1、 树脂制品的设计树脂成型工艺及树脂产品设计树脂成型工艺及树脂产品设计明达科(西安)科技培训有限公司树脂设计树脂设计基本内容l塑件尺寸、精度及表面质量l塑件的形状结构设计树脂塑件设计树脂塑件设计1 1.2 .2 尺寸精度与表面质量尺寸精度与表面质量1 1.3 .3 形状和结构设计形状和结构设计1 1.4 .4 壁厚与脱模斜度壁厚与脱模斜度1 1.5 .5 嵌件的安放与塑料螺纹、齿嵌件的安放与塑料螺纹、齿 轮设计轮设计1 1.6 .6 树脂件连接及卡扣设计树脂件连接及卡扣设计1 1.1 .1 塑件设计原则塑件设计原则1.1 1.1 塑件设计塑件设计 塑件设计原则塑件设计原则:满足使用要求和外观要求
2、针对不同物理性能扬长避短便于成型加工尽量简化模具结构1.2.1 1.2.1 尺寸精度尺寸精度1.2.2 1.2.2 尺寸精度尺寸精度的确定的确定1.2.3 1.2.3 表面质量表面质量1.2 1.2 尺寸精度与表面质量尺寸精度与表面质量1.2.1 1.2.1 尺寸精度尺寸精度1、塑件尺寸塑件尺寸概念 塑件尺寸塑件的总体尺寸。2、塑料制品总体尺寸受限制的主要因素主要因素：*塑料的流动性 *成型设备的能力1.2 1.2 尺寸精度与表面质量尺寸精度与表面质量 1.2 尺寸精度与表面质量尺寸精度与表面质量 影响塑件尺寸精度的因素：影响塑件尺寸精度的因素：1、模具制造的精度，约为1/3。2、成型时工艺条
3、件的变化，约为1/3。3、模具磨损及收缩率的波动。具体来说，对于小尺寸制品，模具制造误差对尺寸精度影响最大；而大尺寸制品则收缩波动为主要。1.2.2 1.2.2 尺寸精度的确定尺寸精度的确定模塑件尺寸公差国家标准（GB/T144861993），常用塑料材料的公差等级选用。将表31和表32结合起来使用，先查表32，根据模塑件的材料品种及用要求选定塑件的尺寸精度等级，再从表31中查取塑件尺寸公差。然后根据需要进行上、下偏差分配。如基孔制的孔可取表中数值冠以(+)号，如基轴制的轴可取表中数值冠以(-)号，其余情况则根据材料特性和配合性质进行分配。1.2 1.2 尺寸精度与表面质量尺寸精度与表面质量1
4、.2.3 1.2.3 表面质量表面质量1、塑件制品的表面质量要求:表面粗糙度要求。表面光泽性、色彩均匀性要求。云纹、冷疤、表面缩陷程度要求。熔结痕、毛刺、拼接缝及推杆痕迹等缺陷的要求。1.2 1.2 尺寸精度与表面质量尺寸精度与表面质量1.2 尺寸精度与表面质量尺寸精度与表面质量l1.2.3 1.2.3 表面质量表面质量 2、型腔表面粗糙度要求 一般，型腔表面粗糙度要求达0.2-0.4mm。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。1.3 1.3 形状和结构设计形状和结构设计1.3.1 1.3.1 形状形状1.3.2 1.3.2 结构设计结
5、构设计 设计塑件的内外表面形状要尽量避免侧凹结构，以避免模具采用侧向分型和侧向抽芯机构，否则因设置这些机构而使模具结构复杂.不但模具的制造成本提高，而且还会在塑件上留下分型面线痕，增加了去除飞边的后加工的困难。以成型侧孔和凸凹结构为例。比较两种方案，从而选择优良的设计方案。1.3 1.3 形状和结构设计形状和结构设计1.3.1 1.3.1 形状形状1.3 形状和结构设计形状和结构设计图3-1a所示塑件在取出模具前，必须先由抽芯机构抽出侧型芯，然后才能，取出模具结构复杂。图3-1b侧孔形式，无需侧向型芯，模具结构简单。图3-2a所示塑件的内侧有凸起，需采用由侧向抽芯机构驱动的组合式型芯，模具制造
