注塑件结构工艺性剖析

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1、技术工艺部 2010.3 注 塑 件 设 计 要 点 主要内容 注塑件主要缺陷 A v注塑件结构设计工艺性 B v产品事例C 注塑件主要缺陷 利用注塑工艺生产产品时，由于塑料在模腔中的不均 匀冷却和不均匀收缩以及产品结构设计，模具结构设 计的不合理，容易引起产品的各种缺陷，最终集中在 注塑制品的质量上反映出来 如：缩印（凹痕）、熔接痕、气孔、变形、拉毛 、顶伤、飞边，成形不足，烧糊等。 为得到高质量的注塑产品，我们必须在设计产品时充 分考虑其结构工艺性。 注塑工艺生产产品可能出现的缺陷及原因分析 注塑件主要缺陷 v1 产品成型不足往往由于物料在未充满型腔之前即已固 化 ，当然还有其他多种的原因

2、。结构设计时应考虑采用合理 的壁厚 v2 产品溢（飞）边往往由于模具的缺陷造成，其他原因 有注射力大于锁模力、物料温度太高、排气不足、加料过量、 模具上沾有异物等。 v3 产品缩印（凹痕）通常由于制品上受力不足、物料充 模不足以及制品设计不合理，凹痕常出现在与薄壁相近的厚壁 部分。结构设计上注意壁厚均匀，应尽可能地减少加强筋、凸 柱等地方的壁厚，加强筋，螺钉柱等局部减薄处理。 v4 气孔的造成是由于模腔内塑料不足，外圈塑料冷却固化 ，内部塑料产生收缩形成真空。多半由于吸湿性物料未干燥好 ，以及物料中残留单体及其他化合物而造成的。判断气孔造成 的原因，只要观察塑料制品的气泡在开模时瞬时出现还是冷

3、却 后出现。如果当开模时瞬时出现，多半是物料问题，如果是冷 却后出现的则属于模具或注塑条件问题。 注塑件主要缺陷 v5 产品熔接痕通常是由于在拼缝处温度低、压力小造成来自不同方 向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生。一般情 况下，主要影响外观，对涂装、电镀产生影响。严重时，对制品强度产 生影响（特别是在纤维增强树脂时，尤为严重）。主要由模具和工艺， 设备原因造成的。产品设计原因有制品壁厚太薄，造成过早固化。 可参考以下几项予以改善： l）调整成型条件，提高流动性。如，提高树脂温度、提高模具温度、 提高注射压力及速度等。 2）增设排气槽，在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气。

4、 3）尽量减少脱模剂的使用。 4）若仅影响外观，则可改变烧口位置，以改变熔接痕的位置。或者将 熔接痕产生的部位处理为暗光泽面等，予以修饰。 注塑件主要缺陷 v6 烧伤 v 根据由机械、模具或成型条件等不同的原因引起的烧伤， 采取的解决办法也不同。 v1）机械原因，例如，由于异常条件造成料筒过热，使树脂高 温分解、烧伤后注射到制品中，或者由于料简内的喷嘴和螺杆 的螺纹、止回阀等部位造成树脂的滞流，分解变色后带入制品 ，在制品中带有黑褐色的烧伤痕。这时，应清理喷嘴、螺杆及 料筒。 v2）模具的原因，主要是因为排气不良所致。这种烧伤一般发 生在固定的地方，容易与第一种情况区别。这时应注意采取加 排气

5、槽反排气杆等措施。 v7 喷流纹 喷流纹是从浇口沿着流动方向，弯曲如蛇行一样的痕迹。它是 由于塑料由浇口开始的注射速度过高所导致。因此，扩大烧口 横截面或调低注射速度都是可选择的措施。另外，提高模具温 度，也能减缓与型腔表面接触的树脂的冷却速率，这对防止在 充填初期形成表面硬化皮，也具有良好的效果。 v8 白化现象最主要发生在ABS树脂制品的推出部分。脱模 效果不佳是其主要原因。可采用降低注射压力，加大脱模斜度 ，增加推杆的数量或面积，减小模具表面粗糙度值等方法改善 ，当然，喷脱模剂也是一种方法，但应注意不要对后续工序， 如烫印、涂装等产生不良影响。 注塑件主要缺陷 v9 翘曲、变形 注射制品

