注塑模具基础知识2

1、第二章塑料零件设计，学习目的和要求第一节塑料零件设计的基本原则第二节塑料零件的形状和结构设计第三节螺钉塑料零件设计第四节齿轮塑料零件设计第五节塑料零件的尺寸精度和表面粗糙度，学习的目的和要求， 了解塑料零件设计的基本原则了解塑料零件整形工艺特性和模具结构关系了解塑料零件外观结构和模具结构之间的关系了解螺纹塑料零件、齿轮塑料零件的结构设计了解塑料零件的尺寸精度和表面粗糙度的含义可以准确选择塑料零件的尺寸精度和表面粗糙度的含义。 第一节塑料零件设计的基本原则注射产品的外观结构、大小、精度和表面质量要求、注射整形工艺以及与模具结构的适应性，称为产品工艺。如果产品的形状结构简单，大小适中，精度低，表面

2、质量要求不高，成型产品比较容易，所需的注射工艺条件比较宽松，模具结构比较简单，这时可以认为产品的工艺性比较好。相反，可以认为产品的工艺性不好。为了制造理想的塑料产品，除了选择合适的塑料品种外，还要考虑塑料产品的工艺性。塑料产品的工艺性与模具设计密切相关，但模具是根据产品设计的，因此产品设计必须能够适应模具工艺要求，才能设计合理的模具结构。由于与塑料的物理特性、化学性能和其他材料不同，注射塑料产品的设计和整形加工以及模具设计也有其独特的方面。设计结构合理、形状美观、经济实惠、耐用的塑料产品，不仅要考虑塑料本身的特性，还要考虑塑料成型的工艺、模具结构、产品使用环境和产品的经济效益。设计工艺良好、符

3、合使用要求的塑料部件，必须遵守以下基本原则：1设计塑料零件时，必须考虑原材料的整形工艺特性，如流动性、收缩率等。2为了确保产品使用要求(例如使用性能、物理和机械性能、电气性能、耐化学性、耐热性等)，零件外观、结构简单，壁厚必须均匀。3设计产品形状和结构时，应考虑模具的整体结构，使模具结构简单易行，以便尽可能容易地成型。4设计的产品外观应有助于模具分割、排气、收缩和冷却。5产品整形前后的辅助工作量要最小化，技术要求要尽量降低，整形后不要再加工。6设计产品时还要注意整形中的方向问题，除非有特殊要求，否则应避免产品明显的各向异性。(David aser，Northern Exposure(美国电视电

4、视剧)，如果不这样做，除了影响产品的实际性能外，各个方向的收缩差异还容易导致产品翘曲。塑料造型和结构设计的第二部分，塑料造型和结构设计的主要内容包括塑料造型、壁厚、坡度、加强筋、支承面、圆角、孔、镶件、文本、符号和标记。2.2.1塑料造型塑料零件的造型必须简单，以避免侧表面的凹凸和侧孔，而不影响使用要求。这样可以直接从型腔顶出，以避免模具结构的复杂性。由于使用要求，某些需要侧凹、凸或侧孔的塑料部件可以通过适当的设计避免侧型芯拉形，如图2-1所示。图2-1(a)显示了具有侧凹凸图案的塑料部件。主要用于增加旋转时与人力的摩擦(如家用电器、仪表的旋转扭转)。方案(B)直线回避方案(A)可以使用菱形图

5、案。图2-1(c)所示的塑料部件的侧面底部有孔，主要用于排出液体，可以使用设计方案(D)来避免方案(C)。图2-1(e)，(F)示出杯子、手柄部分是情景(E)，整形后手柄部分需要侧分割和核心拉取。切换到方案(F)可以避免侧面分割和抽芯。如果允许，图2-1(g)中所示的圆柱形塑料零件(侧壁有孔)可以倾斜塑料侧壁，并将侧孔更改为(H)中所示的形状，以防止侧孔的抽芯。因为侧孔可以由上下两个主型芯对接形成。如果塑料零件必须具有侧凹或侧凸，但侧凹或侧凸大小较小，请考虑是否可以在没有侧分和抽芯方法的情况下直接从模具中顶出塑料零件。如果可能，侧凹或侧凸尺寸可以小到什么程度？在此引入重要的概念和方法，即强制脱

