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1、精选优质文档-倾情为你奉上塑胶零件设计常识专心-专注-专业出个论讨题大家来谈谈塑胶零件设计常识！在这里希望搞模具设计的可以来PP！ 塑胶零件设计常识,一般塑胶件设计过程中都会有以下几项： 1，塑胶件壁厚的厚度设计！（说出你的理由） 2，塑胶件加强筋的设计 3，塑胶螺丝柱(自攻)的设计 4，塑胶件止口，美观线的设计！ 5，塑胶件材料选择的原则 1.壁厚太厚容易浪费材料，增加成本，更重要的是延长冷却和固化时间，容易产生凹陷，缩孔，夹心等质量上的缺陷。，所以应该均匀，壁与壁连接处的薄厚不应该相差太大，并且应尽量用圆弧连接，否则容易开列。一般是15MM，小件为1.52.5，大件为310MM 2.加强筋
2、高度通常塑件为壁厚的3倍左右，并有25度的脱模斜度，与塑件 壁的连接出及端部，应用圆弧连接。防止应力集中。，加强筋的厚度应为塑件 壁厚的1/2，如果太大，容易产生瘪凹。 如果要设置多个加强筋，则分布应错开，防止破厚度基本上取决于结构强度需要以及跌落实验高度。 如果自身的强度不足，又如何能支撑起部品呢。举例说电视机前框没有足够强度就无法在安装了显像管之后在流水线上移动。但这厚度又多依靠经验值。我先来一个失败的实例，如图，这是一个控制器的面板，最终的成品是8个叠成在一个机箱中（图中的结构部分从略）。因为这是我的第一个产品设计，啥经验也没有，反复校核后开模，首样出来也没有发现问题，但是整机一装配，麻
3、烦就来了控制器与控制器之间居然有3mm左右的间隙存在！难看得要命，简直就是废品。你们可以想象我当时寒风瑟瑟的样子了。原因其实在简单不过，我的拔模斜度设大了，为2度，这样底部和上部因斜度相差就是0.7mm，双边1.4mm，而模具厂缩水考虑不足，尺寸比图面尺寸又单边少0.2mm，双边是0.4mm，这样塑胶件本身就造成了1.8mm的间隙，加上机箱本身设计间距1mm，2.8mm的大空隙就这么出来了！ 教训：设定拔模斜度之前不仅仅要考虑注塑工艺要求，也一定要考虑到由此而产生的其它不良“后遗症”。 选择材料的考虑因素 任何一件工业产品在设计的早期过程中，一定牵涉考虑选择成形物料。因为在产品生产时、装配时、
4、和完成的时间，物料有着相互影响的关系。除此之外，品质检定水平、市场销售情况和价格的厘定等也是需要考虑之列。所以这是无法使用概括全面的考虑因素而定出一种系统性处理方法来决定所选择的材料和生产过程是为最理想。 不同材料的特性 ABS 用途: 玩具、机壳、日常用品 特性: 坚硬、不易碎、可涂胶水，但损坏时可能有利边出现。 设计上的应用: 多数应用于玩具外壳或不用受力的零件。 PP 用途: 玩具、日常用品、包装胶袋、瓶子 特性: 有弹性、韧度强、延伸性大、但不可涂胶水。 设计上的应用: 多数应用于一些因要接受drop test而拆件的地方。 PVC 用途: 软喉管、硬喉管、软板、硬板、电线、玩具 特性
5、: 柔软、坚韧而有弹性。 设计上的应用: 多数用于玩具figure，或一些需要避震或吸震的地方。 POM 用途: 机械零件、齿轮、摃杆、家电外壳 特性: 耐磨、坚硬但脆弱，损坏时容易有利边出现 设计上的应用: 多数用于胶齿轮、滑轮、一些需要传动，承受大扭力或应力的地方。 Nylon 用途: 齿轮、滑轮 特性: 坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。 设计上的应用: 因为精准度比较难控制，所以大多用于一些模数较大的齿轮。 Kraton 用途: 摩打垫 特性: 柔软，有弹性，韧度高，延伸性强。 设计上的应用: 多数作为摩打垫，吸收摩打震动，减低噪音。壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为
6、其它零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑料材料而定。一般的热塑性塑料的壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品设计不但增加物料成本，延长生产周期(冷却时间)，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引至产生空穴(气孔)的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。 最理的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 不同材料的常用壁厚 ABS 一般最先选择的材料，壁厚通常为1, 1
