常用塑胶材料知识及注塑件设计要点

常用塑膠材料知識及注塑件设计要点聚氯乙烯（PVC）◆性能：聚氯乙烯分软、硬两种：硬聚氯乙烯，力学强度高，电器性能优良，耐酸碱的抵抗力极强，化学稳定性很好；缺点：软化点低。软聚氯乙烯的抗拉强度、抗弯强度、冲击强度、冲击韧性等均硬聚硬乙烯低，而破断时的伸长率较高。◆用途:硬聚氯乙烯制品有管及棒、板、焊条、离心泵、通风机、轮油管、酸碱泵的阀门及容器等。软聚氯乙烯制品有贮槽、薄板、薄膜、电线绝缘层、窗封盖、耐酸碱软管等。聚乙烯（PE）◆性能：分为高压、中压和低压聚乙烯三种。高压聚乙烯质地柔韧；低压聚乙烯质地坚硬，耐寒性能良好，在-70℃时还保持柔软。化学稳定性很高，能耐酸碱及有机熔剂。有很突出的电气性能和良好的耐辐射性。用火焰喷涂法或静电喷涂法涂于金属表面，可以达到减摩和防腐蚀的目的。缺点是力学强度不高，热变形温度很低，故不能承受较高的载荷。◆用途：化工设备与贮槽的耐腐蚀衬里，化工耐腐蚀管道、阀件、衬套、滚柱框，以代替铜和不锈钢。高频水底电缆或一般电缆的绝缘层。晶体管收音机磁棒天线夹架。聚苯乙烯（PS）◆性能：具有一定的力学强度，化学稳定性及电气性能都较优良，透光性好，着色性佳，并易于成形，它的特点是差不多完全能耐水，缺成是耐热性较低，性较脆，而且其制品由于内应力容易碎裂，仅能于低负荷和不高的温度（60～75℃）下使用。◆用途：各种仪表外壳，骨架、仪表指示灯，灯罩，汽车灯罩，化工贮酸槽，酸输送槽（特别如氢氟酸），化学仪器零件，电讯零件，由于透明度好、可用作光学仪器零件及透镜。高抗冲聚苯乙烯（HIPS）◆性能：与聚苯乙烯相比，有较高的韧性和抗冲击强度，其余性能基本相似，成形工艺良好。◆用途：各种仪表、晶体管收音机外壳、线圈骨架、纺织用纱管，电视机结构零件，农业用车水板配件及小型塑料管、板等。聚苯乙烯改性有机玻璃◆性能：有较好的透明性。力学强度也较高，有一定的耐热性，耐寒性和耐气候性、耐腐蚀，绝缘性良好。制品尺寸稳定，成形容易。缺点是质较脆，易溶于有机溶剂中，作?透光材料，表面硬度不够、容易擦毛，就其综合性能来看，超过聚苯乙烯等一般塑料。◆用途：用来制造一定透明度和强度的零件，如油标、油杯，光学镜片、透镜、设备标牌、透明管道、汽车车灯及晶体管收音机刻度盘及电气绝缘零件等。苯乙烯丙烯腈共聚体（AS或SAN）◆性能：比聚苯乙烯有更高的冲击强度和优良的耐热性，耐油性，耐化学腐蚀性。如它能很好地耐某些使聚苯乙烯应力开裂的烃类。而弹性模量是现有热塑性塑料中较高的一种。◆用途：广泛用于制作耐油、耐热、耐化学药品的工业制品，以及仪表板、仪表框、罩壳、电池盒、接线盒、多种开关及按规等。苯乙烯－丁二烯－丙烯腈共聚物（ABS）◆性能：ABS是具有坚韧、质硬、刚性的材料。具有较高冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性能及电性能良好、易于成形和机械加工等特点。此外，表面还可镀铬，成?塑料涂金属的一种常用材料。另外，ABS与＃372有机玻璃接性良好，可作双色成形塑件。◆用途：在机械工业系统中用来制造凸轮、齿轮、泵叶轮，轴承，电机外壳、仪表表壳，蓄电池槽，水箱外壳，手柄，冰箱衬里等，汽车工业中用来制造驾驶盘，热空气调节，管加热器等，还可供电视机晶体管收音机制造外壳。聚丙烯（PP）◆性能：聚丙烯的主要特点是密度小，它的力学性能优于低压聚乙烯，并有很突出的刚性，耐热性较好。可在100℃以上使用。基本上不吸水，并且有较好的化学稳定性，除对浓硫酸、浓硝酸外，几乎都很稳定。高频电性能优良，且不受温度影响，成形容易。缺点是耐磨性不够高，成形收缩率较大，低温呈脆性，热变形温度亦较低。◆用途：可做各种机械零件，如法兰、齿轮、接头、泵叶轮、汽车零件。化工管道及容器设备。并可用作衬里、表面涂层、录音带，医疗仪器及手术仪器等。聚碳酸酯（PC）◆性能：冲击强度特别突出。在一般热塑性树脂中是较优良的。弹性模量较高，受温度影响极小，耐热温度为120℃。耐寒达－100℃采脆化。尺寸稳定性高。耐腐蚀，耐磨性均良好。但存在着高温下对水的敏感性。◆用途：用来制造齿轮、蜗杆、齿条、凸轮、心轴、轴承、垫圈、铆钉、泵叶轮、汽车汽化器部件、车灯灯罩、闪光灯灯罩、节流阀、润滑油输油管，各种外壳、容器、冷冻和冷却装置零件，电器接线板、线圈骨架、酸性蓄电池槽及高温透镜等。聚酰亚胺板材用GCPITM-M43热加工方法成形的板材具有以下特性：※优异的机械性能，突出的抗弯、抗压强度（拉伸强度93Mpa、压缩强度210Mpa）※低的热膨胀系数※低磨损率，高摩擦系数※介电性能优异（介电强度400Kv/mm、介电常数3.2）※精加工性能突出（可车、铣、钻、冲压等）注塑件设计要点1、利用注塑工艺生产产品时，由于塑料在模腔中的不均匀冷却和不均匀收缩以及产品结构设计的不合理，容易引起产品的各种缺陷：缩印、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤、飞边。