塑料制品的工艺结构设计PPT课件

1、.1，塑料产品的工艺和结构设计，李保生。2， 汽车内外饰件的结构设计和成型工艺(培训大纲)1现代汽车塑料内外饰件应用概述2塑料产品的生产方法3塑料产品的工艺结构设计3.1注塑产品的技术性3.2产品设计的基本原则3.3产品的尺寸和精度3.4产品的表面质量3.5产品的形状结构设计(以注塑为例) 3.6中空吹塑产品3.7热压产品3.8泡沫塑料产品4塑料产品连接5汽车内外饰件的结构设计和成型工艺示例6汽车内外饰件成型工艺的发展，3、注塑产品的可制造性，注塑产品的形状结构、尺寸、精度和表面质量要求，以及对注塑工艺和模具结构的适应性，称为产品的可制造性。如果产品的形状和结构简单，尺寸适中，精度低，表面质量

2、要求不高，产品更容易成型，所需的注射工艺条件相对宽松，模具结构相对简单，则可以认为产品的工艺性相对较好。相反，可以认为产品的可制造性比价格差。产品的可制造性主要取决于产品设计者，但它对注塑成型和模具设计有很大的影响。显然，对于可制造性差的产品，除了严格控制注射工艺条件外，在设计模具时应格外小心。任何疏忽都会导致各种成型缺陷。因此，每个模具设计者还必须清楚地了解产品的设计方法和可制造性，以便能够在开始设计模具之前仔细研究和分析产品的可制造性。只有这样，才能正确确定产品所需的模具结构和模具精度。如何判断产品的可制造性在很大程度上与生产经验有关。为了加强对产品可制造性的理解，大部分内容属于定性经验总

3、结或解释。如果你想很好地掌握这个领域的知识和技能，你还需要不断地进行观察研究和积累生产经验。在保证产品使用要求的前提下(如几何尺寸和精度、物理机械性能等)。)，我们应该尽量选择价格低廉、成型性能好的塑料，同时，我们也应该尽量制造形状简单、结构简单、壁厚均匀的产品。在设计产品的形状和结构时，我们应该尽力考虑如何使它们易于成型，从而使模具结构简单。 7和. 3设计的产品的形状应有利于模具分离、排气、进料和冷却。4设计产品时，还应注意成型过程中的方向。除非满足特殊要求，否则应尽可能避免产品出现明显的各向异性。否则，除了影响产品的性能外，各方面的收缩差异很容易导致产品的翘曲和变形。5产品成型前后的辅助

4、工作量应尽可能小，技术要求应尽可能低。同时，成型后最好不要进行机械加工。产品的尺寸和精度，产品的尺寸(1)产品的尺寸注塑产品的尺寸主要取决于塑料品种的流动性和注塑机的规格(包括注射量、合模力、成型面积和模具固定板尺寸等)。)。在一定的设备和工艺条件下，流动性较好的塑料品种可以成型为较大尺寸的产品。相反，模制产品的尺寸相对较小。从节约原材料和能源的角度来看，只要能满足产品的使用要求，产品的结构应设计得尽可能紧凑，以使产品的整体尺寸更小。原则上，产品的壁厚取决于使用要求(尤其是机械强度要求)。然而，在设计产品时，必须注意壁厚，这一点非常重要一般来说，在满足使用要求的前提下，产品的壁厚应该尽可能的小

5、，因为壁厚太大不仅会增加原材料的消耗和生产成本，更重要的是会延缓产品在模具中的冷却速度，延长成型周期(图3-1)；此外，容易出现凹陷、缩孔和夹层等成形缺陷。然而，如果壁厚过小，不仅会影响产品的强度，还会增加注塑模填充的流动阻力，特别是对于大型产品，成型将变得非常困难。11，图3-1产品厚度和成型周期之间的关系，12，通常热塑性注射产品的最小壁厚可以在1-5 mm的范围内选择(表3-1)，但是也可以根据外部尺寸和流量比来选择(表3-2，表3-3)。在选择产品的壁厚时，还应注意以下两个问题：一方面，产品各部分的壁厚应尽可能均匀，以避免形成产品收缩不均匀等缺陷；另一方面，要求产品轮廓的多余部分必须光

