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1、第三节第三节 塑料的设计塑料的设计uu塑件设计的基本知识，学会分析塑件设计的基本知识，学会分析塑件结构的合理性、成型时缺陷产塑件结构的合理性、成型时缺陷产生的原因，掌握其改进措施生的原因，掌握其改进措施uu热塑性塑料的工艺性能，学会分热塑性塑料的工艺性能，学会分析其对模具结构的影响析其对模具结构的影响一、塑件的尺寸及其精度一、塑件的尺寸及其精度塑件的尺寸塑件的尺寸塑件的尺寸塑件的尺寸 指塑件的总体尺寸指塑件的总体尺寸塑件的尺寸受下面两个因素影响：塑件的尺寸受下面两个因素影响：塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）设备的
2、工作能力（注射量、锁模力、工作台面）1.1.塑件尺寸塑件尺寸一、塑件的尺寸及其精度一、塑件的尺寸及其精度 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品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。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影响塑件尺寸精度的因素:塑件成型后的时效变化塑件成型后的时效变化(后收缩后收缩)模具的制造精度、磨损程度和安装误差模具的制造精度、磨损程度和安装误差2.2.塑件尺寸塑件尺寸精度精度一、塑件的尺寸及其精度一、塑件的尺寸及其精度2.2.塑件尺寸塑件尺寸精度精度尺寸精度的确定：尺寸精度的确定：会根据会根据GB
3、/T14486-93（工程塑料模塑塑件尺（工程塑料模塑塑件尺寸公差）选择塑件公差等级寸公差）选择塑件公差等级 模塑件公差代号为模塑件公差代号为MT （附录附录E）MT1级精度最高（一般不采用）级精度最高（一般不采用）MT7级精度最低级精度最低一、塑件的尺寸及其精度一、塑件的尺寸及其精度2.2.塑件尺寸塑件尺寸精度精度A项：不受模具合模精度影响的尺寸公差值项：不受模具合模精度影响的尺寸公差值B项：受模具合模精度影响的尺寸公差值项：受模具合模精度影响的尺寸公差值一、塑件的尺寸及其精度一、塑件的尺寸及其精度尺寸精度的确定：尺寸精度的确定：对于塑件上对于塑件上孔的公差孔的公差可采用基准孔，可取表可采用
4、基准孔，可取表中数值冠以（中数值冠以（）号。）号。对于塑件上对于塑件上轴的公差轴的公差可采用基准轴，可取表可采用基准轴，可取表中数值冠以（中数值冠以（）号。）号。一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。精度。模具尺寸精度比塑件尺寸精度高模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2-3级。级。二、塑件的表面质量二、塑件的表面质量表面质量表面质量表面质量表面质量表面粗糙度、光亮程度表面粗糙度、光亮程度色彩均匀性色彩均匀性表面缺陷：缩孔、凹陷表面缺陷：缩孔、凹陷推杆痕迹推杆痕迹对拼缝、熔接痕、飞边等对拼缝、熔接痕、飞边等一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高一般模具表面粗糙度
5、要比塑件的要求高 1 12 2级级三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计1.设计原则设计原则1）在保证塑件的使用性能、物理性能和力学性能、电性能、耐化学）在保证塑件的使用性能、物理性能和力学性能、电性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能的前提下，尽量选用价格低廉和成型性能较好的腐蚀性能和耐热性能的前提下，尽量选用价格低廉和成型性能较好的塑料，并力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。塑料，并力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。2）在设计塑件时应考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，）在设计塑件时应考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出机构简单模具抽芯和推出机构简单3）在设计塑件时，应考虑原
6、料的成型工艺性，如流动性、收缩性等，）在设计塑件时，应考虑原料的成型工艺性，如流动性、收缩性等，塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。4）当设计的塑件外观要求较高时，应先通过造型，然后逐步绘制图）当设计的塑件外观要求较高时，应先通过造型，然后逐步绘制图样。样。三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容1 1）形状形状 塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容1 1）形状形状 三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容1 1）形
