注塑件入門設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)

1、塑料件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)塑料件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí) 一、材料一、材料 l四大類：金屬材料、高分子材料、無機(jī)非金屬材料（如陶瓷、石棉、玻璃）以及半導(dǎo)體材料。非金屬材料的特點(diǎn)：l比重小、重量輕。密度=0.92.3g/cm3，對減重有意義。l耐腐蝕性好。如聚四氟乙烯，耐酸堿侵蝕，連“王水”中煮沸也不影響。l電絕緣性好。l減摩、耐摩性好。l消音和吸震性好。l另外，還有耐熱和耐寒性、與金屬相比，易加工生產(chǎn)效率高、節(jié)省費(fèi)用。二、塑料的組成和分類二、塑料的組成和分類 塑料工業(yè)從1907年酚醛塑料的生產(chǎn)算起，已有近100年的歷史，產(chǎn)量、品種的發(fā)展很快；目前已有300多種，常用的30余種；原料便宜易得且具有很多的優(yōu)良性能。1

2、、組成：塑料是以天然或合成樹脂為基本原料，在一定的溫度和壓力下可塑制成型并在常溫下能保持其形狀不變的材料。2、塑料的主要成分是合成樹脂。有些合成樹脂可以單獨(dú)做塑料，有些則不能，必須加入一些添加劑。有填料、增塑劑、固化劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、發(fā)泡劑、著色劑等等。另外還有抗靜電劑、導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料、加入香酯類制成香味塑料。3、分類： 按熱性能分為熱塑性和熱固性塑料。如熱塑性塑料pp、abs、pom、pc、pa等等，；熱固性塑料pf（酚醛樹脂）、ep（環(huán)氧樹脂）。 按使用性能分通用塑料（pvc、pe、pp）、工程塑料（pa、pc、pom、abs）和特種塑料（含氟塑料、導(dǎo)電導(dǎo)磁導(dǎo)熱塑料）。三、塑料的性能與檢

3、測三、塑料的性能與檢測1、物理性能：比重、熔融指數(shù)、吸水性、耐油性。2、機(jī)械性能： 1）硬度：布氏hb和洛氏硬度hr；還有邵氏硬度d，適用于軟塑料。 2）拉伸強(qiáng)度、彈性模量和伸長率 a、硬而韌的塑料：如pc、pom、pa等 b、硬而脆的塑料：如pf（電木）、ps（聚苯乙烯）、pmma（有機(jī)玻璃）等 c、硬而強(qiáng)的塑料：如硬聚氯乙烯等 d、軟而韌的塑料：如含有增塑劑的聚氯乙烯、硫化橡膠等應(yīng)變 %應(yīng)力 應(yīng)力 應(yīng)變 %應(yīng)變 %應(yīng)力 應(yīng)力 應(yīng)變 % 3）壓縮強(qiáng)度 4）彎曲強(qiáng)度 5）煎切強(qiáng)度 6）沖擊強(qiáng)度 7）摩擦、磨損性能 8）蠕變3、熱性能：主要有耐熱性（最高允許使用溫度范圍）、導(dǎo)熱性、熱膨脹性（金屬

4、的310倍）及燃燒性。4、電性能 四、塑料件的選材四、塑料件的選材 1、選材原則： a、良好的使用性能上的要求； b、優(yōu)良的工藝性能的要求； c、合理的經(jīng)濟(jì)性方面的要求。 2、選材方法： a、全面了解部件的使用要求； b、掌握材料的性能特征； c、初步選定、反復(fù)試驗(yàn)。五、塑料件的設(shè)計(jì)前提五、塑料件的設(shè)計(jì)前提 1、在設(shè)計(jì)前，首先應(yīng)查找公司和同行類似的產(chǎn)品，原有的產(chǎn)品發(fā)生過那些問題，有那些不足，參考現(xiàn)有的成熟結(jié)構(gòu)，避免有問題的結(jié)構(gòu)形式。 2、從造型圖和效果圖理解造型風(fēng)格，配合產(chǎn)品的功能分解，確定零件折分的數(shù)目(不同的表面狀態(tài)要么分為不同的零件，要么在不同的表面之間須有過度處理)，確定零件表面間的過

