1、河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,模塊二 注塑制件結(jié)構(gòu)與模具,內(nèi)容簡(jiǎn)介： 本模塊主要講述塑件形狀設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)實(shí)例；脫模斜度的確定；防止塑件變形的措施；塑件壁厚的設(shè)計(jì)及壁厚均勻性；塑件的支承面、塑件上的孔、 嵌件 標(biāo)記、符號(hào)、圖案、文字、凸凹紋的設(shè)計(jì)；塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示例； 塑件的尺寸精度和表面粗糙度的確定。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,模塊二 注塑制件結(jié)構(gòu)與模具,學(xué)習(xí)目的和要求： 1、能正確設(shè)計(jì)塑件的形狀，能選擇合適的脫模斜度、選擇合適均勻的壁厚。 2、了解不同類型的塑件應(yīng)設(shè)計(jì)的合理支承面、金屬嵌件的設(shè)計(jì)、標(biāo)記、符號(hào)、圖案等的設(shè)計(jì)。 3、能根據(jù)塑件的使用性能要求正確確定塑件的尺寸精度和表面粗糙度。

2、,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,模塊二 注塑制件結(jié)構(gòu)與模具,重點(diǎn)： 1、正確設(shè)計(jì)塑件的形狀，能選擇合適的脫模斜度、選擇合適均勻的壁厚。 2、正確確定塑件的尺寸精度和表面粗糙度。 難點(diǎn)： 正確確定塑件的尺寸精度和表面粗糙度。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,模塊二 注塑制件結(jié)構(gòu)與模具,2.1 塑件形狀 2.2 脫模斜度 2.3 防止塑件變形的措施 2.4壁厚及壁厚均勻性 2.5 塑件的支承面 2.6 塑件上的孔 2.7 嵌件 2.8 標(biāo)記、符號(hào)、圖案、文字 2.9 凸凹紋 2.10 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示例 2.11 尺寸精度和表面粗糙度,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,模塊二 注塑制件結(jié)構(gòu)與模具,注塑成型

3、是塑料成型的主要方法之一，用注塑成型方法加工的塑料制品，不僅可以成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品，而且制品精度高、質(zhì)量好，注塑成型的生產(chǎn)率也高。由于塑料的物理性能、化學(xué)性能與其它材料不同，因此注塑塑料制品的設(shè)計(jì)與成型加工以及模具設(shè)計(jì)亦有它獨(dú)特的一面，要設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、造型優(yōu)美、經(jīng)濟(jì)耐用的塑料制品不但要考慮塑料本身的特性，而且要考慮到塑料成型的工藝、模具結(jié)構(gòu)、制品使用環(huán)境以及制品的經(jīng)濟(jì)效益。,河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯,為制得理想的塑料模塑制品，除選用合適的塑料品種以外，還必須考慮塑料制品的模塑工藝性。塑料制品的模塑工藝性與模具設(shè)計(jì)有著密切的關(guān)系，然而模具是根據(jù)制品設(shè)計(jì)的，因此，制品設(shè)計(jì)能適應(yīng)模塑工藝要求，

4、才能設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)。由此可見(jiàn)，根據(jù)模塑工藝要求設(shè)計(jì)制品關(guān)系到制品的順利制造、提高制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率及降低成本等問(wèn)題。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,2.1 塑件形狀,塑件的形狀，在不影響使用要求的情況下，都應(yīng)力求簡(jiǎn)單，避免側(cè)表面凹凸不平和帶有側(cè)孔，這樣就容易從模腔中直接頂出，避免了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。對(duì)于某些因使用要求必須帶側(cè)凹、凸或側(cè)孔的塑件，常?？梢酝ㄟ^(guò)合理的設(shè)計(jì)，避免側(cè)向抽芯，如圖2-1所示。 有時(shí)，塑件的內(nèi)外表面所帶的側(cè)凹、凸，如果塑件所用材料較軟、較韌或富有彈性，且側(cè)凹凸較淺，模具結(jié)構(gòu)上又有彈性變形空間，則可以采用脫件板脫模機(jī)構(gòu)強(qiáng)制脫出而不必采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，如圖2-2所示。,河南

5、機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,2.2 脫模斜度,為便于塑件從模腔中脫出，在平行于脫模方向的塑件表面上，必須設(shè)有一定的斜度，此斜度稱為脫模斜度。斜度留取方向，對(duì)于塑件內(nèi)表面是以小端為基準(zhǔn)(即保證徑向基本尺寸)，斜度向擴(kuò)大方向取，塑件外表面則應(yīng)以大端為基準(zhǔn)(保證徑向基本尺寸)，斜度向縮小方向取，如圖2-3所示。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,脫模斜度隨制件形狀、塑料種類、模具結(jié)構(gòu)、表面精加工程度、精加工方向等而異。脫模斜度的選取，往往采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如果在允許范

