塑料制品的工艺结构设计.ppt

1、A，1，塑料产品的工艺结构设计，讲座的里波森，A，2， 汽车内外装饰结构设计和成型工艺(培训概述)1概述现代汽车塑料内外零件应用2塑料产品生产方法3塑料产品的工艺结构设计3.1注塑产品的工艺结构设计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产品的几何结构设计(注射成型的情况) 3.6空瓶成型产品3.7热压机成型产品3.8泡沫成型产品4塑料产品连接5汽车内外零件的结构设计和成型工艺示例6汽车内外零件成型工艺开发，A，3，注塑产品的工艺，注射产品的几何结构、尺寸、精度和表面质量要求，注射成型工艺和与模具结构的适应性，产品的工艺称为工艺。 对于形状结构简单、大小适中、准

2、确度低、表面质量要求不高的产品，可以认为产品成型更容易，所需的注射工艺条件比较宽松，模具结构比较简单，此时产品的公正性更好；相反，产品的工艺比例可以看作是原子比原子差。A，4，产品工艺的好坏主要取决于产品设计者，但对注射成型和模具设计有很大影响。对于工艺弱的产品，不仅要严格控制注射工艺条件，设计模具时要特别注意，如果有过失，产品可能会出现多种成型缺陷。因此，每个模具设计者也必须对产品的设计方法和工艺有清楚的了解，以便在开始模具设计之前仔细检查和分析产品的工艺特性。这样可以适当地确定产品所需的模具结构和模具精度。A，5，判断产品工艺好坏的方法大体上与生产经验有关。加强对产品工艺性好坏的理解，大部

3、分属于定性经验总结或说明，要学好这方面的知识和技能，还必须不断在生产中积累观察和经验。A，6，确保产品设计的基本原则，1形状大小和精度，物理机械性能等产品使用要求，在选择便宜、成型性能好的塑料的同时，要追求产品形态、简单结构和壁厚均匀性。2为了使模具结构易于成型，设计产品形状和结构时，应考虑尽可能容易地制造模具的方法。A、7、3 7、3是旨在帮助模具分割、排气、收缩和冷却的产品外观。4设计产品时，成型时也要注意方向问题。除非有特殊要求，否则应尽量避免产品明显的各向异性。否则，除了影响产品的使用性能外，各方面的收缩差异很容易导致产品的翘曲变形。5产品成型前后的辅助工作量应最小化，技术要求应最小化

4、，成型后最好不要再加工。A，8，产品的大小和准确度，1产品的大小(1)产品的泡沫大小注塑产品的泡沫大小大小大小主要取决于塑料品种的流动性和注塑机规格(包括注射量、夹紧力、成型面积和模具固定板大小等)。在特定设备和工艺条件下流动性好的塑料品种可以成型更大尺寸的产品；相反，成型产品的尺寸比较小。从原材料和节能的角度来看，如果能满足产品的使用要求，一般应尽量设计紧凑的产品结构，使产品尺寸小型化。a、9、(2)产品壁厚原则上，产品壁厚由使用要求(尤其是机械强度要求)决定，但设计产品必须注意对注射成型生产有重要影响的壁厚。此壁厚与注射成型中的熔体流动、硬化成型中的冷却速度和时间、产品的成型质量、产品的原

5、料和生产效率密切相关。因此，更改产品的壁厚大小往往会大大改变产品的公正性。、A、10，通常产品壁厚度应尽可能小。壁厚过大不仅会增加原材料消耗，增加生产成本，还会延迟模具内产品的冷却速度，从而延长成型周期(图3-1)。也容易出现凹陷、收缩、三明治等成型缺陷。但是，壁厚太小不仅会影响产品强度，还会增加注射成型流动阻力。特别是大型产品，成型会变得很困难。A，11，图3-1产品厚度和成型周期之间的关系，A，12，通常热塑性注射产品的最小壁厚可以在1-5mm的范围内选择(表3-1)，但是也可以根据外形规格和流动速率进行选择(表3-2，表3-3)选择产品壁厚时要注意以下两个问题：一种是希望整个产品的壁厚均

6、匀，以免产品出现不均匀的收缩等成型缺陷。另一方面，产品轮廓必须过度平滑，超出圆角半径r和周围壁厚t的比率r/t不应过小。否则，应力集中会更大。A，13，表3-1注射产品的最小壁厚范围，A，14，表3-2产品的最佳壁厚，A，15，表3-3产品壁厚与流动比，A，16，(3)产品尺寸收缩塑料产品的收缩特性如果a产品的壁厚不均匀，注射成型的加工条件在整个产品中会不同地适应，因此尺寸收缩会产生差异，从而导致产品尺寸发生更多偏差。a、17、b产品中存在金属嵌件时，由于嵌件的影响，尺寸比镶件小。对于具有多个镶件的产品，如果镶件分布不均匀，尺寸将缩小或不均匀，结果产品中的尺寸偏差很大。如果c产品的形状结构更复

