《塑料成型工艺与模具结构》电子教案-项目三 塑料成型制件的结构工艺性分析

项目三塑料成型制件的结构工艺性分析我们生产的塑件品种繁多，结构千差万别。在设计塑料制件时，除考虑塑料的性能特点外，还应考虑塑件的结构工艺性。因为合理的结构工艺性是保证塑件满足使用要求和成型工艺要求的关键。在进行塑件结构工艺性设计时，应考虑以下几方面的因素:1 塑料的各项性能特点，如物理性能、成型工艺性能等；23在保证各项使用性能的前提下，塑件结构形状力求简单，且有利于充模流动、排气、补缩和高效冷却硬化；模具零件应易于制造，特别是抽芯和脱模机构的设计。塑料成型制件的结构工艺性脱模斜度形状尺寸和精度表面粗糙度壁厚加强肋支撑面圆角孔的设计螺纹设计嵌件1.

脱模斜度塑件在模具型腔中的冷却收缩会使它紧紧包裹住模具的型芯或其它凸起部分，为了便于从成型零件上脱出塑件，必须在塑件内外表面沿脱模方向设计有足够的斜度，一般取30′～1°30′。1塑件脱模斜度选择原则塑件收缩率大，壁厚较大时，脱模斜度应取偏大值；2塑件结构较复杂，脱模阻力大时，应取较大脱模斜度；3当塑件高度不大（一般小于2mm）时，可以不设脱模斜度；45型芯较长或型腔较深的塑件应取较小脱模斜度；如果要求脱模后塑件保持在型芯一边，塑件内表面脱模斜度可选得比外表面小，反之，如果保持在凹模内，塑件外表面的脱模斜度应小于内表面。1.

脱模斜度1.

脱模斜度此处蚀纹2.

形状塑件形状在满足使用要求的前提下，应使其利于成型，尽量不采用侧向抽芯机构。侧向抽芯不但造成模具成本的提高，而且会在分型面上留下飞边，增加了后续加工工作量。因此，通过适当地改变某些塑件的形状，可以避免侧向抽芯，使模具结构简化。不合理合理图（a） 图（b）图(b)将塑件侧壁通孔改为侧凹形状，避免了侧抽芯成型结构，使模具结构简单。2.

形状不合理合理产品三维剖视图图（a）产品三维剖视图图（b）图（b）能很好地避免塑件表面横向凸台，有利于脱模。2.

形状不合理合理产品三维剖视图图（a）产品三维剖视图图（b）图（b）内凹侧孔改为外凹侧孔，有利于抽芯。2.

形状不合理合理产品三维剖视图图（a）产品三维剖视图图（b）图（b）塑件侧壁横孔改为垂直竖孔，可避免侧抽芯结构。2.

形状注：如果改成竖孔不影响制件的使用要求塑件的内、外侧凸凹形状较浅并允许带有圆角（或梯形斜面）时，可以采用强制脱模方式脱出塑件。2.

形状塑件在脱模温度下具有足够弹性，采用强制脱模时应满足的条件如图所示。内侧强制脱模条件外侧强制脱模条件3.尺寸和精度影响因素1.模具制造的精度2.塑料收缩率波动主要影响因素3.模具的磨损程度4.成型时工艺条件变化5.塑件成型后的时效变化6.塑件的飞边工程塑料模塑件尺寸公差的国家标准为（GB/T

14486—2008）模塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分为7级，每一级又可分为A、B两部分。A 为不受模具活动部分影响尺寸的公差B 为受模具活动部分影响尺寸的公差3.尺寸和精度部分塑料精度等级的选用（GB/T14486—2008）材料代号塑料品种公差等级标注公差等级未注公差高精度一般精度ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）共聚物MT2MT3MT5PC聚碳酸酯MT2MT3MT5PET聚对苯二甲酸乙二酯(无填料充填）MT3MT4MT6PP聚丙烯(无填料充填）MT4MT5MT7PVC-P氯化聚氯乙烯MT5MT6MT73.尺寸和精度4.

