塑料制品設(shè)計(jì)

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1、2021/10/23 1 成型工藝及工程 5.1.3塑料制品設(shè)計(jì)塑料制品設(shè)計(jì) 塑件的使用要求塑件的使用要求 塑料的成型工藝特點(diǎn)塑料的成型工藝特點(diǎn) 考慮模具的設(shè)計(jì)及制造考慮模具的設(shè)計(jì)及制造 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： 1 塑料制品的工藝性塑料制品的工藝性 1.1 塑料的選材塑料的選材 塑料的力學(xué)性能 塑料的物理性能 塑料的化學(xué)性能 必要的精度 成型工藝性能 5.1.3塑料制品設(shè)計(jì)塑料制品設(shè)計(jì) 1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度 塑件的尺寸 1.1.塑件的尺寸塑件的尺寸 指塑件的總體尺寸指塑件的總體尺寸 塑件的尺寸受下面兩個(gè)因素影響：塑件的尺寸受下面兩個(gè)因素影響： 塑料的流動(dòng)性（大而

2、薄的塑件充模困難）塑料的流動(dòng)性（大而薄的塑件充模困難） 設(shè)備的工作能力（注射量、鎖模力、工作臺(tái)面）設(shè)備的工作能力（注射量、鎖模力、工作臺(tái)面） 2.2.塑件的塑件的精度精度 影響塑件尺寸精度的因素: : 塑件成型后的時(shí)效變化塑件成型后的時(shí)效變化 模具的制造精度、磨損程度和安裝誤差模具的制造精度、磨損程度和安裝誤差 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準(zhǔn)確度。圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準(zhǔn)確度。 塑料收縮率的波動(dòng)以及成型時(shí)工藝條件的變化塑料收縮率的波動(dòng)以及成型時(shí)工藝條件的變化 1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸

3、和精度 尺寸精度的確定：尺寸精度的確定： 模塑件公差代號(hào)為模塑件公差代號(hào)為MT MT1級(jí)精度最高（一般不采用）級(jí)精度最高（一般不采用） MT7級(jí)精度最低級(jí)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 模塑件尺寸公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（模塑件尺寸公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 144861993） 2.2.塑件的塑件的精度精度 A項(xiàng)：不受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差值項(xiàng)：不受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差值 B項(xiàng)：受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差值項(xiàng)：受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差值 1.2 塑件的尺寸和精度塑件的尺寸和精度 公差等級(jí)相同境況下，公差等級(jí)相同境況下，B類(lèi)尺寸公差值大于類(lèi)尺寸

4、公差值大于A類(lèi)尺寸類(lèi)尺寸 公差值，因此塑件重要部分尺寸盡量設(shè)計(jì)為公差值，因此塑件重要部分尺寸盡量設(shè)計(jì)為A類(lèi)尺寸。類(lèi)尺寸。 尺寸精度的確定：尺寸精度的確定： 對(duì)于塑件上對(duì)于塑件上孔的公差可采用基準(zhǔn)孔可采用基準(zhǔn)孔 對(duì)于塑件上對(duì)于塑件上軸的公差可采用基準(zhǔn)軸可采用基準(zhǔn)軸 中心距尺寸偏差數(shù)據(jù)除以中心距尺寸偏差數(shù)據(jù)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級(jí)。級(jí)。 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 塑件的表面質(zhì)量塑件的表面質(zhì)量

5、 表面質(zhì)量 表面粗糙度、光亮程度表面粗糙度、光亮程度 色彩均勻性色彩均勻性 表面缺陷：縮孔、凹陷表面缺陷：縮孔、凹陷 推桿痕跡推桿痕跡 對(duì)拼縫、熔接痕、毛刺等對(duì)拼縫、熔接痕、毛刺等 一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高 12級(jí) 2 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及典型實(shí)例塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及典型實(shí)例 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑件形狀塑件形狀 普通實(shí)用形狀普通實(shí)用形狀 藝術(shù)形狀藝術(shù)形狀 功能形狀功能形狀 模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)塑件的內(nèi)外表面形狀要盡量設(shè)計(jì)塑件的內(nèi)外表面形狀要盡量避免側(cè)避免側(cè)凹結(jié)構(gòu)凹結(jié)構(gòu)，以避免模具采用側(cè)向分型和側(cè)向抽，以避免模具采用側(cè)向分型和側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，否則因設(shè)置這些機(jī)

