1塑料制品结构设计-3

§1.11螺纹1.11.1塑料制品螺纹的类型与选用标准螺纹：是制品的模塑螺纹和攻制螺纹常用的结构形式。这类螺纹装拆简便、快速，广泛用于联接与紧固。方形螺纹：联接强度高，用于管件制品的联接。梯形螺纹：联接强度高，成型较方形螺纹容易，用于泵壳等处高强度联接。锯齿形螺纹：具有方形螺纹的联接效率和V形螺纹的强度，沿轴向有较高的应力。用于单向受力及软质瓶口联接，应用面较窄。圆弧形螺纹（瓶口螺纹）：由玻璃瓶口螺纹移植而来，螺纹根部不产生应力集中，旋出旋入十分方便。成型时还可采用强制脱出法脱模。V形螺纹（三角形螺纹）：V形螺纹联接强度低，螺纹牙尖部分难于充满成型，小螺距(＜0.7mm)螺纹不宜模塑。1.11.2塑料制品螺纹的模塑成型方法模塑成型是塑料螺纹成型的主要方法，用于螺纹外径大于3mm、配合长度短(＜30mm)、精度低的螺纹。方法一：采用螺纹型芯（螺纹型环）成型。需要有旋转退出制品或模具的机构及工具。配合长度大的螺纹及收缩大的制品不宜采用。方法二：瓣合模具成型。螺纹轴向可能产生飞边，因而影响旋合性。方法三：整体型芯（型环）成型，成型后强制脱模。用于软质塑料成型。1.11.3塑料制品螺纹设计要点为使螺纹牙尖充填饱满、便于脱模以及在使用中有较好的旋合性，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。塑料螺纹与金属螺纹，或与异种塑料螺纹相配合时，螺牙会因收缩不均互相干涉，产生附加应力而影响联接性能。解决的办法有：1)限制螺纹的配合长度，其值小于或等于1.5倍螺纹直径。2)增大螺纹中径上的配合间隙，其值视螺纹直径而异，一般增大的量为0.1~0.4mm。塑料螺纹的第一圈易碰坏或脱扣，应设置螺纹的退刀尺寸。为了便于脱模，螺纹的前后端都应有一段无螺纹的圆柱面。为了便于脱模，螺纹的前后端都应有一段无螺纹的圆柱面，其长度为h1和h2，前端直径d小于螺纹小径，后端直径D大于螺纹的大径。同一制品上前后两段螺纹的螺距应相等，旋向相同，目的是便于脱模（见图a）。若不相同，其中一段螺纹则应采用组合型芯成型（图b）。塑料制品瓶口螺纹的结构及尺寸。§1.12塑料制品中的嵌件塑料成型过程中所埋入的或成型后压入的螺栓、接线柱等金属或其它材质零件，统称为塑料制品中的嵌件。嵌件可增加制品的功能或对制品进行装饰。嵌件的模塑使操作变繁，周期加长，生产率降低（带有自动装夹嵌件的机械手或自动线不在此列）。1.12.1嵌件的结构形式1、常见的金属嵌件2、嵌件的形状及结构要求金属嵌件采用切削或冲压加工而成，因此嵌件形状必须有良好的加工工艺性。具有足够的机械强度（材质、尺寸）。嵌件与塑料基体间有足够的结合强度，使用中不拔出、不旋转。嵌件表面需有环形沟槽或交叉花纹；嵌件不能有尖角，避免应力集中引起的破坏；尽可能采用圆形或对称形状的嵌件，保证收缩均匀。为便于在模具中安放与定位，嵌件的外伸部分（即安放在模具中的部分）应设计成圆柱形，因为模具加工圆孔最容易。模塑时应能防止溢料，嵌件应有密封凸台等结构。便于模塑后嵌件的二次加工，如攻螺纹、端面切削、翻边等。图a即为模塑后再翻边的嵌件结构。特殊嵌件的结构参见图2-71。3、嵌件材料铜、铝、钢、硬质异种塑件、陶瓷、玻璃等都可作为嵌件材料，其中，黄铜不生锈、耐腐蚀、易加工且价格适中，是嵌件的常用材料。§1.13塑料制品的凸凹纹（滚花）凸凹纹的作用：增大接触面积，防止使用中的滑动。装饰或掩盖制品的某些部位。增加装配时的结合牢固性。凸凹纹的条纹方向应与脱模方向一致，便于脱模。凸凹纹的设计要点：条纹的间距应尽可能大些，便于模具制造及制品脱模，一般为3mm，最小不小于1.5mm。凸凹纹的宽度（图中的R1）不应小于0.3~0.5mm，高度(h)不应超过其宽度（h＝3/4R1）。凸凹纹截面形状多为半圆形，少数采用平顶的梯形。为了不削弱模具分型面的强度，以及便于修整制品飞边，设计凸凹纹时需要留出如图所示的0.8mm宽的平直部分。凸凹纹各部设计的推荐尺寸§1.14标记、符号塑料制品上的文字或符号的表现形式有：制品上为凸字（模具上为凹字）。便于用机械加工的方法加工模具，制模方便。但制品的凸字易碰坏。制品上为凹字（模具上为凸字）。采用电火花、电铸、冷挤压等方法加工模具，制模费事。但制品上的凹字不易碰坏，还可在凹字内涂色。文字、符号处单独做成镶块，便于更换。