塑料制品結(jié)構(gòu)

1、塑料制品結(jié)構(gòu)本章基本內(nèi)容塑件尺寸、精度及表面質(zhì)量塑件的形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對塑件材料的要求 學(xué)習(xí)的目的與要求學(xué)習(xí)的目的與要求掌握塑件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則熟悉塑料制品的設(shè)計(jì)程序本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 對塑件的尺寸、精度及表面質(zhì)量的理解塑件形狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)螺紋塑件及帶嵌件塑件的設(shè)計(jì)本章難點(diǎn)本章難點(diǎn)對塑件成型工藝性、塑件的形狀結(jié)構(gòu)與模具結(jié)構(gòu)的關(guān)系的理解第一節(jié)第一節(jié) 制品的材料和幾何形狀制品的材料和幾何形狀 一、制品的材料選擇一、制品的材料選擇 塑料制品的選材應(yīng)當(dāng)考慮如下幾個(gè)方面的性能，以塑料制品的選材應(yīng)當(dāng)考慮如下幾個(gè)方面的性能，以判斷其是否能夠滿足使用要求。判斷其是否能夠滿足使用要求。1）塑料的力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛性、韌

2、性、彈性、）塑料的力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛性、韌性、彈性、彎曲性能。彎曲性能。2）塑料的物理性能，如對使用環(huán)境溫度變化的）塑料的物理性能，如對使用環(huán)境溫度變化的適應(yīng)性、光學(xué)性能、絕熱或電氣絕緣的程度、精適應(yīng)性、光學(xué)性能、絕熱或電氣絕緣的程度、精加工和外觀的完滿程度等。加工和外觀的完滿程度等。3）塑料的化學(xué)性能，如對接觸物（水、溶劑、油、藥品）塑料的化學(xué)性能，如對接觸物（水、溶劑、油、藥品）的耐性、衛(wèi)生程度以及使用上的安全性等。的耐性、衛(wèi)生程度以及使用上的安全性等。4）必要的精度，如收縮率的大小及各向收縮率的差）必要的精度，如收縮率的大小及各向收縮率的差異。異。5）成型工藝性，如塑料的流動性、結(jié)晶性

3、、）成型工藝性，如塑料的流動性、結(jié)晶性、熱敏性等。熱敏性等。耐熱好，可制造耐熱性餐具。耐熱好，可制造耐熱性餐具。例如：聚丙烯和高密度聚乙烯比較例如：聚丙烯和高密度聚乙烯比較聚丙烯：聚丙烯： 收縮率小、制品細(xì)小部分的清晰度好、表面可制收縮率小、制品細(xì)小部分的清晰度好、表面可制成皮革圖案；成皮革圖案；透明性好，如制作注射器、吹塑容器；透明性好，如制作注射器、吹塑容器；尺寸穩(wěn)定好，可制造較大平面的薄壁制品；尺寸穩(wěn)定好，可制造較大平面的薄壁制品；光澤性好、外觀漂亮；光澤性好、外觀漂亮；高密度聚乙烯：高密度聚乙烯： 耐沖擊性能強(qiáng)，低溫下韌性好，耐沖擊性能強(qiáng)，低溫下韌性好， 適合制造寒冷地適合制造寒冷地區(qū)

4、使用的貨箱及冷藏室中使用的制品；區(qū)使用的貨箱及冷藏室中使用的制品； 適應(yīng)氣候的能力強(qiáng)，如啤酒瓶周轉(zhuǎn)箱，室外垃適應(yīng)氣候的能力強(qiáng)，如啤酒瓶周轉(zhuǎn)箱，室外垃圾箱等?；涞取６?、成型工藝對制品幾何形狀的要求二、成型工藝對制品幾何形狀的要求塑料制品的內(nèi)外形狀塑料制品的內(nèi)外形狀脫模斜度脫模斜度制品壁厚制品壁厚加強(qiáng)肋加強(qiáng)肋圓角圓角孔孔支承面支承面標(biāo)志及花紋標(biāo)志及花紋1. 塑料制品的內(nèi)外形狀塑料制品的內(nèi)外形狀 2. 脫模斜度脫模斜度 一般取一般取0.5，最小為，最小為1520。 脫模斜度與塑料的品種、制品的形狀及脫模斜度與塑料的品種、制品的形狀及模具的結(jié)構(gòu)等有關(guān)。模具的結(jié)構(gòu)等有關(guān)。 1）聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙

5、烯）聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯 30 1 2）ABS、尼龍、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚、尼龍、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚 40 130 3）硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯乙烯、有機(jī)）硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃玻璃 50 2 4）熱固性塑料）熱固性塑料 20 1各種塑料的脫模斜度如下：各種塑料的脫模斜度如下： 選擇具體的脫模斜度時(shí)，注意以下原則：選擇具體的脫模斜度時(shí)，注意以下原則： 1）制品尺寸公差允許，脫模斜度取大值。）制品尺寸公差允許，脫模斜度取大值。 2）熱塑性塑料的脫模斜度大，熱固性小。）熱塑性塑料的脫模斜度大，熱固性小。 3）壁厚大，收縮量大，脫模斜度大。）壁厚大，收