7、.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm，视乎产品的大细和功能而定。 PP 因为比较软身，而且基于缩水的问题，所以不能太厚，一般为1, 1.2, 1.5mm。 PVC 因为多用由于figure上和多是实心，所以限制不大。 一般为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm视乎产品大细而定。 Nylon 因为缩水率比较高，所以平均料厚和筋骨的比例可比较少。 Kraton 因为多数用作摩打垫或不外露件，所以限制不大。加强筋在塑料部件上是不可或缺的功能部份。加强筋有效地如工字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积，但没有如工字铁般出现倒扣难于成型的形状问题，对一些经常受到压力、扭力、
8、弯曲的塑料产品尤其适用。此外，加强筋更可充当内部流道，有助模腔充填，对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。 加强筋一般被放在塑料产品的非接触面，其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向，选择加强筋的位置亦受制于一些生产上的考虑，如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的长度可与产品的长度一致，两端相接产品的外壁，或只占据产品部份的长度，用以局部增加产品某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话，未端部份亦不应突然终止，应该渐次地将高度减低，直至完结，从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题，这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。而且因为缩水的问题，筋骨的厚度不能大过平均壁厚的厚度。 一般
9、的设计方法 : 平均壁厚0.650.7对于料厚我的总体看法是:能薄不厚,但对不同的产品应有不同之对待.可一个重要的问题就是要尽量保持平均料厚.在不能保持平均料厚的时候,也要让过度保持平滑.因为塑胶流动每通过一个转折带或料厚变化区都会有压力损失(等同射压就要增加).而且易产生缩水缺陷.应尽量避免.尤其象PC这样流动性较差的材料更应该注意. POM 常用热熔性塑胶材料 1) ABS（丙烯晴二丁烯苯乙烯） 苯乙烯族系的热熔塑胶。硬质塑胶材料不透明。 黄色火焰，黑烟及流滴燃烧，有一种酸臭并带橡胶燃烧气味。 比重1.04。 可溶于丙酮、二氯乙烷及三溴甲烷。 慢燃烧，耐酸碱，但暴露于某些酸及有机溶剂时遭受
10、应力开裂。 2) ABSPC合金 3) ABSPVC合金 4) PC（聚碳酸酯polycarbonate） 高挺性、高冲击强度及高温时保持机械性能为特征的工程塑料。 热熔塑胶材料，燃烧困难。黄色火焰，系自熄性。有淡的酚气味。 熔点430F。比重1.2。溶于氯化甲烷及氯化乙烷。 光学明澈或着色配方供用，适用于镜片、护目镜、电器外壳、安全盔及工程齿轮。 5) PE（聚乙烯） 天然乳白色，蜡性手感； 相当快速率燃烧，并如蜡融化流滴，火焰蓝色带黄尖，有一种烧石蜡的气味； 低密度聚乙烯熔点221F，高密度聚乙烯熔点248F，引火点645F； 比重小于1，浮于水上； 可溶于熟苯、熟甲苯，不溶于其他通用溶剂
11、； 6) PP（聚丙烯） 比PE较钢硬； 黄尖蓝色火焰缓慢燃烧，气味类似柴油，毒烟； 熔点在334F左右； 比重0.906，浮于水上，可溶于热苯； 7) PS（聚苯乙烯） 坠地或用一硬物轻敲时产生一种金属鸣声； 橙黄色火焰，产生浓烟，带碳簇飞舞，嗅味如照明煤气或万寿菊； 熔点374F，引火点680F； 比重1.09； 可溶于丙酮、苯、醚、三氯甲烷； 8) PVC（聚氯乙烯） 边上带绿色的黄色火焰燃烧，产生一种盐酸的窒息气味，铜丝实验中发出一种鲜绿色火焰； 熔点302F，引火点735F； 比重1.16至1.72； 可溶于丙酮及环已酮；迄今为止,已见报道的树脂种类达到上万种,实现工业化生产的也不下