6、構(gòu)而使模具結(jié)構(gòu)芯機(jī)構(gòu)，否則因設(shè)置這些機(jī)構(gòu)而使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜復(fù)雜. .不但模具的制造成本提高，而且還會(huì)不但模具的制造成本提高，而且還會(huì)在塑件上留下分型面線痕，增加了去除飛邊在塑件上留下分型面線痕，增加了去除飛邊的后加工的困難。的后加工的困難。 以成型側(cè)孔和凸凹結(jié)構(gòu)為例。以成型側(cè)孔和凸凹結(jié)構(gòu)為例。比較比較兩種兩種方案，從而選擇優(yōu)良的設(shè)計(jì)方案。方案，從而選擇優(yōu)良的設(shè)計(jì)方案。 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖圖1a1a所示塑件在取出模具所示塑件在取出模具前，必須先由抽芯機(jī)構(gòu)抽前，必須先由抽芯機(jī)構(gòu)抽出側(cè)型芯，然后才能，取出側(cè)型芯，然后才能，取出模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。出模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 圖

7、圖b b側(cè)孔形式，無(wú)需側(cè)向型側(cè)孔形式，無(wú)需側(cè)向型芯，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單芯，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 圖圖a a所示塑件的內(nèi)側(cè)有凸起所示塑件的內(nèi)側(cè)有凸起，需采用由側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，需采用由側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的組合式型芯，模具驅(qū)動(dòng)的組合式型芯，模具制造困難。制造困難。 圖圖b b避免了組合式型芯，模避免了組合式型芯，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 圖圖1具有側(cè)孔的塑件具有側(cè)孔的塑件 圖圖2 塑件內(nèi)側(cè)表面形狀改進(jìn)塑件內(nèi)側(cè)表面形狀改進(jìn) a a b b 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖圖3 3、4 4的圖的圖a a形式需要側(cè)抽芯，形式需要側(cè)抽芯，圖圖b b形式不需側(cè)型芯形式不需側(cè)型芯。 a a b b

8、圖圖3 取消塑件上不必取消塑件上不必要的側(cè)凹結(jié)構(gòu)要的側(cè)凹結(jié)構(gòu) 圖圖4 無(wú)需采用側(cè)向抽芯無(wú)需采用側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)成型的孔結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)成型的孔結(jié)構(gòu) 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑件壁厚設(shè)計(jì)原則：塑件壁厚設(shè)計(jì)原則： 厚薄適中 均勻壁厚 滿足成型時(shí)熔體充模所需的壁厚滿足成型時(shí)熔體充模所需的壁厚 保證貯存、搬運(yùn)過(guò)程中強(qiáng)度所需的壁厚保證貯存、搬運(yùn)過(guò)程中強(qiáng)度所需的壁厚 制品連接緊固處、嵌件埋入處等具有足夠的厚度制品連接緊固處、嵌件埋入處等具有足夠的厚度 能承受推出機(jī)構(gòu)等的沖擊和振動(dòng)能承受推出機(jī)構(gòu)等的沖擊和振動(dòng) 滿足塑件結(jié)構(gòu)和使用

