塑料件结构设计工艺性Word文档格式.docx
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2、在制品形状方面：
能满足使用要求，有利于充模、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受热固化（热固性塑料制品）等。
3、在模具方面：
应考虑它的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。
同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺，以便使制品具有较好的经济性。
4、在成本方面：
要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限，尽可能降低成本
3塑料制品设计的工艺技术要求.
利用注塑工艺生产产品时，由于塑料在模腔中的不均匀冷却和不均匀收缩以及产品结构设计的不合理，容易引起产品的各种缺陷：
缩印、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤、飞边。
为得到高质量的注塑产品，我们必须在设计产品时充分考虑其结构工艺性。
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3.1塑料制品的收缩
塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象，收缩的大小用收缩率表示。
式中S——收缩率；
L0——室温时的模具尺寸；
L——室温时的塑料制品尺寸。
影响收缩率的主要因素有：
（1）成型压力。
型腔内的压力越大，成型后的收缩越小。
非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。
（2）注射温度。
温度升高，塑料的膨胀系数增大，塑料制品的收缩率增大。
但温度升高熔料的密度增大，收缩率反又减小。
两者同时作用的结果一般是，收缩率随温度的升高而减小。
（3）模具温度。
通常情况是，模具温度越高，收缩率增大的趋势越明显。
（4）成型时间。
成型时保压时间一长，补料充分，收缩率便小。
与此同时，塑料的冻结取向要加大，制品的内应力亦大，收缩率也就增大。
成型的冷却时间一长，塑料的固化便充分，收缩率亦小。
（5）制品壁厚。
结晶型塑料（聚甲醛除外）的收缩率随壁厚的增加而增加，而非结晶型塑料中，收缩率的变化又分下面几种情况：
ABS和聚碳酸酯等的收缩率不受壁厚的影响；
聚乙烯、丙烯腈—苯乙烯、丙烯酸类等塑料的收缩率随壁厚的增加而增加；
硬质聚氯乙烯的收缩率随壁厚的增加而减小。
（6）进料口尺寸。
进料口尺寸大，塑料制品致密，收缩便小。
（7）玻璃纤维等的填充量。
收缩率随填充量的增加而减小。
3.2塑料制品零件的产品外形及壁厚
产品外形尽量采用流线外形，避免突然的变化，以免在成形时因塑料在此处流动不顺引起气泡等缺陷。
确定合适的制品壁厚是制品设计的主要内容之一。
塑料件壁厚设计与零件尺寸大小、几何形状和塑料性质有关。
塑料件的壁厚决定于塑料件的使用要求，即强度、结构、尺寸稳定性以及装配等各项要求，壁厚应尽可能均匀，避免太薄，否则会引起零件变形，产品壁厚一般2～4mm。
小制品可取偏小值，大制品应取偏大值。
3.2.1制品壁厚的作用
（1）使制品具有确定的结构和一定的强度、刚度，以满足制品的使用要求。
（2）成型时具有良好的流动状态（如壁不能过薄）以及充填和冷却效果（如壁不能太厚）
（3）合理的壁厚使制品能顺利地从模具中顶出。
（4）满足嵌件固定及零件装配等强度的要求。
（5）防止制品翘曲变形。
3.2.1制品壁厚的设计
基本原则——均匀壁厚。
即：
充模、冷却收缩均匀、形状性好、尺寸精度高、生产率高。
（1）在满足制品结构和使用要求的条件下，尽可能采用较小的壁厚。
（2）制品壁厚的设计，要能承受顶出装置等的冲击和振动。
（3）在制品的连接固紧处、嵌件埋入处、塑料熔体在孔窗的汇合（熔接痕）处，要具有足够的厚度。
如下图
制品上的熔接痕承受紧固力
（4）保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚。
（5）满足成型时熔体充模所需壁厚，既要避免充料不足或易烧焦的薄壁，又要避免熔体破裂或易产生凹陷的厚壁。
当无法避免不均匀的壁厚时，制品壁厚设计可采用逐步过渡的形式（下图），或者改制成两个制品然后再装配为一个制品（见下图）等方法。
壁厚设计
壁厚逐步过渡改制成两个制
部分材料制品壁厚的设计可参照
产品壁厚常见的不良设计
决定壁厚的主要因素﹕
1.
结构强度是否足够可靠
2.
能否抵抗脱模力
3.
成形孔部位的熔合线是否会影响强度
4.
尽可能壁厚均匀﹐以防止产生缩水痕迹
5.
