塑料成型工艺及模具设计课件.pptx
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1、 第七章第二节塑件的结构(jigu)工艺性塑料成型塑料成型(chngxng)工艺及模具设计工艺及模具设计第一页,共80页。第第7章塑料章塑料(slio)成形概述成形概述本节基本(jbn)内容l塑件尺寸(ch cun)、精度及表面质量l塑件的形状结构设计第二页,共80页。第七章第七章 塑料成形塑料成形(chn xn)概述概述 学习目的(md)与要求l掌握塑件成型工艺性与模具结构关系(gun x)l掌握塑件形状结构与模具结构的关系(gun x)第三页,共80页。第七章第七章 塑料塑料(slio)成形概述成形概述难点难点(ndin)l对塑件成型工艺性、塑件的形状结构与模对塑件成型工艺性、塑件的形状结
2、构与模具结构的关系具结构的关系(gun x)的理解。的理解。第四页,共80页。7.2塑件设计原则塑件设计原则(yunz)(结构工艺(结构工艺性)性)1塑件设计原则塑件设计原则2尺寸精度与表面质量尺寸精度与表面质量3形状和结构设计形状和结构设计4壁厚与脱模斜度壁厚与脱模斜度5嵌件的安放与塑料嵌件的安放与塑料(slio)螺纹、齿轮螺纹、齿轮设计设计第五页,共80页。1 1 塑件设计塑件设计(shj)(shj)塑件设计原则塑件设计原则:满足使用要求和外观要求满足使用要求和外观要求针对不同物理性能扬长避短针对不同物理性能扬长避短便于成型加工便于成型加工尽量尽量(jnling)简化模具结简化模具结构构第
3、六页,共80页。2.1 2.1 尺寸精度尺寸精度(jn d)(jn d)2.2 2.2 尺寸精度尺寸精度(jn d)(jn d)的确定的确定2.3 2.3 表面质量表面质量2 2 尺寸尺寸(ch cun)(ch cun)精度与表面精度与表面质量质量第七页,共80页。2.1 2.1 尺寸精度尺寸精度1 1、塑件尺寸概念、塑件尺寸概念 塑件尺寸塑件尺寸塑件的总体尺寸。塑件的总体尺寸。2 2、塑料、塑料(slio)(slio)制品总体尺寸受限制制品总体尺寸受限制的主要因素:的主要因素:*塑料塑料(slio)(slio)的流动性的流动性 *成型设备的能力成型设备的能力2 2 尺寸尺寸(ch cun)(
4、ch cun)精度与表面质量精度与表面质量 第八页,共80页。2 尺寸尺寸(ch cun)精度与表面质量精度与表面质量 影响塑件尺寸影响塑件尺寸(ch cun)(ch cun)精度的因素:精度的因素:1 1、模具制造的精度,约为、模具制造的精度,约为1/31/3。2 2、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。3 3、模具磨损及收缩率的波动。、模具磨损及收缩率的波动。具体来说,对于小尺寸具体来说,对于小尺寸(ch cun)(ch cun)制品,制品,模具制造误差对尺寸模具制造误差对尺寸(ch cun)(ch cun)精度影响最精度影响最大;而大尺寸大;而大尺寸(ch
5、 cun)(ch cun)制品则收缩波动为制品则收缩波动为主要。主要。第九页,共80页。2.2 2.2 尺寸精度的确定尺寸精度的确定表表7.27.2是模塑件尺寸公差国家标准是模塑件尺寸公差国家标准(GB/TGB/T144861448619931993),表),表7.37.3是常是常用塑料材料的公差等级选用。用塑料材料的公差等级选用。将表将表7.27.2和表和表7.37.3结合起来使用,先结合起来使用,先查表查表7.37.3,根据模塑件的材料品种及用,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,再从要求选定塑件的尺寸精度等级,再从表表7.27.2中查取塑件尺寸公差。然后根据中查取塑件尺寸
6、公差。然后根据需要进行上、下偏差分配。如基孔制需要进行上、下偏差分配。如基孔制的孔可取表中数值冠以的孔可取表中数值冠以(+)(+)号,如基轴号,如基轴制的轴可取表中数值冠以制的轴可取表中数值冠以(-)(-)号,其余号,其余(qy)(qy)情况则根据材料特性和配合性情况则根据材料特性和配合性质进行分配。质进行分配。2 2 尺寸尺寸(ch cun)(ch cun)精度与表面质量精度与表面质量第十页,共80页。2.3 2.3 表面质量表面质量1 1、塑件制品的表面质量要求、塑件制品的表面质量要求:表面粗糙度要求。表面粗糙度要求。表面光泽性、色彩均匀性要表面光泽性、色彩均匀性要求。求。云纹、冷疤、表面
7、缩陷程度云纹、冷疤、表面缩陷程度要求。要求。熔结痕、毛刺熔结痕、毛刺(moc)(moc)、拼接、拼接缝及推杆痕迹等缺陷的要求。缝及推杆痕迹等缺陷的要求。2 2 尺寸尺寸(ch cun)(ch cun)精度与表面质量精度与表面质量第十一页,共80页。2 尺寸尺寸(ch cun)精度与表面质量精度与表面质量l2.3 2.3 表面质量表面质量l 2 2、型腔表面粗糙度要求、型腔表面粗糙度要求l 一般,型腔表面粗糙度要求一般,型腔表面粗糙度要求达达0.2-0.4um0.2-0.4um。l 透明制品型腔和型芯粗糙度透明制品型腔和型芯粗糙度一致一致(yzh)(yzh)。l 非透明制品的隐蔽面可取较非透明制
