塑料制品的结构工艺性(第11章)

1、简介一、塑料制品的尺寸、公差和表面质量二、壁厚三、脱模斜度四、加强筋与凸台五、圆角六、孔七、螺纹八、嵌件九、铰链与搭扣十、文字、图案、标记符号及表面装饰花纹十一、塑件结构设计示例十二、本章要点第十一章 塑料制品的结构工艺性塑料制品的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适应性。 成型加工方法会对塑件的结构、形状、尺寸精度等诸方面提出要求。 模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析，弄清楚塑件生产的难点。 塑件尺寸的大小受到塑料材料流动性好坏的制约 选择塑料件的尺寸精度时不能盲目套用金属件的精度等级表和公差表。 表11-1-1、表11-1-2为我国颁布的372-78公差标准 表11-2为常用

2、材料的公差等级推荐值一、塑料制品的尺寸、公差和表面质量影响塑料制品尺寸精度的因素是比较复杂的，归纳起来有以下三个方面。 1、与模具有关的原因 模具各部分的制造精度 模具的结构 2、与塑料材料有关的原因 3、与成型工艺有关的原因选用原则 1、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。 2、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。 3、成型工艺条件有时也会对塑件表面质量产生影响。 二、壁厚制品的壁厚太大，塑料在模具中需要冷却的时间长。制品的壁厚太薄，使用中会发生损伤及

3、变形，另外，壁厚太薄，模腔中流动通道狭窄，成型困难。 表11-3-2为热塑性塑料制品的壁厚推荐值表11-4为壁厚（L）与流程（S）的关系制品的壁厚设计原则 制品的壁厚原则上要求一致，壁厚不均匀，会造成成型时收缩不均匀，产生缩孔和内部应力不一致，发生变形或者开裂。 图a 壁厚设计 图b改善壁厚的设计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 a为不良设计，b为改进设计。aabb三、脱模斜度为便于塑件从模腔中脱出，在平行于脱模方向的制品表面上，必须设有一定的斜度。 塑件内外表面都应有斜度，特别是深型的容器类制品，塑件内侧的斜度可以比外侧的斜度取大1 内外表面斜度 外表面无斜度四、加强筋与

4、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。 在长形或深形箱体的转角处设置加强筋能有效地克服翘曲变形现象。 转角处或侧壁设置加强筋加强筋应设计的矮一些、多一些为好 加强筋的端面应低于塑料制品支承面0.51mm 太接近制品的角落或侧壁会增加模具制造的困难。 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。 加强筋的相关尺寸设计 凸台一般位于有加强筋的部位或制品的边缘。 五、圆角圆角半径尺寸转折处圆弧过渡设计六、孔制品上的孔有通孔、盲孔、台阶孔、异形孔、斜孔等 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。 （一） 与开模方向平行的孔（二）与开模方向不

5、平行的孔 （三） 钻孔与攻螺纹当塑件上的小孔太深，可采取塑件先成型再钻孔加工的办法。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 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。 好的设计 不好的设计 内螺纹通过一个金属的螺纹型芯来成型 七、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，螺牙过细会影响使用强度。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。外螺纹通过一个瓣合模来成型。 不能使螺纹延伸到制品的表面，否则会出现毛刺和锐

6、边，至少留有的平直部分。 八、嵌件为了吸收制品所承受的集中载荷，便于制品装配，经常采用金属嵌件。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。 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。2、嵌件的周围的塑料应该有一定的厚度。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。金属嵌件要可靠定位。 九、铰链与搭扣利用塑料的良好弹性，或柔软可塑性，或优良抗弯折疲劳特性，可设计出轻巧实用的塑料联结件，在电子、仪表、日常用品和玩具等产品中得到广泛应用，其中铰链与搭扣是最常用的两种联结方式。组合式铰链 整体式铰链 铰链的结构组合式