7、状形状 三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容1 1）形状形状 三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计1 1）形状形状 2.设计内容设计内容三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2 2）脱模斜度脱模斜度 2.设计内容设计内容 为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，避免为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，避免模具型芯型腔的过度磨损，必须在塑件内外表面脱模模具型芯型腔的过度磨损，必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度方向上留有足够的斜度，在模具上称为在模具上称为脱模斜度脱模斜度脱模斜度脱模斜度。脱模斜度的大小脱模斜度的大小取决于塑件的形状、取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩壁厚
8、及塑料的收缩率，一般取率，一般取30 30 1 13030。三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2 2）脱模斜度脱模斜度 2.设计内容设计内容脱脱模模斜斜度度方方向向内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2 2）脱模斜度脱模斜度 2.设计内容设计内容脱模斜度表示方法：脱模斜度表示方法：三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2 2）脱模斜度脱模斜度 2.设计内容设计内容脱模斜度设计要点：脱模斜度设计要点：塑件精度高，采用较小脱模斜度塑件精度高，采用较小脱模斜
9、度尺寸大的塑件，采用较小脱模斜度尺寸大的塑件，采用较小脱模斜度塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度收缩率大，斜度加大收缩率大，斜度加大增强塑料采用较大的脱模斜度增强塑料采用较大的脱模斜度三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2 2）脱模斜度脱模斜度 2.设计内容设计内容脱模斜度设计要点：脱模斜度设计要点：含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度 从留模方位考虑从留模方位考虑:留在型芯，内表面脱模斜度留在型芯，内表面脱模斜度外表面外表面 留在型腔，外表面脱模斜度留在型腔，外表面脱模斜度内表面内表面三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计3 3）壁厚壁
10、厚2.设计内容设计内容壁厚过小壁厚过小壁厚过大壁厚过大强度及刚度不足，塑料流动困难强度及刚度不足，塑料流动困难原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容塑件壁厚设计原则：塑件壁厚设计原则：满足成型时熔体充模所需的壁厚满足成型时熔体充模所需的壁厚保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚能承受推出机构等的冲击和振动能承受推出机构等的冲击和振动满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚
11、度厚薄适中厚薄适中 均匀壁厚均匀壁厚3 3）壁厚壁厚三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容3 3）壁厚壁厚改善壁厚典型实例：改善壁厚典型实例：三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容3 3）壁厚壁厚改善壁厚典型实例：改善壁厚典型实例：三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容3 3）壁厚壁厚三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容4 4）加强肋加强肋平板类零件加强筋方平板类零件加强筋方向与料流方向平行向与料流方向平行加强筋的加强筋的作用作用：加强筋加强筋设计要点设计要点：它能提高塑件的强度、防止它能提高塑件的强度、防止和避免塑件的
12、变形和翘曲。和避免塑件的变形和翘曲。加强筋的底部与壁连接应圆弧过渡，以防外加强筋的底部与壁连接应圆弧过渡，以防外力作用时，产生应力集中而被破坏。力作用时，产生应力集中而被破坏。三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容4 4）加强肋加强肋加强筋厚度加强筋厚度小于壁厚小于壁厚加强筋与支承加强筋与支承面间留有间隙面间留有间隙加强筋加强筋设计要点设计要点：三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容4 4）加强肋加强肋加强筋加强筋设计要点设计要点：三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容5 5）.支承面与凸台支承面与凸台通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而
13、是通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而是以以底脚底脚或或边框边框为支承面。为支承面。三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容5 5）.支承面与凸台支承面与凸台支承面结构形式支承面结构形式三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容5 5）.支承面和凸台支承面和凸台是用来增强是用来增强孔孔或或装配附件、装配附件、或或为塑件提为塑件提供支撑供支撑的截锥台或支撑块的截锥台或支撑块凸台凸台 凸台设计要点：凸台设计要点：凸台一般应位于边角部位凸台一般应位于边角部位其高度不应超过直径的两倍其高度不应超过直径的两倍其几何尺寸应小其几何尺寸应小三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计