7、杂，则产品尺寸很容易发生重大偏差，因为结构简单和复杂时的尺寸收缩不同。A，18，2产品尺寸精度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模具制造成本，在满足产品使用要求的同时，尽量降低产品的尺寸精度。塑料和金属的性能差别很大，因此塑料产品不能根据金属零件的公差等级来确定准确度。注射成型零件的尺寸公差目前在国内使用SJ1372-78原始4捐赠和WJ1266-81原始5捐赠制定的塑料产品尺寸公差标准(表3-4)设计产品精度，产品精度分为8个等级，其中1、2等级是精密技术等级，仅用于特殊要求。必须注意，A、19可以按以下方式处理表3-4中公差值的方向：如

8、果尺寸包含基本尺寸，则公差值为下偏差，前面带有 。如果基本尺寸是包含尺寸，则公差值可以用作下偏差，前面带有“-”。如果基本尺寸是中心尺寸，公差值将用作上下对称偏差，前面带有 。如果需要，对不包含公差的WIP表中的自由尺寸执行标准级别8精度处理。为了适应塑料成型行业的技术发展，产品公差还可以参考美国塑料产业协会(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等国际标准。在这些国际标准中，DIN7710Blatt2是最完整的，并同时规定了产品的尺寸公差、塑料品种和模具结构。A，20，表3-4塑料产品的尺寸公差，A，21，塑料产品的精密设计

9、也与塑料品种有关，随着各种塑料收缩率的变化，原4机械标准将各种塑料的公差等级分为高精度、一般精度和低精度。还实现了工程塑料成型塑料零件的尺寸公差GB/t 1446-93。该标准规定了热硬化性和热塑性工程塑料成型零件的尺寸公差。适用于注塑、压缩、传递和铸造成型的工程塑料成型，不适用于挤出成型。A，22，产品的表面质量，产品的表面质量包括表面粗糙度和表面缺陷状态等。其中表观缺陷状态包含很多内容，所以通常也称为表观质量。如果不考虑产品的表面缺陷状态，产品的表面质量主要由表面粗糙度决定。一般而言，塑料原材料的质量、工人技术水平和型腔表壁的表面粗糙度等因素会影响型腔表壁的表面粗糙度，因为型腔表壁的表面粗

10、糙度影响最大。A，23，一般情况下，产品所需的表面粗糙度值越小，腔表壁就越软，模具加工时对磨削和抛光操作的要求越高，模具制造的困难也就越大。因此，产品的表面粗糙度是上下文相关的，一般除了使用要求外，还要考虑更多美丽的情况，例如一天等。当前注射产品的表面粗糙度通常为ra 0.02到ra 1.25(；12到；7)，型腔表壁的表面粗糙度为产品的一半，即ra 0.01到ra 0.63(；13到8)对于其他表面缺陷，设计模具时需要考虑的事项见表3-5。A，24，表3-5设计产品的表观缺陷和模具时需要注意的事项，A，25，产品的形态结构，1脱模斜度在脱模之前将冲压成型(型芯)或型腔中的其他突起紧紧包裹起来

11、，因为注射产品在冷却过程中收缩。为了便于脱模，防止因脱模力引起的拉伸产品表面过度，产品内外表面应具有一定的脱模斜度，与脱模方向平行，如图3-2所示。A，26，图3-2公共产品剥离坡度，A，27，剥离坡度大小与产品形状、壁厚和收缩率有关。小时间倾斜不仅难以剥离，而且在剥离过程中，产品表面容易丢失和破裂；坡度太大，剥离方便，但影响产品尺寸精度，浪费原材料的情况较多。通常，产品的剥离坡度约为0.1到1.5(热塑性注射成型零件的剥离坡度至少为30 )，如果外部表面坡度小于内部表面坡度，产品深度大于，则应选择较小的值，反之亦然。A，28，图3-3注射成型零件的剥离坡度，A，29，对于具有剥离坡度的表面，

