塑料基础及成型模具 6

塑料成型工艺及模具设计

“十一五”国家级规划教材

2.1塑料制品的工艺性

2.2塑件结构设计及典型实例第2章塑料制品设计

2.1塑件的工艺性

定义：塑件的工艺性指其结构应符合成型工艺特点，便于模具设计与制造。要求：满足使用性能，结构简单，壁厚均匀，易于脱模，模具结构合理。塑件结构工艺性设计

按塑料制品的使用场合分类：2.1塑件的工艺性

按塑料制品的自身特点分类：2.1塑件的工艺性

2.1.1塑件的选材

（1）塑料的力学性能，如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能、冲击性能以及对应力的敏感性。（2）塑料的物理性能，如对使用环境温度变化的适应性、光学特性、绝热或电气绝缘的程度、精加工和外观的完美程度等。（3）塑料的化学性能，如对接触物(水、溶剂、油、药品)的耐蚀性、卫生程度以及使用上的安全性等。（4）必要的精度，如收缩率的大小及各向收缩率的差异。（5）成型工艺性，如塑料的流动性、结晶性、热敏性等。2.1塑件的工艺性

2.1塑件的工艺性

2.1.2塑件的尺寸和精度（1）塑件的尺寸（2）塑件的精度

GB/T14486-2008只规定了公差值，公称尺寸的上、下极限偏差可根据塑件的配合性质来分配（如公差为0.8mm，可分配为mm﹑mm﹑mm﹑mm﹑0.4mm等）。对于孔类尺寸可取表中数值冠以（+）号；对于轴类尺寸可取表中数值冠以（-）号；对于中心距尺寸及其位置尺寸可取表中数值之半再冠以（±）号。2.1塑件的工艺性

2.1.2塑件的尺寸和精度（1）塑件的尺寸W(:Tool-specificdimensions):不受模具活动部分影响的尺寸NW(Non-tool-specificdimensions):受模具活动部分影响的尺寸2.1塑件的工艺性

2.1塑件的工艺性

2.1.3塑件的表面质量塑件的表面质量包括表面粗糙度和外观质量。一般模具表面粗糙度要比塑件的要求低1~2级。

2.1塑件的工艺性

2.2.1塑件的几何形状1.壁厚

在改善塑件壁厚时要注意：（1）应满足塑件在装配、运输以及使用时的强度要求。（2）充分考虑在成型过程中塑料的流动性，保证薄壁和棱边部分也能充满。（3）塑件能承受足够的脱模力，不至于在在塑件脱模时损坏塑件。常见壁厚选用原则：均匀壁厚，避免缩孔、变形。常用1~6mm，精密件可小于1mm。2.2塑件结构设计及典型实例

壁厚不均导致塑件变形2.2塑件结构设计及典型实例

壁厚不均导致塑件产生缩孔和缩松及改善实例

2.2塑件结构设计及典型实例

2.2塑件结构设计及典型实例

改善壁厚的实例2.2塑件结构设计及典型实例

改善壁厚的实例

2.脱模斜度2.2塑件结构设计及典型实例

定义：为便于脱模而在塑件侧面设计的倾斜角度。影响因素：塑料种类、壁厚、表面要求。

2.脱模斜度(1)凡塑件精度要求高时，应采用较小的脱模斜度；(2)凡较高、较大的尺寸，应选用较小的脱模斜度；(3)塑件形状复杂的、不易脱模的应选用较大的脱模斜度；(4)塑件的收缩率大的应选用较大的斜度值；(5)塑件壁较厚时，会使成型收缩增大，脱模斜度应采用较大的数值；(6)如果要求脱模后塑件保持在型芯的一边，那么塑件的内表面的脱模斜度可选的比外表面小；(7)增强塑件宜取大值，含自润滑剂等易脱模塑料可取小值。2.2塑件结构设计及典型实例

(8)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α不包括在塑件公差范围内。

2.2塑件结构设计及典型实例

内孔以小端为准外形以大端为准2.2塑件结构设计及典型实例

3.加强筋设计

作用：在不增加壁厚下增强强度与刚度。设计要点：厚度为壁厚的0.5~0.8倍，高度不宜过高，带脱模斜度。2.2塑件结构设计及典型实例

加强筋设计(续)

