塑料制品设计课件.ppt

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1、成型工艺及工程 2022-4-2115.1.3塑料制品设计塑料制品设计 塑件的使用要求塑件的使用要求 塑料的成型工艺特点塑料的成型工艺特点 考虑模具的设计及制造考虑模具的设计及制造塑件结构设计原则塑件结构设计原则：1 塑料制品的工艺性塑料制品的工艺性 1.1 塑料的选材塑料的选材v塑料的力学性能塑料的力学性能v塑料的物理性能塑料的物理性能v塑料的化学性能塑料的化学性能v必要的精度必要的精度v成型工艺性能成型工艺性能5.1.3塑料制品设计塑料制品设计1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度 1.1.塑件的尺寸塑件的尺寸 指塑件的总体尺寸指塑件的总体尺寸塑件的尺寸受下面两个因素影响：塑件的尺寸受下

2、面两个因素影响：塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）2.2.塑件的塑件的精度精度影响塑件尺寸精度的因素影响塑件尺寸精度的因素: :塑件成型后的时效变化塑件成型后的时效变化模具的制造精度、磨损程度和安装误差模具的制造精度、磨损程度和安装误差 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化塑料收缩率的波动以及成型时工艺条

3、件的变化1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度尺寸精度的确定：尺寸精度的确定： 模塑件公差代号为模塑件公差代号为MT MT1级精度最高（一般不采用）级精度最高（一般不采用） MT7级精度最低级精度最低2.2.塑件的塑件的精度精度1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度模塑件尺寸公差国家标准（模塑件尺寸公差国家标准（GB/T144861993）2.2.塑件的塑件的精度精度A项：不受模具活动部分影响的尺寸公差值项：不受模具活动部分影响的尺寸公差值B项：受模具活动部分影响的尺寸公差值项：受模具活动部分影响的尺寸公差值1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度公差等级相同境况下，公差等级相同境况下，B

4、类尺寸公差值大于类尺寸公差值大于A类尺寸类尺寸公差值，因此塑件重要部分尺寸尽量设计为公差值，因此塑件重要部分尺寸尽量设计为A类尺寸。类尺寸。尺寸精度的确定：尺寸精度的确定：对于塑件上对于塑件上孔的公差孔的公差可采用基准孔可采用基准孔对于塑件上对于塑件上轴的公差轴的公差可采用基准轴可采用基准轴 中心距尺寸偏差数据除以中心距尺寸偏差数据除以2，冠（，冠（+-）一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。精度。模具尺寸精度比塑件尺寸精度高模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2-3级。级。2.2.塑件的塑件的精度精度1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度1.3 塑件的表

5、面质量塑件的表面质量表面粗糙度、光亮程度表面粗糙度、光亮程度色彩均匀性色彩均匀性表面缺陷：缩孔、凹陷表面缺陷：缩孔、凹陷推杆痕迹推杆痕迹对拼缝、熔接痕、毛刺等对拼缝、熔接痕、毛刺等一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高 1 12 2级级2 塑件结构设计及典型实例塑件结构设计及典型实例2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计塑件形状塑件形状 普通实用形状普通实用形状艺术形状艺术形状功能形状功能形状模具设计模具设计 2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计图图1a1a所示塑件在取出模具所示塑件在取出模具前，必须先由抽芯机构抽前，必须先由

6、抽芯机构抽出侧型芯，然后才能，取出侧型芯，然后才能，取出模具结构复杂。出模具结构复杂。图图b b侧孔形式，无需侧向型侧孔形式，无需侧向型芯，模具结构简单。芯，模具结构简单。图图a a所示塑件的内侧有凸起所示塑件的内侧有凸起，需采用由侧向抽芯机构，需采用由侧向抽芯机构驱动的组合式型芯，模具驱动的组合式型芯，模具制造困难。制造困难。图图b b避免了组合式型芯，模避免了组合式型芯，模具结构简单具结构简单。图图1具有侧孔的塑具有侧孔的塑件件图图2 塑件内侧表面形塑件内侧表面形状改进状改进aabb2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计图图3 3、4 4的图的图a a形式需要侧抽芯，形式