12、必须指定标注准则，如图3-3中的d和d所示。对于孔类的内部尺寸d，必须确保小端尺寸满足公差要求。对于轴尺寸d，必须确保大端点尺寸满足公差要求。这样才能保证组装时的可交换性。此外，曲面必须具有3到5的剥离坡度和0.02mm的倾斜模上的蚀刻深度，剥离坡度相应地增加1。薄壳塑胶零件具有网形式的孔口时，使用4 8以上的孔拔模。A，30，表3-6，表3-7列出了设计时可以参考的某些塑料产品的脱模斜度。表3-6塑料产品常用的脱模斜度，A，31，表3-7各种塑料产品建议的脱模斜度，A，32，2圆角产品的轮廓过渡中通常应连接成圆角，并且不应设计为尖角，以免引起应力集中和降低产品强度，如图3-4所示。图3-4产

13、品中圆角、A、33、圆角半径的大小直接影响由应力集中系数表示的产品中的应力集中程度。图3-5显示了产品壁厚过渡中直径厚度的比率(圆角半径与周围壁厚的比率)R/t与应力集中系数的关系。分析此图，可以看出如果直径厚度比大于0.6，则应力集中系数较小。变化是缓慢的。因此，产品壁厚转换中的直径厚度比选择0.6左右更合适。这样可以避免过度的应力集中或过度的材料浪费。考虑到特定产品结构的特定要求，直径厚度比也可以在0.25到0.6之间选择。A，34，图3-5是厚度比应力集中的影响，A，35，3加强板产品中加强板设计(图3-6 b，d)的主要目的是在不增加产品壁厚的情况下提高产品的强度和刚度，防止产品变形。

14、此外，适当选择加强筋的位置可以提高塑料熔体的流动性，并防止泡沫、收缩和下陷等成型缺陷。A，36，图3-6产品的肋、A，37，加强板的形状尺寸如图3-7所示，高度h3t，剥离坡度=2 5，肋顶部必须是圆角，肋底部也必须使用圆角r转换为周围的壁部分。r必须小于0.25t，筋宽度b不能大于产品壁厚度。否则，产品的墙面将下陷(图3-7b)。一般情况下，不要超过b优选产品壁厚的0.5%，最大壁厚的70%到80%。此外，加强筋的高度不能太大。否则，在较大的弯矩或冲击载荷下，力可能会损坏。若要避免高度大的肋损坏，您可以在WIP造型允许的情况下设定更多高度小的肋，以取代高度大的肋，而不会降低产品的强度和刚性。

15、A，38，图3-7加强板的尺寸A设计不正确请注意以下位置设计b，A，39，加强筋：(1)加强筋的方向必须尽可能与注射成型时熔体的流动方向一致，以便熔体的流动不会因加强筋的干涉而降低成型缺陷或产品的强度和刚度。(2)如果产品需要设置大量加强筋，除了加强筋之间的中心距离必须至少为产品壁厚的两倍外，为了防止不均匀收缩导致产品破裂，必须相互错开每个加强筋的排列。此外，每个加强筋的厚度必须尽可能接近或相等，以防止熔体部分集中引起的收缩和气泡。例如，由于图3-8a中的加强板排列不正确，因此在加强筋厚度组的位置容易发生收缩和气泡，因此，可以改为使用图3-8b所示的加强板形状。A、40、图3-8钢筋的供应A不

16、正确的b、A、41、(3)对于大型产品，不应将加强板放置在大平面部分的中心。否则，由于熔体流动集中，平面部分很容易出现流动模式或下陷。图3-9大型产品的加强肋A普通产品b瓦楞纸板产品1-瓦楞纸板，A，42，4支撑表面和凹台(1)塑料产品的支撑面设计时，必须充分保证稳定性，并考虑以下事项：对于较宽的注射产品，底面可能会稍微弯曲或变形。即使产品的底面是平的，也不能与布局平面完全接触。因此，设计产品的支撑面时，通常不要使用整个底面作为支撑面。典型的方法是使用挤出的底脚(三点或四点)或凸边作为支撑面，如图3-10所示。A，43，图3-10将挤出的底面或凸边用作支撑面A的错误b凸边支撑c底部支撑，如图3

17、-11所示，并且(1)产品支撑面附近有加强板，则加强板顶部必须比支撑短0.5mm以上，如图3-11所示。A，44，图3-11加强板和支撑面，(3)如果产品具有装配凸柱，则凸柱必须具有足够的强度，并且凸柱的大小太小，因此必须防止其周围发生造型转移。如果需要，还可以使用加强筋添加凸柱，例如图3-12、3-13、3-14、3-15。A，45，图3-12固定产品凸台，A，46，图3-13凸台的结构尺寸，A，47，图3-14主角的凸台结构，A，48，图3-15通孔和无孔凸台结构例如，在图3-16中，将容器产品的底部设计为外部拱曲面、内部拱曲面和凸台，以提高产品的刚度和强度，提高产品的美观性。再次，图3-17是加强容器边缘以防止变形的情况，图3-18是为了防止侧壁变形而部