6、模。强制脱模：使用脱模板脱模机构将具有侧凹或侧凸的塑料零件从模具中强行顶出的方法称为强制脱模，强制脱模要求侧凸浅塑料零件中使用的材料在更柔软、更坚硬或更灵活的模具结构中具有弹性变形空间。对于需要强制脱模的塑料零件(如图2-2所示)，将内部凹槽相对深度、外部凹槽相对深度计算为内部凹槽相对深度2-1外部凹槽相对深度2-2、2.2脱模斜度。塑料零件表面必须具有恒定的斜度，与脱模方向平行，以便塑料零件可以轻松地离开型腔。牙齿倾斜称为剥离，必须以保持坡度方向、可塑性零件的内部曲面以小端点(即确保半径基本标注)为基础、以延伸方向为基础、可塑性零件的外部曲面以大端点(确保半径基本标注)为基础，以及以缩小方向

7、为基础(如图2-3所示)。脱模斜度取决于零件外观、塑料类型、模具结构、表面加工程度、加工方向等。通常，脱发斜度最好为130160 (21)。在允许范围内取较大值会使顶出更容易，因此应尽可能使用较大的剥离坡度。塑料零件的尺寸精度要求越高，脱发斜度越小。如果塑料零件是轴，则必须确保大端大小，坡度在小方向上。如果可塑性零件是孔，则必须确保小端大小、大坡度方向。其目的是确保修理模具整形部件的余量，并留下足够的维修余量。设计塑料零件时，如果未指定拔模，则模具设计必须考虑拔模斜度。模具的脱模斜度保持方向是型芯相对于小端沿延伸方向。母模仁以较大的一端为基准，朝缩小的方向取。此倾斜方向有助于修剪型芯和型腔半径

8、尺寸。必须在塑料零件的半径尺寸公差内选择坡度尺寸。如果塑料零件的尺寸精度与脱模斜度无关，则应选择尽可能大的脱模斜度。如果塑料零件的尺寸精度必须严格，则可以在尺寸公差内确定更合适的脱模斜度。打开模具和分离塑料零件时，希望塑料零件保留在具有脱模装置的模具的一侧。如果可塑性零件必须保留在公模仁中，则可塑性零件的内部表面剥离拔模必须小于外部表面。相反，如果可塑性零件必须保留在母模仁内，则外部曲面的剥离拔模必须小于内部曲面的剥离拔模。如果塑料零件保留在型腔内部，但塑料零件的内腔形状复杂，可能保留在型芯中，则如果塑料零件沿脱模方向的外部曲面长度小于10 15mm，则可能不会在该曲面上设置脱模斜度。如果塑料

9、零件的外部曲面长度小于34mm，则建议使用与剥离方向相反的剥离拔模斜度。塑料零件的脱模斜度可以通过三种茄子方法标注：线性尺寸、角度和比例。线性尺寸剥离倾斜的图例使用角度以比例尺寸标注表示法显示剥离倾斜，如图2-4(c)所示，如图2-4(a)所示。使用线性尺寸方法，您可以直接提供与塑料零件的相应曲面高度或长度相关的特定坡度值。使用角度表达，模具零件的加工非常方便，无需转换，因此应用非常普遍。以比率1: 50、1: 100等比率表示剥离倾斜非常直观，无需计算即可确定剥离倾斜的大小，无需在塑料零件图中夸大倾斜而进行扭曲。比率方法的缺点是剥离坡度的缺点是只能选择严格的比例值。表2-2表2-4是设计塑料