9、性能要求下取小壁厚滿足塑件結(jié)構(gòu)和使用性能要求下取小壁厚 1.1.塑件的壁厚塑件的壁厚 壁厚過(guò)小壁厚過(guò)小 壁厚過(guò)大壁厚過(guò)大 強(qiáng)度及剛度不足，塑料流動(dòng)強(qiáng)度及剛度不足，塑料流動(dòng)困難困難 原料浪費(fèi)，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，易原料浪費(fèi)，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，易產(chǎn)生缺陷產(chǎn)生缺陷 1 1. .塑件的壁厚塑件的壁厚 改善壁厚典型實(shí)例：改善壁厚典型實(shí)例： 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.脫模斜度脫模斜度 為了便于塑件脫模，防止脫模時(shí)擦傷塑件，必為了便于塑件脫模，防止脫模時(shí)擦傷塑件，必須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱(chēng)為在模具上稱(chēng)為脫模斜度。

10、脫模斜度取決于脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，及塑料的收縮率，一般取一般取30 130。 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 脫模斜度表示方法：脫模斜度表示方法： 2.2.脫模斜度脫模斜度 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 脫模斜度設(shè)計(jì)要點(diǎn)：脫模斜度設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 2.2.脫模斜度脫模斜度 塑件精度高，采用較小脫模斜度塑件精度高，采用較小脫模斜度 尺寸高的塑件，采用較小脫模斜度尺寸高的塑件，采用較小脫模斜度 塑件形狀復(fù)雜不易脫模，選用較大斜度塑件形狀復(fù)雜不易脫模，選用較大斜度 收縮率大，斜度加大收縮率大，斜度加大 增強(qiáng)塑料

11、采用較大的脫模斜度增強(qiáng)塑料采用較大的脫模斜度 含潤(rùn)滑劑的塑料采用較小脫模斜度含潤(rùn)滑劑的塑料采用較小脫模斜度 從留模方位考慮從留模方位考慮: 留在型芯，內(nèi)表面脫模斜度留在型芯，內(nèi)表面脫模斜度外表面外表面 留在型腔，外表面脫模斜度留在型腔，外表面脫模斜度內(nèi)表面內(nèi)表面 平板類(lèi)零件加強(qiáng)筋方平板類(lèi)零件加強(qiáng)筋方向與料流方向平行向與料流方向平行 3 3. .塑件的塑件的加強(qiáng)筋 加強(qiáng)筋的加強(qiáng)筋的作用： 加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 它能提高制件的強(qiáng)度、防它能提高制件的強(qiáng)度、防止和避免塑料的變形和翹曲止和避免塑料的變形和翹曲。 加強(qiáng)筋的底部與壁連接應(yīng)圓弧過(guò)渡，以防加強(qiáng)筋的底部與壁連接應(yīng)圓弧過(guò)渡，以防外力作用時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)

12、力集中而被破壞。外力作用時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)力集中而被破壞。 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 加強(qiáng)筋厚度小加強(qiáng)筋厚度小于壁厚于壁厚 加強(qiáng)筋與支承加強(qiáng)筋與支承面間留有間隙面間留有間隙 加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 3 3. .塑件的塑件的加強(qiáng)筋 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 4. .塑件的支承面塑件的支承面 通常塑件一般不以整個(gè)平面作為支承面，而是通常塑件一般不以整個(gè)平面作為支承面，而是以以底腳或或邊框?yàn)橹С忻?。為支承面?2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 4. .塑件的支承面塑件的支承面 支承面結(jié)構(gòu)形式支承面結(jié)構(gòu)形式 2.1

13、 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在滿足使用要求的前提下在滿足使用要求的前提下,制件的所有的轉(zhuǎn)角盡制件的所有的轉(zhuǎn)角盡可能設(shè)計(jì)成圓角，或者用圓弧過(guò)渡?？赡茉O(shè)計(jì)成圓角，或者用圓弧過(guò)渡。 5 5. .圓角圓角 圓角的作用： 圓角可避免應(yīng)力集中，提圓角可避免應(yīng)力集中，提高制件強(qiáng)度高制件強(qiáng)度 圓角可有利于充模和脫模圓角可有利于充模和脫模 圓角有利于模具制造，提圓角有利于模具制造，提高模具強(qiáng)度高模具強(qiáng)度 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 5. .圓角圓角 圓角的確定： 內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)為壁厚的一半內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)為壁厚的一半 外壁圓角半徑可為壁厚的外壁圓角半徑可為