14、2.设计内容设计内容5 5）.支承面和凸台支承面和凸台凸台设计实例凸台设计实例三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容6 6）.圆角圆角 在满足使用要求的前提下在满足使用要求的前提下,制件的所有的转角尽制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。圆角的作用：圆角的作用：圆角可避免应力集中，提圆角可避免应力集中，提高制件强度高制件强度 圆角可有利于充模和脱模圆角可有利于充模和脱模圆角有利于模具制造，提圆角有利于模具制造，提高模具强度高模具强度 流道和塑件拐角圆角过渡流道和塑件拐角圆角过渡.swf三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容
15、设计内容6 6）.圆角圆角三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容6 6）.圆角圆角圆角的确定：圆角的确定：内壁圆角半径应为壁厚的一半内壁圆角半径应为壁厚的一半外壁圆角半径可为壁厚的外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍倍一般圆角半径不应小于一般圆角半径不应小于0.5mm壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径角半径理想的内圆角半径应为壁厚的理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上以上三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容7 7）.孔的设计孔的设计塑件上的孔的三种成型加工方法：塑件上的孔的三种成型加工方法：直接模塑出来直接
16、模塑出来模塑成盲孔再钻孔通模塑成盲孔再钻孔通塑件成型后再钻孔塑件成型后再钻孔孔的加强孔的加强三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容7 7）.孔的设计孔的设计(2)塑件上的通孔的三种成型加工方法：塑件上的通孔的三种成型加工方法：(3)常见孔的设计要求：常见孔的设计要求：模塑通孔要求模塑通孔要求孔径比孔径比孔径比孔径比（长度与孔径的比值）要小些（长度与孔径的比值）要小些 三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容7 7）.孔的设计孔的设计(3)常见孔的设计要求：常见孔的设计要求：h h（3 35 5）d d d d1.5mm1.5mm时，时，h h 3d3d 肓孔的
17、深度：肓孔的深度：紧固用的孔和其它受力的紧固用的孔和其它受力的孔，应设凸台予以加强。孔，应设凸台予以加强。当通孔孔径当通孔孔径1.5mm1.5mm，由于型芯易弯曲折由于型芯易弯曲折断，不适于模塑成型。断，不适于模塑成型。三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容7 7）.孔的设计孔的设计异形孔设计实例异形孔设计实例三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容8 8）.螺纹设计螺纹设计 塑件中的螺纹可用塑件中的螺纹可用模塑方法模塑方法成型出来，或成型出来，或切切削方法削方法获得。获得。经常拆装或受力大的螺纹，要采用经常拆装或受力大的螺纹，要采用金属螺纹金属螺纹嵌件嵌件来
18、成型。来成型。三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容8 8）.螺纹设计螺纹设计三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容9 9）.嵌件设计嵌件设计 在塑件内压入其它的零件形成不可拆卸的连接，在塑件内压入其它的零件形成不可拆卸的连接，此压入零件称为此压入零件称为嵌件嵌件。嵌件可以是嵌件可以是金属金属、玻璃玻璃、木材木材或或已成型的塑件已成型的塑件。嵌件的作用：嵌件的作用：提高塑件力学性能和磨损寿命提高塑件力学性能和磨损寿命起导电、导磁作用起导电、导磁作用提高塑件的尺寸稳定性、尺寸精度提高塑件的尺寸稳定性、尺寸精度起紧固、连接作用起紧固、连接作用三、塑件的结构设计三
19、、塑件的结构设计2.设计内容设计内容9 9）.嵌件设计嵌件设计嵌件的形状嵌件的形状三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容9 9）.嵌件设计嵌件设计金属嵌件的固定金属嵌件的固定三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容9 9）.嵌件设计嵌件设计外螺纹嵌件的固定外螺纹嵌件的固定内螺纹嵌件的固定内螺纹嵌件的固定三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容9 9）.嵌件设计嵌件设计细长嵌件的支撑固定细长嵌件的支撑固定金属嵌件周围金属嵌件周围塑料层的厚度塑料层的厚度三、塑件的结构设计三、塑件的结构设计2.设计内容设计内容1010）.标记符号及表面彩饰标记符号及表面彩饰凹坑凸字凹坑凸字凸字凸字凹字凹字课堂小结课堂小结n n热塑性塑料的工艺性能，分析其对模具热塑性塑料的工艺性能，分析其对模具结构的影响结构的影响n n 塑件设计的基本知识，分析塑件结构的塑件设计的基本知识，分析塑件结构的合理性、成型时缺陷产生的原因，掌握合理性、成型时缺陷产生的原因，掌握其改进措施其改进措施