10、零件时可参考的典型塑料的脱模斜度建议值。防止2.2.3塑料零件变形的措施，1拐角处的圆角R容易产生内部应力，绝对强度低，因此熔体容易流动，需要在拐角处添加圆角R以避免应力集中，圆角R的值必须大于金属零件上的圆角。应力集中系数和R/A之间的关系如图2-5所示。在塑料零件内外表面的拐角上设计圆角时，必须确定内外圆角半径(如图2-6所示)，以确保塑料零件壁厚均匀。将肋加入至2加强肋塑料零件的目的是增加可塑性零件的刚性，而不增加可塑性零件的壁厚，从而防止可塑性零件变形。加强筋设计的基本要求是加强筋方向不应妨碍剥离，加强筋设置不应显着增加塑料壁厚度的均匀性，加强筋本身必须具有大于塑料零件主体部分的加强筋

11、拔模斜度等。图2-7显示了加强筋设计的两个茄子典型方案的比较。图(A)中所示的设计方案更好，而图(B)中所示的方案不可取，因为可以过多地增加加强筋底座和塑料零件实体连接处的壁厚，容易产生A中的凹陷等缺陷。在塑料零件中，加强筋的加强筋方向不应妨碍塑料填充时的流动和塑料收缩。否则，会产生可塑性零件的内部应力，并且可塑性零件可能会翘曲。图2-8显示了同一个塑料零件结束肋方向设计的两个茄子方案比较。这是因为牙齿期间方案(A)很好，方案(B)中的筋妨碍了塑料收缩，方案(B)中的筋妨碍了塑料收缩(图中箭头所示的方向是塑料收缩的方向)。钢筋广泛应用于塑料部件，如图2-9所示。在旋转框中设置钢筋的具体示例，如

12、图2-9所示。3其他措施用于塑料零件结构保留点，还有其他提高塑料零件刚度的方法，如图2-10、2-11、2-12所示。图2-10说明了如何通过适合于盖子、外壳、集装箱等塑料部件的拱形增加刚度。图2-11显示了如何使用拱形、弯曲或波状墙面提高刚度，适用于表面较大的塑料零件。薄壁容器的上边缘不仅增加了边缘刚度，还增加了塑料部件的美感，如图2-12所示。2.2.4壁厚和壁厚均匀性，塑料壁厚设计的基本标准是塑料零件的使用要求，例如强度、刚度、绝缘、重量、尺寸稳定性以及与其他零件的装配关系。壁厚设计还必须考虑塑料零件整形(例如熔体的流动阻力、顶出时的强度和刚度)的工艺要求。如果满足工作要求和工艺要求，塑

13、料零件壁厚设计必须遵循以下两个茄子基本原则：1通过最小化壁厚减小壁厚，不仅可以节约材料，节约能源，还可以缩短整形周期。塑料是导热系数较小的材料，由于壁厚的少量增加，塑料零件在腔内冷却和凝固的时间大大增加。厚壁塑料零件易于生成表面凹陷和内部收缩，这有助于减小塑料壁厚度并获得质量高的塑料零件。热塑性零件的壁厚通常在14mm之间，表2-5列出了热塑性零件的最小壁厚和建议的壁厚。热固性塑料零件的壁厚通常在16mm之间，表2-6是建议的热固性塑料壁厚值，具体取决于外形规格。2如果壁厚均匀塑料壁厚不均匀，则成型各部分所需的冷却时间不同，收缩率也不同，因此容易发生塑料零件的内部应力和翘曲变形，因此设计塑料零

14、件时应尽量减小各部分壁厚差异。通常，壁厚差异应保持在30以内。图2-13是由于壁厚不平衡而引起的塑料零件变形的示例。如果塑料零件结构引起的壁厚差异过大，则有两种茄子方法可以减小壁厚差异。(1)您可以将塑料零件调整得太厚，如图2-14(b)、(d)、(f)所示。(2)可以分解塑料部件。也就是说，可以将一个塑料零件设计为两个塑料零件。在不得已的情况下，请使用牙齿方法。还必须指出，壁厚与过程密切相关。过程是熔体从浇口流向型腔的距离。实验证明，在一定条件下，过程和产品壁厚成直线关系。产品壁厚越厚，允许的过程越长。相反，产品的壁厚越薄，允许的过程就越短。壁厚和过程的关系可以估计如下。流动性好的塑料(例如