2.2塑件结构设计及典型实例

加强筋设计(续)

加强筋设计(续)2.2塑件结构设计及典型实例

2.2塑件结构设计及典型实例

加强筋设计改进实例2.2塑件结构设计及典型实例

加强筋设计改进实例

2.2塑件结构设计及典型实例

凸台加强筋设计参数

4.支承面

2.2塑件结构设计及典型实例

5.圆角

2.2塑件结构设计及典型实例

R’=0.25~0.75T6.孔的设计(1）孔的类型2.2塑件结构设计及典型实例

(1）孔的极限尺寸(2）孔间距

2.2塑件结构设计及典型实例

孔的改进设计2.2塑件结构设计及典型实例

盲孔的壁厚至少要为孔直径的1/62.2塑件结构设计及典型实例

(3)孔的类型1）通孔：通孔的成型方法

2.2塑件结构设计及典型实例(3)孔的类型1）通孔：通孔的成型方法

2.2塑件结构设计及典型实例(3)孔的类型1）通孔：通孔的成型方法

2.2塑件结构设计及典型实例(3)孔的类型1）通孔：通孔的成型方法

2.2塑件结构设计及典型实例(3)孔的类型1）通孔：通孔的成型方法

2.2塑件结构设计及典型实例(3)孔的类型2.2塑件结构设计及典型实例

2）盲孔:盲孔的深度一般不超过孔径的4倍;3）螺钉固定孔4）互相垂直的孔或斜交的孔2.2塑件结构设计及典型实例

5）孔的碰穿和插穿碰穿:凸、凹模镶件有些部分没有拔模斜度的相互碰在一起。插穿:凸、凹模镶件有些部分有拔模斜度的相互碰在一起。2.2塑件结构设计及典型实例

碰穿插穿小型芯成型孔的固定与尺寸2.2塑件结构设计及典型实例

中间平面碰穿结构

2.2塑件结构设计及典型实例

双边支撑（6）异形孔2.2塑件结构设计及典型实例

（6）异形孔2.2塑件结构设计及典型实例

（6）异形孔2.2塑件结构设计及典型实例

（6）异形孔2.2塑件结构设计及典型实例

（6）异形孔2.2塑件结构设计及典型实例

（6）异形孔2.2塑件结构设计及典型实例

（6）异形孔2.2塑件结构设计及典型实例

7.塑件的表面形状2.2塑件结构设计及典型实例

7.塑件的表面形状2.2塑件结构设计及典型实例

7.塑件的表面形状2.2塑件结构设计及典型实例

7.塑件的表面形状2.2塑件结构设计及典型实例

7.塑件的表面形状强制脱模形式和条件2.2塑件结构设计及典型实例

7.塑件的表面形状强制脱模形式2.2塑件结构设计及典型实例

7.塑件的表面形状2.2塑件结构设计及典型实例图2-19容器盖与底的加强图2-20容器边缘的增强2.2.2塑件螺纹的设计

2.2塑件结构设计及典型实例

2.2.2塑件螺纹的设计

（1）为了使用方便和提高塑件使用寿命，则在螺纹端部有大于0.5mm的无螺纹区。2.2塑件结构设计及典型实例

无螺纹区无螺纹区2.2.2塑件螺纹的设计

（1）为了使用方便和提高塑件使用寿命，则在螺纹端部有大于0.5mm的无螺纹区。2.2塑件结构设计及典型实例

2.2.2塑件螺纹的设计（2）在同一塑件的同一部位的同轴线上有前后两段螺纹时，其螺纹的螺距和旋转方向应一致。螺纹不等或旋转方向相反，则螺纹型芯应分别做出组合装配，成型后分别旋出。2.2塑件结构设计及典型实例

