《塑料注塑模结构设计》4注塑制件4.ppt

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v第四章第四章塑料制件设计塑料制件设计v学习的目的和要求学习的目的和要求v掌握塑料制件设计的基本原则v掌握塑件成型工艺性与模具结构关系v掌握塑件形状结构与模具结构的关系v熟悉螺纹塑件、齿轮塑件的结构设计v能够正确选择塑件的尺寸精度和表面粗糙重点：

重点：

v掌握塑料制件设计的基本原则v掌握塑件形状结构与模具结构的关系v熟悉螺纹塑件、齿轮塑件的结构设计v能够正确选择塑件的尺寸精度和表面粗糙v第一节第一节塑料制件设计的基本原则塑料制件设计的基本原则v制品的工艺性：

制品的工艺性：

注射制品的形状结构、尺寸大小、精度和表注射制品的形状结构、尺寸大小、精度和表面质量要求，与注射成型工艺和模具结构的面质量要求，与注射成型工艺和模具结构的适应性适应性。

v制品易成型，模具结构比较简单制品易成型，模具结构比较简单-制品的工艺性比较好；制品的工艺性比较好；v制品不易成型，模具结构比较复杂制品不易成型，模具结构比较复杂-制品的工艺性较差。

制品的工艺性较差。

v为设计出物美价廉的塑料制件，必须遵守以下基本原则：

为设计出物美价廉的塑料制件，必须遵守以下基本原则：

v1考虑原材料的成型工艺性，如流动性、收缩率等。

考虑原材料的成型工艺性，如流动性、收缩率等。

v2保证制品使用要求的前提下，力求制件形状、结构简单和保证制品使用要求的前提下，力求制件形状、结构简单和壁厚均匀。

壁厚均匀。

v3设计出的制品形状应有利于模具分型、排气、补缩和冷却。

设计出的制品形状应有利于模具分型、排气、补缩和冷却。

v5制品成型前后的辅助工作量应尽量减小，技术要求应尽量制品成型前后的辅助工作量应尽量减小，技术要求应尽量放低，同时在成型后最好不再进行机械加工。

放低，同时在成型后最好不再进行机械加工。

v6设计制品时还应注意成型时的取向问题，除非特殊要求，设计制品时还应注意成型时的取向问题，除非特殊要求，应尽量避免制品出现明显的各向异性。

否则，除影响制品使应尽量避免制品出现明显的各向异性。

否则，除影响制品使用性能外，各个方向的收缩差异很容易导致制品翘曲变形。

用性能外，各个方向的收缩差异很容易导致制品翘曲变形。

v第二节第二节塑件的形状和结构设计塑件的形状和结构设计v一一塑件形状塑件形状v避免了模具结构的复杂性。

避免侧向抽芯避免了模具结构的复杂性。

避免侧向抽芯。

v强制脱模：

采用脱件板脱模机构强制将带有侧凹或侧凸的塑强制脱模：

采用脱件板脱模机构强制将带有侧凹或侧凸的塑件从模具中顶出的方法称为强制脱模。

件从模具中顶出的方法称为强制脱模。

v强制脱模必须符合以下条件：

强制脱模必须符合以下条件：

v塑件所用材料较软、较韧或富有弹性（塑件所用材料较软、较韧或富有弹性（PPPEPOM）v侧凹凸较浅侧凹凸较浅v模具结构上有弹性变形空间模具结构上有弹性变形空间内侧凹槽相对深度内侧凹槽相对深度外侧凹槽相对深度外侧凹槽相对深度v塑件从模腔中脱出，在平行于脱模方向的塑件表面上设有一定塑件从模腔中脱出，在平行于脱模方向的塑件表面上设有一定的斜度，此斜度称为脱模斜度。

的斜度，此斜度称为脱模斜度。

v斜度留取方向：

对于塑件内表面是以型芯小端为基准，斜度向斜度留取方向：

对于塑件内表面是以型芯小端为基准，斜度向扩大方向取；塑件外表面则应以型腔大端为基准，斜度向缩小扩大方向取；塑件外表面则应以型腔大端为基准，斜度向缩小方向取方向取（保证径向基本尺寸保证径向基本尺寸）。

二二.脱模斜度脱模斜度v塑件上脱模斜度可以用线性尺寸、塑件上脱模斜度可以用线性尺寸、角度角度、比例等三种方式来、比例等三种方式来标注。

标注。

v用线性尺寸标注脱模斜度的图例如图用线性尺寸标注脱模斜度的图例如图4-4（a）所示，用角度）所示，用角度表示脱模斜度如图表示脱模斜度如图4-4（b）所示，用比例标注法如图）所示，用比例标注法如图4-4（c）所示。