15、聚乙烯、尼龙等):(2-3)流动性好的中间塑料(例如聚甲基丙烯酸酯、聚甲醛等)(2-4)流动性低的塑料(例如聚碳酸酯、聚雪纺等)如果不符合公式要求，则必须增加壁厚或添加浇口，并更改浇口位置以满足造型要求。考虑使用公式、2-3、2-4、2-5计算的壁厚值是设计塑料零件时的最大值还是最小值。如果使用2.2.5塑料零件的整个底面作为支撑面，则不仅可以凹入塑料零件的底面，还可以设置加强筋以提高塑料零件的基准效果，还可以延长塑料零件的使用寿命，如图2-15(b)，(c)所示。2.2.6塑料零件中的孔、塑料零件中各种形式的孔(例如通孔、百叶帘孔、螺纹孔等)应尽可能开在不降低塑料零件机械强度的部分，孔造型也

16、应努力避免模具制造过程复杂化。孔间距和从孔到产品边的距离通常应大于孔直径，如图2-16所示。建议孔间距至少为孔直径的两倍。从孔到产品边缘的距离最好是孔直径的3倍以上。如果孔直径大于10mm，则可能小于孔直径。孔整形方法与形状和大小大小有关。对于浅通孔，可以使用一端固定的型芯成形，如图2-17(a)所示。对于深通孔，如图2-17(b)所示，可以使用两个对接型芯形成形状，但是为了防止上下侧的孔直径增大到0.5mm以上，可以轻松地偏心上孔和下孔。盲孔只能使用固定的型芯段进行成型，如果孔直径小但深度大，则熔体流动不平衡可能会导致型芯弯曲或断裂。因此，可成型的百叶帘孔的深度与直径相关，可在设计时参照图2

17、-18的值。对于相对复杂的孔形状，可以使用图2-19中列出的方法创建形状。2.2.7镶块，由于应用要求，塑料部件上经常镶嵌各种形式的金属镶块。塑料零件中镶件设计的基本要求是使用塑料零件时镶件不会分离。金属嵌件的种类和形式很多，但为了不被牢牢地钉在塑料零件内拔出，表面必须加工成凹槽或轧辊，或加工成各种特殊形状。图2-20显示了多个金属插入的一般外观。金属嵌件周围的塑料壁厚取决于塑料零件的种类、塑料的收缩率、塑料与镶件金属的膨胀系数差异、镶件的形状等，但是金属嵌件周围的塑料壁厚越大，塑料零件破裂的可能性就越小。在常用塑料零件中，金属镶件周围的最小壁厚(请参见表2-7)。设计金属镶件的基本原则如下：

18、1金属镶件的周围必须倒角，以减少周围塑料冷却时产生的应力集中。当双镶件位于塑料零件的凸零件上时，包含的深度必须大于凸零件的高度，以确保适当的塑料零件机械强度。3内螺纹镶件的高度必须低于型腔的整形高度0.05mm，以防止镶件和型腔破碎。4外螺纹插入必须与无螺纹部分中的模具配合。否则，熔体材料会渗透到螺纹部分。5嵌线高度不能超过直径的两倍，高度必须有公差要求。6嵌件应在模具内准确定位，并防止溢流，如图2-21、2-22所示。是典型镶件和塑料零件的连接形式，如图2-23、2-24、2-25所示。2.2.8标签、符号、图案、文本和塑料部件通常包含旨在装饰产品型号、名称、部分文本说明和美丽的图案图案。建议牙齿所有文本图案都拉伸到塑料零件上。一个漂亮，另一个容易制作模具，但是凸文本图案容易磨损。将这些文本图案等凹进塑料零件表面，磨损不容易，但不美观，模具也难以加工。因为形成凹