第七节 塑件的结构工艺性 要想把塑料加工成满足我们所需要的塑件，首先要考虑选用了合适的塑料原材料，同时还必须考虑塑件的结构工艺性，良好的塑件结构工艺性是我们获得合格塑件的基础也是保证成型工艺顺利进行，提高产品质量和生产效率，降低生产成本，使成型加工达到经济合理的基本保证 塑件的结构工艺性是指塑件加工成型的难易程度，它与成型模具设计有着密切关系，只有塑件设计满足成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构塑件的设计因不同的塑料成型方法和不同的塑料品种性能而不同下面主要介绍塑件中产量最大的注射、压缩、压注成型塑件的塑件结构工艺性塑件的设计主要是根据其使用要求进行设计，在满足使用要求的前提下，塑件的结构应尽可能的使模具结构简化，符合成型工艺特点在进行塑件结构工艺性设计时，要遵循以下几个原则：1．塑料的材料选用，成型工艺性能，如收缩率、流动性等2．在满足使用性能的前提下，力求塑件结构简单，壁厚均匀，使用方便 3．模具的总体结构，要使模具的型腔易于制造，尤其是抽芯和推出机构简单 塑件结构工艺性设计的主要内容包括塑件的材料选用、尺寸和精度、表面粗糙度、结构形状（壁厚、斜度、加强肋、支承面、圆角、孔、文字符号标记等）、螺纹、齿轮、嵌件等。
一、塑料的选用 材料会影响到塑件的使用性能，塑件的成型制定，塑件成型的难易程度，塑件的生产成本以及塑件的质量目前为止，作为原材料的树脂种类已达到上万种，实现工业化生产的也不下千余种但实际上并不是所有工业化的树脂品种都获得了具体应用，在具体应用中，最常用的村脂品种不外乎二、三十种因此，我们所说的塑料材料的选用，一般只局限于几个品种之间 在实际选用过程中，有些树脂在性能上十分接近，难分仲伯，需要多方考虑、反复权衡，才可以确定下来因此，塑料材料的选用是一项十分复杂的工作，缺乏可遵循的规律应从以下因素中考虑： 1．材料的使用性能要达到制品性能的要求，要充分了解塑件的使用环境和实际使用要求主要从以下几个方面考虑： （１）塑料的力学性能 如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能、冲击性能以及对应力的敏感性等是否满足使用要求 （２）塑料的物理性能 如对使用环境温度变化的适应性、光学特性、绝热或电气绝缘的程度、精加工和外观的完美程度等是否满足使用要求 （３）塑料的化学性能 如对接触物（水、溶剂、油、药品）的耐性以及使用上的安全性等是否满足使用要求。
根据材料性能数据选材时，塑料和金属之间有明显的差别，对金属而言，其性能数据基本上可用于材料的筛选和制品设计但对具有粘弹性的塑料却不一样，各种测试标准和文献记载的聚合物性能数据是在许多特定条件下测定的，通常是短时期作用力或者指定温度或低应变速率下测定的，这些条件可能与实际工作状态差别较大，尤其不适于预测塑料的使用强度和对升温的耐力，所有的塑料选材在引用性能数据时一定要往意与使用条件和使用环境是否相吻合，如不吻合则要把全部所引数据转换成与实际使用性能有关的工程性能，并根据要求的性能进行选材2．材料的工艺性能要满足成型工艺的要求材料的工艺性能对成型工艺能否顺利实施，模具结构的确定和产品质量的影响很大，在选材时要认真分析材料的工艺性能，如塑料的收缩率的大小、各向收缩率的差异流动性、结晶性、热敏性等以便正确制定成型工艺及工艺条件、合理设计模具结构3．选用塑料材料时，要首选成本低的材料以便制成物美价廉的塑件，提高在市场上的竞争力塑件的成本主要包括原料的价格、加工费用、使用寿命、使用维护费等 在实际生产中，找出了一些塑料材料选用的规律，我们根据这些规律作为塑料材料的选用原则１．一般质轻、比强废高的结构零件用塑料 一般结构零件，例如罩壳，支架，连接件，手轮，手柄等，通常只要求具有较低的强度和耐热性能，有的还要求外观漂亮，这类零件批量较大，要求有低廉的成本，大致可选用的塑料有：改性聚苯乙烯，低价聚乙烯，聚丙烯，ABS等。
其中前三种塑料经玻璃纤维增强后能显著提高机械强度和刚性，还能提高热变形温度在精密，综合性能要求好的塑件中，使用最普遍的是ABS 有时，也采用一些综合性能更好的塑件达到某一项较高性能指标，如尼龙1010和聚碳酸酯等 2．耐磨损传动零件用塑件 要求有较高的强度，刚性，韧性耐磨损和耐疲劳性，并有较高的热变形温度如各种轴承、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、齿条、辊子、联轴器等优先选用的塑件有MC尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯；其次是聚酚氧、氯化聚醚、线性聚酯等其中MC尼龙可在常压下于模具内快速聚合成型，用来制造大型塑件各种仪表中的小模数齿轮可用聚碳酸酯制造；聚酚氧特别适用于精密零件及外形复杂的结构件；而氯化聚醚可用做腐蚀性介质中工作轴承、齿轮等，以及摩擦传动零件与涂层 3．减摩自润滑零件用塑料 这类零件一般受力较少对机械强度要求往往不高，但运动速度较高，要求具有低的摩擦系数，如活塞环、机械运动密封圈、轴承和装卸用箱框等这类零件选用的材料为聚四氟乙烯和各种填充物的聚四氟乙烯以及用聚四氟乙烯粉末或纤维填充的聚甲醛、低压聚乙烯4．耐腐蚀零件用塑料 塑料具有很高的耐腐蚀性，其耐腐蚀性仅次于玻璃及陶瓷材料， 一般要比金属好。
