塑料模现代的设计

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1、第二章 塑料制件的设计 塑料制件设计视塑料成型方法和塑料品种塑料制件设计视塑料成型方法和塑料品种性能不同而有所差异，本章主要讨论塑料制件性能不同而有所差异，本章主要讨论塑料制件 中产量最大的压制、注射、压注成型塑件的设中产量最大的压制、注射、压注成型塑件的设 计，对压缩空气、真空、中定成型制品的设计计，对压缩空气、真空、中定成型制品的设计 及挤出制品的设计将在相应的章节中介绍。及挤出制品的设计将在相应的章节中介绍。第二章 塑料制件的设计 在设计塑件时必须考虑以下几方面的因素：在设计塑件时必须考虑以下几方面的因素：(1) (1) 塑料的物理机械性能。塑料的物理机械性能。(2) (2) 塑料的成型

2、工艺性。塑料的成型工艺性。(3) (3) 塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩，塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩， 同时能适应高效冷却硬化同时能适应高效冷却硬化( (热塑性塑料制品热塑性塑料制品) )或快或快 速受热固化速受热固化( (热固性塑料制品热固性塑料制品) )。(4) (4) 塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异。塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异。(5) (5) 模具的总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的模具的总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度。复杂程度。(6) (6) 模具零件的形状及其制造工艺。模具零件的形状及其制造工艺。塑料性能特点模具性能特点第二章 塑料制件的设计

3、塑料制件设计原则：塑料制件设计原则：在保证使用要求的前提下尽量选用价格低廉和成型性能较在保证使用要求的前提下尽量选用价格低廉和成型性能较 好的塑料。好的塑料。 力求结构简单、壁厚均匀、成型方便，利于模具分型、排力求结构简单、壁厚均匀、成型方便，利于模具分型、排 气、补缩和冷却。气、补缩和冷却。塑件结构应能使其模具的总体结构尽可能简化，避免模具 侧抽芯和简化脱模机构。 塑件成型以后尽量不再进行机械加工。塑料制件的选材方法：通过塑料的特性表进行选择和比较。选出要求的材料后，再判 断所选的材料是否满足制品的使用条件，最好是通过试样做试验。 然后按试验所形成的设想来制作原形模具，再通过原型模具生产的

4、试验制品来确认目标值，这样会使塑料材料的选择更为准确。第二章 塑料制件的设计 塑件设计的主要内容：塑件设计的主要内容：尺寸和精度尺寸和精度表面光洁度表面光洁度形状形状斜度斜度壁厚壁厚加强筋加强筋支承面支承面圆角圆角孔孔螺纹螺纹嵌件嵌件标志、符号、文字标志、符号、文字塑件美术造型设计塑件美术造型设计第二章 塑料制件的设计 一、尺寸和精度一、尺寸和精度塑件的尺寸塑件的尺寸 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）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

5、度的因素:塑件成型后的时效变化塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化模具的制造精度、磨损程度和安装误差对小尺寸制品：影响制品尺寸精度的主要因素是模具的制造精度； 对大尺寸制品：影响制品尺寸精度的主要因素是塑料的成型收缩率。第二章 塑料制件的设计 几点注意：几点注意： 模塑件公差代号为模塑件公差代号为MT(MT(见表见表2-0-1)2-0-1)，MT1MT1级精度最高。级精度最高。 塑件精度的确定应该合理，尽可能选用低精度等级。塑件精度的确定应该合理，尽可能选用低精度等级。 塑件尺寸的塑件尺寸的A A类和类和B B类类 1 1、2 2级精度要求较高，目级精度要求较高，目 前一般不采用。前一般不

6、采用。 一般配合部分尺寸精度高一般配合部分尺寸精度高 于非配合部分尺寸精度。于非配合部分尺寸精度。 模具尺寸精度比塑件尺寸模具尺寸精度比塑件尺寸 精度高精度高2323级。级。 具体做法：将表具体做法：将表2-0-12-0-1和表和表 2-0-22-0-2结合起来使用结合起来使用. .第二章 塑料制件的设计 二、表面光洁度二、表面光洁度表面质量表面质量表面光洁度、光亮程度色彩均匀性表面缺陷：缩孔、凹陷推杆痕迹对拼缝、熔接痕、毛刺等一般模具表面光洁度要比塑件的要求高 1 级对于透明制品型腔和型芯粗糙度一致。非透明制品的隐蔽面可 取较大粗糙度，即型芯表面相对型腔表面略为粗糙。第二章 塑料制件的设计