6、的翘曲、变形是很棘手的问题。主要应从模具设计方面着手解 决，而成型条件的调整效果则是很有限的。翘曲、变形的原因及解决方法 可参照以下各项： 1）由成型条件引起残余应力造成变形时，可通过降低注射压力、提高模具 并使模具温度均匀及提高树脂温度或采用退火方法予以消除应力。 2）脱模不良引起应力变形时，可通过增加推杆数量或面积、设置脱模斜度 等方法加以解决。 3）由于冷却方法不合适，使冷却不均匀或冷却时间不足时，可调整冷却方 法及延长冷却时间等。例如，可尽可能地在贴近变形的地方设置冷却回路 。 4）合理的产品结构设计（如加强筋等）和产品壁厚尺寸也可以减小变形。 注塑件主要缺陷 注塑件设计的一般原则:

7、v a.充分考虑塑料件的成型工艺性,如流动性: v b.塑料件的形状在保证使用要求的前提下,应有利于充模,排 气,补缩; v c.塑料设计应考虑成型模具的总体结构,特别是抽芯与脱出 制品的复杂程度,同时应充分考虑到模具零件的形状及制造工 艺,模具零件的强度等，以便使制品具有较好的经济性; v d.塑料件设计主要内容是零件的形状、尺寸、壁厚、孔、圆角、 加强筋、螺纹、嵌件、表面粗糙度的设计。 注塑件结构设计工艺性 注塑件设计要点 v1 开模方向和分型线 v2 脱模斜度 v3 零件壁厚 v4 加强筋 v5 圆角和孔 v6 抽芯机构及避免 v7 塑件的变形 v8 嵌件 v9 产品标识（回收标志，日期

8、标志） v10 注塑件精度 v11 注塑件的焊接 v12 气辅注塑 注塑件结构设计工艺性 1 开模方向和分型线 v每个注塑产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线，以保证尽可能减少 抽芯机构和消除分型线对外观的影响。 v开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一 致，以避免抽芯减少拼缝线，延长模具寿命。 v开模方向确定后，可选择适当的分型线（面），以改善外观及性能。 v例如： 注塑件设计要点简述 2 脱模斜度 v适当的脱模斜度可避 免产品拉毛。光滑表 面的脱模斜度应大于 0.5度，细皮纹表面 大于1度，粗皮纹表 面大于1.5度。 v适当的脱模斜度可避 免产品顶伤

9、。 v深腔结构产品设计时 外表面斜度要求小于 内表面斜度，以保证 注塑时模具型芯不偏 位，得到均匀的产品 壁厚，并保证产品开 口部位的材料密度强 度。 注塑件设计要点简述 3 零件壁厚 v塑料件的壁厚决定于塑料件的使用要求，即强度、 结构、尺寸稳定性以及装配等各项要求，各种塑料 均有一定的壁厚范围，一般0.54mm。 v当壁厚超过4mm时，将引起冷却时间过长，产生缩 印等问题，应考虑改变产品结构；壁厚太薄，会引 起零件变形。我公司产品壁厚一般 24mm。小制 品可取偏小值，大制品应取偏大值。 v壁厚应尽可能均匀，壁厚不均会引起表面缩印，气 孔和熔接痕。 v塑料件壁厚设计与零件尺寸大小、几何形状

10、和塑料 性质有关。 注塑件设计要点简述 (左边)粗厚件会导致(中间)塑件的收缩和翘曲， 应该将塑件设计为具有均匀肉厚的(左边)塑件 塑件之设计范例， 典型的塑件设计 不良设计 注塑件设计要点简述 4 加强筋 v为了确保零件的强度和刚度，而 又不使零件的壁厚过大，避免零 件变形，可在零件的适当部位设 置加强筋。增加产品刚性，减少 变形。 v 加强筋的厚度必须小于产品壁厚 的1/3，（底托等非外观件除外） 否则引起表面缩印。 v 加强筋的单面斜度应大于1.5， 以避免顶伤。（若不能满足产品 要求，也可以使用较小角度） v 设计加强筋时，应使中间筋低于 外壁0.51mm，以减少支承面积 ，达到平直要

11、求。 注塑件设计要点简述 5 圆角和孔 v圆角太小可能引起产品应力 集中，导致产品开裂。 v 圆角太小可能引起模具型腔 应力集中，导致型腔开裂。 v 设置合理的圆角，还可以改 善模具的加工工艺，如型腔 可直接用R刀铣加工，而避免 低效率的电加工。 v 不同的圆角可能会引起分型 线的移动，应结合实际情况 选择不同的圆角或清角。 v 孔的形状应尽量简单， 一般取圆形。 v 孔的轴向和开模方向一 致，可以避免抽芯。 v 当孔的长径比大于2时， 应设置脱模斜度。此时孔的 直径应按小径尺寸（最大实 体尺寸）计算。 v 盲孔的长径比一般不超 过4。 v孔与产品边缘的距离一般 大于孔径尺寸 注塑件设计要点简