6、困难。图3-2b避免了组合式型芯，模具结构简单。图3-1具有侧孔的塑件图3-2塑件内侧表面形状改进aabb1.3.1 形状1.3 形状和结构设计形状和结构设计图3-3、3-4的图a形式需要侧抽芯，图b形式不需侧型芯。1.3.1 形状aabb图3-3取消塑件上不必要的侧凹结构图3-4无需采用侧向抽芯结构成型的孔结构1.3 形状和结构设计形状和结构设计 当塑件的内外侧凹陷较浅，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。1.3.1 形状 为使强制脱模时的脱模阻力不要过大引起塑件损坏和变形，塑件侧凹深度必须在要求的合理范围内，同时还要重视将凹凸起伏处设计
7、为圆角或斜面过渡结构。1.3 1.3 形状和结构设计形状和结构设计1.3.2 1.3.2 结构设计结构设计1.3 形状和结构设计形状和结构设计1.3.2 1.3.2 结构设计结构设计图36 可强制脱模的浅侧凹结构a)(A-B)100%/B5%b)(A-B)100%/C5%1.4 1.4 壁厚与脱模斜度壁厚与脱模斜度1.4.1 1.4.1 脱模斜度设计脱模斜度设计1.4.2 1.4.2 塑件壁厚设计塑件壁厚设计1.4.3 1.4.3 加强筋及其它增强结构加强筋及其它增强结构 1.4.5 1.4.5 增加刚性减少变形的其他措施增加刚性减少变形的其他措施1.4.6 1.4.6 塑件支承面的设计塑件支
8、承面的设计1.4.7 1.4.7 塑件圆角的设计塑件圆角的设计1.4.8 1.4.8 塑件孔的设计塑件孔的设计1.4.9 1.4.9 采用型芯拼合复杂型孔采用型芯拼合复杂型孔1.4.1 1.4.1 脱模斜度设计脱模斜度设计 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。如图如图3-73-7 一般来说，塑件高度在25mm25mm以下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。热塑性塑料件脱模斜度取0.5-3.
9、0。热固性酚醛压塑件取0.5-1.0。塑件内孔的脱模斜度以小端为准，符合图样要求，斜度由扩大方向得到；外形以大端为准，符合图样要求，斜度由缩小方向得到。塑料收缩率大，塑件壁厚大则脱模斜度取大些。对塑件高度或深度较大的尺寸，应取较小的脱模斜度。1.4.1 1.4.1 脱模斜度设计脱模斜度设计脱模斜度的选择原则脱模斜度的选择原则：在压塑成型深度较大的塑件时，不但要求阴阳模均有脱模斜度，而且还希望阳模的斜度大于阴模的斜度。在压模闭合时，由于尖劈作用使塑件上部密度得以保证。1.4.2 1.4.2 脱模斜度设计脱模斜度设计1.4.3 1.4.3 塑件壁厚设计塑件壁厚设计 塑件的最小壁厚应满足的条件：*保
10、证塑件的使用时的强度和刚度。*使塑料熔体充满整个型腔。塑件壁厚过小，则塑料充模流动的阻力很大，对于形状复杂或大型塑件成型较困难。塑件壁厚过大，则不但浪费塑料原料，而且还给成型带来困难，尤其降低了塑件的生产率，还给塑件带来内部气孔、外部凹陷等缺陷。所以正确设计塑件的壁厚非常重要。壁厚取值应当合理。1.4.4 1.4.4 塑件壁厚选择塑件壁厚选择 1.4.5 1.4.5 加强筋的主要形式加强筋的主要形式 加强筋的设计原则加强筋的设计原则：沿塑料流向设置，从而降低塑料的充模流动阻力。应避免或减少塑料的局部集中，以防止产生凹陷和气泡。加强筋以设计矮一些多一些为好。筋与筋的间隔距离应大于塑件的壁厚。1.