14、壁厚的1.5倍倍 一般圓角半徑不應(yīng)小于一般圓角半徑不應(yīng)小于0.5mm 壁厚不等的兩壁轉(zhuǎn)角可按平均壁厚確定內(nèi)、外圓壁厚不等的兩壁轉(zhuǎn)角可按平均壁厚確定內(nèi)、外圓角半徑角半徑 理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的1/3以上以上 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 孔的極限尺寸孔的極限尺寸 模塑通孔要求模塑通孔要求孔徑比（長(zhǎng)度與孔徑的比值）要小些（長(zhǎng)度與孔徑的比值）要小些 6 6. .孔的設(shè)計(jì)孔的設(shè)計(jì) 2.1 塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （2 2）孔間距）孔間距 孔與孔間、孔與塑件邊緣間距離應(yīng)足夠大孔與孔間、孔與塑件邊緣間距離應(yīng)足夠大

15、（3 3）孔的類(lèi)型）孔的類(lèi)型 通孔、盲孔和異形孔通孔、盲孔和異形孔 通孔、盲孔加工方法：通孔、盲孔加工方法： 直接模塑出來(lái)直接模塑出來(lái) 模塑成盲孔再鉆孔通模塑成盲孔再鉆孔通 塑件成型后再鉆孔塑件成型后再鉆孔 異形孔設(shè)計(jì)實(shí)例 2 .2 塑件螺紋的設(shè)計(jì)塑件螺紋的設(shè)計(jì) 1 1、塑件上螺紋成型可用以下三種成型方法、塑件上螺紋成型可用以下三種成型方法 模具成型模具成型 機(jī)械加工制作機(jī)械加工制作 在塑件內(nèi)部鑲嵌金屬螺紋構(gòu)件。在塑件內(nèi)部鑲嵌金屬螺紋構(gòu)件。 2 2、模塑螺紋的性能特點(diǎn)：、模塑螺紋的性能特點(diǎn)： 模塑螺紋強(qiáng)度較差，一般宜設(shè)計(jì)為模塑螺紋強(qiáng)度較差，一般宜設(shè)計(jì)為粗牙螺紋粗牙螺紋。 模塑螺紋的精度不高，一

16、般低于模塑螺紋的精度不高，一般低于GB3GB3級(jí)。級(jí)。 2.2 塑件螺紋的設(shè)計(jì)塑件螺紋的設(shè)計(jì) 螺紋設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：螺紋設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： 螺紋前端有大于螺紋前端有大于0.5mm的無(wú)螺紋區(qū)，以提高塑件適用壽命的無(wú)螺紋區(qū)，以提高塑件適用壽命 同軸線上有多段螺紋時(shí)，螺紋的旋向一致同軸線上有多段螺紋時(shí)，螺紋的旋向一致 螺紋直徑不能過(guò)小螺紋直徑不能過(guò)小 螺紋配合段的長(zhǎng)度應(yīng)小于螺紋直徑的螺紋配合段的長(zhǎng)度應(yīng)小于螺紋直徑的1.52倍倍 不常拆卸的且緊固力不大時(shí)，可采用自攻螺紋不常拆卸的且緊固力不大時(shí)，可采用自攻螺紋 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免模塑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免模塑、裝配和使用塑料裝配和使用塑料齒輪時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或應(yīng)力集中；避免收縮齒