6、圍內(nèi)取較大值，可使頂出更加容易，所以應(yīng)盡可能采取較大的脫模斜度。 設(shè)計(jì)塑件時(shí)如果未注明斜度，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮脫模斜度。模具上脫模斜度留取方向是：型芯是以小端為基準(zhǔn)，向擴(kuò)大方向取。型腔是以大端為基準(zhǔn)，向縮小方向取。這樣規(guī)定斜度方向有利于型芯和型腔徑向尺寸修整。斜度大小應(yīng)在塑件徑向尺寸公差范圍內(nèi)選取。當(dāng)塑件尺寸精度與脫模斜度無(wú)關(guān)時(shí)，應(yīng)盡量地選取較大的脫模斜度。當(dāng)塑件尺寸精度要求嚴(yán)格時(shí)，可以在其尺寸公差范圍內(nèi)確定較為適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍取?河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,通常，塑件的幾何形狀復(fù)雜而且很不規(guī)則，其脫模斜度取大些，塑件內(nèi)表面的脫模斜度應(yīng)大于其外表面的脫模斜度。當(dāng)考慮到要保證塑件尺寸精度時(shí)，其長(zhǎng)

7、度愈長(zhǎng)、內(nèi)腔愈深，則其脫模斜度應(yīng)適當(dāng)?shù)臏p??；反之，則取大些。塑件尺寸精度高，則其脫模斜度取小值。當(dāng)塑件為軸時(shí)，應(yīng)保證其大端尺寸，斜度向小的方向??；塑件為孔時(shí)，應(yīng)保證其小端尺寸，斜度向大的方向取。其目的是，使模具成型零件有修理的余地，留有足夠的修模余量。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,開(kāi)模脫出塑件時(shí)，希望塑件留在有脫模裝置的模具一側(cè)。要求塑件留在型芯上，則該塑件內(nèi)表面脫模斜度應(yīng)比其外表面小。反之，若要求塑件留在型腔內(nèi)，則其外表面的脫模斜度應(yīng)小于其內(nèi)表面的脫模斜度。如果希望塑件留于型腔內(nèi)，但塑件內(nèi)腔形狀復(fù)雜，有留于型芯的可能性，此時(shí)若沿脫模方向塑件外表面長(zhǎng)度不大于1015mm,就可不給該表面設(shè)置脫

8、模斜度。如果該塑件外表面的長(zhǎng)度小于34mm時(shí)，則可取與其脫模方向相反的脫模斜度。 塑件上脫模斜度可以用線性尺寸、角度、比例等三種方式來(lái)標(biāo)注,如圖2-4所示。 表2-2表2-5是脫模斜度的推薦值，可供設(shè)計(jì)塑件時(shí)參考。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,2.3 防止塑件變形的措施,2.3.1 在轉(zhuǎn)角處加圓角R 為了使熔料易于流動(dòng)和避免應(yīng)力集中，應(yīng)在轉(zhuǎn)角處加設(shè)圓角R。圖2-5表示R/A與應(yīng)力集中之間的關(guān)系。 在給塑件內(nèi)外表面的拐角處設(shè)計(jì)圓角時(shí)，應(yīng)象圖2-6所示那樣確定內(nèi)外圓角半徑，以保證塑件壁厚均勻一致。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占

9、堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,2.3.2 設(shè)置加強(qiáng)筋和其它措施,塑件上增設(shè)加強(qiáng)筋是為了在不增加塑件壁厚的情況下增加塑件的剛性，防止塑件變形。對(duì)加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)的基本要求是筋條方向應(yīng)不妨礙脫模，筋本身應(yīng)帶有大于塑件主體部分的脫模斜度，筋的設(shè)置不應(yīng)使塑件壁厚不均勻性明顯增加。圖2-7是筋設(shè)計(jì)的兩個(gè)典型方案比較，圖中2-7(a)的設(shè)計(jì)方案較好，而2-7(b)所示方案會(huì)使筋底與塑件主體連接部位壁厚增加過(guò)多，因而不可取。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,塑件上筋條方向也不應(yīng)妨礙塑料充模時(shí)的流動(dòng)和塑料收縮。圖2-8是對(duì)同一塑件端部筋條設(shè)計(jì)的兩種方案比較，方案(a)較好