采用线性尺寸标注法可以直接地给出一个具体）所示。

采用线性尺寸标注法可以直接地给出一个具体的斜度值，斜度值与塑件该部分表面的高度或长度有关。

采的斜度值，斜度值与塑件该部分表面的高度或长度有关。

采用角度表示法对模具零件的加工极为方便，勿须换算，因而用角度表示法对模具零件的加工极为方便，勿须换算，因而应用颇普遍。

采用用比例标注法，例如用比例应用颇普遍。

采用用比例标注法，例如用比例1：

50、1：

100等来表示脱模斜度、非常直观，勿须计算就能判断出脱等来表示脱模斜度、非常直观，勿须计算就能判断出脱模斜度的大小，同时不必在塑件图上夸大斜度而使其失真，模斜度的大小，同时不必在塑件图上夸大斜度而使其失真，比例法表示脱模斜度的缺点是只能选取严格的一定的比例值。

比例法表示脱模斜度的缺点是只能选取严格的一定的比例值。

v三三防止塑件变形的措施防止塑件变形的措施v1在转角处加圆角在转角处加圆角Rv因为塑件容易产生内应力，绝对强度又比较低，为了使熔料因为塑件容易产生内应力，绝对强度又比较低，为了使熔料易于流动和避免应力集中，应在转角处加设圆角易于流动和避免应力集中，应在转角处加设圆角R且圆角且圆角R的值应比金属件的圆角大。

应力集中系数与的值应比金属件的圆角大。

应力集中系数与R/A之间的关系之间的关系如图如图4-5所示。

所示。

v在给塑件内外表面的拐角处设计圆角时，应象如图在给塑件内外表面的拐角处设计圆角时，应象如图4-6所示所示的那样确定内外圆角半径，以保证塑件壁厚均匀一致。

的那样确定内外圆角半径，以保证塑件壁厚均匀一致。

v2设置加强筋设置加强筋v目的：

在不增加塑件壁厚的情况下增加塑件的刚性。

目的：

在不增加塑件壁厚的情况下增加塑件的刚性。

v基本要求：

筋条方向应不妨碍脱模，筋的设置不应使塑件壁基本要求：

筋条方向应不妨碍脱模，筋的设置不应使塑件壁厚不均匀性明显增加，筋本身应带有大于塑件主体部分的脱厚不均匀性明显增加，筋本身应带有大于塑件主体部分的脱模斜度等。

模斜度等。

v塑件上加强筋的筋条方向应不妨碍塑料充模时的流动和塑料塑件上加强筋的筋条方向应不妨碍塑料充模时的流动和塑料收缩，否则会造成塑件内应力并引起塑件翘曲。

收缩，否则会造成塑件内应力并引起塑件翘曲。

v3其他措施其他措施v其它增加塑件刚度的方法：

其它增加塑件刚度的方法：

v采用拱形底面，适用于盒盖、罩壳、容器等塑件；采用拱形底面，适用于盒盖、罩壳、容器等塑件；v采用拱形、弯折形或波纹形壁面，适用于表面较大的塑件；采用拱形、弯折形或波纹形壁面，适用于表面较大的塑件；v口边缘采用各种弯边：

适用于薄壁容器。

口边缘采用各种弯边：

适用于薄壁容器。

v四四壁厚及壁厚均匀性壁厚及壁厚均匀性v塑件壁厚设计的基本依据是塑件的使用要求，例如强度、刚塑件壁厚设计的基本依据是塑件的使用要求，例如强度、刚度、绝缘性、重量、尺寸稳定性和与其它零件的装配关系。

度、绝缘性、重量、尺寸稳定性和与其它零件的装配关系。

壁厚设计也需考虑到塑件成型时的工艺性要求，如对熔体的壁厚设计也需考虑到塑件成型时的工艺性要求，如对熔体的流动阻力，顶出时的强度和刚度等。

流动阻力，顶出时的强度和刚度等。

v壁厚过小，熔融塑料在模具型腔中的流动阻力过大，成型比壁厚过小，熔融塑料在模具型腔中的流动阻力过大，成型比较困难。

较困难。

v壁厚壁厚过大，材料浪大，材料浪费，延，延长成型周期，制品易出成型周期，制品易出现缺陷。

缺陷。

v塑件壁厚塑件壁厚不均匀不均匀时，容易造成塑件的内，容易造成塑件的内应力和力和翘曲曲变形形v在满足工作要求和工艺要求的前提下，塑件壁厚设计应遵循在满足工作要求和工艺要求的前提下，塑件壁厚设计应遵循如下两项基本原则：

如下两项基本原则：

v1尽量减小壁厚尽量减小壁厚v热塑性塑件的壁厚一般在热塑性塑件的壁厚一般在14mm之间。

热固性塑件的壁厚之间。

热固性塑件的壁厚一般在一般在16mm之间。

之间。

v2尽可能保持壁厚均匀尽可能保持壁厚均匀v塑件壁厚不均匀时，成型中各部分所需冷却时间不同，收缩塑件壁厚不均匀时，成型中各部分所需冷却时间不同，收缩率也不同，容易造成塑件的内应力和翘曲变形，因此设计塑率也不同，容易造成塑件的内应力和翘曲变形，因此设计塑件时应尽可能减小各部分的壁厚差别，一般情况下应使壁厚件时应尽可能减小各部分的壁厚差别，一般情况下应使壁厚差别保持在差别保持在30以内。

