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第3章塑料制品设计2020年3月21日1注塑模具设计实用教程第3章塑料制品设计第3章塑料制品设计2020年3月21日2•熟悉塑料制品的设计原则。•熟悉塑料制品的常见结构。•掌握加强筋和螺丝柱的设计要点。•熟悉塑料制品的装配方法。本章学习要求第3章塑料制品设计2020年3月21日3我们身边的塑料制品比比皆是，你有没有观察它们的结构特点？和钢铁制品比较它们有哪些不一样？引入第3章塑料制品设计2020年3月21日43-1塑件结构设计的一般原则(重点）1.力求使塑件结构简单，易于成型：应考虑原材料的成型工艺性，如流动性、收缩率等。第3章塑料制品设计2020年3月21日53-1塑件结构设计的一般原则(重点）2.壁厚均匀在保证塑件使用性能、物理性能与力学性能、电气性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能等的前提下，力求结构简单，壁厚均匀，使用方便。第3章塑料制品设计2020年3月21日63-1塑件结构设计的一般原则(重点）3.保证强度和刚度提高塑件强度和刚度最简单实用的方法就是设计加强筋，而不是简单用增加壁厚的办法。第3章塑料制品设计2020年3月21日73-1塑件结构设计的一般原则(重点）4.装配间隙合理各塑件之间的装配间隙应均匀合理，一般塑件间隙(单边)如下：(1)固定件之间配合间隙一般取0.05～0.1mm；(2)面、底盖止口间隙一般取0.05～0.1mm；图3-13面、底盖止口间隙图3-12固定件之间的配合(3)直径Ø15的按钮，活动间隙(单边)0.1～0.2mm；直径Ø15的按钮，活动间隙(单边)0.15～0.25mm；异形按钮的活动间隙0.3～0.35mm。第3章塑料制品设计2020年3月21日83-1塑件结构设计的一般原则(重点）5.其它原则（1）根据塑件所要求的功能决定其形状、尺寸、外观及材料，当塑件外观要求较高时，应先通过外观造型再设计内部结构。（2）尽量将塑件设计成回转体或对称形状。这种形状结构工艺性好，能承受较大的力，模具设计时易保证温度平衡，塑件不易产生翘曲等变形。（3）设计塑件时应考虑塑料的流动性、收缩性及其它特性，在满足使用要求的前提下塑件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。第3章塑料制品设计2020年3月21日93.2塑件的尺寸与精度3.2.1塑件的尺寸1.塑件的尺寸首先受到塑料的流动性限制。2.塑件尺寸还受成型设备的限制。目前，世界上最大的注塑机在法国，该机可以注射出总质量可达170kg的塑件；世界上最小的注塑机在徳国，该机的注射量只有0.1g，用于生产0.05g的塑件。第3章塑料制品设计2020年3月21日103.2.2塑件的精度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。影响塑件尺寸精度的因素:•①塑件的结构形状;•②模具的结构;•③模具的制造精度;•④成型工艺参数及塑料收缩率的波动;•⑤模具在使用过程中的磨损。附录2：《模塑塑料件尺寸公差》（GB/T14486—2008）；表3-3：常用材料模塑件公差等级的使用（GB/T14486—2008）第3章塑料制品设计2020年3月21日113.2.3塑件的表面质量塑件的表面质量指的是塑件成型后的表面缺陷状态，如常见的填充不足、飞边、收缩凹陷、气孔、熔接痕、银纹、翘曲变形，顶白，黑斑，尺寸不稳定及粗糙度等。表3-4：《塑料件表面粗糙度标准——不同加工方法和不同材料所能达到的表面粗糙度》（GB/T14234—93）。第3章塑料制品设计2020年3月21日12（1）表面粗糙度：一般模具表面粗糙度数值要比塑件的要求低1～2级，需要抛光处理。（2）表面蚀纹：光洁如镜的制品表面很易划伤，制品与模具表面还易形成真空吸附而使脱模困难。并且，在成型过程中产生的疵点、丝痕和波纹会在制品的光洁表面上暴露无遗。因此常常利用化学腐蚀的方法在模具型腔表面形成诸如凹槽纹、皮革纹、桔皮纹、木纹等装饰花纹，对塑料制件进行表面装饰。