表面粗糙度塑料制件的表面粗糙度主要取决于模具成型零件的表面粗糙度，一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低1～2级。透明制件要求型腔和型芯的表面粗糙度值相同。一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的表面粗糙度值。TIPS：模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度不断加大，应随时给以抛光复原。1、表面粗糙度值越高,表面越粗糙。2、1.6比3.2的精度高一级。3、常用的表面精糙度值有:0.012、0.025

、0.05、

0.1、

0.2、0.4、

0.8、

1.6、

3.2、

6.3、

12.5、

25、

50,单位微米。4.

表面粗糙度缩水凹陷4.

表面粗糙度气泡4.

表面粗糙度欠注缺胶溢料飞边4.

表面粗糙度4.

表面粗糙度翘曲变形温度不均匀引起的体积收缩突变造成的应力痕4.

表面粗糙度5.

壁厚塑件壁厚的设计要求：1具有足够的刚度和强度，脱模时能经受脱模机构的冲击，装配时能承受紧固力。2壁厚不能过小，过小会造成充填阻力增大，特别对于大型、复杂制件，难于成型。塑件壁厚的设计要求：3壁厚不能过大，过大会浪费原料，延长冷却时间，降低生产效率，容易产生表面凹陷、内部缩孔等缺陷。4同一塑件的壁厚应尽可能均匀一致，否则会因冷却和固化速度不均产生附加应力，引起翘曲变形。5.

壁厚为消除壁厚不均匀，设计时可考虑将壁厚部分局部挖空，如图（b）所示。不合理合理产品三维剖视图图（a）产品三维剖视图图（b）5.

壁厚不合理合理图（a） 图（b）为消除壁厚不均匀，设计时可以在壁面交界处采用适当的半径过渡，以减缓厚薄部分的突然变化，如图（b）所示。5.

壁厚5.

壁厚项目三塑料成型制件的结构工艺性分析6.

加强肋多数塑料的强度较低，受力后容易变形甚至破坏，单纯采用增加塑件壁厚的方法来提高其刚度和强度是不合理，也不经济。所以，我们通常在塑件的相应位置设置加强肋，从而在不增加壁厚的情况下，达到提高塑件刚度和强度，避免翘曲变形的目的。6.

加强肋多数塑料的强度较低，受力后容易变形甚至破坏，单纯采用增加塑件壁厚的方法来提高其刚度和强度是不合理，也不经济。所以，我们通常在塑件的相应位置设置加强肋，从而在不增加壁厚的情况下，达到提高塑件刚度和强度，避免翘曲变形的目的。不合理合理图（a）图（b）图(a)过厚处应减薄，并设置加强肋以保持原有强度，如图（b）所示。不合理合理图（a） 图（b）过高塑件应设置加强肋，以减薄塑件壁厚，如图（b）所示。不合理合理图（a）图（b）加强肋应设置的矮一些，与支撑面间隙大于0.5mm，如图（b）所示。对于薄壁容器或壳类零件，可以通过适当改变其结构或形状，来提高其刚、强度和防止变形。容器底与盖的加强容器边缘的加强7.支撑面支承面是用于放置物体的平面，要求物体放置后平稳。图（a）图（a）以整个底面作为支承，不合理。图（b）图（b）图（c）图（b）、（c）采用的是以凸出的边框支承或底脚（三点或四点）支承，合理。8.圆角带有尖角的塑件在成型时，会在尖角处产生局部应力集中，容易发生开裂，故尽可能采用圆弧过渡。优点：1增加塑件的美观程度；2 增加塑件强度，改善充模流动特性；3增加了模具的坚固性；4减少了模具热处理或使用时因应力集中而导致开裂现象的出现。9.