11、4.6 1.4.6 增加刚性减少变形的其他措施增加刚性减少变形的其他措施 将薄壳状的塑件设计为球面，拱曲面等，可以有效地增加刚性、减少变形。薄壁容器的沿口是强度、刚性薄弱处赐于开裂变形损坏，故应按照下图所示方法来给予加强。当塑件较大、较高时，可在其内壁及外壁设计纵向圆柱、沟槽或波纹状形式的增强结构。塑件支承面的设计塑件支承面的设计 当塑件上有一面作为支承面来使用时，将该面设计为一个整面是不合理的。因为平板状在成型收缩后很容易翘曲变形，稍许不平都会影响良好的支承作用，故以边框式或点式(三点或四点)结构设计塑件支承面。如下图塑料盘所示。当塑件底部有加强筋时，应使加强筋高度低于支承面至少0.5mm。
12、固用的凸耳或台阶应有足够的强度，以承受紧固时的作用力。应避免台阶突然过渡和支承面过小，凸耳应用加强筋加强 1.4.7 1.4.7 塑件支承面的设计塑件支承面的设计1.4.7 1.4.7 塑件圆角的设计塑件圆角的设计 塑件设计成圆角的作用：避免产生应力集中。提高了塑件强度。利于塑料的充模流动。塑件对应模具型腔部位设计成圆角，可以使模具在淬火和使用时不致因应力集中而开裂，提高模具的坚固性。1.4.8 1.4.8 塑件上孔的设计塑件上孔的设计 1.4.8 塑件上孔的设计 图中，D孔径、L孔深 注射、传递模塑 D1.5mm，LD D1.5mm，L(24)D 压缩模塑 L(22.5)D 1.5 1.5
13、嵌件的安放与塑料螺纹、齿轮设计嵌件的安放与塑料螺纹、齿轮设计1.5.1 1.5.1 塑料铰链设计塑料铰链设计1.5.2 1.5.2 模塑螺纹的特点模塑螺纹的特点1.5.3 1.5.3 模塑螺纹的结构设计模塑螺纹的结构设计 1.5.4 1.5.4 塑料齿轮的设计塑料齿轮的设计 1.5.5 1.5.5 带嵌件塑件的设计带嵌件塑件的设计 1.5.6 1.5.6 嵌件的主要结构形式嵌件的主要结构形式1.5.7 1.5.7 嵌件的设计要点嵌件的设计要点1.5.1 1.5.1 塑料铰链设计塑料铰链设计1、塑件上螺纹成型可用以下三种成型方法 模具成型 机械加工制作 在塑件内部镶嵌金属螺纹构件。2、模塑螺纹的
14、性能特点：模塑螺纹强度较差，一般宜设计为粗牙螺纹。模塑螺纹的精度不高，一般低于GB3级。1.5.2 1.5.2 模塑螺纹的特点模塑螺纹的特点1.5.3 1.5.3 模塑螺纹的结构设计模塑螺纹的结构设计 由模具的螺纹成型机构对应获得三种结构型式的模塑螺纹。它们是整圆型螺纹、对拼型螺纹和间断型螺纹。整圆螺纹是由完整的螺纹型腔或螺纹型腔或螺纹型芯成型出来，螺纹表面光滑无痕，塑件脱离模具时，模具螺纹成型零件需做旋转脱离动作；对拼螺纹是由两瓣螺纹型成型的，塑件表面在两瓣型腔拼合初呈现出一道线痕（分型线），两瓣型腔分离塑件即可脱出模具；间断螺纹为螺纹在周向上断离为几截，有断为两截、三截、四截等。内螺纹断为
15、两截时，用内侧抽芯机构可快速完成塑件脱模动作。将外螺纹断为若干截的目的主要是为了减少螺纹副间的结合面，提高旋合性。模塑螺纹起止端不能设计退刀槽，也不宜用过渡锥面结构。这一点与金属螺纹件的要求不同。模塑螺纹起止端应设计为圆台即圆柱结构，以提高该处螺纹强度并使得模具结构简单。abc1.5.3 1.5.3 模塑螺纹的结构设计模塑螺纹的结构设计 模塑螺纹的螺距应0.75mm，螺纹配合长度12mm，超过时宜采用机械加工1.5.4 1.5.4 塑料齿轮的设计塑料齿轮的设计 设计时应避免模塑、装配和使用塑料齿轮时产生内应力或应力集中；避免收缩不均而变形。为此，塑料轮要尽量避免截面突变，应以较大圆弧进行转角过