制品表面经装饰后可以隐蔽制品表面在成型过程中产生的缺陷，使外形美观，并且由于型腔表面细小的凹纹，在制品表面与型腔表面直接能容纳少许的空气，不致形成真空吸附而造成脱模困难。第3章塑料制品设计2020年3月21日13（3）塑胶件表面处理1、喷油；2、移印；3、丝印；4、印刷；5、真空镀膜；6、电镀；7、蚀纹；8、喷砂。第3章塑料制品设计2020年3月21日14第3章塑料制品设计2020年3月21日15第3章塑料制品设计2020年3月21日163.3塑件的常见结构设计3-3-1脱模斜度（表3-5）(白话：啤把）（重点）为了使制品易于从模具内脱出，设计时必须保证制品的内外壁具有足够的斜度，以确保塑件脱模，该斜度叫脱模斜度。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30′～1°30′。如果因为装配及尺寸精度要求不允许有脱模斜度怎么办？第3章塑料制品设计2020年3月21日17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（1）脱模斜度标注方法：模具设计图技术要求示例：型腔脱模斜度为1.5°，所注尺寸为大头；型芯脱模斜度为1°，所注尺寸为小头。脱模斜度方向第3章塑料制品设计2020年3月21日18（2）脱模斜度标注方法：第3章塑料制品设计2020年3月21日19（3）脱模斜度设计要点：①为不影响塑件装配，一般往减胶方向做脱模斜度。②不同品种的塑料其脱模斜度不同。③塑件精度越高，脱模斜度越小。④型腔表面粗糙度不同，脱模斜度也不同。⑤透明塑件，模具型腔表面镜面抛光：小塑件脱模斜度≥1°，大塑件脱模斜度≥3°。⑥塑件表面要求蚀纹，模具型腔侧表面要喷砂或腐蚀：Ra＜6.3μm，脱模斜度≥3°；Ra≥6.3μm，脱模斜度≥4°。⑦塑件表面要求火花纹，模具型腔侧表面在电极加工后不再抛光：Ra＜3.2μm，脱模斜度≥3°；Ra≥3.2μm，脱模斜度≥4°。⑧塑件的几何形状对脱模斜度也有一定的影响。塑件高度越高，孔越深，为保证精度要求，脱模斜度宜取小一点；形状较复杂，或成型孔较多的塑件取较大的脱模斜度；壁厚大的塑件，可取较大值。第3章塑料制品设计2020年3月21日203.3.2塑件外形及壁厚（表3-6)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，易产生缺陷（1）塑件壁厚设计原则：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壁厚不均匀熔体流动困难，塑件易变形。第3章塑料制品设计2020年3月21日213-3-3圆角塑料制品除了使用上要求采用尖角之外，其余所有转角处均应尽可能采用圆角过渡。第3章塑料制品设计2020年3月21日22⑴圆角的作用：圆角可避免应力集中，提高制件强度圆角可有利于熔体充模和脱模圆角有利于模具制造，提高模具强度第3章塑料制品设计2020年3月21日23⑵圆角的确定：内壁圆角半径应为壁厚的一半外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍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、外圆角半径理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上第3章塑料制品设计2020年3月21日243-3-4加强肋(骨位）加强肋的主要作用是增加塑件强度和避免塑件变形翘曲。第3章塑料制品设计2020年3月21日253-3-4加强肋（1）设计要点：①筋间间距：L≥4T；②筋高H宜小于3T。③筋宽（大端）：S=（0.5～0.75）T。④筋根倒角：R=T/8。⑤加强筋尽量使用最大之脱模斜度，一般取0.25～2度。⑥加强筋尽量对称分布。⑦加强筋交叉处易产生过厚胶位，导致反面产生收缩凹痕。