模具设计~~非机械类

AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程第二章塑料制件设计2.1塑件的工艺性2.2塑料结构件的力学设计2.3模塑工艺规程的编制内容简介：1.塑件的尺寸2.塑件的精度3.塑件的表面质量•1.表面形状2.脱模斜度3.塑件的壁厚4.塑件的加强筋5.圆角6.塑件的支承面•7.塑件的凸台与角撑8.塑件上的孔（槽）•9.塑件上的螺纹10.塑件上的花纹、文字及符号•11.嵌件一、塑料材料的选择(分析)二、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度三、塑件的几何形状一、产品设计时的质量控制二、材料选定时的质量控制三、成型工艺编制时的质量控制四、工艺规程编制中的几个主要技术问题五、实例分析一、瞬间载荷二、长期负载AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程重点内容：1.掌握塑件的尺寸精度和表面粗糙度；2.掌握塑件的结构设计（脱模斜度、加强筋、圆角设计、支承面及凸台）。3.会用应力-应变-等时蠕变曲线、在规定使用年限内的应力-表观模量曲线、应力-时间-等应变蠕变曲线、应力-时间对数-等应变蠕变曲线、表观模量-时间蠕变曲线4.具备编制模塑工艺规程的能力。重点难点：1、会分析产品的工艺性能2、分析编制模塑工艺规程的步骤及填写工艺卡3、对模塑工艺规程编制的内涵的理解和工艺条件的选择。AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程2.1塑件的工艺性是塑件对成型加工的适应性塑件工艺性设计包括:塑料材料选择、尺寸精度和表面粗糙度、塑件结构塑件的工艺性——塑件工艺性设计的特点：应当满足使用性能和成形工艺的要求，力求做到结构合理、造型美观、便于制造。AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程2.1塑件的工艺性一、塑料材料的选择(分析)塑料的选材包括：选定塑料基体聚合物（树脂）种类、塑料具体牌号、添加剂种类与用量等塑料原料选择方法：使用环境(不同的温度、湿度及介质条件、不同的受力类型选择不同的塑料)使用对象（根据国别、地区、民族和具体使用者的不同选材）按用途进行分类（按应用领域、功能）AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程塑件的尺寸——二、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.1塑件的工艺性1.塑件的尺寸指塑件的总体尺寸塑件的尺寸受下面两个因素影响：塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程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。2.塑件的精度影响塑件尺寸精度的因素:二、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.1塑件的工艺性塑件成型后的时效变化塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化模具的制造精度、磨损程度和安装误差AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程2.塑件的精度二、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.1塑件的工艺性尺寸精度的确定：会根据教材表2－5（常用材料模塑件公差等级和选用）选择塑件公差等级模塑件公差代号为MT（附录E）MT1级精度最高（一般不采用）MT7级精度最低AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程2.塑件的精度A项：不受模具活动部分影响的尺寸公差值B项：受模具活动部分影响的尺寸公差值二、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.1塑件的工艺性AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程2.塑件的精度二、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.1塑件的工艺性尺寸精度的确定：对于塑件上孔的公差可采用基准孔，可取表中数值冠以（＋）号。对于塑件上轴的公差可采用基准轴，可取表中数值冠以（－）号。一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2-3级。AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程3.塑件的表面质量表面质量表面粗糙度、光亮程度色彩均匀性表面缺陷：缩孔、凹陷推杆痕迹对拼缝、熔接痕、毛刺等一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高1～2级二、塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.1塑件的工艺性AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程三、塑件的几何形状1.表面形状2.1塑件的工艺性塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程三、塑件的几何形状2.脱模斜度为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度α，在模具上称为脱模斜度。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′。2.1塑件的工艺性AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程2.脱模斜度脱模斜度方向内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程脱模斜度表示方法：2.脱模斜度2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程脱模斜度设计要点：2.脱模斜度塑件精度高，采用较小脱模斜度2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状尺寸高的塑件，采用较小脱模斜度塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度收缩率大，斜度加大增强塑料采用较大的脱模斜度AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程2.脱模斜度脱模斜度设计要点：3.塑件的壁厚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2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度从留模方位考虑:留在型芯，内表面脱模斜度﹤外表面留在型腔，外表面脱模斜度﹤内表面AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程3.塑件的壁厚塑件壁厚设计原则：厚薄适中均匀壁厚满足成型时熔体充模所需的壁厚2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状保证贮存、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AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程3.塑件的壁厚改善壁厚典型实例：2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程3.塑件的壁厚改善壁厚练习：2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程平板类零件加强筋方向与料流方向平行4.塑件的加强筋⑴加强筋的作用：⑵加强筋设计要点：它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。加强筋的底部与壁连接应圆弧过渡，以防外力作用时，产生应力集中而被破坏。2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程加强筋厚度小于壁厚加强筋与支承面间留有间隙4.塑件的加强筋⑵加强筋设计要点：2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程在满足使用要求的前提下,制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。⑴圆角的作用：2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状圆角可避免应力集中，提高制件强度圆角可有利于充模和脱模圆角有利于模具制造，提高模具强度5.圆角AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程⑵圆角的确定：内壁圆角半径应为壁厚的一半2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状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5.圆角AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程6.塑件的支承面2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而是以底脚或边框为支承面。AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程6.塑件的支承面2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状支承面结构形式AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程是用来增强孔或装配附件、或为塑件提供支撑的截锥台或支撑块7.塑件的凸台与角撑2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状凸台——凸台设计要点：凸台一般应位于边角部位其高度不应超过直径的两倍其几何尺寸应小AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程7.塑件的凸台与角撑2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状凸台设计实例AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程7.塑件的凸台与角撑2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状角撑——塑件上边角或凸台的支撑部分T——制品壁厚D＝TC＝2TA＝0.8TB＝2AAnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程8.塑件上的孔（槽）⑴塑件的孔三种成型加工方法：⑵常见孔的设计要求：直接模塑出来2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状模塑成盲孔再钻孔通塑件成型后再钻孔模塑通孔要求孔径比（长度与孔径的比值）要小些AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程8.塑件上的孔（槽）⑵常见孔的设计要求：h﹤（3～5）dd﹤1.5mm时，h﹤3d肓孔的深度：2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状紧固用的孔和其它受力的孔，应设凸台予以加强。当通孔孔径﹤1.5mm，由于型芯易弯曲折断，不适于模塑成型。AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程8.塑件上的孔（槽）2.1塑件的工艺性三、塑件的几何形状异形孔设计实例AnhuiUniversityofScienceandTechnology材料学院高分子材料与工程9.塑件上的螺纹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。10.塑件上的花纹、文字及符号