棱角及壁厚较薄部分是否会影响材料流动，从而引起充填不足
壁厚不均匀对成形性的影响：
成形产品之冷却时间取决于肉厚较厚的部分﹐使成形周期延长﹐生产性能降低
壁厚不均匀则产品冷卻后收縮不均﹐造成縮水﹐产生内应力﹐变形﹐破裂等
3.3脱模斜度
脱模斜度：
为便于脱模，避免产品拉毛,避免产品顶伤,塑料制品壁在出模方向上应具有倾斜角度。
3.3.1脱模斜度确定要点
（1）制品精度要求越高，脱模斜度应越小。
（2）尺寸大的制品，应采用较小的脱模斜度。
（3）制品形状复杂不易脱模的，应选用较大的斜度。
（4）制品收缩率大，斜度也应加大。
（5）增强塑料宜选大斜度，含有自润滑剂的塑料可用小斜度。
（6）制品壁厚大，斜度也应大。
（7）斜度的方向。
内孔以小端为准，满足图样尺寸要求，斜度向扩大方向取得；
外形则以大端为准，满足图样要求，斜度向偏小方向取得。
一般情况下脱模斜度可不受制品公差带的限制，高精度塑料制品的脱模斜度则应当在公差带内。
脱模斜度α值可按表2-4选取。
由表中可以看出，塑料硬脆、刚性大的，脱模斜度要求大。
具备以下条件的型芯，可采用较小的脱模斜度：
（1）顶出时制品刚度足够。
（2）制品与模具钢材表面的摩擦系数较低。
（3）型芯表面的粗糙度值小，抛光方向又与制品的脱模方向—致。
（4）制品收缩量小，滑动摩擦力小
在立体图的构建中，凡影响外观，影响装配的地方需要画出斜度，加强筋一般不画斜度。
塑胶零件的脱模斜度由材料，表面饰纹状态，零件透明与否决定。
硬质塑料比软质塑料的脱模斜度大，零件越高，孔越深，斜度越小。
表脱模斜度的选择
序号
影响脱模斜度的主要方面
1
塑胶材料的影响
PE，PP可强制脱模，强制脱模量一般不超过型芯的最大截面积5%。
2
饰纹的影响
一般情况下，脱模角比蚀纹板许可得大0.5度
3
工件透明预防的影响
透明的工件一般取3度
4
一般情况取值
一般情况下取0.5～1.5度
3.4加强筋（含凸台、角撑）
3.4.1加强筋的作用
（1）加强筋的合理应用，在不加大制品壁厚的条件下，增强制品的强度和刚性，减少变形,以节约塑料用量，减轻重量，降低成本。
（2）可克服制品壁厚差带来的应力不均所造成的制品歪扭变形。
（3）便于塑料熔体的流动，在塑料制品本体某些壁部过薄处为熔体的充满提供通道。
3.4.2凸台和角撑位于制品边缘，支撑制品壁面，以增加强度及刚度，尺寸参数如下图所示
3.4.3加强筋的设计要点
（1）用高度较低、数量稍多的筋代替高度较高的单一加强筋。
塑胶件，对壁厚均匀性有要求，壁厚不均匀工件将有缩水痕迹。
加强筋的厚度最好小于产品壁厚的1/3，最大比值不超过0.6，避免厚筋底冷却收缩时产生表面凹陷。
图塑料件加强筋设计
当筋的背面出现凹陷影响美观时，可采用装饰结构予以遮掩。
（2）筋的布置方向最好与熔料的充填方向一致。
（3）筋的根部用圆弧过渡，以避免外力作用时产生应力集中而破坏。
但根部圆角半径过大则会出现凹陷。
（4）一般不在筋上安置任何零件。
（5）位于制品内壁的凸台不要太靠近内壁，以避免凸台局部熔体充填不足。
a）良b）不良
（6）加强筋要有拔模斜度，以避免顶伤
（7）螺钉柱子的筋取至少低于柱子端面1.0mm，筋至少需要低于零件表面，或分型面1.0mm。
（8）多条筋相交，要注意相交带来的壁厚不均匀性问题。
（9）在提高零件强度的方法中，一般加筋，不增加壁厚，加强筋在防止制品变形、增加制品刚性方面的应用如图
3.5支承面
制品的支承面不能是整个底面，而应采用凸边或凸起支脚类结构，如三点支承、边框支承等，如图2-23~图2-26所示。
3.6圆角
制品的两相交平面之间尽可能以圆弧过渡，避免因锐角而造成应力集中等弊病。
3.6.1制品圆角的作用：
（1）分散载荷，增强及充分发挥制品的机械强度。
圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。
（2）改善塑料熔体的流动性，便于充满与脱模，消除壁部转折处的凹陷等缺陷。
（3）圆角太小可能引起模具型腔应力集中，导致型腔开裂。
圆角便于模具的机械加工和热处理，从而提高模具的使用寿命。
3.6.2制品圆角的设计要点
（1）注塑圆角值由相邻的壁厚决定，一般取壁厚的0.5～1.5倍，但不小于0.5mm。
（2）不同的圆角可能会引起分型线的移动，应结合实际情况选择不同的圆角或清角。
分型面的位置要慎重选择圆角，在分型面有圆角，圆角部分需出在模具另外一边，制作有一定难度，在圆角处有细微的痕迹线。
但需要防割手时需要圆角。
3.6.2制品圆角与应力集中的关系及常见不良设计
3.7孔
3.7.1制品孔的形式及成型方法
孔的形式很多，主要可分为圆形孔和非圆形孔
根据孔径与孔深度的不同，孔可用下述方法成型：
（1）一般孔、浅孔，模塑成型。
（2）深孔，先模塑出孔的一部分深度，其余孔深用机械加工（如钻孔）获得。
（3）小径深孔（如孔径d＜1.5mm），机械加工。
（4）小角度倾斜孔、复杂型孔，采用拼合型芯成型，避免用侧抽芯。
3.7.2孔的模塑成型
1、简单孔成型（型芯一端固定，参见图）
2、复杂型孔的成型
3.8侧面凸凹和侧孔
3.8.1制品的侧凸凹
制品侧壁上局部的凸出或凹缺部分称为侧凸凹。
侧凸凹制品成型中的不利点：
（1）模具结构复杂，需采用对开式型腔、伸缩式型芯、侧向抽芯等结
（2）模具制造费用加大，制造周期加长。
（3）制品模塑周期加长，生产成
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