6、滑，多余部分的圆角半径r与周围壁厚t的比值r/t不能太小，否则会产生更大的应力集中。表3-1注射产品的最小壁厚范围，表14，表3-2最佳壁厚，表15，表3-3壁厚与流量比，表16，(3)塑料产品因产品尺寸收缩而产生的收缩特性，产品的形状和结构影响尺寸收缩，主要表现在以下几个方面。a .如果产品的壁厚不均匀，产品的不同部分对注射成型工艺条件的适应性就不同，因此不同部分的尺寸收缩率也会不同，这最终会导致产品尺寸的较大偏差。如果产品有金属嵌件，由于嵌件的影响，其尺寸收缩比没有嵌件的产品小。在具有多个嵌件的产品中，如果嵌件分布不均匀，尺寸收缩将不均匀，导致产品尺寸偏差大。如果产品的形状和结构相对复杂，

7、简单和复杂部分的尺寸收缩会不同，因此很容易造成产品尺寸的较大偏差。产品的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。一般来说，为了降低模具的加工难度和制造模具的成本，在满足产品使用要求的前提下，产品的尺寸精度应设计得尽可能低。由于塑料和金属的性能差别很大，塑料制品的精度不能根据金属零件的公差等级来确定。目前，我国仍在使用SJ1372-78和WJ1266-81制定的塑料制品尺寸公差标准(表3-4)来设计产品精度。根据本标准，产品精度分为八个等级，其中1级和2级属于精度技术等级，仅在特殊要求下使用。嘿。19，应注意，表3-4中公差值的方向可如下处理：当基本尺寸为包容尺寸时，公差值可用作下偏差，

8、前面加“；”:当基本尺寸为包含尺寸时，公差值可用作下偏差，并以“-”号开头；当基本尺寸为中心距尺寸时，公差值取上下对称偏差的一半，前面加表示产品图纸上无公差的自由尺寸，必要时可采用标准中的8级精度处理。为了适应塑料成型工业的技术发展，产品公差的选择也可以参考一些国际标准，如美国塑料工业协会(SPI)、英国塑料协会(BPF)的塑料产品尺寸公差标准和德国标准DIN1649和DIN7710Blatt2。在这些国际标准中，DIN7710Blatt2是最完整的，其特点是将产品的尺寸公差、塑料品种和模具结构一起规定。表3-4塑料产品的尺寸公差塑料产品的精度设计也是相关的22、产品的表面质量，产品的表面质量

9、包括表面粗糙度和外观缺陷等。外观缺陷条件也包括许多内容，所以它通常也被称为外观质量。如果不考虑产品的外观缺陷情况，产品的表面质量主要由表面粗糙度决定。一般来说，塑料原料的质量、工人的操作技能水平、模具型腔表面壁的表面粗糙度等因素都会对产品的表面粗糙度产生影响，其中模具型腔表面壁的表面粗糙度影响最大。一般来说，产品所需的表面粗糙度越小，模腔的表面壁越光滑，加工模具的研磨和抛光要求越高，制造模具的难度就越大。因此，产品的表面粗糙度取决于具体情况。除了考虑使用要求外，还应更多地考虑美学条件(如日常使用等)。)。目前，注塑制品的表面粗糙度通常为Ra 0.02 Ra 1.25 ( 12 7)，模腔的表面

10、粗糙度应为制品表面粗糙度的1/2，即Ra 0.01 Ra 0.63 ( 13 8)。不同的外观缺陷，模具设计时的注意事项见表3-5。表3-5产品外观缺陷及模具设计中的注意事项为了便于脱模，防止产品表面因脱模力过大而变形，平行于脱模方向的产品内外表面应有一定的脱模斜度，如图3-2所示。图3-2显示了普通产品的脱模斜度。脱模斜度与产品形状、壁厚和收缩率有关。如果倾斜度过小，不仅脱模困难，而且脱模时产品表面容易脱落和开裂。当斜度过大时，虽然脱模方便，但往往会影响产品的尺寸精度，浪费原材料。一般来说，产品的脱模斜度约为0.1 1.5(热塑性塑料注射部分的脱模斜度至少为30)，外表面的斜度可小于内表面的

11、斜度，当产品深度较大时，应选择较小的值，否则可选择较大的值。28，图3-3注塑零件的脱模斜度，29岁。对于有脱模斜度的表面，应规定尺寸基准，如图3-3 D和D所示。对于孔的内部尺寸D，小端尺寸应满足公差要求；轴的外形尺寸D，大端尺寸应满足公差要求；这样，可以确保组装期间的互换性。另外，当产品上有雕刻的图案或标记符号时，表面应有3 5的脱模斜度，在有脱模斜度的模具上，每增加0.02毫米的蚀刻深度，脱模斜度应增加1。当壳体塑件上有多排网状孔板时，应采取4 8孔以上的倾斜度。表3-6和表3-7列出了一些塑料制品的脱模斜度，供设计参考。表3-6塑料制品常用脱模斜度。31，表3-7各种塑料产品的推荐脱模