透明制品上有凹入的文字时，塑料熔体流经模具上相应的凸出文字后会产生影响制品外观的熔接痕。消除措施是控制文字的深度，即字深：制品壁厚＝1：3§1.15制品的尺寸精度1.15.1尺寸精度的组成及影响因素δ＝δs十δz十δc十δa式中δ——制品总的成型误差；δs——塑料收缩率波动所引起的制品误差；δz——模具成型零件制造精度所引起的制品误差；δc——模具磨损后所引起的制品误差；δa——模具安装、配合间隙所引起的制品误差。一般有δs＝1/3δ，δz＝1/3δ，δc＝1/6δ。制品尺寸误差构成：成型材料。影响制品尺寸精度的材料方面的因素有收缩率波动值，原料水分及挥发物含量，原料的配制工艺，原料的生产批号，分子量分布，结晶形态，保存方法和时间。影响制品尺寸精度的因素很多，彼此间又形成交叉影响：成型条件。影响制品尺寸精度的成型条件有：料筒温度、模具温度，注射量、注射速度，注射压力，保压时间、冷却时间，成型方式（注射、压制）。制品的形状和尺寸。形状复杂则收缩不均；壁厚变化大则收缩不均；大尺寸制品收缩总量大；斜度大则精度低。模具结构。左下图中由模具直接决定的尺寸Dl、D3，其误差受模具制造精度、模具磨损量的支配；右下图中模具间接决定的尺寸Hl、H2、Tl、T2，误差除受模具制造精度、磨损量的影响外，还受模具安装精度、设备状态的影响。另外进料口尺寸大，收缩小；与料流方向平行的尺寸收缩大，与料流方向垂直的尺寸收缩小；分型面决定毛边的位置和方向，影响垂直于分型面的尺寸精度。模具装配，如型芯、顶杆的固定方法，模具的拼合，模具的加工等直接影响制品尺寸精度。模具的磨损，如型腔、型芯的磨损直接影响制品的精度。制造误差。模具制造误差将直接反映在制品上。成型后的条件。主要是指测量误差和存放误差。测量误差主要是由测量工具、测量方法、测量时间等因素造成的；存放方式不当致使制品弯曲、扭曲，存放温度、湿度不当使制品发生形状及尺寸变化。1.15.2塑料制品尺寸公差§1.16联接件设计塑件的联接可分为可拆连接与不可拆连接。可拆连接如螺纹、铰链、夹扣、搭扣等，不可拆连接有焊接、铆接、胶接等。通过连接把几个形状简单的塑件组装成一个较复杂的制品，以满足具有特殊功能的使用要求。1.16.1弹性连接结构利用塑料的特性，如良好的弹性、柔软的可塑性以及优良的抗疲劳特性等，可制作一些轻巧、实用、新颖的联接结构形式。1弹性卡夹联接弹性卡夹联接，是利用塑料的弹性变形进行快装、速拆的一种联接方式。它可以是暂时性的联接，也可以是永久性的联接。利用弹性卡夹联接使塑件组装之后，若没有外力作用，就不会松脱。右图所示弹性卡夹联接，是由肘形连杆与变异的板片弹簧构件集合而成。A处起铰链作用，B处凸起部的形状与尺寸是卡夹联接的关键所在。在搭扣力Fi作用下，板片弹簧产生弯曲弹性变形，越过凸起部而实现卡夹紧固。与此相反，在脱扣力F0的作用下，使板片弹簧脱离凸起部。α—装配导角；β—拆卸回程角。2薄壁圆筒弹簧卡夹联接1.16.2机械方法连接和紧固塑料零件用机械方法紧固和连接的形式很多，如螺钉、嵌件、铆钉、铰链、按扣、压配合等的连接和紧固方法。金属螺钉是常用的紧固件，自攻螺钉更适合不常拆卸塑料件的紧固，可算是一种古老的连接方法，其特点是塑料上不需预制孔和螺纹，以及简化塑料件和成型模具的结构。1螺栓连接2自攻螺钉1.16.3焊接两热塑性塑料件的连接表面受热局部熔融而熔接成一体，称为塑料的熔融焊接，简称塑料焊接。按加热方式的不同，塑料焊接有多种方法包括超声波焊接、振动焊接、旋转焊接、热熔焊接、磁热焊接和热风焊接等。1.16.4粘接粘接是将粘结剂涂在两连接件的表面，使它们牢固地接合在一起的一种方法。粘接可以用于连接同品种塑料件，也可以用于连接不同品种塑料件，或用于连接塑料件与非塑料件。粘接可以使小的、简单的零件，成为大的、复杂的组件。此外，粘接还可用于塑料制品的修补。粘接具有工艺简便，易于操作，连接组件表面平整，接头处无应力集中。粘接充分发挥塑料的特性，广泛应用于塑料件的连接。1粘结剂2粘接接头的形式粘结剂粘接的接头形式3粘接接头的表面处理粘接接头的表面性质，直接影响粘结剂对接头表面的浸润，进而影响粘接强度。表面过于光滑，或过于粗糙，或有污染，都会影响粘结强度，因此，接头表面的处理，是粘接工艺中的重要环节。塑料的表面处理，常用的方法有化学腐蚀法，火焰法和电晕法。一般说，要求粘结强度高的，或本身难以粘结的塑料，往往采用化学腐蚀法。