7、需要侧抽芯，图图b b形式不需侧型芯形式不需侧型芯。aabb图图3 取消塑件上取消塑件上不必要的侧凹结不必要的侧凹结构构图图4 无需采用侧无需采用侧向抽芯结构成型向抽芯结构成型的孔结构的孔结构2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计塑件壁厚设计原则：塑件壁厚设计原则：厚薄适中厚薄适中 均匀壁厚均匀壁厚满足成型时熔体充模所需的壁厚满足成型时熔体充模所需的壁厚保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度能承受推出机构等的

8、冲击和振动能承受推出机构等的冲击和振动满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚1.1.塑件的壁厚塑件的壁厚壁厚过小壁厚过小壁厚过大壁厚过大强度及刚度不足，塑料流动强度及刚度不足，塑料流动困难困难原料浪费，冷却时间长，易原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷产生缺陷1 1. .塑件的壁厚塑件的壁厚改善壁厚典型实例：改善壁厚典型实例：2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计2.2.脱模斜度脱模斜度 为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度

9、，在模具上称为在模具上称为。 脱模斜度取决于脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，及塑料的收缩率，一般取一般取30 30 1 13030。2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计脱模斜度表示方法：脱模斜度表示方法：2.2.脱模斜度脱模斜度 2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计脱模斜度设计要点：脱模斜度设计要点：2.2.脱模斜度脱模斜度 塑件精度高，采用较小脱模斜度塑件精度高，采用较小脱模斜度尺寸高的塑件，采用较小脱模斜度尺寸高的塑件，采用较小脱模斜度塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度收缩率大，斜度加大

10、收缩率大，斜度加大增强塑料采用较大的脱模斜度增强塑料采用较大的脱模斜度含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度 从留模方位考虑从留模方位考虑: 留在型芯，内表面脱模斜度留在型芯，内表面脱模斜度外表面外表面 留在型腔，外表面脱模斜度留在型腔，外表面脱模斜度内表面内表面平板类零件加强平板类零件加强筋方向与料流方筋方向与料流方向平行向平行3 3. .塑件的塑件的加强筋加强筋加强筋的加强筋的作用作用：加强筋加强筋设计要点设计要点： 它能提高制件的强度、防它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲止和避免塑料的变形和翘曲。 加强筋的底部与壁连接应圆弧过渡，以防加强筋的底部与壁连接

11、应圆弧过渡，以防外力作用时，产生应力集中而被破坏。外力作用时，产生应力集中而被破坏。2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计加强筋厚加强筋厚度小于壁度小于壁厚厚加强筋与加强筋与支承面间支承面间留有间隙留有间隙加强筋加强筋设计要点设计要点：3 3. .塑件的塑件的加强筋加强筋2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计4 4. .塑件的支承面塑件的支承面通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而是通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而是以以底脚底脚或或边框边框为支承面。为支承面。2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计4 4. .塑件的支承面塑件的支承面支

12、承面结构形式支承面结构形式2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计 在满足使用要求的前提下在满足使用要求的前提下,制件的所有的转角尽制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。 5 5. .圆角圆角圆角的作用：圆角的作用：圆角可避免应力集中，提圆角可避免应力集中，提高制件强度高制件强度 圆角可有利于充模和脱模圆角可有利于充模和脱模圆角有利于模具制造，提圆角有利于模具制造，提高模具强度高模具强度 2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计5 5. .圆角圆角圆角的确定：圆角的确定：内壁圆角半径应为壁厚的一半内壁圆角半径应为壁厚的

13、一半外壁圆角半径可为壁厚的外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍倍一般圆角半径不应小于一般圆角半径不应小于0.5mm壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径角半径理想的内圆角半径应为壁厚的理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上以上2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计（1） 孔的孔的极限尺寸极限尺寸 模塑通孔要求模塑通孔要求（长度与孔径的比值）要小些（长度与孔径的比值）要小些 6 6. .孔的设计孔的设计2.1 塑件的几何形状及结构设计塑件的几何形状及结构设计（2 2）孔间距）孔间距 孔与孔间、孔与塑件边缘间距离应足够大孔与孔间、孔与塑