12、千余种。塑料材料的选用就是在众多的树脂品种中,选择一个合适的品种。初看起来,可供我们选择的塑料品种太多,有眼花缭乱的感觉。但实际上并不是所有的树脂品种都获得了具体应用。我们所指的塑料材料的选用,并不是漫无边际的选择,而是在常用的树脂品种中选用。 塑料材料的选用原则: 一.塑胶材料的适应性; 1.各种材料的性能比较; 2.不宜选用塑料的条件; 3.选 用塑料的适宜条件。二.塑料制品的使用性能 1.塑料制品的使用条件 a.塑料制品的受力情况; b.塑料制品的电性能; c.塑料制品的尺寸精度要求； d.塑料制品的渗透性要求; e.塑料制品的透明性要求; f.塑料制品的外观要求。 2.塑料制品的使用环
13、境 a.环境温度; b.环境湿度; c.接触介质; d.环境的光、氧及辐射.三.塑料的加工性能 1.塑料的可加工性; 2.塑料的加工成本; 3.塑料加工的废料. 四.塑料制品的成本 1.塑料原料的价格; 2.塑料制品的使用寿命; 3.塑料制品的维护费用. 五.塑料原料的来源。 在实际选用过程中,有些树脂在性能上十分接近,难分伯仲。究竟选择哪一种更为合适?需要多方考虑、反复权衡,才可以确定下来。因此说塑胶材料的选用是一项十分复杂的工作,可遵循的规律并不十分明显。有一点需提醒大家特别注意,从各种书刊上引用的塑料材料性能数据,都是在特定条件下测定的,这些条件可能与实际工作状态差别较大。如不吻合则要将
14、所引数据转换成实际使用条件下的性能或按实际条件重新测定。面对一个要开发制品的设计图纸,选材应遵循如下步骤。 首先要确定这个产品是否可选用塑料材料制造；其次,如果确定可用塑料材料来制造,究竟选用那种塑料材料是进一步需要考虑的因素。(按上述选用原则考虑)根据产品精度选择塑料材料: 不同塑料材料对应的产品精度 精度等级 可用塑料材料品种 1级 无 2级 无 3级 PS ABS PMMA PC PSF PPO PF AF EP UP F4 UHMW PE 30%GF增强塑料等,其中以30%GF增强塑料的精度最高. 4级 PA类 氯化聚醚 HPVC等 5级 POM PP HDPE等 6级 SPVC LD
15、PE LLDPE等衡量塑料制品耐热性能好坏的指标有热变形温度 马丁耐热温度和维卡软化点三种,其中以热变形温度最为常用. 常用塑料的耐热性能(未经改性的) 热变形温度-维卡软化点 -马丁耐热 HDPE -80-120 - LDPE-50-95- EVA- 64- PP.102.110. PS.85.105. PMMA.100.120. PTFE.260.110. ABS.86.160.75 PSF.185.180.150 POM.98.141.55 PC.134.153.112 PA6.58.180.48 PA66.60.217. 50 PA1010.55.159.44 PET.70.80 PB
16、T.66.177.49 PPS.240.102 PPO.172.110 PI.360. 300. LCP.315. .耐热塑料的选用原则: 1.考虑耐热性高低 a.满足耐热性即可,不要选择太高,太高会造成成本的提高； b.尽可能选用通用塑料改性。耐热类塑料大都属于特种塑料类, 其价格都很高;而通用类塑料的价格都比较低； c.尽可能选用耐热改性幅度大的通用塑料。 2.考虑耐热环境因素 a.瞬时耐热性和长期耐热性; b.干式耐热或湿式耐热; c.耐介质腐蚀性; d.有氧耐热或无氧耐热; e.有载耐热和无载耐热.大家一定对上面的温度觉得奇怪,怎么PA PBT料的热变形温度那么低呢? 其实PA PBT
17、如果不进行耐热改性,其耐热性能是很差的. 下面具体介绍一些塑料经耐热改性后的耐热性能对比例子. 一.塑料的填充耐热改性:在所有填料中,除有机料外,大部分无机矿物填料 都可明显提高塑料的耐热温度.常用的耐热填料有:碳酸钙 滑石粉 硅灰石 云母 锻烧陶土 铝矾土及石棉等. 且填料的粒度越小,改性效果越好. a.纳米级填料: PA6填充5%纳米蒙脱土,其热变形温度可由70度提高到150度 PA6填充10%纳米海泡石,其热变形温度可由70度提高到160度 PA6填充5%合成云母,其热变形温度可由70度提高到145度 b.常规填料: PBT填充30%滑石粉,其热变形温度可由55度提高到150度 PBT填