7、色纹银色条纹 (干燥不充分;空气混入导致;热分解、劣化产生)凹痕 缩痕熔接痕第二章 塑料制件的设计 三、形状三、形状塑件的内外表面形状应设计得易于模塑，即在塑件的内外表面形状应设计得易于模塑，即在开模取出塑件时，尽可能不采用复杂的瓣合分型与开模取出塑件时，尽可能不采用复杂的瓣合分型与侧抽，为此塑件要尽量地避免旁侧凹陷部分。侧抽侧抽，为此塑件要尽量地避免旁侧凹陷部分。侧抽 芯或瓣合芯或瓣合( (可拆式可拆式) )阴模与阳模不但提高了模具制造成阴模与阳模不但提高了模具制造成本，降低了生产效率，而且还会在分型面上留下毛本，降低了生产效率，而且还会在分型面上留下毛 边，增加后加工的困难。通常，只要适当

8、改变塑料边，增加后加工的困难。通常，只要适当改变塑料 制件的结构，即能改变这种情况，使模具结构大大制件的结构，即能改变这种情况，使模具结构大大 简化。图简化。图2-0-12-0-1至图至图2-0-62-0-6所示为几个典型例子。所示为几个典型例子。第二章 塑料制件的设计 图2-0-1 带侧孔容器改变侧凹侧孔侧凹第二章 塑料制件的设计 第二章 塑料制件的设计 图2-0-2 喷雾器喷头长孔改变侧凹图2-0-3 内侧凹改进第二章 塑料制件的设计 图2-0-5 避免杯把侧向分型或抽芯图2-0-4 采用直纹滚花避免侧凹第二章 塑料制件的设计 图2-0-6 改变制件形状避免侧孔抽侧型芯改成有台阶的侧壁增加

9、脱模斜度第二章 塑料制件的设计 第二章 塑料制件的设计 改善形状练习：第二章 塑料制件的设计 图2-0-7 可强制脱出的浅侧凹当塑件的内外侧凹陷在合理范围之内，同时 成型塑件的塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛这类 仍带有足够弹性的塑料时，模具可采取强制脱模 ，同时还要重视将凹凸起伏处设计为圆角或斜面 过渡结构。但多数情况下塑件侧凹不能强制脱出 ，必须采用其它结构的模具。第二章 塑料制件的设计 可强制脱出的浅侧凹和浅侧凸第二章 塑料制件的设计 四、斜度四、斜度为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在为了便于塑件脱模，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塑件内外表面脱模

10、方向上留有足够的斜度 ，在模具上，在模具上 称为脱模斜度。称为脱模斜度。脱模斜度取决于一般取斜度值 为11.5，最小0.5 。塑件上的凸 起或加强筋单边应有45 的斜度。 有时，为了在开模时让塑件留在凹 模内或型芯上，有意将该边斜度减 小。影响脱模斜度因素：塑件的形状、壁厚、摩擦系数及塑件的形状、壁厚、摩擦系数及 塑料的收缩率。塑料的收缩率。第二章 塑料制件的设计 第二章 塑料制件的设计 脱模斜度方向内形以小端为基准，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，选用较大斜度收缩率大，

11、斜度加大增强塑料采用较大的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:留在型芯，内表面脱模斜度 外表面留在型腔，外表面脱模斜度 内表面第二章 塑料制件的设计 五、壁厚五、壁厚 壁厚过小壁厚过大强度及刚度不足，塑料流动困难原料浪费，冷却时间长，内部易产生气 泡、外部易产生凹陷等缺陷 塑件壁厚设计原则：厚薄适中 均匀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制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度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无法避免壁厚不均时，可做成倾斜状使壁厚逐渐过渡第二章 塑料制件的设计 热固性塑料的小型塑件，壁厚取热固