17、輪時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或應(yīng)力集中；避免收縮不均而變形不均而變形。為此為此，塑料輪要盡量避免截塑料輪要盡量避免截面突變面突變，應(yīng)以較大圓弧進(jìn)行轉(zhuǎn)角過(guò)渡應(yīng)以較大圓弧進(jìn)行轉(zhuǎn)角過(guò)渡，宜宜采用采用過(guò)渡配合過(guò)渡配合和用和用非圓孔非圓孔（見(jiàn)圖見(jiàn)圖3 34040b b）連接連接，不應(yīng)采用過(guò)盈配合和鍵連接不應(yīng)采用過(guò)盈配合和鍵連接。 2.3 齒輪的設(shè)計(jì)齒輪的設(shè)計(jì) 在塑件內(nèi)壓入其它的零件形成不可拆卸的連接，在塑件內(nèi)壓入其它的零件形成不可拆卸的連接，此壓入零件稱(chēng)為此壓入零件稱(chēng)為嵌件。 嵌件可以是嵌件可以是金屬、玻璃、木材或或已成形的塑件。 嵌件的作用： 提高塑件力學(xué)性能和磨損壽命提高塑件力學(xué)性能和磨損壽命 起導(dǎo)電、導(dǎo)磁作用起

18、導(dǎo)電、導(dǎo)磁作用 提高塑件的尺寸穩(wěn)定性、尺寸精度提高塑件的尺寸穩(wěn)定性、尺寸精度 起緊固、連接作用起緊固、連接作用 2.4 嵌件的設(shè)計(jì)嵌件的設(shè)計(jì) 嵌件的結(jié)構(gòu)形式嵌件的結(jié)構(gòu)形式 嵌件設(shè)計(jì)的要點(diǎn)： 防止嵌件在塑件中轉(zhuǎn)動(dòng)或被抽離。柱狀嵌件可在外形滾直紋柱狀嵌件可在外形滾直紋并切出溝槽，或在外表面滾菱形花紋。并切出溝槽，或在外表面滾菱形花紋。 2.4 嵌件的設(shè)計(jì)嵌件的設(shè)計(jì) 防止成型時(shí)嵌件周?chē)a(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中和熔接痕。嵌件轉(zhuǎn)折處嵌件轉(zhuǎn)折處 應(yīng)以斜面或圓角過(guò)渡，在機(jī)加工后應(yīng)進(jìn)行去毛刺和去油污處理。應(yīng)以斜面或圓角過(guò)渡，在機(jī)加工后應(yīng)進(jìn)行去毛刺和去油污處理。 保證嵌件安裝準(zhǔn)確并具有良好的穩(wěn)定性。 防止細(xì)長(zhǎng)或薄板類(lèi)

19、嵌件受塑料壓力作用而彎曲變形。 為了提高安放嵌件的效率，可采取將嵌件成組安放 。塑件成型之后塑件成型之后 再將嵌件兩端連接部分切斷。再將嵌件兩端連接部分切斷。 對(duì)于聚乙烯對(duì)于聚乙烯、聚丙烯等軟性帶蓋容器聚丙烯等軟性帶蓋容器，可以將蓋子和容器注射成型為一個(gè)整體可以將蓋子和容器注射成型為一個(gè)整體，其間用鉸鏈結(jié)構(gòu)連接其間用鉸鏈結(jié)構(gòu)連接。 設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則： 1 1 鉸鏈部位塑件壁厚減薄鉸鏈部位塑件壁厚減薄 2 2 鉸鏈剖面形狀對(duì)稱(chēng)鉸鏈剖面形狀對(duì)稱(chēng) 3 3 鉸鏈轉(zhuǎn)折時(shí)鉸鏈轉(zhuǎn)折時(shí)，應(yīng)預(yù)留鉸鏈部位孔間應(yīng)預(yù)留鉸鏈部位孔間 2.5 鉸鏈的設(shè)計(jì)鉸鏈的設(shè)計(jì) 2.6 表面圖文的設(shè)計(jì)表面圖文的設(shè)計(jì) 凹坑凸字凹坑凸字 凸字凸字 凹字凹字 THANKS