8、品的隐蔽面可取较大粗糙度,即型芯表面相对型腔表面大粗糙度,即型芯表面相对型腔表面略为粗糙。略为粗糙。第十二页,共80页。3 3 形状形状(xngzhun)(xngzhun)和结构和结构设计设计3.1 3.1 形状形状(xngzhun)(xngzhun)3.2 3.2 结构设计结构设计第十三页,共80页。设计塑件的内外表面形状要尽量避免侧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芯机构,否则因设置这些机构而使模具结构复杂复杂.不但模具的制造成本提高,而且还会在不但模具的制造成本提高,而且还会
9、在塑件上留下分型面线痕,增加了去除飞边的塑件上留下分型面线痕,增加了去除飞边的后加工后加工(ji gng)(ji gng)的困难。的困难。以成型侧孔和凸凹结构为例。比较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。两种方案,从而选择优良的设计方案。3 3 形状形状(xngzhun)(xngzhun)和结构和结构设计设计3.1 3.1 形状形状(xngzhun)(xngzhun)第十四页,共80页。3 形状形状(xngzhun)和结构设计和结构设计图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(wx)侧向型芯,模
10、具结构简单。图3-2a所示塑件的内侧有凸起(t q),需采用由侧向抽芯机构驱动的组合式型芯,模具制造困难。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aabb3.1 形状第十五页,共80页。3 形状形状(xngzhun)和结构设计和结构设计图3-3、3-4的图a形式(xngsh)需要侧抽芯,图b形式(xngsh)不需侧型芯。3.1 形状(xngzhun)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第十六页,共80页。3 形状形状(xngzhun)和结构设计和结构设计 当塑件的内外侧凹陷较浅,同时(tngsh)
11、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。3.1 形状(xngzhun)第十七页,共80页。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,见图36下面的说明(公式),同时(tngsh)还要重视将凹凸起伏处设计为圆角或斜面过渡结构。3 3 形状形状(xngzhun)(xngzhun)和结构设和结构设计计3.2 3.2 结构设计结构设计第十八页,共80页。3.3 形状形状(xngzhun)和结构设计和结构设计3.3.2 3.3.2 结构设计结构设计图36 可强制(qingzh)脱模的浅侧凹结构a)(A-B)100
12、%/B5%b)(A-B)100%/C5%第十九页,共80页。3.4 3.4 壁厚与脱模斜度壁厚与脱模斜度(xi d)(xi d)3.4.1 3.4.1 脱模斜度设计脱模斜度设计3.4.2 3.4.2 塑件壁厚设计塑件壁厚设计3.4.3 3.4.3 加强筋及其它增强结构加强筋及其它增强结构 3.4.5 3.4.5 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3.4.6 3.4.6 塑件支承塑件支承(zh chn)(zh chn)面的设计面的设计3.4.7 3.4.7 塑件圆角的设计塑件圆角的设计3.4.8 3.4.8 塑件孔的设计塑件孔的设计3.4.9 3.4.9 采用型芯拼合复杂型孔采
13、用型芯拼合复杂型孔第二十页,共80页。3.4.1 3.4.1 脱模斜度脱模斜度(xi d)(xi d)设计设计 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。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形,需设脱模斜度。如图3-7 一般来说,塑件高度(god)在25mm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(god)仅几毫米,也必须认真设计脱模斜度。第二十一页,共80页。热塑性塑料件脱模斜度取热塑性塑料件脱模斜度取。热固。热固性酚醛压塑件取性酚醛压塑件取0.5-1.00.5-1.0。塑件内孔的脱模斜度以小端为准,塑件内孔的脱模斜度
