汽車塑料產(chǎn)品結(jié)

構(gòu)設(shè)計的普通原那么及精度形狀和結(jié)構(gòu)的簡化壁厚均一避免應(yīng)力集中加強剛度的設(shè)計抗變形設(shè)計注塑件的精度一、形狀和結(jié)構(gòu)的簡化產(chǎn)品形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性增加模具制造的難度產(chǎn)品性能不穩(wěn)定性和經(jīng)濟成本產(chǎn)品形狀和結(jié)構(gòu)簡單熔體充模也就越容易質(zhì)量就越有保證①有利于成型加工；②節(jié)約原材料，降低成本；③簡潔、美觀；理想的產(chǎn)品簡約化設(shè)計根本原那么：簡化設(shè)計的一些建議和提示〔1〕構(gòu)造簡單，外形對稱，防止不規(guī)那么的幾何圖形；結(jié)構(gòu)簡單容易成型對稱設(shè)計〔2〕產(chǎn)品側(cè)孔和側(cè)壁內(nèi)外表的凹凸外形成型困難，需求在產(chǎn)品成型后進展二次加工，設(shè)計時應(yīng)防止。設(shè)計改進避免側(cè)向抽芯〔3〕尺寸設(shè)計要思索成型的能夠性，不同的成型工藝對制件的尺寸設(shè)計，包括尺寸大小，尺寸變化會有一定的限制。二、壁厚均一的設(shè)計原則在確定壁厚尺寸時，壁厚均一是一個重要原那么。該原那么主要是從工藝角度以及由工藝導(dǎo)致的質(zhì)量方面的問題而提出來的。均勻的壁厚可使制件在成型過程中，熔體流動性平衡，冷卻平衡。壁薄部位在冷卻收縮上的差別，會產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力會導(dǎo)致制件在短期之內(nèi)或經(jīng)過一個較長時期之后發(fā)生翹曲變形。塑料件最通用料厚是2.5mm，大件適當(dāng)添加，小件減小，劇烈建議經(jīng)過添加翻邊及加強筋的方式而不是添加料厚來保證零件強度；PP塑料的壁厚范圍是0.6—3.5mm。壁厚不均勻造成制件翹曲變形不均勻壁厚部位設(shè)置圓孔，由于收縮不均勻，難以成為正圓。壁厚不均勻時常用處理辦法〔1〕厚薄交接處的平穩(wěn)過渡，當(dāng)制件厚度不可防止需設(shè)計成不一致時，在厚薄交接處應(yīng)逐漸過渡，防止突變，厚度比例變化在一適宜的范圍〔普通不超越3：1〕。壁厚過渡方式（a）為階梯式過渡，應(yīng)盡力避免；（b）為錐形過渡，比較好；（c）是圓弧過渡，應(yīng)是最好的?！?〕將尖角改為圓角處置，兩個壁厚一樣的壁面成直角的銜接，破壞了壁厚均一的原那么。轉(zhuǎn)角處的最大厚度是壁厚的1.4倍，假設(shè)將內(nèi)角處置成圓角而外角仍是直角，那么在轉(zhuǎn)角處的最大厚度〔W〕可添加到壁厚的1.6-1.7倍。正確的設(shè)計應(yīng)是內(nèi)外角均進展圓角處置，以確保壁厚均勻。圓角處置還可防止應(yīng)力集中，以及改善塑料成型時熔體的流動性和成型性?！?〕厚壁部位減薄，使厚壁趨于一致，壁厚差別大的制件可經(jīng)過增設(shè)工藝孔、開槽或設(shè)置加強筋的方式，使厚壁部位減薄，厚薄趨于一致。厚壁減薄開槽設(shè)置加強筋三、避免應(yīng)力集中對制件上有孔洞、切口、拐角等幾何不延續(xù)部位施加一定的力，在這個部位的斷面上將產(chǎn)生遠比給予的表觀應(yīng)力大得多的應(yīng)力，這個景象稱為應(yīng)力集中。部分產(chǎn)生的很大應(yīng)力對于表現(xiàn)應(yīng)力之比為應(yīng)力集中系數(shù)。后果：塑料是對缺口和尖角之類比較敏感的資料，在應(yīng)力作用下，這些部位會逐漸產(chǎn)生微細(xì)裂紋，隨后逐漸擴展到大的裂紋，而裂紋的不斷延伸終將導(dǎo)致制件的損壞。