以内。

v对于由于塑件结构所造成的壁厚差别过大情况，可采取如下对于由于塑件结构所造成的壁厚差别过大情况，可采取如下两种方法减小壁厚差：

两种方法减小壁厚差：

v

（1）可将可将塑件过厚部分控空塑件过厚部分控空。

v

（2）可将塑件分解为两个塑件。

可将塑件分解为两个塑件。

v流程是指熔体从浇口流向型腔各部分的距离。

流程是指熔体从浇口流向型腔各部分的距离。

v实验证明，在一定条件下，流程与制品壁厚成直线关系。

制实验证明，在一定条件下，流程与制品壁厚成直线关系。

制品壁厚愈厚，所容许的流程愈长；反之，制品壁厚愈薄，所品壁厚愈厚，所容许的流程愈长；反之，制品壁厚愈薄，所容许的流程愈短。

容许的流程愈短。

v壁厚与流程的关系可按下式估算：

壁厚与流程的关系可按下式估算：

对于流动性好的塑料（如聚乙烯、尼龙等）：

对于流动性好的塑料（如聚乙烯、尼龙等）：

对于流动性中等的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲醛等）：

对于流动性中等的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲醛等）：

对于流动性差的塑料（如聚碳酸酯、聚砜等）对于流动性差的塑料（如聚碳酸酯、聚砜等）v五五塑件的支承面塑件的支承面v当采用塑件的整个底平面作为支承面时，应将塑件底面设计当采用塑件的整个底平面作为支承面时，应将塑件底面设计成凹形或设置加强筋，这样不仅可提高塑件的基面效果，而成凹形或设置加强筋，这样不仅可提高塑件的基面效果，而且还可以延长塑件的使用寿命，如图且还可以延长塑件的使用寿命，如图4-13（b）、（）、（c）所示，）所示，支承面设置加强筋的，筋的端部应低于支承面约支承面设置加强筋的，筋的端部应低于支承面约0.5毫米左毫米左右。

右。

v六六塑件上的孔塑件上的孔v塑件上的各种形状的孔，如通孔、盲孔、螺纹孔等，尽可能塑件上的各种形状的孔，如通孔、盲孔、螺纹孔等，尽可能开设在不减弱塑件机械强度的部位开设在不减弱塑件机械强度的部位，孔的形状也应力求不使，孔的形状也应力求不使模具制造工艺复杂化。

模具制造工艺复杂化。

v孔间距和孔到制品边缘的距离，一般都应大于孔径，如图孔间距和孔到制品边缘的距离，一般都应大于孔径，如图4-14所示。

孔间距最好大于孔径的两倍以上。

孔到制品边缘的所示。

孔间距最好大于孔径的两倍以上。

孔到制品边缘的距离最好大于孔径的三倍以上，当孔径大于距离最好大于孔径的三倍以上，当孔径大于10mm时，这段时，这段距离可以小于孔径。

距离可以小于孔径。

塑件上的孔距设计（塑件上的孔距设计（S1d，S2d）v孔的成型方法与其形状和尺寸大小有关。

孔的成型方法与其形状和尺寸大小有关。

v通孔，可用一端固定的型芯成型或两个对接的型芯成型、通孔，可用一端固定的型芯成型或两个对接的型芯成型、（a）一一端固定的成型杆成型端固定的成型杆成型（b）对头成型杆对头成型杆成型成型成型盲孔时深度与直径的关系成型盲孔时深度与直径的关系盲孔只能用一段固定的型芯成型。

盲孔只能用一段固定的型芯成型。

异形孔，可采用下列的方法成型。

异形孔，可采用下列的方法成型。

v七七嵌件嵌件v由于应用上的要求，塑件中常镶嵌不同形式的金属或非金属由于应用上的要求，塑件中常镶嵌不同形式的金属或非金属嵌件。

嵌件。

v嵌件设计的嵌件设计的基本要求：

塑件在使用过程中嵌件不被拔脱基本要求：

塑件在使用过程中嵌件不被拔脱。

v金属嵌件形式：

表面加工成沟槽或滚花，或制成多种特殊形金属嵌件形式：

表面加工成沟槽或滚花，或制成多种特殊形状。

状。

（1）盲孔内螺纹嵌件）盲孔内螺纹嵌件

（2）铆钉式嵌件）铆钉式嵌件（3）空心套型嵌件）空心套型嵌件（4）羊眼嵌件）羊眼嵌件（5）通孔嵌件）通孔嵌件v金属嵌件设计的基本原则如下：

金属嵌件设计的基本原则如下：

v1金属嵌件嵌入部分的周边应有金属嵌件嵌入部分的周边应有倒角倒角，以减少周围，以减少周围塑料冷却时产生的应力集中；塑料冷却时产生的应力集中；v2嵌件设在塑件上的凸起部位时，嵌件