16、渡，宜采用过渡配合和用非圆孔（见图340b）连接，不应采用过盈配合和键连接。1.5.5 带嵌件塑件的设计 1、塑件中镶入嵌件的目的、塑件中镶入嵌件的目的：增加局部强度、硬度、耐磨、导磁、导电性能，加强塑件尺寸精度和形状的稳定性，起装饰作用等。2、嵌件结构有柱状、针杆状、片状和框架等。3、嵌件设计的要点、嵌件设计的要点：防止嵌件在塑件中转动或被抽离。防止嵌件在塑件中转动或被抽离。柱状嵌件可在外形滚直纹并切出沟槽，或在外表面滚菱形花纹。针杆状嵌件可切口或冲孔。1.5.6 1.5.6 嵌件的主要结构形式嵌件的主要结构形式防止成型时嵌件周围产生严重的应力集中和防止成型时嵌件周围产生严重的应力集中和熔接
17、痕。熔接痕。嵌件转折处应以斜面或圆角过渡，在机加工后应进行去毛刺和去油污处理。保证嵌件安装准确并具有良好的稳定性保证嵌件安装准确并具有良好的稳定性。模具的定位孔、定位杆或定位槽与嵌件之间采用间隙配合，配合长度应足够使嵌件抵抗物料的冲击。分别所示螺杆嵌件和螺母嵌件的定位安装方法。防止细长或薄板类嵌件受塑料压力防止细长或薄板类嵌件受塑料压力作用而弯曲变形。作用而弯曲变形。为了提高安放嵌件的效率，可采取为了提高安放嵌件的效率，可采取将嵌件成组安放将嵌件成组安放 。塑件成型之后再将嵌件两端连接部分切断。1.5.7 1.5.7 嵌件的设计要点嵌件的设计要点思考题思考题 1.1.影响塑件尺寸精度的原则？（
18、影响塑件尺寸精度的原则？（答案答案）2.2.塑件设计的原则塑件设计的原则?（答案答案）3.3.脱模斜度的选择规则？脱模斜度的选择规则？（答案答案）4.4.壁厚对塑件的影响？壁厚对塑件的影响？（答案答案）5.5.加强筋的选择？（加强筋的选择？（答案答案）6.6.为什么塑件要设计成圆角的形式？（为什么塑件要设计成圆角的形式？（答案答案）7.7.塑料螺纹的性能特点？塑料螺纹的性能特点？（答案答案）、影响塑件尺寸精度的原则：、影响塑件尺寸精度的原则：a.a.模具制造的精度，约为模具制造的精度，约为1/31/3 b.b.成型时工艺条件的变化，约为成型时工艺条件的变化，约为1/31/3 c.c.模具磨损及
19、收缩率的波动，约为模具磨损及收缩率的波动，约为1/31/3 具体来说：对于小尺寸制品，模具制造具体来说：对于小尺寸制品，模具制造误差对尺寸精度影响最大，而大尺寸制品则误差对尺寸精度影响最大，而大尺寸制品则收缩率波动为主要因素。收缩率波动为主要因素。、塑件设计的原则：塑件设计的原则：a.a.满足使用要求和外观要求；满足使用要求和外观要求；b.b.针对不同物理性能扬长避短；针对不同物理性能扬长避短；c.c.便于成型加工；便于成型加工；d.d.尽量简化模具结构。尽量简化模具结构。、脱模斜度的设计规则、脱模斜度的设计规则：设计脱模斜度应不影响塑件的精度要求，一般热塑性塑料件脱模斜度取0.53.0，热固