10、，方案(b)不可取，因?yàn)榉桨?b)中的筋條妨礙了塑料收縮，會(huì)造成塑件內(nèi)應(yīng)力并引起塑件翹曲，固中箭頭所示方向?yàn)樗芰鲜湛s方向。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,除加強(qiáng)筋外，針對(duì)塑件結(jié)構(gòu)持點(diǎn)，還可采取其它增加塑件剛度的方法，如盒蓋、罩殼、容器等塑件，可采用拱形增加剛度，如圖2-9所示。對(duì)于表面較大的塑件，可采用拱形、彎折形或波紋形壁面增加剛度，如圖2-10所示。 薄壁容器上口邊緣可采用各種彎邊，不僅使邊緣剛度增加，也增加了塑件的美感，如圖2-11所示。,河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)

11、電高等專科學(xué)校：楊占堯,2.4 壁厚及壁厚均勻性,塑件壁厚設(shè)計(jì)的基本依據(jù)是塑件的使用要求，例如強(qiáng)度、剛度、絕緣性、重量、尺寸穩(wěn)定性和與其它零件的裝配關(guān)系。壁厚設(shè)計(jì)也需考慮到塑件成型時(shí)的工藝性要求，如對(duì)熔體的流動(dòng)阻力，頂出時(shí)的強(qiáng)度和剛度等。在滿足工作要求和工藝要求的前提下，塑件壁厚設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下兩項(xiàng)基本原則。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,2.4.1 盡量減小壁厚,減小壁厚不僅可以節(jié)約材料，節(jié)約能源，也可以縮短成型周期，因?yàn)樗芰鲜菍?dǎo)熱系數(shù)很小的材料，壁厚的少量增加，會(huì)使塑件在模腔內(nèi)冷卻凝固時(shí)間明顯增長(zhǎng)。塑件壁厚減小，也有利于獲得質(zhì)量較優(yōu)的塑件，因?yàn)楹癖谒芗菀桩a(chǎn)生表面凹陷和內(nèi)部縮孔。 塑件允許的

12、最小壁厚與塑料品種和塑件尺寸有關(guān)，公式2-1、2-2分別是確定熱固性塑料和熱塑性塑料允許最小壁厚的經(jīng)驗(yàn)公式。 表2-6為常用塑料推薦的壁厚取值范圍，表中所列出的壁厚范圍，對(duì)于大塑件，可取較大值，對(duì)于小塑件，可取較小值。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,2.4.2 盡可能保持壁厚均勻,塑件壁厚不均勻時(shí)，成型中各部分所需冷卻時(shí)間不同，收縮率也不同，容易造成塑件的內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形，因此設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)盡可能減小各部分的壁厚差別，一般情況下應(yīng)使壁厚差別保持在30以內(nèi)。 對(duì)于由于塑件結(jié)構(gòu)所造成的壁厚差別過(guò)大情況，可采取如下兩種方法減小壁厚差： (1)可將塑件過(guò)厚部分控空，如圖2-12所示。 (2)可將塑件分解

13、，即將一個(gè)塑件設(shè)計(jì)為兩個(gè)塑件，在不得已時(shí)采用這種方法。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,此外，必須指出壁厚與流程有著密切關(guān)系。所謂流程是指熔體從澆口流向型腔各部分的距離。實(shí)驗(yàn)證明，在一定條件下，流程與制品壁厚成直線關(guān)系。制品壁厚愈厚，所容許的流程愈長(zhǎng)；反之，制品壁厚愈薄，所容許的流程愈短。 壁厚與流程的關(guān)系可按公式2-3、2-4、2-5進(jìn)行估算。 如果不能滿足公式要求，則需增大壁厚或增設(shè)澆口及改變澆口位置，以滿足模塑要求。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,2.5 塑件的支承面,當(dāng)采用塑件的整個(gè)底平面作為支承面時(shí)，應(yīng)將塑件底面設(shè)計(jì)成凹形或設(shè)置加強(qiáng)筋，這樣不僅可提高

14、塑件的基面效果，而且還可以延長(zhǎng)塑件的使用壽命，如圖2-13（b）、（c）所示，支承面設(shè)置加強(qiáng)筋的，筋的端部應(yīng)低于支承面約0.5毫米左右。,河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,2.6 塑件上的孔,塑件上的各種形狀的孔，如通孔、盲孔、螺紋孔等，盡可能開(kāi)設(shè)在不減弱塑件機(jī)械強(qiáng)度的部位，孔的形狀也應(yīng)力求不使模具制造工藝復(fù)雜化。 相鄰兩孔之間和孔與邊緣之間的距離，通常應(yīng)等于或大于孔的直徑，如圖2-14所示 。 通孔可用一端固定的單一成型桿圖2-15(a)或各端分別固定的對(duì)頭成型桿圖2-15(b)來(lái)成型；盲孔則用一端支承的成型桿來(lái)成型，但在成型過(guò)程中，由于物料流動(dòng)產(chǎn)生的不平衡壓