6、縮量大，脫模斜度大。 4）較高、較大的制品，脫模斜度小。）較高、較大的制品，脫模斜度小。 5）高精度制品，脫模斜度小。）高精度制品，脫模斜度小。 6）制品高度很小，脫模斜度為零。）制品高度很小，脫模斜度為零。 7）脫模后制品留在型芯一邊，型芯斜度小。）脫模后制品留在型芯一邊，型芯斜度小。 8）內(nèi)孔以小端為基準(zhǔn)，斜度由擴(kuò)大方向取得；）內(nèi)孔以小端為基準(zhǔn)，斜度由擴(kuò)大方向取得； 外形以大端為基準(zhǔn)，斜度由縮小方向取得。外形以大端為基準(zhǔn)，斜度由縮小方向取得。3. 制品壁厚制品壁厚（1）制品必須有足夠的強(qiáng)度和剛度；）制品必須有足夠的強(qiáng)度和剛度；（2）塑料在成型時(shí)有良好的流動狀態(tài)；）塑料在成型時(shí)有良好的流動狀

7、態(tài)；（3）脫模；）脫模； （4）壁厚均勻，否則使制品變形或產(chǎn)生縮孔、凹陷）壁厚均勻，否則使制品變形或產(chǎn)生縮孔、凹陷及填充不足等缺陷。及填充不足等缺陷。 （5）熱固性塑料的小型塑件，壁厚?。峁绦运芰系男⌒退芗?，壁厚取1.62.5mm，大型，大型塑件取塑件取3.28mm。 （6）熱塑性塑料的小型制件，壁厚?。崴苄运芰系男⌒椭萍?，壁厚取1.752.30mm，大型制件，大型制件2.46.5mm。4. 加強(qiáng)肋加強(qiáng)肋增加塑件的強(qiáng)度和避免塑件翹曲變形。增加塑件的強(qiáng)度和避免塑件翹曲變形。加強(qiáng)肋的設(shè)計(jì)原則：加強(qiáng)肋的設(shè)計(jì)原則：（1）加強(qiáng)肋）加強(qiáng)肋 壁厚，壁厚，b （0.5 0.7）；（2）足夠的斜度，）足夠的

8、斜度，= 4 10 ；（3）圓角，）圓角，R =/ /8；（4）高度小，數(shù)量多，）高度小，數(shù)量多，L 3。其他防變形結(jié)構(gòu)：其他防變形結(jié)構(gòu)：5. 支承面及凸臺支承面及凸臺底腳（三點(diǎn)或四點(diǎn)）支承或邊框支承。底腳（三點(diǎn)或四點(diǎn)）支承或邊框支承。6. 圓角圓角應(yīng)力集中，應(yīng)力集中，尖角：尖角：圓角半徑：圓角半徑：圓角有利于塑料充型流動。圓角有利于塑料充型流動。圓角會導(dǎo)致凹模型腔加工復(fù)雜，圓角會導(dǎo)致凹模型腔加工復(fù)雜，塑件破裂，塑件破裂，模具熱處理時(shí)淬裂。模具熱處理時(shí)淬裂。壁厚的壁厚的1/ /3以上。以上。使鉗工勞動量增加。使鉗工勞動量增加。7. 孔的設(shè)計(jì)孔的設(shè)計(jì) a. 孔的位置孔的位置孔間距孔間距孔邊距孔邊

9、距b. 孔的形狀孔的形狀c. 孔的邊緣孔的邊緣d. 通孔的成型方法通孔的成型方法e. 復(fù)雜孔的成型方法復(fù)雜孔的成型方法8. 飾紋、文字、符號及標(biāo)記飾紋、文字、符號及標(biāo)記 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：a. 脫模脫模 b. 模具易于加工模具易于加工文字可用刻字機(jī)刻制文字可用刻字機(jī)刻制圖案可用手工雕或電加工等，圖案可用手工雕或電加工等， c. 標(biāo)記的凸出高度標(biāo)記的凸出高度0.2mm，線條寬度，線條寬度 0.3mm ，兩條線的間距兩條線的間距0.4mm，標(biāo)記的脫模斜度，標(biāo)記的脫模斜度 10。 第二節(jié)第二節(jié) 螺紋與齒輪設(shè)計(jì)螺紋與齒輪設(shè)計(jì)一、一、 塑料螺紋設(shè)計(jì)塑料螺紋設(shè)計(jì)1. 成型的螺紋精度低于成型的螺紋精度低于