避免應(yīng)力集中應(yīng)作為一條基本的準(zhǔn)則防止應(yīng)力集中最直接最有效的方法就是在拐角、棱邊、凹槽燈等輪廓過渡與厚薄交接處采用圓弧過渡。圖中曲線闡明，半徑R與壁厚T之比，即R/T在0.6以后，曲線趨于平緩，由此可知，內(nèi)圓角之半徑應(yīng)至少為壁厚的一半，最好為壁厚的0.6-0.75。根據(jù)不同的壁厚和圓角半徑對應(yīng)的應(yīng)力集中系數(shù),得出應(yīng)力集中系數(shù)與半徑R與壁厚T之比的關(guān)系四、加強剛度的設(shè)計剛性不足外載和自重引起變形、翹曲、蠕變加強剛度材料形狀和結(jié)構(gòu)幾何形狀的改變加強筋嵌件的加強作用〔1〕幾何外形的改動薄殼狀的平板制件，將其外表設(shè)計成波紋形、瓦楞形、拱形、球形、拋物面，其剛性比同樣分量的平板要高得多〔2〕加強筋的設(shè)計和運用經(jīng)過加強筋提高軸套改動剛性和彎曲剛性容器沿口部位的設(shè)計起到了邊緣加強的作用，本質(zhì)上這種突變的邊緣可以看作是加強筋的變異?！?〕嵌件的加強作用在制件中設(shè)置金屬嵌件，可以提高塑料制件部分或整體的強度。如汽車方向盤、活動手柄、塑料門窗框、帶有金屬嵌件的塑料齒輪等?！?〕構(gòu)造上的設(shè)計，在產(chǎn)品設(shè)計中，有幾種構(gòu)造具有比較高的剛性/質(zhì)量比。①蜂窩夾層構(gòu)造：剛性的設(shè)計效果好，缺陷是工藝上比較復(fù)雜，本錢和價錢較高。③口字形構(gòu)造、T形構(gòu)造以及工字梁構(gòu)造，與矩形截面的實心構(gòu)造比較，這種構(gòu)造既能節(jié)省資料，又不降低剛性。④圓錐體構(gòu)造，相對圓柱體構(gòu)造，這種構(gòu)造能接受很大的緊縮載荷，彎曲穩(wěn)定性好。②構(gòu)造泡沫：具有致密表皮層和呈微孔構(gòu)造的芯部，這種構(gòu)造具有高的比強度，可運用在受力構(gòu)造中。⑤雙壁構(gòu)造，有不少工藝可成型具有雙壁構(gòu)造的制件，這種構(gòu)造的制件有較高的剛性、沖擊韌性和抗彎才干。五、抗變形設(shè)計由制件的內(nèi)應(yīng)力引起的翹曲變形由熱效應(yīng)引起的熱變形。兩種能引起制件變形的情況〔一〕由內(nèi)應(yīng)力引起的制件變形這種變形由制件內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力所導(dǎo)致。通常不均勻的內(nèi)應(yīng)力分布是翹曲變形的主要緣由，而內(nèi)應(yīng)力的不均勻分布那么能夠是加工條件〔如溫度、壓力的不均勻分布，收縮率的各向異性等〕、資料組成〔結(jié)晶型資料的百年形傾向較大〕、模具構(gòu)造〔特別是澆口設(shè)計〕和制品外形共同作用的結(jié)果。防止變形的措施前述的防止應(yīng)力集中以及剛性設(shè)計的一些措施，也都有助于防止或者降低制件的變形。此外，設(shè)計時思索防止產(chǎn)品變形，在外形上進展躲避。矩形的薄壁容器的側(cè)壁容易發(fā)生內(nèi)凹變形，為此可將側(cè)壁設(shè)計得稍微外凸一些深度較淺的盒類制品，為避免翹曲變形，可將其底邊設(shè)計成倒角形狀因壁厚不同，壁厚處的塑料完全固化后，會對先行固化的薄壁部位施以拉力，導(dǎo)致制件出現(xiàn)變形（a）采用均勻壁厚的辦法；（b）采用增加筋的高度的辦法。采用加強筋來防止框形結(jié)構(gòu)變形U形注塑件由于熔體流動過程中熱擴散不均，引起直角方向上的收縮，因而會產(chǎn)生如圖（a）所示的翹曲變形。