，可有效增加刚性和减少变形。图2-0-19 容器底和盖的增强容器边缘的增强 (薄壁容器边缘是强度、刚性最薄弱处，容易变形、开裂) 矩形薄壁容器若采用软塑料，侧壁容易出现内凹变形，如果事先把制件侧壁设计成稍许外凸，使变形后正好平直(b)，这是理想情况，难以实现；也可将制品各边均设计成向外凸出的弧形，使变形不易看出(c)。图2-0-22 用底脚或凸边作支承面图2-0-23 加强筋与支承面图2-0-24 塑件紧固用凸耳圆

8、角的作用：圆角的作用：图 2-0-25 圆角可避免应力集中，提高制件强度圆角可避免应力集中，提高制件强度 制件尖角处易产生应力集中，在受力或受冲击振动，甚至在脱模时由于内应力发生破裂，特别是制件的内圆角。一般采用R0.5mm的圆角就可使强度大大提高。圆角可有利于充模和脱模圆角可有利于充模和脱模图2-0-26 制件圆角改善充模阻力圆角有利于模具制造，提高模具强度圆角有利于模具制造，提高模具强度圆角增加了制件的美观圆角增加了制件的美观 圆角的确定：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壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径理想的

9、内圆角半径应为壁厚的1/4以上孔间距或孔边距过小时的改进孔与孔的边缘，或孔边与制品外边缘之间距离不小于孔径。常见孔的设计要求：常见孔的设计要求：紧固用的孔和其它受力的孔，应设凸台予以加强。图2-0-27 孔边缘的加强通孔的成型：通孔的成型：(a)为一端固定的型芯成型，用于较浅的孔成型。(b)为对接型芯，用于较深的通孔成型，这种方法容易使上下孔出现偏心。(c)为一端固定，一端导向支撑，这种方法使型芯有较好的强度和刚度，又能保证同轴度，常用，但导向部分周围由于磨损易产生圆周纵向溢料B。通孔的成型：盲孔的成型：盲孔的成型： 对于长孔的成型，为防止细长型芯弯曲变形，在不影响塑件的条件下，可在塑件的下方

10、设支承柱来支撑。复杂孔的成型：复杂孔的成型：复杂孔的成型 塑件中的螺纹可用模塑方法模塑方法成型出来，或切削方法切削方法获得。 经常拆装或受力大的螺纹，要采用金属螺纹嵌件金属螺纹嵌件来成型。 分分类类模塑螺纹常见牙形：(a) 标准螺纹最常用 (b) 矩形螺纹 (c) 梯形螺纹 (d) 锯齿形螺纹 (e) 圆弧形螺纹 (f) V形螺纹图2-0-30 能强制脱出的圆牙螺纹 细牙螺纹尽量不直接成型， 而是采用金属螺纹嵌件。图2-0-31 塑件阴螺纹的正误形状图图2-0-32 塑件阳螺纹的正误形状塑件阳螺纹的正误形状 螺纹孔到边缘的距离大于1.5倍的螺纹外径，螺孔距大于0.75倍螺纹外径，都大于塑件壁厚

11、的1/2图2-0-33 两段同轴螺纹的设计 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。 嵌件可以是金属金属、玻璃玻璃、木材木材或已成形的塑件已成形的塑件。嵌件的作用：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、连接作用降低塑料消耗嵌件的缺点：嵌件的缺点：使模具结构复杂，降低塑件的生产效率，难于实现自动化。金属嵌件与塑料应牢固连接：金属嵌件与塑料应牢固连接：菱形滚花菱形滚花直纹滚花直纹滚花六角形六角形片状片状(开切口、孔眼、折弯开切口、孔眼、折弯)薄壁管状薄壁管状(边缘折弯边缘折弯)针状针状(折弯、局部扎扁折弯、局部扎扁)

12、嵌件必须可靠定位或密封：嵌件必须可靠定位或密封：光杆部分与模具配合光杆部分与模具配合成型时凸肩被压紧而形成密封环成型时凸肩被压紧而形成密封环凸出的圆环形成密封环凸出的圆环形成密封环圆柱形嵌件一般插入模具相应的孔中加以固定：圆柱形嵌件一般插入模具相应的孔中加以固定： 非通孔的螺纹嵌件直接插在模具的圆形光杆上 (图a) 凸出台阶与模具的孔相配合，以增加定位的稳定性和密封性 (图b、c) 内部台阶与插入杆密合 (图d) 对于通孔的螺纹套管，采用具有阳螺纹的插入件将嵌件拧在上面再插入模具 (图e) 无论杆形或环形嵌件，其高度不宜超过其定位部分直径的两无论杆形或环形嵌件，其高度不宜超过其定位部分直径的两

13、倍。倍。塑料的压力会使嵌件移位甚至变形，当嵌件过高或呈细长杆塑料的压力会使嵌件移位甚至变形，当嵌件过高或呈细长杆状或片状时，应在模具上设支架以免嵌件弯曲，但支柱在塑件上状或片状时，应在模具上设支架以免嵌件弯曲，但支柱在塑件上留下的孔应不影响塑件的使用。留下的孔应不影响塑件的使用。薄片状嵌件可在塑料流动方向打孔，来降低料流阻力，减少嵌件变形薄片状嵌件可在塑料流动方向打孔，来降低料流阻力，减少嵌件变形(c)支柱支柱支柱支柱支柱支柱 由于冷却时金属嵌件与塑料的热收缩值相差很大，致使嵌件由于冷却时金属嵌件与塑料的热收缩值相差很大，致使嵌件周围产生很大的内应力，而造成嵌件开裂。周围产生很大的内应力，而造成嵌件开裂。降低内应力的方法：降低内应力的方法： 金属嵌件尽可能用圆形或对称形状，保证收缩均匀 选用与塑料线胀系数相近的金属作嵌件 选用弹性和冷流动性大的塑料