孔的设计在孔之间和孔与边缘之间应留有足够的距离。123孔的位置应设置在不易削弱塑件强度的地方。一般孔与孔的边缘或孔边缘与制件外壁的距离应不小于孔径。孔的种类通孔盲孔孔的断面形状圆孔矩形孔螺纹孔特殊形状的孔……孔径孔与边壁最小距离孔与孔之间剩下的净距离1.62.43.62.42.84.83.24.06.44.85.58.06.46.411.18.08.014.39.58.718.212.811.122.2热固性塑料孔与边壁最小距离

(mm)TIPS：

热塑性塑料孔与边壁的最小距离可按表中数值的75%选取。孔与孔之间距离太小孔与边缘之间距离太小通孔型芯塑件塑件型芯图（a）图（b）图（c）一般用于成型孔的直径较大和深度较浅的场合用于成型较深而轴向精度要求不高的通孔用于成型较深，且有轴向精度要求的通孔9.

孔的设计9.

孔的设计A、B选用沉头螺钉的固定形式：螺钉的螺钉头部沉入沉孔，容易产生“干涉现象，尽量不要采用。C、D、E选用圆柱螺钉的固定孔形式，螺钉头与塑件之间有垫圈，被固定塑件可以沿螺钉的轴线相垂直的方向做微小的移动，不会发生干涉现象，使用普遍。盲孔盲孔只能用一端固定的单支点型芯来成型，因此其深度应浅于通孔。注射成型或压注成型时，孔深应不超过孔径的4倍。9.

孔的设计特殊孔对于斜孔或形状复杂的特殊孔可以采用相应的拼合型芯来成型，以避免侧向抽芯。10.螺纹设计塑件上螺纹可以直接用模具成型，也可以用后续的机加工成型，在经常装拆和受力较大的地方，则通常采用金属螺纹嵌件。塑件螺纹设计注意事项:1由于塑料螺纹的强度比金属螺纹强度小，所以塑件上螺纹应选用螺牙尺寸较大者，另外塑料螺纹的精度也不能要求太高，一般低于3级；2塑料螺纹在成型过程中，由于螺距容易变化，一般塑料螺纹的螺距不宜小于0.7mm；注射成型螺纹直径不得小于2mm；压缩成型螺纹直径不得小于3mm；3当不考虑螺纹螺距收缩率时，则塑件螺纹与金属螺纹的配合长度不能太长，一般不大于螺纹直径的1.5倍。4为增加塑件螺纹的强度，防止最外圈螺纹可能产生的崩裂或变形，应使其始末端留出一定距离，始末端不要突然开始和结束，须留有一定的过渡段l;在同一螺纹型芯或型环上有前后两段螺纹时，应使两段螺纹的旋向相同，螺距相等，以简化脱模。5脱螺纹模具瓶盖模螺纹型芯油缸带动齿条脱螺纹模具太阳能热水器节止阀结构图太阳能热水器节止阀螺纹旋转抽芯结构注塑模具结构图太阳能热水器节止阀螺纹旋转抽芯结构注塑模具结构图11.嵌件）注射成型时，镶嵌在塑件内部的金属或非金属件（如玻璃、已成型的塑料等称为嵌件。塑件设计时应慎重合理地选择嵌件，并尽可能地避免嵌件的使用。安全带吊环塑料产品铜嵌件塑料外壳铝嵌件嵌件优点:1提高塑件的局部强度2满足某些特殊的使用要求3保证塑件精度、尺寸形状的稳定性嵌件缺点12增加塑件成本，使模具结构复杂注射时间延长3 难于实现生产自动化12.铰链铰链是利用塑料的高度取向特性而制成的塑料制品。

选用PP塑料，可达100万次以上。使用中开合次数较多，还有较高强度时，可选用PA和POM。12.铰链铰链是利用塑料的高度取向特性而制成的塑料制品。

曲率半径部分尽可能采用薄壁。铰链剖面形状应该对称。13.标记、符号、文字塑件上的标志符号有凹形和凸形两种。塑件上的凸形即在模具上为凹形，模具易于加工，塑件上的符号易于磨