14、件边缘间距离应足够大（3 3）孔的类型）孔的类型 通孔、盲孔和异形孔通孔、盲孔和异形孔通孔、盲孔加工方法：通孔、盲孔加工方法： 直接模塑出来直接模塑出来模塑成盲孔再钻孔通模塑成盲孔再钻孔通塑件成型后再钻孔塑件成型后再钻孔异形孔设计实例异形孔设计实例2 .2 塑件螺纹的设计塑件螺纹的设计1 1、塑件上螺纹成型可用以下三种成型方法、塑件上螺纹成型可用以下三种成型方法 模具成型模具成型 机械加工制作机械加工制作 在塑件内部镶嵌金属螺纹构件。在塑件内部镶嵌金属螺纹构件。2 2、模塑螺纹的性能特点：、模塑螺纹的性能特点： 模塑螺纹强度较差，一般宜设计为模塑螺纹强度较差，一般宜设计为粗牙螺纹粗牙螺纹。 模

15、塑螺纹的精度不高，一般低于模塑螺纹的精度不高，一般低于GB3GB3级。级。2.2 塑件螺纹的设计塑件螺纹的设计螺纹设计注意事项：螺纹设计注意事项： 螺纹前端有大于螺纹前端有大于0.5mm的无螺纹区，以提高塑件适用寿命的无螺纹区，以提高塑件适用寿命 同轴线上有多段螺纹时，螺纹的旋向一致同轴线上有多段螺纹时，螺纹的旋向一致 螺纹直径不能过小螺纹直径不能过小 螺纹配合段的长度应小于螺纹直径的螺纹配合段的长度应小于螺纹直径的1.52倍倍 不常拆卸的且紧固力不大时，可采用自攻螺纹不常拆卸的且紧固力不大时，可采用自攻螺纹2.3 齿轮的设计齿轮的设计 在塑件内压入其它的零件形成不可拆卸的连接，在塑件内压入其

16、它的零件形成不可拆卸的连接，此压入零件称为此压入零件称为嵌件嵌件。 嵌件可以是嵌件可以是金属金属、玻璃玻璃、木材木材或或已成形的塑件已成形的塑件。嵌件的作用：嵌件的作用：提高塑件力学性能和磨损寿命提高塑件力学性能和磨损寿命起导电、导磁作用起导电、导磁作用提高塑件的尺寸稳定性、尺寸精度提高塑件的尺寸稳定性、尺寸精度起紧固、连接作用起紧固、连接作用2.4 嵌件的设计嵌件的设计嵌件的结构形式嵌件的结构形式嵌件设计的要点：嵌件设计的要点： 防止嵌件在塑件中转动或被抽离。防止嵌件在塑件中转动或被抽离。柱状嵌件可在外形滚直纹柱状嵌件可在外形滚直纹并切出沟槽，或在外表面滚菱形花纹。并切出沟槽，或在外表面滚菱

17、形花纹。2.4 嵌件的设计嵌件的设计 防止成型时嵌件周围产生严重的应力集中和熔接痕。防止成型时嵌件周围产生严重的应力集中和熔接痕。嵌件转折处嵌件转折处应以斜面或圆角过渡，在机加工后应进行去毛刺和去油污处理。应以斜面或圆角过渡，在机加工后应进行去毛刺和去油污处理。 保证嵌件安装准确并具有良好的稳定性保证嵌件安装准确并具有良好的稳定性。 防止细长或薄板类嵌件受塑料压力作用而弯曲变形。防止细长或薄板类嵌件受塑料压力作用而弯曲变形。 为了提高安放嵌件的效率，可采取将嵌件成组安放为了提高安放嵌件的效率，可采取将嵌件成组安放 。塑件成型之后塑件成型之后再将嵌件两端连接部分切断。再将嵌件两端连接部分切断。对于聚乙烯、聚丙烯等软性带盖容器对于聚乙烯、聚丙烯等软性带盖容器，可以将盖子和容器注射成型为一个整体，可以将盖子和容器注射成型为一个整体，其间用铰链结构连接。，其间用铰链结构连接。设计原则：设计原则： 1 1 铰链部位塑件壁厚减薄铰链部位塑件壁厚减薄 2 2 铰链剖面形状对称铰链剖面形状对称 3 3 铰链转折时，应预留铰链部位孔间铰链转折时，应预留铰链部位孔间2.5 铰链的设计铰链的设计2.6 表面图文的设计表面图文的设计凹坑凸字凹坑凸字凸字凸字凹字凹字THANKS