12、斜度。32和2圆角产品上不同位置的轮廓过渡通常必须与圆角连接，不能设计成锐角，以免造成应力集中和降低产品强度，如图3-4所示。图3-4圆角，33在产品上。圆角半径将直接影响产品的应力集中程度(用应力集中系数表示)。图3-5显示了直径与厚度之比(圆角半径与周围壁厚之比)R/t与产品壁厚过渡处的应力集中系数之间的关系。对图的分析表明，当径厚比大于0.6左右时，应力集中系数较小；变化是温和的。因此，产品壁厚过渡处的径厚比选择在0.6左右更为合适。这样，既不会产生过多的应力集中，也不会产生过多的材料浪费。如果有特殊要求，直径-厚度比也可以在0.25和0.6之间选择加强筋的形状和尺寸。在图3-6所示的产

13、品上，37表示在图3-7中，高度h3t，脱模斜度=2 5，肋的顶部应该是圆角，肋的底部也必须过渡到具有圆角R的周围壁。R不应小于0.25t，肋的宽度b不应大于产品的壁厚，否则产品的壁面将凹陷(图3-7b)。通常，b可以取产品壁厚的0.5%左右，最大不应超过壁厚的70% 80%。另外，应该注意的是，钢筋的高度不能太大，否则，在大弯矩或冲击荷载下很容易损坏。为了避免较大高度的肋的损坏，只要不降低产品的强度和刚度，并且产品的形状允许，可以设置一些较小高度的肋来代替较大高度的肋。(1)在注射和充模过程中，加强筋的方向应尽可能与熔体流动方向一致，以免由于加强筋在熔体流动中的干涉而造成成型缺陷或降低产品的

14、强度和刚度。(2)如果产品需要设置许多加强筋，应注意加强筋之间的中心距离必须大于产品壁厚的两倍，各加强筋的排列应错开，以防止产品因收缩不均匀而开裂。此外，各加强筋的厚度应尽可能相同或相近，以防止因熔体流动局部集中而造成缩孔和气泡。例如，由于图3-8a中加强肋的不合理布置，在肋厚集中的地方容易出现缩孔和气泡。因此，可以替代地使用图3-8b所示的布置。40，图3-8钢筋A的错误布置和钢筋B的正确布置，(3)对于大型产品，应避免将钢筋放置在大型平面部件的中心，否则，由于熔体流动集中，平面部件容易产生流线或凹陷。图3-9大型产品上的加强肋a普通产品b具有凹槽1-凹槽2-流线的产品，42，4支承面和凹面

15、工作台(1)在设计塑料产品的支承面时，应充分保证其稳定性。因此，应注意以下事项：对于大面积的注塑产品，轻微的翘曲或变形会使底面不平。至少可以说，即使产品具有平坦的底面，它也不能与安装平面完全接触。因此，在设计产品的支撑面时，通常需要避免使用整个底面作为支撑面。常用的方法是用凸脚(三点或四点)或凸边作为支撑面，如图3-10所示。图3-10显示凸脚或凸边被用作支撑表面a的底部支撑。不正确的b凸边支撑c (1)当在产品支撑表面附近有加强肋时，肋的顶部应该比支撑表面低0.5毫米以上，如图3-11所示。44、如图3-11所示的加固和支撑面，(3)当产品配有装配凸台时，凸台应具有足够的强度，同时应避免凸台

16、周围的形状因其太小而突然改变。必要时，也可以增加带有加强肋的凸台，如图3-12、3-13、3-14和3-15所示。45，图3-12、46中用于紧固的产品凸台，图3-13、47中凸台的结构尺寸，图3-14、48中圆角上的凸台结构，图3-15中带有通孔和非通孔的凸台结构，以及图3-15、49和5中产品的加强结构。为了防止产品翘曲和变形，除了加强肋之外，还可以在产品的结构方面采取措施。例如，在图3-16中，容器产品的底部被设计成外拱形曲面、内拱形曲面和凸台形状，这不仅提高了产品的刚性和强度，还增加了产品的美观性。对于另一个例子，图3-17示出了通过加厚容器边缘来防止翘曲的情况，图3-18示出了通过部分加厚侧壁尺寸来防止侧壁翘曲的情况。图3-19是一些软塑料(例如聚酯50，图3-16容器底部加强件，图3-17容器边缘加强件，图51，图3-18侧壁加强件，图52，图3-19防止矩形薄壁容器被凹入容器侧壁的方法凹入b，c的预防措施，53，6孔塑料制品通常设