5、度處理，決定零件之間的連接方式，零件之間的配合間隙。 3、零件強(qiáng)度與連接強(qiáng)度的確定 根據(jù)產(chǎn)品大小，確定零件主體壁厚。零件本身的強(qiáng)度，由壁厚塑料件，結(jié)構(gòu)形式(平板形狀的的塑料件強(qiáng)度最差)，加強(qiáng)筋與加強(qiáng)骨共同決定。在決定零件的單個(gè)強(qiáng)度的同時(shí)，須確定零件之間的連接強(qiáng)度，改變連接強(qiáng)度的方法有，加螺釘柱、加止口、加扣位、加上下頂住的加強(qiáng)骨。 六、塑料件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)六、塑料件的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 利用注塑工藝生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，由于塑料在模腔中的不均勻冷卻和不均勻收縮以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，容易引起產(chǎn)品的各種缺陷：縮印、熔接痕、氣孔、變形、拉毛、頂傷、飛邊。 為得到高質(zhì)量的注塑產(chǎn)品，我們必須在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)充分考慮其結(jié)構(gòu)工藝性

6、，下面結(jié)合注塑產(chǎn)品的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析避免注塑缺陷的方法。1、開模方向和分型線、開模方向和分型線 每個(gè)注塑產(chǎn)品在開始設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定其開模方向和分型線，以保證盡可能減少抽芯機(jī)構(gòu)和消除分型線對外觀的影響。1.1開模方向確定后，產(chǎn)品的加強(qiáng)筋、卡扣、凸起等機(jī)構(gòu)盡可能設(shè)計(jì)成與開模方向一致，以避免抽芯減少拼縫線，延長模具壽命。1.2 例如：保險(xiǎn)杠的開模方向一般為車身坐標(biāo)x方向，如果開模方向設(shè)計(jì)成與x軸不一致，則必須在產(chǎn)品圖中注明其夾角。1.3 開模方向確定后，可選擇適當(dāng)?shù)姆中途€，以改善外觀及性能。2、脫模斜度、脫模斜度2.1 適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍瓤杀苊猱a(chǎn)品拉毛。光滑表面的脫模斜度應(yīng)大于0.5度，細(xì)皮紋表面大于1

7、度，粗皮紋大于1.5度。2.2 收縮率大的制件選用較大的脫模斜度；對于大尺寸制件或尺寸要求高的制件采用較小的脫模斜度。2.3 適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍瓤杀苊猱a(chǎn)品頂傷。2.4 一般情況下脫模斜度不包括在制件公差范圍內(nèi)。3、產(chǎn)品壁厚、產(chǎn)品壁厚3.1 應(yīng)盡量壁厚均勻、厚度適當(dāng)、不應(yīng)有突變，厚度不同時(shí)應(yīng)逐漸過度。3.2 各種塑料均有一定的壁厚范圍，一般0.54mm，當(dāng)壁厚超過4mm時(shí)，將引起冷卻時(shí)間過長，產(chǎn)生縮印等問題，應(yīng)考慮改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。滿足要求時(shí)盡量減小壁厚3.3 壁厚不均會(huì)引起表面縮印。如pp、pom、pe、pa更為顯著。4、加強(qiáng)筋、加強(qiáng)筋4.1 加強(qiáng)筋的合理應(yīng)用，可增加產(chǎn)品剛性，減少變形。4.2 加強(qiáng)筋

8、的厚度必須小于產(chǎn)品壁厚的1/3，否則引起表面縮印。4.3 加強(qiáng)筋的單面斜度應(yīng)大于1.5度，以避免頂傷。4.4 多條加強(qiáng)筋相互錯(cuò)開、布置得當(dāng)，之間的距離大于4t；筋的高度低于3t，不易過大，否則會(huì)使筋部受力破損。4.5 螺釘柱子的筋取至少低于柱子端面1mm，筋至少需要低于零件表面或分型面1mm，。4.6 設(shè)置方向應(yīng)與槽內(nèi)料流方向一致，避免料流干擾而損害產(chǎn)品的質(zhì)量。5、圓角、圓角5.1 圓角太小可能引起產(chǎn)品應(yīng)力集中，導(dǎo)致產(chǎn)品開裂。5.2 圓角太小可能引起模具型腔應(yīng)力集中，導(dǎo)致型腔開裂。5.3 設(shè)置合理的圓角，可以提高制件強(qiáng)度，有利于充模和脫模，還可以改善模具的加工工藝，如型腔可直接用r刀銑加工，而