7、铰链和整体式铰链注射成型利用塑料流体在铰链部位沿弯曲方向的分子定向使铰链的抗弯折疲劳性能增强，弯曲使用寿命可达到数十万次。 软塑料和硬塑料制成的搭扣，广泛用于塑料布和片材的搭接。 圆头型搭扣联结 插头型搭扣联结 带型搭扣联结 十、文字、图案、标记符号及表面装饰花纹塑料制品上为凸形，则模具上就为凹形 ，塑料制品上为凹形，则模具上就为凸形 。凹坑凸字可以结合前两种方法的优点 塑料制品上的凸形文字加工比较方便，但使用中容易损坏。凹形文字坚固耐用，但用一般方法加工比较困难，常采用电铸、冷挤压、电火花加工。文字、图案、标记符号的那些部分制品的模具作成镶嵌结构。 十一、塑件结构设计示例一、设计准备明确设计

8、思想和指导原则 调查研究：了解市场上同类型产品、数量、销售情况，调查消费者对于这类产品的要求和期望。咨询心理学、社会行为学、精神分析学、人类学、美学等方面的专业人士。收集与制品设计有关的各种资料，如照片、样品、价格等。设想方案：将设想画成多种简图，然后从产品功能、基本结构、模具成型、造型与价格等方面分析比较。 了解人们的爱好、希望与习惯。了解人体各部分尺寸极其活动范围，生理特点与需要。了解人们的爱好与其性别、年龄、民族、生理特点的关系。 了解使用环境 。二、功能设计三、材料选择考虑制品的工作环境考虑使用性能要求。 材料的流动性应满足成型的要求。 四、结构设计功能结构设计：结构设计首先要体现产品

9、的使用要求（满足功能） 造型结构设计：塑料制品属于工业制品，工业制品的造型设计是技术与艺术相结合的交叉科学，“实用、经济、美观”是造型设计的基本原则。设计者合理利用对比与调和、概括与简单、对称与平衡、安定与轻巧、尺寸与比例以及图案、色彩等相互结合进行设计。 工艺结构设计： 考虑结构工艺性。十二、本章要点1、塑料制品的设计和塑料制品的结构工艺性分析是塑料制品生产的两个步骤，他们既独立、又有密切的联系。2、以塑料制品生产工艺和模具为出发点分析制品的结构是成功设计一副模具的前提和必要条件。 精度等级基本尺寸(mm)1234567033 66131314141818242430304040505065

10、658080100100120120140140160160180180200200220220250250280280315315355355400400450455000.070.080.100.110.120.130.140.160.180.200.230.260.290.320.360.400.440.480.520.560.600.660.720.780.860.100.120.140.160.180.220.260.240.260.300.340.360.420.460.500.540.600.660.720.780.840.921.001.131.200.130.150.180.

11、200.220.240.260.300.340.360.440.500.580.640.720.780.840.921.001.101.201.301.441.601.740.160.200.230.270.310.340.380.420.480.540.620.720.820.921.041.141.241.361.481.601.802.002.202.402.600.220.260.300.340.380.420.480.560.640.740.861.001.161.301.461.601.802.002.102.302.602.803.103.503.900.280.340.400.

12、480.540.600.720.800.941.101.281.481.721.962.202.402.602.943.203.503.804.304.765.305.800.380.480.580.680.780.881.081.0141.321.541.802.102.402.803.103.403.704.104.504.905.406.006.707.408.20表10-1-1不受模具活动部分影响的尺寸公差 表10-1-2不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 7 030.140.200.330.360.420.400.58 360.160.2

13、20.350.400.460.540.68 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 50650.300.400.580.740.941.301.74 65800.330.440.6

14、40.821.061.482.00801000.360.480.700.921.201.682.301001200.390.520.781.021.361.922.601201400.420.560.841.121.502.163.001401600.460.600.921.341.662.403.301601800.500.640.981.341.802.603.601802000.540.701.041.442.002.803.902002250.580.761.121.562.203.144.302252500.620.821.201.682.303.404.702502800.660.

15、881.301.802.503.705.102803150.700.941.402.802.804.005.603153550.761.021.502.203.004.506.203554000.821.101.642.403.304.906.904004500.881.201.802.603.705.507.604505000.961.301.942.804.106.008.40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678表10-2为常用材料的公差等级推荐值尼龙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0.81.52.24