解決這種現(xiàn)象的辦法除設(shè)加強筋之外也可如（b）所示，在直角部位開一小槽?！捕晨篃嶙冃卧O(shè)計溫度對制件的影響與資料的耐熱性直接有關(guān)。當(dāng)資料確定之后，在產(chǎn)品設(shè)計時，應(yīng)采取各種有效措施，來減少和防止溫度對制品運用性能的影響，延伸產(chǎn)品的運用壽命。避免受熱部位過熱導(dǎo)致變形的幾種設(shè)計方案①使產(chǎn)品中的零部件與熱源保持有一段距離。②在塑料部件與發(fā)熱體之間，設(shè)置像鋁箔之類反射性能好的反射體，可以減少熱量的吸收。③可采用對流的設(shè)計。在適當(dāng)部位設(shè)計格柵或開設(shè)不同形狀的散熱窗口，也有利于熱量的散發(fā)。④在用于溫度過高的部位時，應(yīng)采用熱導(dǎo)率低的隔熱材料進行隔熱。六、注塑件的精度1、影響要素①材料②模具③塑件結(jié)構(gòu)④工藝⑤使用①資料注塑模塑的塑料在高溫高壓的熔融形狀下充模流動。常見的各種熔體溫度為170-300℃。然后被冷卻固化，通常脫模溫度在20-100℃。下表列出了常用的注射塑料的成型收縮率。用無機填料填充、用玻璃纖維加強的塑料有較低的成型收縮率。②模具對于小尺寸的塑料件，模具的制造誤差占塑料公差的1/3。與模具上運動的零件有關(guān)的塑件尺寸，其精度較低。模具上澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)，會使成型塑件的收縮不均勻。脫模系統(tǒng)的作用力不當(dāng)，會使被頂出塑件變形。③塑件構(gòu)造塑料件壁厚均勻一致，形體又對稱，可使塑件收縮平衡。提高塑料件的剛性，如加強筋的合理設(shè)置或采用金屬嵌件，能減小塑件翹曲變形，都有利于提高塑件精度。④工藝注射周期各階段的溫度、壓力和時間會影響塑件的收縮、取向和剩余應(yīng)力，存在對于塑件精度要求的最正確工藝。保證注塑件精度更重要的是工藝參數(shù)的穩(wěn)定性。成型條件動搖所呵斥的誤差占塑件公差的1/3。⑤運用塑料資料對時間、溫度、濕度和環(huán)境條件的敏感性，在注射成型制品長期運用后，會有顯現(xiàn)。注塑件的尺寸和形位精度的穩(wěn)定性差。2、模塑塑料件尺寸公差工程塑料模塑塑料件尺寸公差規(guī)范GB/T14486-93，模塑尺寸公差代號為MT。公差等級分為七級。該規(guī)范規(guī)定了熱固性和熱塑性工程塑料模塑塑料件的尺寸公差。它適用于注塑、壓塑、傳送和澆鑄成型的工程塑料模塑的塑料件，不適用于擠塑成型、吹塑成型、燒結(jié)和泡沫制品。此規(guī)范只規(guī)定公差，根本尺寸的上、下偏向可根據(jù)工程的實踐需求分配。規(guī)范規(guī)定了模塑收縮率VS,在常溫下模塑件與所用模具相應(yīng)尺寸的差，同模具相應(yīng)尺寸之比，以百分?jǐn)?shù)表示。LF……模塑成型后規(guī)范環(huán)境下放置24h后的塑料件尺寸，mm;LW……模具的相應(yīng)尺寸，mm;規(guī)范對成型模塑尺寸分成兩類：①不受模具活動部分影響的尺寸a，如下圖，它是指在同一動?；蚨５牧慵谐尚偷某叽纭＂谑苣＞呋顒硬糠钟绊懙某叽鏱，如下圖，它是指可活動的模具零件共同作用所構(gòu)成的尺寸。例如壁厚和底厚尺寸；受動模零件、定模零件和滑塊共同影響的尺寸。塑料件連接結(jié)構(gòu)塑料件的螺釘銜接1：簧片螺母銜接，運用于板類零件與塑料件之間的銜接；板類零件與塑料件之間大量運用簧片螺母銜接塑料件的螺釘銜接2：塑料螺母銜接；運用于板類零件與鈑金件之間的銜接。〔鈑金件方孔開口7*7〕板類零件與鈑金件之間大量運用塑料螺母銜接塑料件的螺釘銜接3：自攻螺釘柱及螺釘沉臺的銜接；運用于機殼類塑料件之間的銜接；