9、避免低效率的電加工。5.4 注塑圓角值由相臨的壁厚決定，一般為0.51.5t，但不小于0.5mm。5.5 不同的圓角可能會(huì)引起分型線的移動(dòng)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇不同的圓角或傾角。合理不合理6、孔（通孔、盲孔、螺紋孔等）、孔（通孔、盲孔、螺紋孔等）6.1 孔的形狀應(yīng)盡量簡單，一般取圓形。6.1 應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在不減弱強(qiáng)度的部位。6.2 孔的軸向和開模方向一致，可以避免抽芯。6.3 當(dāng)孔的長經(jīng)比大于2時(shí)，應(yīng)設(shè)置脫模斜度。此時(shí)孔的直徑應(yīng)按小徑尺寸（最大實(shí)體尺寸）計(jì)算。6.4 盲孔的長經(jīng)比一般不超過4。6.5 孔與產(chǎn)品的邊緣的距離一般大于孔徑尺寸。7、注塑模的抽芯機(jī)構(gòu)及避免、注塑模的抽芯機(jī)構(gòu)及避免7.1 當(dāng)

10、塑件按開模方向不能順利脫模時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)抽芯機(jī)構(gòu)，抽芯機(jī)構(gòu)能成型復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 但是易起產(chǎn)品拼縫線，縮印等缺陷，并增加模具成本縮短模具壽命。7.2 設(shè)計(jì)注塑產(chǎn)品時(shí)，如無特殊要求，盡量避免抽芯結(jié)構(gòu)。如孔軸向和筋的方向改為開模方向，利用型腔型芯碰穿等方法。8、一體鉸鏈、一體鉸鏈8.1 利用pp料的韌性，可將鉸鏈設(shè)計(jì)成和產(chǎn)品一體。8.2 作為鉸鏈的薄膜尺寸應(yīng)小于0.5mm，且保持均勻。8.3 注塑一體鉸鏈時(shí)，澆口只能設(shè)計(jì)在鉸鏈的某一側(cè)。9、嵌件、嵌件9.1 在注塑產(chǎn)品中鑲?cè)肭都稍黾泳植繌?qiáng)度，硬度，尺寸精度 和設(shè)置小螺紋孔（軸），滿足各種特殊需求，同時(shí)會(huì)增加產(chǎn)品成本。9.2 嵌件一般為銅，也可以是其它金

11、屬或塑料件。9.3 嵌件在嵌入塑料中的部分應(yīng)設(shè)計(jì)止轉(zhuǎn)和防拔出結(jié)構(gòu)。如： 滾花、孔、折彎、壓扁、肩等。9.4 嵌件周圍塑料為適當(dāng)加厚，以防止塑件應(yīng)力開裂。9.5 設(shè)計(jì)嵌件時(shí)，應(yīng)充分考慮其在模具中的定位方式（孔、銷、磁性）10、標(biāo)識(shí)、標(biāo)識(shí) 產(chǎn)品標(biāo)識(shí)一般設(shè)置在產(chǎn)品內(nèi)表面較平坦處，并采用凸起形式，選擇法向與開模方向盡可能一致的面處設(shè)置標(biāo)識(shí)，可以避免拉傷。11、注塑件精度和表面粗糙度、注塑件精度和表面粗糙度11.1 由于注塑時(shí)收縮率的不均勻和不確定性，注塑件精度明顯低于金屬件，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選擇適當(dāng)?shù)墓钜螅╯j/t 106281995）。11.2 蝕紋表面不能標(biāo)注的粗糙度。在表面光潔度特別高的地方，將此范圍圈出標(biāo)注表面狀態(tài)為鏡面。11.3 塑料零件的表面一般平滑、光亮，表面粗糙度一般為ra2.50.2um.。12、注塑件的變形、注塑件的變形 提高注塑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的剛性，減少變形，盡量避免平板結(jié)構(gòu)，合理設(shè)置翻邊，凹凸結(jié)構(gòu)。設(shè)置合理的加強(qiáng)筋。13、氣輔注塑、氣輔注塑 13.1 采用氣輔注塑，可提高產(chǎn)品剛性，減少變形。13.1 采用氣輔注塑，可以避免縮印。13.2 采用氣輔注塑，可以節(jié)省原料，縮短冷卻時(shí)間。14、焊接（熱板焊、超聲波焊、振動(dòng)焊）、焊接（熱板焊、超聲波焊、振動(dòng)焊）14.1 采用焊接，可提高聯(lián)接強(qiáng)度。1