第3章塑料制品设计2020年3月21日26（2）加强肋设计的典型实例1：第3章塑料制品设计2020年3月21日27喇叭骨支架骨（3）加强肋设计的典型实例2：第3章塑料制品设计2020年3月21日28（4）加强肋设计的典型实例3：（a）不合理（b)合理第3章塑料制品设计2020年3月21日29容器底与盖的加强：容器边缘的加强：（5）加强肋设计的典型实例4：第3章塑料制品设计2020年3月21日303.3.5凸起凸起的作用：减少配合接触面积，不致于因塑件变形而造成装配困难。同时也使模具制作和修改更加方便。凸起的高度约为0.4mm，一般3～4个。第3章塑料制品设计2020年3月21日313-3-6孔的设计⑴塑件上孔的三种成型加工方法：直接模塑出来模塑成盲孔再钻孔通塑件成型后再钻孔第3章塑料制品设计2020年3月21日32（2）常见孔的设计要求：h﹤（3～5）dd﹤1.5mm时，h﹤3d肓孔的深度：紧固用的孔和其它受力的孔，应设凸台予以加强。B≥2A。F≥3A。C≥A。模塑通孔要求长径比要小些第3章塑料制品设计2020年3月21日33（3）通孔的不同成型方法（重点）：第3章塑料制品设计2020年3月21日34（4）用拼合型芯成型孔：第3章塑料制品设计2020年3月21日35塑件中的螺纹可用模塑方法成型出来，或切削方法获得；经常拆装或受力大的螺纹，要采用金属螺纹嵌件来成型；采用模塑方法在塑件上成型螺纹一般应选用粗牙螺纹；配合长度不应太长；3.3.7螺纹设计第3章塑料制品设计2020年3月21日363.3.8自攻螺柱的设计自攻螺柱与自攻螺钉配合，用于塑件的联结。螺柱内孔并无螺纹，而是一段光孔，装配时金属螺钉强行旋入达到连接的目的，自攻螺钉直径与螺柱各直径的关系见表3-7。第3章塑料制品设计2020年3月21日37实例第3章塑料制品设计2020年3月21日383-3-9嵌件塑料制品中镶入嵌件的目的是增强制品局部的强度、硬度、耐磨性、导电性、导磁性等，或者是增加制品尺寸及形状的稳定性，或者是降低塑料的消耗。嵌件的材料有金属、玻璃、木材和已成型的塑料等，其中金属嵌件用得最为普遍。第3章塑料制品设计2020年3月21日39（1）金属嵌件的形式第3章塑料制品设计2020年3月21日40金属嵌件在塑料制品内的固定形式：第3章塑料制品设计2020年3月21日41（2）金属嵌件设计原则①嵌件应尽可能采用圆形或对称形状，这样可以保证收缩均匀。②嵌件周围的壁厚应足够大。由于金属嵌件与塑料制品的收缩率不同，因此会使嵌件周围产生很大的内应力而造成制品开裂。金属嵌件周围的塑料壁厚越大，则制品开裂的可能性越小，嵌件的顶部也应保持一定厚度的塑料层，否则嵌件顶部塑件表面会出现鼓泡或裂纹。第3章塑料制品设计2020年3月21日42③金属嵌件嵌入部分的周边应有倒角，以减少周围塑料冷却时产生的应力集中。④嵌件在模具内应可靠定位。嵌件在模具内安装的配合形式常采用H8/f8，长度一般为3～5mm第3章塑料制品设计2020年3月21日43⑤嵌件自由伸出的长度不宜超过其定位部分直径的两倍。⑥成型带嵌件的塑件会降低生产效率，使塑件的生产不易实现自动化，因此在设计塑件时，能避免的嵌件尽可能不用。第3章塑料制品设计2020年3月21日443-3-10饰纹、文字、符号及标记凹坑凸字凸字凹字第3章塑料制品设计2020年3月21日45实例第3章塑料制品设计2020年3月21日463-5塑料制件的选材（1）塑料的力学性能，如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能、冲击性能及对应力的敏感性。（2）塑料的物理性能，如对使用环境温度变化的适用性、光学特性、绝热和电气绝缘的程度、精加工和外观的圆满程度等。（3）塑料的化学性能，如对接触物（水、溶剂、油、药品）的耐性、卫生程度以及使用上的安全性等。（4）必要的精度，如收缩率的大小及各向收缩率的差异。（5）成型工艺性，如塑料的流动性、结晶性、热敏性等。第3章塑料制品设计2020年3月21日47本章结束了，能告诉我你的收获吗？能回答我前面的问题吗？第3章塑料制品设计2020年3月21日48复习与思考：1、塑料制品的设计原则是什么？2、塑料制品的尺寸精度取决于哪些因素？3、设计塑料件壁厚应注意哪些方面？4、简述加强筋设计原则。5、螺丝柱（BOSS）有哪些设计原则？6、确定脱模斜度时，要注意哪些因素？7、简述塔扣的作用