18、充30%云母,其热变形温度可由55度提高到162度二.塑料的增强耐热改性 用增强改性的方法提高塑料的耐热性效果比填充还好,常用的耐热纤维主要有:石棉纤维 玻璃纤维 碳纤维 晶须 聚 1.结晶型树脂经30%玻璃纤维增强耐热改性. PBT的热变形温度由66度提高到210度. PET的热变形温度由98度提高到238度. PP的热变形温度由102度提高到149度. HDPE的热变形温度由49度提高到127度. PA6的热变形温度由70度提高到215度. PA66的热变形温度由71度提高到255度. POM的热变形温度由110度提高到163度. PEEK的热变形温度由230度提高到310度. 2.非结晶
19、树脂经30%玻璃纤维增强耐热改性. PS的热变形温度由93度提高到104度. PC的热变形温度由132度提高到143度. AS的热变形温度由90度提高到105度. ABS的热变形温度由83度提高到110度. PSF的热变形温度由174度提高到182度. MPPO的热变形温度由130度提高到155度.三.塑料共混耐热改性 塑料共混提高耐热性即在低热树脂中混入高耐热性树脂从而提高其耐热性. 这种方法虽然耐热性提高幅度不如添加耐热改性高,但其优点是在提高耐 热性同时基本不影响其原有其他性能.如: ABS/PC 热变形温度可由93度提高到125度 ABS/PSF(20%) 热变形温度可达115度 HD
20、PE/PC(20%) 维卡软化点可由124度提高到146度. PP/CaCo3/EP 热变形温度可由102度提高到150度四.塑料交联耐热改性 塑料交联提高耐热性常用于耐热管材和电缆方面.如: 1.HDPE经过硅烷交联处理后,其热变形温度可由原来的70度增加到90110度. 2.PVC经过交联后,其热变形温度可由原来的65度增加到105度.透明塑料的具体选用 一.日用透明类材料: 1.透明膜类:包装用PE PP PS PVC及PET等,农用PE PVC及PET等; 2.透明片 板类:用PP PVC PET PMMA及PC等; 3.透明管类:用PVC PA等 4.透明瓶类:用PVC PET PP
21、 PS及PC等. 二.照明器材类材料:主要用作灯罩,常用PS 改性PS AS PMMA及PC等 三.光学仪器类材料 1.硬质镜体主要用CR-39和J.D两种 2.隐形眼镜常用HEMA 四.玻璃类材料 1.交通玻璃常用PMMA和PC两种 2.建筑玻璃常用PVF和PET. 五.太阳能材料:常用PMMA PC GF-UP FEP PVF及SI等 六.光纤材料:芯层用PMMA或PC,包覆层为含氟烯烃聚合物 含氟甲基丙烯酸甲酯类 七.光盘材料:常用PC PMMA 八.透明封装材料 表面增硬的PMMA FEP EVA EMA PVB等不同用途的壳体具体选料: 1.电视机壳体:小型的选改性PP;中型的选改性
22、PP HIPS ABS及PVC/ABS合金; 大型的选ABS. 2.电冰箱的门胆和内胆:常用HIPS板 ABS板及HIPS/ABS复合板 目前以ABS为主,只有海尔冰箱用改性HIPS. 3.洗衣机:内桶和盖板等常用PP,少量用PVC/ABS合金. 4.空调器:用增强ABS AS PP 5.电风扇:用ABS AS GPPS 6.吸尘器:用ABS HIPS 改性PP 7.电熨斗:非耐热型用改性PP,耐热用ABS PC PA PBT等 8.微波炉和电饭煲:非耐热用改性PP和ABS;耐热型用PES PEEK PPS LCP等 9.收音机 录音机 录像机:用ABS HIPS等 10.电话机:用ABS H
23、IPS 改性PP PVC/ABS等. 我国以ABS为主,美国以PVC/ABS为主.常用透明塑料的特性及注塑工艺 透明塑料必须有高透明度，一定的强度和耐磨性，能抗冲击，耐热件要好，耐化学性要优，吸水率要小，只有这样才能在使用中能满足透明度的要求而长久不变，常用的透明塑料有: 1.聚甲基丙烯酸甲酯（即俗称亚加力或有机玻璃，代号PMMA）, 2.聚碳酸酯（代号 PC）, 3.聚对苯二甲酸乙二醇脂（代号 PET）, 4.透明尼龙, 5.AS（丙烯睛一苯 乙烯共聚物）, 6.聚砜（代号PSF）. 1)性能比较 材料性能透明度J/m2热形温度收缩率 PMMA92950.5 PC90137 0.6 PET8