14、以小端为准,符合图样要求,斜度由扩大方向得到;外符合图样要求,斜度由扩大方向得到;外形形(wi xn)(wi xn)以大端为准,符合图样要求,以大端为准,符合图样要求,斜度由缩小方向得到。斜度由缩小方向得到。塑料收缩率大,塑件壁厚大则脱模塑料收缩率大,塑件壁厚大则脱模斜度取大些。斜度取大些。对塑件高度或深度较大的尺寸,应对塑件高度或深度较大的尺寸,应取较小的脱模斜度。取较小的脱模斜度。3.4.1 3.4.1 脱模斜度脱模斜度(xi d)(xi d)设计设计脱模斜度脱模斜度(xi d)的选择原则:的选择原则:第二十二页,共80页。3.4.1 3.4.1 脱模斜度脱模斜度(xi d)(xi d)设
15、计设计l 设计塑件时如果未注明斜度,模具设计时l必须考虑脱模斜度。模具上脱模斜度留取方向是:l 型芯是以小端为基准,向扩大方向取。l 型腔是以大端为基准,向缩小方向取。l 这样规定斜度方向有利于型芯和型腔径向尺寸修整。斜度大小应在塑件径向尺寸公差范围内选取(xunq)。当塑件尺寸精度与脱模斜度无关时,应尽量地选取(xunq)较大的脱模斜度。当塑件尺寸精度要求严格时,可以在其尺寸公差范围内确定较为适当的脱模斜度。l 塑件内表面的脱模斜度应大于其外表面的脱模斜度。l常用脱模斜度见第二十三页,共80页。3.4.2 3.4.2 塑件壁厚设计塑件壁厚设计(shj)(shj)塑件的最小壁厚应满足的条件:塑
16、件的最小壁厚应满足的条件:*保证塑件的使用时的强度和刚度。保证塑件的使用时的强度和刚度。*使塑料熔体充满整个型腔。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,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对于形状复杂或大型(dxng)(dxng)塑件成型较困难。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。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。壁厚取值所以正确设计塑
17、件的壁厚非常重要。壁厚取值应当合理。应当合理。第二十四页,共80页。就设计原则来说要求同一塑件各处的壁厚就设计原则来说要求同一塑件各处的壁厚均匀一致,否则制品成型收缩不均,易产生内均匀一致,否则制品成型收缩不均,易产生内应力,导致制品开裂、变形。如图应力,导致制品开裂、变形。如图3-93-9,3-103-10,3-11.3-11.当无法当无法(wf)(wf)避免壁厚不均时,可做成倾避免壁厚不均时,可做成倾斜的形状斜的形状,如图,使壁厚逐渐过渡。或者使壁如图,使壁厚逐渐过渡。或者使壁厚相差过大的两分别成型然后粘合成为制品。厚相差过大的两分别成型然后粘合成为制品。P220 P220分别列出了热塑性
18、塑料于热固性塑料分别列出了热塑性塑料于热固性塑料的壁厚。的壁厚。3.4.2 3.4.2 塑件壁厚设计塑件壁厚设计(shj)(shj)第二十五页,共80页。3.4.3 3.4.3 加强筋及其它增强加强筋及其它增强(zngqing)(zngqing)结构结构 为了提高(t go)塑件的强度和防止塑件翘曲变形,常设计加强筋,如图筋的设置位置应沿塑料充模流向,降低充模流动阻力见图3-12 加强筋的正确形状和尺寸比例如图3-15所示。第二十六页,共80页。3.4.4 3.4.4 加强筋的主要加强筋的主要(zhyo)(zhyo)形式形式 加强筋的设计原则:加强筋的设计原则:沿塑料流向设置,从而降低塑料沿塑
19、料流向设置,从而降低塑料的充模流动阻力。如图的充模流动阻力。如图3-133-13应避免或减少应避免或减少(jinsho)(jinsho)塑料的塑料的局部集中,以防止产生凹陷和气泡。如局部集中,以防止产生凹陷和气泡。如图图3-143-14加强筋以设计矮一些多一些为好。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筋与筋的间隔距离应大于塑件的壁厚。壁厚。第二十七页,共80页。3.4.5 3.4.5 增加刚性减少变形的其他增加刚性减少变形的其他(qt)(qt)措措施施 将薄壳状的塑件设计为球面,拱曲面将薄壳状的塑件设计为球面,拱曲面(qmin)(qmin)等,可以有效地增加刚性、减少变等
20、,可以有效地增加刚性、减少变形。形。第二十八页,共80页。3.4.5 3.4.5 增加刚性减少变形增加刚性减少变形(bin xng)(bin xng)的的其他措施其他措施 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(jiqing)。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。第二十九页,共80页。3.4.6 3.4.6 塑件支承塑件支承(zh(zh chn)chn)面的设计面的设计 当塑件上有一面作为支承当塑件上有一面作为支承(zh chn)(zh chn)面来使面来使用时,将该面设计为一个整面是不合理的,应采用时,将该面
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