不同品种塑料的耐腐蚀性不同，大多数塑料不耐强酸、强碱及强氧化剂要求耐强酸强酸、强碱及强氧化剂的，则应选各种氟塑料如聚四氟乙烯聚全氟乙丙烯，聚三氟乙烯及聚偏氟乙烯等一些化工管道、容器及需要润滑的结构部件都宜应用耐腐蚀塑料材料制造5．耐高温零件用塑料 一般结构零件和耐磨损传动零件所选用的塑料，大都只能在80—150℃温度下工作，当受力较大时，只能在60—80℃工作，对耐高温零件的塑料，除了有各种佛塑料外，还有聚苯醚、聚 、聚酰亚胺、芳香尼龙等，他们大都可以在150℃以上工作，有的还可以在260—270℃下长期工作6. 光学用塑料 目前光学塑料已有十余种，可根据不同用途选用常有的光学塑料有聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基戍烯—1、聚丙烯、烯丙基二甘醇碳酸酯、苯乙烯丙烯酸酯共聚物，丙烯青共聚物等另外，环氧树脂、硅树脂、聚硫化物、聚酯、透明聚酰胺等也是可供选择的光学材料光学塑料在军事上已应用于夜视仪器、飞行器的光学系统、全塑潜望镜、三防（核、化学、生物）保护眼睛等在民用领域，也已应用于照相机，显微镜，望远镜，各种眼镜、复印机，机，激光打印机等办公设备，视屏光盘等新型家用电器。
选择光学材料的主要依据是光学性能，即投射率、折射率、散射及对光的稳定性因使用条件的不同，还应考虑其它方面的性能，如耐热、耐磨损、抗化学侵蚀及电性能等二、塑件的尺寸及其精度 1．塑件的尺寸塑件的总体尺寸的大小取决于塑料的流动性，流动性好的塑料可以成形较大尺寸的塑件，对于薄壁塑件或流动性差的塑料(如玻璃纤维增强塑料)进行注射成型和压注成型时，塑件尺寸不宜过大，以免熔体不能充满型腔或形成熔接痕，影响塑件外观和结构强度为保证良好的成型，还应从成型工艺和塑件壁厚考虑，如提高成型温度、增加成型压力及塑件壁厚等此外，注射成型的塑件尺寸受注射机的公称注射量、锁模力和模板尺寸的限制；压缩和压注成型的塑件尺寸受压力机最大压力及台面尺寸的限制 2．塑件尺寸精度 所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获得塑件尺寸的准确度即为塑件尺寸精度精度的高低取决于成型工艺及使用的材料在满足用要求的前提下，应尽可能将塑件尺寸精度设计得低一些 影响塑件尺寸精度的因素很多，首先是模具制造精度对其影响最大；其次是塑料收缩率的波动；三是在成型过程中，模具的磨损等原因造成模具尺寸不断变化，也会影响塑件尺寸变化；四是成型时工艺条件的变化，飞边厚度的变化以及脱模斜度都会影响塑件精度。
目前，我国尚没有全国统一的塑件尺寸精度和公差的标准，原第四机械工业部根据国内的塑料工业水平，制订了塑件的尺寸公差标准和尺寸精度等级选用表，如表2—7、表2—8所示该标准可供设计塑件及模具时参考 按此标准，塑件的精度分为8个等级，其中1、2级属于精密技术级，只有在特殊要求下使用，对于未注公差要求的自由尺寸，建议采用标准中的8级精度，表2—7中只列出标准公差值，其基本尺寸的上、下偏差可根据塑件的配合性质进行分配塑件上孔的公差采用基准孔，取表中数值并冠以“+”号．塑件上孔的公差采用基准孔，取表中数值并冠以“-”号，中心距及其他位置尺寸公差采用双向等值偏差 例：孔Φ300 轴Φ300-1.2 表2－7塑件公差数值表（SJ1372—78）公差尺寸（mm）精 度 等 级12345678公 差 数 值（mm）-33-66-1010-1414-1818-2424-3030-4040-5050-6565-8080-100100-1200,25120-140140-160160-180180-200200-225225-250250-280280-315315-355355-400400-450450-500由于塑件的尺寸精度与塑料品种有关。
根据塑料品种不同，各种塑料的公差等级可分为高精度、一般精度和低精度三个等级(表2—8)表中未被列出的塑料，可根据塑件成型后的尺寸稳定性参照表2—8选择精度等级选择精度等级时，应考虑脱模斜度对尺寸公差的影响表2—8 塑件精度等级的选用 (SJ1372—78）类别塑料名称建议采用的精度等级高精度一般精度低精度1聚苯乙烯ABS聚碳酸酯聚砜聚苯醚酚醛塑料氨基塑料聚甲基丙烯酸甲酯3452聚酰胺6、66、610、9、10氯化聚醚聚氯乙烯（硬）4563聚甲醛聚苯烯聚乙烯（高密度）5674聚氯乙烯（软）聚乙烯（低密度）678工程塑件尺寸公差也可参阅标准GB/T14486—1993《工程塑料模塑塑料件尺寸公差标准》确定，塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分7级该标准规定了热固性和热塑性工程塑料成型塑件的尺寸公差三、塑件表面粗糙度 —µm，对塑件的表面粗糙度没有要求的（如通常的型芯），塑件的粗糙度与模具的表面粗糙度一致；而对制品的表面粗糙度有要求的（如通常的型腔），模具的表面粗糙度一般比塑件的表面粗糙度高1—2级因此，为降低模具加工成本，设计塑件时，表面粗糙度应以能满足使用要。