20、性酚醛压塑件取0.51.0，塑料收缩率大、塑件壁厚大则脱模斜度取得大些，塑件内表面的脱模斜度可大于外表面的脱模斜度，对塑件高度或深度较大的尺寸，应取较小脱模斜度，否则，上下端尺寸差异过大，而非重要部位应取较大脱模斜度。、壁厚对塑件的影响：、壁厚对塑件的影响：壁厚取得过小，造成塑件充模流动阻力很大，使形状复杂或大型塑件成型困难。壁厚过大，不但浪费塑料原料，而且同样会给成型带来一定困难。、加强筋的选择、加强筋的选择：布置加强筋时，应避免或减少塑料局部集中，否则会产生凹陷和气泡；加强筋不应设计得过厚，否则在其对面的壁上会产生凹陷，加强筋的侧壁必须有足够的斜度，筋的根部应呈圆弧过渡，加强筋以设计矮一些
21、多一些为好，筋与筋的间隔距离应大于塑件壁厚。、塑件设计成圆角形式是因为塑件的尖角部位在成型时会产生应力集中，当受到冲击振动时易开裂，塑件设计成圆角，不仅避免产生应力集中，提高了塑件强度，还有利于塑件的充模流动，同时模具型腔对应部位亦呈圆角，这样使模具在淬火和使用时不致因应力集中而开裂，提高了模具的坚固性。、模塑螺纹的性能特点、模塑螺纹的性能特点：a.模塑螺纹强度较差，一般宜设计为粗牙螺纹。直径较小螺纹更不宜用细牙螺纹和多头螺纹特别是用纤维增强塑料成型时，螺牙尖端狭小区域常常只被纯树脂所填充而真正获得增强，而不能达到应有的强度。b.模型螺纹的精度不高，一般低于GB3级。由于塑料的收缩性较大，当模
22、具螺纹零件未加放收缩量或加放收缩量不当时，成型出的塑料螺纹的牙距误差较大，致使螺纹旋合长度较短。l容器边缘的增强 l容器侧壁的增强 l取脱模斜度的方法 l格子状塑件上单元格板的脱模斜度 图1-塑件脱模斜度图1-9 塑件壁厚结构图1-10 塑料受柄结构图3-11壁厚不均的塑件结构图1-塑件的支承面a)b)0.512图图1-20加强筋与支承加强筋与支承图图1-21塑件固定用凸耳塑件固定用凸耳图图3-22内外圆角半径内外圆角半径图1-孔边增厚加强a)b)图图3-24通孔的成型方法通孔的成型方法a)b)c)图1-26用拼合型芯成型复杂孔R0.750.250.10.40.2R0.75R0.75R0.25
23、0.25abcd图图3-30常见塑料铰链常见塑料铰链图3-34嵌件的结构形式图1-13 支座上的加强筋图图1-14 在塑件平面底部布置加强筋在塑件平面底部布置加强筋a)b)图-对细长杆、薄板嵌件的抗弯措施切断切断图1-嵌件成组安装、成型后再切断图图1-15 加强筋加强筋1.6塑料零件的连接l 连接方式的种类卡扣连接连接方式二连接件实物卡扣典型设计例各部分参数确定一如图所示爪扣的根部厚度应为壁厚的50%-60%否则会存在成型上的问题如果是图中所示的爪扣结构,可等于壁厚或沿长度方向以3:1的比例设计各部分参数确定二长度方向参数:梁的长度Lb为5-10倍的壁厚,功能件长度Lr根据情况来定插入面角度就
24、按图中所取在实际中要求不能大于45度,否则很难安装相关尺寸三当梁的长度与厚度比为5时,保持面深度小于梁的厚度,反之如上图所示,保持面角度选取如图所示,有时根据具体材料的不同,可以选取不一定都为90度.卡扣尺寸选取四一般保持面厚度与根部厚度相同,对于尺寸变化大的爪扣设计成如图示的带斜度的结构锥度在1.25:12:1之间,当梁的长度与厚度之比不是5:1时,可以考虑做出锥开梁卡扣结构五大多数情况下,梁的宽度不变,当梁的宽度大于梁的长度的1/2时,该结构更象是平板,成型效果较好.卡扣结构六一般情况下,增加宽度方向的根部厚度不如增加厚度方向的好,(约为其效果的1/2)上面的尺寸也适应于其他结构树脂件设计总结1,拔模斜度的合理选用 2,注意每个塑料件是否能够成型?是否会增加模 具成本3,多观察一些实物,结合自己所学的专业知识,这样进步会很快.