12、述 6 抽芯机构及避免 v当塑件按开模方向不能顺利脱模时，应设计 抽芯机构。抽芯机构能成型复杂产品结构， 但易引起产品拼缝线，缩印等缺陷，并增加 模具成本缩短模具寿命。 v 设计注塑产品时，如无特殊要求，尽量避免 抽芯结构。如孔轴向和筋的方向改为开模方 向，利用型腔型芯碰穿等方法。 注塑件设计要点简述 注塑件设计要点简述 7 塑件的变形 v提高注塑产品结构的刚性，减少变形。尽量 避免平板结构，合理设置翻边，凹凸结构。 设置合理的加强筋。 注塑件设计要点简述 8 嵌件 v嵌入塑料件的零件,叫做嵌件.在注塑产品中镶入嵌件可增加局部强度、硬 度、磨损寿命、尺寸的稳定性，精度和设置小螺纹孔（轴），满足

13、各种 特殊需求。同时会增加产品成本。 v由于用途不同,嵌件的形式不同,材料也不同. 但使用最多的是金属嵌件.嵌 件一般为铜，也可以是其它金属或塑料件。 v 嵌件在嵌入塑料中的部分应设计止转和防拔出结构。如：滚花、孔、折 弯、压扁、轴肩等。 v嵌件周围塑料应适当加厚，以防止塑件应力开裂。 v设计嵌件时，应充分考虑其在模具中的定位方式（孔、销、磁性） 注塑件设计要点简述 注塑件设计要点简述 9 产品标识（回收标志，日期标志） v产品标识一般设置在产品内表面较平坦处， 并采用凸起形式，选择法向与开模方向尺可 能一致的面处设置标识，可以避免拉伤。 注塑件设计要点简述 10 注塑件精度 v由于注塑时收缩

14、 率的不均匀性和 不确定性，注塑 件精度明显低于 金属件，应按 标准选择适当的 公差要求（ OSJ1372-1978 ） 注塑件设计要点简述 注塑件设计要点简述 11 注塑件的焊接 v焊接（热板焊、超声波焊、振动焊） v 采用焊接，可提高联接强度。 v 采用焊接，可简化产品设计。 注塑件设计要点简述 12 气辅注塑 v气辅注塑，可提高产品刚性，减少变形。 v采用气辅注塑，可以避免缩印。 v 采用气辅注塑，可以节省原材料，缩短冷却 时间 v适用：微波炉把手，盖板抓手等 注塑件设计要点简述 总结 v 合理考虑工艺和产品性能之间的矛盾 v设计注塑产品时必须综合考虑产品外观、性能和工 艺之间的矛盾。有

15、时牺牲部分工艺性，可得到很好 的外观或性能。 v结构设计实在无法避免注塑缺陷时，尽可能让缺陷 发生在产品的隐蔽部位。 注塑件设计要点简述 波轮洗衣机面架 v 开模方向 根据产品外观造型 v分型面 ： 根据产品外观质量要求和产品成型后出模（模具）需要来确定 v 脱模斜度 1 斜度与开模方向一致 2 外观面斜度大，以防拉伤 v 零件壁厚 壁厚大于2.5mm (ABS流动性不如PP) v 加强筋 加强筋的厚度必须小于产品壁厚的1/3(或者局部减薄处理）否则引起表面缩印 v 圆角 1 减小产品（模具）应力，增加强度 2 便于模具加工 3防止产品伤手 圆角可能会影响分型面，产品结构设计时必须考虑 v 抽

16、芯机构及避免: 产品设计时要考虑模具摆杆设计的强度和摆出行程 v 塑件的变形 产品壁厚要均匀，加强筋；模具顶出布置合理； 注塑工艺调整 （模具温度，冷却时间等）。 v 产品标识 v 注塑件精度 v模具零件强度 产品设计R角，避免直角 ；避免细小台阶，尖角等；摆杆处结构设计 产品事例 855-assembly1.prt mianjia_930_stp.prt 波轮洗衣机盖板 v开模方向 根据产品外观造型 v分型面 ： 根据产品外观质量要求和产品成型后出模（模具）需要来确定 v 脱模斜度 1 斜度与开模方向一致 2 外观面斜度大，以防拉伤 v 零件壁厚 壁厚大于2.5mm v 加强筋 加强筋的厚度必须小于产品壁厚的1/3(或者局部减薄处理）否则引起 表面缩印 v 圆角 1 减小产品（模具）应力，增加强度 2 便于模具加工 3防止产品伤手 圆角可能会影响分型面，产品结构设计时必须考虑 v 抽芯机构及避免：产品设计时要考虑模具摆杆设计的强度和摆出行程 v 塑件的变形 产品壁厚要均匀，