2、为得到高质量的注塑产品，我们必须在设计产品时充分考虑其结构工艺性，下面结合注塑产品的主要结构特点分析避免注塑缺陷的方法。2.1开模方向和分型线每个注塑产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线，以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响。2.1.1开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯减少拼缝线，延长模具寿命。2.1.2例如：保险杠的开模方向一般为车身坐标χ方向，如果开模方向设计成与χ轴不一致，则必须在产品图中注明其夹角。2.1.3开模方向确定后，可选择适当的分型线，以改善外观及性能。2．2脱模斜度2.2.1适当的脱模斜度可避免产品拉毛。光滑表面的脱模斜度应大于0.5度，细皮纹表面大于1度，粗皮纹表面大于1.5度。2.2.2适当的脱模斜度可避免产品顶伤。2.2.3深腔结构产品设计时外表面斜度要求小于内表面斜度，以保证注塑时模具型芯不偏位，得到均匀的产品壁厚，并保证产品开口部位的材料密度强度。2.3产品壁厚2.3.1各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5～4mm，当壁厚超过4mm时，将引起冷却时间过长，产生缩印等问题，应考虑改变产品结构。2.3.2壁厚不均会引起表面缩印。2.3.3壁厚不均会引起气孔和熔接痕。2.4加强筋2.4.1加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。2.4.2加强筋的厚度必须小于产品壁厚的1/3，否则引起表面缩印。2.4.3加强筋的单面斜度应大于1.5°，以避免顶伤。2.5圆角2.5.1圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。2.5.2圆角太小可能引起模具型腔应力集中，导致型腔开裂。2.5.3设置合理的圆角，还可以改善模具的加工工艺，如型腔可直接用R刀铣加工，而避免低效率的电加工。2.5.4不同的圆角可能会引起分型线的移动，应结合实际情况选择不同的圆角或清角。2.6孔2.6.1孔的形状应尽量简单，一般取圆形。2.6.2孔的轴向和开模方向一致，可以避免抽芯。2.6.3当孔的长径比大于2时，应设置脱模斜度。此时孔的直径应按小径尺寸（最大实体尺寸）计算。2.6.4盲孔的长径比一般不超过4。2.6.5孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。2.7注塑模的抽芯机构及避免2.7.1当塑件按开模方向不能顺利脱模时，应设计抽芯机构。抽芯机构能成型复杂产品结构，但易引起产品拼缝线，缩印等缺陷，并增加模具成本缩短模具寿命。2.7.2.设计注塑产品时，如无特殊要求，尽量避免抽芯结构。如孔轴向和筋的方向改为开模方向，利用型腔型芯碰穿等方法。2.8一体铰链2.8.1利用PP料的韧性，可将铰链设计成和产品一体。2.8.2作为铰链的薄膜尺寸应小于0.5mm，且保持均匀，2.8.3注塑一体铰链时，浇口只能设计在铰链的某一侧。2.9嵌件2.9.1在注塑产品中镶入嵌件可增加局部强度、硬度、尺寸精度和设置小螺纹孔（轴），满足各种特殊需求。同时会增加产品成本。2.9.2嵌件一般为铜，也可以是其它金属或塑料件。2.9.3嵌件在嵌入塑料中的部分应设计止转和防拔出结构。如：滚花、孔、折弯、压扁、轴肩等。2.9.4嵌件周围塑料应适当加厚，以防止塑件应力开裂。2.9.5设计嵌件时，应充分考虑其在模具中的定位方式（孔、销、磁性）2.10标识产品标识一般设置在产品内表面较平坦处，并采用凸起形式，选择法向与开模方向尺可能一致的面处设置标识，可以避免拉伤。2.11注塑件精度由于注塑时收缩率的不均匀性和不确定性，注塑件精度明显低于金属件，应按标准选择适当的公差要求（OSJ1372-1978）2.12注塑件的变形提高注塑产品结构的刚性，减少变形。尽量避免平板结构，合理设置翻边，凹凸结构。设置合理的加强筋。2.13气辅注塑2.13.1采用气辅注塑，可提高产品刚性，减少变形。2.13.2采用气辅注塑，可以避免缩印。2.13.3采用气辅注塑，可以节省原材料，缩短冷却时间。2.14焊接（热板焊、超声波焊、振动焊）2.14.1采用焊接，可提高联接强度。2.14.2采用焊接，可简化产品设计。3．合理考虑工艺和产品性能之间的矛盾3.1设计注塑产品时必须综合考虑产品外观、性能和工艺之间的矛盾。有时牺牲部分工艺性，可得到很好的外观或性能。3.2结构设计实在无法避免注塑缺陷时，尽可能让缺陷发生在产品的隐蔽部位。注塑件设计要点1、开模方向和分型线2、脱模斜度3、零件壁厚4、加强筋5、圆角和孔6、抽芯机构及避免7、塑件的变形8、一体铰链9、嵌件10、气辅注塑11、综合考虑工艺性和零件性能