第3章 节 塑料制品结构工艺设计 《塑料成型工艺与模具设计》课件.pptVIP

第3章 塑料制品结构工艺设计 本章介绍了塑料制品的设计原则、方法及其工艺设计、结构设计和塑料制品的表面修饰等，同时结合实例对塑料制品进行了工艺分析和生产工艺规程编订。重点对塑料制品工艺设计中的尺寸、精度、表面质量、壁厚和结构中的圆角、加强筋、脱模斜度、孔、螺纹、嵌件等的设计及其模具结构进行了介绍；并通过灯罩成型工艺规程的制定，全面介绍了塑料制品的生产工艺规程编订步骤与内容。通过本章学习希望学员能掌握上述内容，并应对制品的表面修饰有一定的认识。 3.1 塑料制品设计原则和方法 3．1．1 塑料制品设计原则 1．在塑料制品设计时，要对塑料制品进行必要的分析及计算校核。 2．在保障塑料制品的功能和性能前提下，正确选择材料，选择材料要具有可加工性，并且，尽量选择低成本的材料。 3．大多数塑料制品经加热成型后固化定型，在塑料制品设计时，一定要考虑聚合物的流变过程和形态变化对塑料制品影响。 4．许多塑料制品是各种装置和设备中的配件或组合件，它的设计应统一在整机产品之中。在保证整机质量的前提下，降低塑料制品的成本。 5．标准化、系列化是塑料制品设计在工业发展中的方向，所以在设计中要充分体现标准化、系列化。 3.6.1 尺寸及精度 塑料制件的尺寸（主要指塑件的外形尺寸）大小取决于塑料的流动性、加工设备的大小以及制品的使用要求。 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。 影响塑件尺寸精度的因素: 模具的制造精度、磨损程度和安装误差、塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化。 3.1.2 塑料制品设计方法和步骤 1．明确设计任务。不论设计、制造任何一种产品，经久耐用、物美价廉始终是制品设计的最终目的。 2．调研并收集相关资料。此项工作主要是确定塑料制品功能与性能要求，以符合制品消费者的潜在需要。 3．选择合适的塑料材料。对所用塑料材料的品种和型号是否有特别要求，甚至是塑料生产厂名、级别、颜色等是否有特别规定。 4．确定塑料的加工成型方法。根据塑料的特性及制品的要求可以确定制品的加工成型工艺。 5．对塑料制品进行失效分析。目的是保证塑料制品在使用期内功能和性能的可靠，针对塑料制品对时间、温度和环境的敏感性，按主要失效形式进行预测性的理论计算和相应的试验测试。 3．塑料制品的表面质量 塑件的表面质量包括： 有无斑点，条纹、凹痕，起泡、变色等缺陷，亦包括表面光泽性和表面粗糙度。 一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高 1～2级。 3.2.2 塑料制品的壁厚 壁厚过小：强度及刚度不足，塑料流动困难； 壁厚过大：原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷（缩孔、凹陷）。 图3-2 塑料制品壁厚设计 同一塑件的壁厚应尽可能一致。 常用塑料制件壁厚见表3.3和表3.4 3．2．3 塑料制品的圆角和圆角半径 圆角设计的目的： 圆角可避免应力集中，提高制件强度；圆角可有利于充模和脱模；圆角有利于模具制造，提高模具强度 。 圆角的大小：一般圆角半径 不应小于0.5mm，理想的内 圆角半径应为壁厚的1/3以上。 图3-3 圆角半径尺寸 3．2．4 塑料制品的加强筋和凸凹台 加强筋是指塑件上长的突起物，用来改善制品的强度和刚度，有的加强筋还能改善成型时熔体的流动状况。凸台是塑件上用来增强孔或供装配附件用的凸起部分、如图3-4所示。 图3-4 制品加强筋和凸台 设置加强筋，形状一定要正确。一般筋的高度不超过5a。，筋的根部厚度不超过0.75a，如果筋的根部过厚会在塑料制品外表面产生凹陷，在材料中央产生真空泡。具体如图3-5所示。两筋中心之间的间距为（3~4）a.。 图3-5 制品加强筋形状和尺寸 图3-6 合理布置加强筋 图3-7 圆角上凸台结构 3．2．5 塑料制品的脱模斜度 为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度α，在模具上称为脱模斜度。 脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30 ′～1°30′。 常用塑件的脱模斜度见表3.5表3.5 图3-11 塑料制品脱模斜度 3．2．5 塑料制品的脱模斜度 脱模斜度方向： 外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得， 内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得。 脱模斜度设计要点： 塑件精度高，采用较小脱模斜度 尺寸高的塑件，采用较小脱模斜度 塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度 增强塑料采用较大的脱模斜度 收缩率大，斜度加大