24、61202 般要求的制品仍以选用PMMA为主，而PET由于要经过拉伸才能得到好的机械性能，所以多在包装、容器中使用。 2)注塑过程中工艺特性 i.PMMA的工艺特性 PMMA粘度大，流动性稍差，因此必须高料温、高注射压力注塑才行，其中注射温度的影响大于注射压力，但注射压力提高，有利于改善产品的收缩率。注射温度范围较宽，熔融温度为160，而分解温度达270，因此料温调节范围宽，工艺性较好。故改善流动性，可从注射温度着手。冲击性差，耐磨性不好，易划花，易脆裂，故应提高模温，改善冷凝过程，去克服这些缺陷。 ii.PC的工艺特性 PC粘度大，融料温度高，流动性差，回此必须以较高温度注塑(270320T
25、之间），相对来说料温调节范围较窄，工艺性不如PMMA。注射压力对流动性影响较小，但因粘度大，仍要较大注射压力，相应为了防止内应力产生，保压时间要尽量短。收缩率大，尺寸稳定，但产品内应力大，易开裂，所以宜用提高温度而不是压力去改善流动性，并且从提高模具温度，改善模具结构和后处理去减少开裂的可能。当注射速度低时，浇口处易生波纹等缺陷，放射咀温度要单独控制，模具温度要高，流道、浇口阻力要小。 iii.PET的工艺特性 PET成型温度高，且料温调节范围窄（260300），但熔化后，流动性好，故工艺性差，且往往在射咀中要加防延流装置。机械强度及性能注射后不高，必须通过拉伸工序和改性才能改善性能。模具温度
26、准确控制，是防止翘曲。变形的重要回素，回此建议采用热流道模具。模具温度官高，否则会引起表面光泽差和脱模回难。 3)透明塑料件的缺陷和解决办法 i.银纹：由充模和冷凝过程中，内应力各向异性影响，垂直方向产生的应力，使树脂发生流动上取向，而和非流动取向产生折光率不同而生闪光丝纹，当其扩展后，可能使产品出现裂纹。除了在注塑工艺和模具上注意外，最好产品作退火处理。如PC料可加热到160以上保持35分钟，再自然冷却即可。 ii.气泡：由于树脂内的水气和其他气体排不出去，或因充模不足，冷凝表面又过快冷凝而形成“真空泡”。 iii.表面光泽差：主于模具粗糙度大，另一方面冷凝过早，使树脂不能复印模具表面的状态
27、，所有这些都使其表面产牛微小凹凸不平，而使产品失去光泽。 iv.震纹：是指从直浇口为中 心形成的密集波纹，其原因因熔体粘度过大，前端料已在型腔冷凝，后来料又冲破此冷凝面，而使表面出现震纹。 v.泛白,雾晕：主要由于在空气中灰尘落入原料中或原料含水量太大而引起的。 vi.白烟,黑点：主要由于塑料在机筒内，因局部过热而使机筒树脂产生分解或变质而形成我要做一加热的产品，用来蒸煮食物，有温控105度，用什么塑料最经济，最安全？ 建议用PP料塑胶受力制品用原料选用的一般原则 1.拉伸强度 弯曲强度及模量:这几种性能较好的塑料品种有 POM PA PC PPO PSF及PI等,以及相应的玻璃纤维增强材料和
28、PET PBT PP等的玻璃纤维增强 材料. 2.冲击强度:以PC为最好,POM PPO PSF等次之,PP HPVC PA6 PA66 氯化聚醚 等品种的低温脆性大. 3.耐蠕变性:热固性塑料的耐蠕变性能好于热塑性塑料.热塑性塑料中PC PPO PSF PI及PAR的蠕变性较好,而ABS PA HPVC POM的耐蠕变性不好. 4.耐疲劳性:几种塑料的耐疲劳性大小为 POMPBT PETPA66PA6PP, 纯PC的耐蠕变性不好,但玻璃纤维增强后可大幅度增高,接近POM. 5.尺寸稳定性 PC PPO PSF PI PAR PES PPS的尺寸稳定性好,可适用于三级 以上精度的塑料制品选用;
29、而PA POM以及高结晶性塑料的尺寸稳定性都 不高,只适用于五级以下精度的塑料制品选用. 上述塑料品种在进行增强改性后,相关性能都有明显的改善.其中拉伸强度 弯曲强度 模量 耐蠕变性 耐疲劳性及尺寸精度都大幅度甚至成倍增加.如POM PA PPO PC PET PBT PP PSF PPS等塑料用30%玻璃纤维增强后,其拉伸强度 都增加一倍以上,原来不属于工程塑料的PP PET PBT经增强后可变成工程塑料; 再如PA经30%玻璃纤维增强后,其耐蠕变性提高四倍;又如PC经30%玻璃纤维 增强后,其耐蠕变性提高57倍,耐疲劳性提高5倍.因此,在选材时要注意有的 塑料品种虽纯树脂性能达不到要求,但改性后有可能完全满足需要. 对有的受力制品除上述性能外,还要考虑耐热性 耐磨性 摩擦性 热膨胀系数 自润性及环境适应性(耐腐蚀性 耐应力开裂性 耐老化性)等性能.