15、力，容易使成型芯折斷或彎曲，所以，盲孔的深度(即成型桿的成型長(zhǎng)度)取決于孔的直徑，其關(guān)系如表2-7所示。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,2.7 嵌件,由于應(yīng)用上的要求，塑件中常鑲嵌不同形式的金屬嵌件。 金屬嵌件的種類和形式很多，但為了在塑件內(nèi)牢固嵌定而不致被拔脫，其表面必須加工成溝槽或滾花，或制成多種特殊形狀。圖2-16中所示就是幾種金屬嵌件的例子。 金屬嵌件周圍的塑件壁厚，取決于塑件的種類、塑料的收縮率、塑料與嵌件金屬的膨脹系數(shù)之差以及嵌件的形狀等因素，但金屬嵌件周圍的塑件壁厚越厚，則塑件破裂的可能性就越小。常用塑件中金

16、屬嵌件周圍的最小壁厚，可參閱表2-9。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,金屬嵌件設(shè)計(jì)的基本原則如下： 1金屬嵌件嵌入部分的周邊應(yīng)有倒角，以減少周圍塑料冷卻時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力集中； 2嵌件設(shè)在塑件上的凸起部位時(shí)，嵌入深度應(yīng)大于凸起部位的高度，以保證塑件的機(jī)械強(qiáng)度； 3內(nèi)、外螺紋嵌件的高度應(yīng)低于型腔的成型高度0.05毫米，以免壓壞嵌件和模腔； 4外螺紋嵌件應(yīng)在無(wú)螺紋部分與模具配合，否則熔融物料滲入螺紋部分 .嵌件在模內(nèi)的固定部分應(yīng)采用三級(jí)精度間隙配合，以保證定位準(zhǔn)確，防止溢料； 6嵌件高度不應(yīng)超過(guò)其直徑的兩倍，高度應(yīng)有公差，如圖2-17。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,

17、返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,. 標(biāo)記、符號(hào)、圖案、文字,塑件上常帶有產(chǎn)品型號(hào)、名稱、某些文字說(shuō)明以及為了裝飾美觀所設(shè)計(jì)的花紋圖案。所有這些文字圖案以在塑件上凸起為好，一是美觀，二是模具容易制造，但凸起的文字圖案容易磨損。如果使這些文字圖案等凹入塑件表面，雖不易磨損，但不僅不美觀，模具也難以加工制造，因?yàn)槌尚桶枷碌奈淖謭D案，模具上的文字圖案必須凸起，很難加工出來(lái)。解決的方法是仍使這些文字圖案在塑件上凸起，但塑件帶文字圖案的部位應(yīng)低于塑件主體表面。模具上成型文字圖案的部分加工成鑲件，鑲?cè)肽Ｇ恢黧w，使其高出型腔主體表面，如圖2-18所示。文字圖案的高度一般為0.20.5mm，線條寬度0.30

18、.8mm。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,返回,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,. 凸凹紋,塑料旋扭，瓶蓋、手柄等，都應(yīng)在柱面周圍設(shè)計(jì)出凸凹紋以增加手旋動(dòng)時(shí)的摩擦力。常采用的凸凹紋可為密集的細(xì)紋，形如滾花，也可采用比較稀疏的粗紋。其結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)尺寸分別列在表2-11和表2-12中。 細(xì)凸凹紋不能采用菱形，菱形凸凹紋成型后無(wú)法直接頂出。 2.10 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示例,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,2.11 尺寸精度和表面粗糙度,1塑件的尺寸 這里的尺寸是指塑件的總體尺寸，而不是壁厚、孔徑等機(jī)構(gòu)尺寸。 塑件尺寸大小與塑件流動(dòng)性有關(guān)。在注射成型和壓注成型中，流動(dòng)性差的塑料（如布基塑料、玻璃纖維增強(qiáng)塑料等）及薄壁塑件等的尺寸不能設(shè)計(jì)的過(guò)大。大而薄的塑件在塑料未充滿型腔時(shí)已經(jīng)固化，或勉強(qiáng)能充滿但料的前鋒已不能很好融合而形成冷接縫，影響塑件的外觀和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。注射成型的的塑件尺寸還要受到注射機(jī)的注射量、鎖模力和模板尺寸的限制；壓縮和壓注成型的塑件尺寸要受到注射機(jī)最大壓力和壓力機(jī)工作臺(tái)面最大尺寸的限制。,河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯,2. 塑件的精度 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，既所獲塑件尺寸的準(zhǔn)確度。影響塑件尺寸精度的因素很多，首先是模具的制造精