10、3級。級。2. 金屬螺紋嵌件。金屬螺紋嵌件。3. 塑料螺紋螺牙尺寸應(yīng)較大。塑料螺紋螺牙尺寸應(yīng)較大。4. 塑料螺紋的外徑塑料螺紋的外徑4mm，內(nèi)徑，內(nèi)徑 2mm。 5. 螺孔始端有螺孔始端有0.2 0.8mm的臺階孔，的臺階孔，螺紋末端螺紋末端 0.2mm的距離。的距離。螺紋公稱直徑 螺距P （mm） (mm) 1020 2 2 4 2034 2 4 6 3452 3 6 8 52 3 8 10 塑料螺紋始末部分的尺寸二、塑料齒輪設(shè)計(jì)二、塑料齒輪設(shè)計(jì)齒輪的塑料：尼龍、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜等。齒輪的塑料：尼龍、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜等。1）h1= 3 h2）H1 H3）H2 H H2 D4）D1

11、= （1.53）D第三節(jié)第三節(jié) 金屬嵌件的設(shè)計(jì)金屬嵌件的設(shè)計(jì)一、一、 金屬嵌件的形式金屬嵌件的形式二、金屬嵌件的設(shè)計(jì)原則二、金屬嵌件的設(shè)計(jì)原則 1）圓形或?qū)ΨQ形狀；）圓形或?qū)ΨQ形狀；2）壁厚（金屬嵌件周圍的塑料層厚度）；）壁厚（金屬嵌件周圍的塑料層厚度）； 3）倒角；）倒角；4）定位；）定位；5）自由伸出長度）自由伸出長度2d； 6）降低生產(chǎn)效率，且生產(chǎn)不易自動化。）降低生產(chǎn)效率，且生產(chǎn)不易自動化。金屬嵌件周圍的塑料層厚度 （mm）第四節(jié)第四節(jié) 尺寸精度與表面粗糙度尺寸精度與表面粗糙度一、一、 影響尺寸精度的因素影響尺寸精度的因素1. 和模具有關(guān)的原因：和模具有關(guān)的原因：1）模具的形式或基本結(jié)

12、構(gòu)）模具的形式或基本結(jié)構(gòu)2）模具的加工制造誤差）模具的加工制造誤差3）模具的磨損、變形、熱膨脹）模具的磨損、變形、熱膨脹2. 和塑料有關(guān)的原因和塑料有關(guān)的原因 1）不同廠家生產(chǎn)的塑料的標(biāo)準(zhǔn)收縮率的變化）不同廠家生產(chǎn)的塑料的標(biāo)準(zhǔn)收縮率的變化 2）不同批量塑料的成型收縮率、流動性、結(jié)晶化程度）不同批量塑料的成型收縮率、流動性、結(jié)晶化程度的差異的差異 3）再生塑料的混合、著色劑等添加物的影響）再生塑料的混合、著色劑等添加物的影響 4）塑料中的水分以及揮發(fā)和分解氣體的影響）塑料中的水分以及揮發(fā)和分解氣體的影響3. 和成型工藝有關(guān)的原因和成型工藝有關(guān)的原因1）由于成型條件變化造成的成型收縮率的波動）由于

13、成型條件變化造成的成型收縮率的波動2）成型操作變化的影響）成型操作變化的影響3）脫模頂出時(shí)的塑料變形、彈性恢復(fù)）脫模頂出時(shí)的塑料變形、彈性恢復(fù)4. 和成型后時(shí)效有關(guān)的原因和成型后時(shí)效有關(guān)的原因 1）周圍溫度、濕度不同造成的尺寸變化）周圍溫度、濕度不同造成的尺寸變化 2）塑料的塑性變形及因?yàn)橥饬ψ饔卯a(chǎn)生的蠕）塑料的塑性變形及因?yàn)橥饬ψ饔卯a(chǎn)生的蠕變、彈性恢復(fù)變、彈性恢復(fù) 3）殘余應(yīng)力、殘余變形引起的變化）殘余應(yīng)力、殘余變形引起的變化1）模具成型零件的制造誤差）模具成型零件的制造誤差z；2）模具成型零件的表面磨損）模具成型零件的表面磨損c ；3）塑料收縮率波動）塑料收縮率波動s；4）模具活動成型零件

14、的配合間隙變化）模具活動成型零件的配合間隙變化j；5）模具成型零件的安裝誤差）模具成型零件的安裝誤差a。 從模具設(shè)計(jì)和制造的角度，影響塑料制品尺寸精從模具設(shè)計(jì)和制造的角度，影響塑料制品尺寸精度的因素有五個(gè)方面：度的因素有五個(gè)方面：= z + c + s + j + a 制品規(guī)定的誤差值為制品規(guī)定的誤差值為 模具制造誤差模具制造誤差1/3由收縮率波動引起的誤差由收縮率波動引起的誤差1/3由磨損造成的誤差由磨損造成的誤差1/3 對于小尺寸的制品，模具制造誤差對制品尺寸的影對于小尺寸的制品，模具制造誤差對制品尺寸的影響要大些；響要大些； 對于大尺寸的制品，收縮率波動引起的誤差是對于大尺寸的制品，收縮率波動引起的誤差是影響制品尺寸精度的主要因素。影響制品尺寸精度的主要因素。二、尺寸精度和公差的確定二、尺寸精度和公差的確定塑件精度等級的選用塑件精度等級的選用（GB/T 144862008）類別 塑料品種 建議采用的精度等級 高精度 一般精度 低精