12、性塑料的小型塑件，壁厚取2.52.51.61.6毫米，大型塑件毫米，大型塑件3.23.28 8毫米。布毫米。布 基酚醛等流动性差的塑料应取较大值，但一般不宜大于基酚醛等流动性差的塑料应取较大值，但一般不宜大于1010毫米。毫米。 脆性塑件脆性塑件 壁厚应不小于壁厚应不小于3.23.2毫米。热塑性塑料易于成型薄壁制件，壁厚能达到毫米。热塑性塑料易于成型薄壁制件，壁厚能达到0.250.25毫米毫米 ，但一般不宜小于，但一般不宜小于0.600.600.90.9毫米，常选取毫米，常选取2 24 4毫米。毫米。第二章 塑料制件的设计 同一个塑料零件的壁厚应同一个塑料零件的壁厚应尽可能一致尽可能一致，否则

13、会因冷却或固化速度不同产生，否则会因冷却或固化速度不同产生 附加内应力。热塑性塑料会在壁厚处产生缩孔；热固性塑料发生翘曲变形。附加内应力。热塑性塑料会在壁厚处产生缩孔；热固性塑料发生翘曲变形。图2-0-10 手柄壁厚改善图2-0-11 塑料轴承壁厚改善图2-0-12 塑件底厚改善第二章 塑料制件的设计 图2-0-14 带嵌件侧壁厚度改善图2-0-13 塑件圆柱部分壁厚改善第二章 塑料制件的设计 第二章 塑料制件的设计 改善壁厚练习：第二章 塑料制件的设计 六、加强筋与其它防止变形的结构设计六、加强筋与其它防止变形的结构设计加强筋的作用：加强筋的作用：不增加壁厚的情况下，增加制品强度，防止不增加

14、壁厚的情况下，增加制品强度，防止 和避免制品变形翅曲；降低塑件的充模阻力。和避免制品变形翅曲；降低塑件的充模阻力。(a) 易产生缩孔和凹痕，且易发生翘 曲。(b) 为采用加强筋改善壁厚。大型平面上纵横布置的加强筋能增 加塑件的刚性，沿着塑料流向的加 强筋，还能降低塑料的充模阻力。 图2-0-16 为采用加强筋防止翘曲。(a)(b)第二章 塑料制件的设计 第二章 塑料制件的设计 加强筋的典型形状、尺寸：加强筋的典型形状、尺寸：厚度小于塑件壁厚，若加强筋设计得过厚，则在其对应的壁上产生 凹陷。壁厚为t，加强筋高度L=(1 3)t ，筋条宽A=(1/42/3)t，筋根过渡 圆角R= (1/81/4)

15、t，收缩角=2 5，筋端部圆角 r=（1/8 1/4)t， 当t2 mm，取A=t。加强筋必须有足够的斜度，筋的底部应呈圆弧过渡。加强筋以设计 得矮一些多一些为好。加强筋之间 中心距应大于塑件厚度.。第二章 塑料制件的设计 加强筋的设计要点：加强筋的设计要点： 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。平板类零件加强筋方 向与料流方向平行加强筋厚度小 于壁厚筋的方向不能 防碍塑料收缩第二章 塑料制件的设计 应避免或减少塑料局部集中， 否则会产生缩孔、气泡。加强筋与支承面 间留有间隙第二章 塑料制件的设计 容器边缘的增强 (薄壁容器边缘是强度、刚性最薄弱处，容易变形

16、、开裂)薄壳状的制件可制作成球面或拱面，可有效增加刚性和减少变形。图2-0-19 容器底和盖的增强第二章 塑料制件的设计 矩形薄壁容器若采用软塑料，侧壁容易出现内凹变形，如果事先把制 件侧壁设计成稍许外凸，使变形后正好平直(b)，这是理想情况，难以实现 ；也可将制品各边均设计成向外凸出的弧形，使变形不易看出(c)。第二章 塑料制件的设计 七、支承面七、支承面若以塑件的整个底面作主承面，塑件稍许翘曲或变形就会使底若以塑件的整个底面作主承面，塑件稍许翘曲或变形就会使底 面不平，影响支撑效果。面不平，影响支撑效果。图2-0-22 用底脚或 凸边作支承面支承面的结构形式：第二章 塑料制件的设计 紧固用的凸耳或台阶紧固用的凸耳或台阶应有足够的强度以承受紧应有足够的强度以承受紧 固时的作用力，应避免台固时的作用力，应避免台 阶突然过渡和尺寸