2.2.2塑件螺纹的设计

2.2塑件结构设计及典型实例

设计要点：螺纹端部设无螺纹导向段（>0.5mm）。同轴多段螺纹，螺距旋向宜一致。螺纹直径与螺距有最小值限制。配合长度宜短（<1.5-2倍直径）。内嵌金属螺纹内嵌金属螺纹

2.2.2塑件螺纹的设计

（3）螺纹的轴线应该与分模面垂直，以便于螺纹抽芯2.2塑件结构设计及典型实例

2.2.2塑件螺纹的设计

（3）由于塑件的强度相对不高，外螺纹的直径不应小于3mm，内螺纹直径不能小于2mm。（4）为了减小螺距的积累误差，应尽量缩短配合长度。（5）如果塑件上的螺纹在使用时不经常拆卸且紧固力不大时，可采用自攻螺钉的结构固定。2.2塑件结构设计及典型实例

自攻螺纹规格底孔d凸台外径规格DM32.4+0.16.5M43.5+0.17.5M54.4+0.18.5

2.2.3齿轮的设计材料选择：

配对齿轮宜用相同塑料。结构要点：可以使用键槽，推荐采用扁轴连接。轮缘、辐板、轮毂有推荐的比例尺寸，以保证强度与防止变形。2.2塑件结构设计及典型实例

2.2.3齿轮的设计（1）相同结构的齿轮应该使用相同的塑料，以防止因收缩率不同而引起的啮合不佳的情况。（2）齿轮各部分的尺寸关系如表2-22所示。（3）齿轮内孔与轴采用过渡配合的方式，应避免用键槽连接方式，而用扁轴连接方式。2.2塑件结构设计及典型实例

2.2.4嵌件的设计2.2塑件结构设计及典型实例

定义与目的：

成型时埋入塑件中的金属或非金属零件，用以提高局部强度、导电性、耐磨性或实现特定功能。设计关键：防开裂：

保证嵌件周围塑料有足够厚度（查表），对嵌件预热，边缘倒圆。防转动/窜动：

采用滚花、开槽、压扁等结构。防溢料：

设计密封配合面（如H8/h8）。

2.2.4嵌件的设计设计注意事项：

（1）线膨胀系数相近，嵌件周围的塑料层有足够的厚度；（2）嵌件的边缘加工成圆角，同时使嵌件的形状对称；（3）嵌件设计时应考虑安装方便、定位牢固、可靠；（4）嵌件的定位面应该是可靠的密封面；（5）嵌件的嵌入部分应采取双向固定。2.2塑件结构设计及典型实例

常见的嵌件的形式有以下这些种类：（1）圆柱型零件采用开槽和滚花结构保证塑件牢固地固定在塑件中；

2.2塑件结构设计及典型实例

常见的嵌件的形式有以下这些种类：（2）螺纹类嵌件零件应考虑嵌件在塑件中安装准确、牢固和防止飞边跑料的问题;2.2塑件结构设计及典型实例

常见的嵌件的形式有以下这些种类：（3）防止嵌件孔隙渗料的改进2.2塑件结构设计及典型实例过渡配合封料熔体容易挤入

2.2塑件结构设计及典型实例

（3）片状类嵌件板形、片状嵌件大多采用钻孔、冲凸苞、压扁等形式，以增加嵌件与塑件的连接强度;2.2塑件结构设计及典型实例

（4）当嵌件过长且呈细杆状时，应该在模具内设置支撑柱，防止嵌件弯曲；

(5)其他特种类型的嵌件（注意与双色注塑件的区别）2.2塑件结构设计及典型实例

2.2塑件结构设计及典型实例

原理：

利用塑料（如PP）在薄壁处的分子高度取向，获得优异的耐弯曲疲劳性能。设计形式：

采用薄而对称的剖面，并预留弯曲空间。2.2.5铰链的设计

2.2塑件结构设计及典型实例

注意事项：（1）要求曲率半径部分尽可能的采用薄壁。（2）铰链剖面形状应该对称。（3）当铰链要转折时，应预留铰链部位空间，即增大铰接部分的尺寸。2.2.5铰链的设计

2.2塑件结构设计及典型实例

2.2.6塑件表面