项目三分析塑件的结构工艺性Y

LOGO项目3分析塑件结构工艺性项目导入一相关知识二项目实施三一、项目引入灯座（如图1-1所示）塑件和电流线圈架（如图1-13所示）的结构工艺性能是否合理，并能对塑件的结构不合理的地方进行修改。图1-1灯座二维图形图1-13电流线圈架零件图熟悉塑件尺寸公差国标的使用方法及相关规定,掌握塑件结构设计原则,了解塑件局部结构设计的原则上难点与重点：塑料制品的工艺设计：制品的尺寸、精度和表面质量、壁厚、圆角、加强筋和凸台、脱模斜度、孔、螺纹、嵌件等工艺。二、相关知识塑料制品的结构工艺性是指塑料制品结构对成型工艺方法的适应性。良好的结构工艺性是获得合格制品的前提，也是模塑工艺得以顺利过行的基本条件。在塑料生产中，要考虑成型时对塑料制品结构、形状、尺寸精度等方面提出的要求，又要通过模具设计者对给定塑料制品结构工艺性过行分型，为模具设计和制造提供依据。3.1.1塑件设计原则:保证塑料制品在使用过程中的功能和性能在保证塑件的功能和使用性能的前提下，尽量选用价格低廉和成形性能较好的塑料，并力求结构简单、壁厚均匀、成形方便。在设计塑件时应考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于设计制造，模具抽芯和推出机构简单，尽量简化模具结构。在设计塑件时，应考虑原料的成形工艺性，如流动性、收缩性等，塑件形状便于成型加工。设计中要充分体现标准化、系列化。3.1塑料制品设计原则和步骤3.1.2塑料制品设计步骤（1）明确设计任务；（2）调研并收集相关资料；（3）选择合适的塑料材料；（4）确定塑料的加工成型方法；（5）对塑料制品进行失效分析3.2塑料制品的工艺设计（一）塑件的尺寸、精度和表面质量1、尺寸：指塑件的总体尺寸,而非壁厚、孔径等结构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）只要满足塑件的使用要求，塑件尺寸尽量紧凑小巧设计原则：受到塑料的流动性制约，流动性好的塑料可以成形较大尺寸的塑件，反之能成形的塑件尺寸就较小。受成形设备的限制，注射成形的塑件尺寸要受到注射机的注射量、锁模力和模板尺寸的限制；压缩和压注成形的塑件尺寸要受到压机最大压力和压机工作台面最大尺寸的限制。在满足使用要求的前提下，应尽量将塑件设计得紧凑、尺寸小巧一些。2、制品的精度（参照GB/T14486-1993）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:塑件的形状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尺寸精度直接影响到塑料制品在装配时的互换性和使用性能，在设计图中要明确标注尺寸公差和形状位置公差。在满足用要求的前提下，应尽可能设计得低一些。尺寸精度的确定：根据教材表1-11和1-12（尺寸公差表）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级精度最低通常模具的精度应比塑料制品的精度等级高一级或二级，配合部分的精度高于非配合部分的精度。小尺寸的塑件比大尺寸的塑件（容易或难）达到高精度。塑件尺寸的上下偏差的分配原则是:凸负凹正、中心对正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）、塑件的表面质量表面质量表面粗糙度表观质量-塑件成型后的表观缺陷状态（缺料、溢料、飞边、凹陷、气孔、熔接痕、银纹、翘曲与收缩、尺寸不稳定模具的加工表面质量成型工艺条件、塑料原料、模具参照表1-13参照表1-14、15常见缺陷及产生原因表面粗糙度选择：塑件的表面粗糙度一般为1.6～0.2，而模具的表面粗糙度数值要比塑件低1～2级。（三）塑件的结构1、形状：塑件的几何形状除应满足使用要求外，还应尽可能使其所对应的模具结构简单便于加工。（避免侧抽芯机构、避免瓣合模机构）避免侧孔或侧凹改变侧孔形状，避免侧抽芯机构改变塑件角度，避免侧抽芯机构菱形纹改为直条纹，避免瓣合模机构有侧凸、侧凹的强制脱模的条件1.塑件具有足够的弹性（如PE、PP、POM等塑料）2.（A-B）/B≤5%或（A-B)/C≤5%否则用侧向分型抽芯等结构塑件壁厚是最重要的结构要素，应满足强度、结构、质量、刚度及装配等要求。主要体现在：使用上必须有够的强度和刚度；装配时能够承受紧固力；模塑成型时保证熔体能充满型腔；脱模时能够承受脱模机构的冲击和振动。1)壁厚太厚，料多，收缩率加大，塑件变形大，冷却时间较长，易产生内部气孔、外部凹陷、生产效率低。2)壁厚太薄，强度和刚度下降，影响使用性能，成型时流动阻力大,成型困难，刚性差，不耐压，成型后脱模困难。2.壁厚3)壁厚应尽量均匀否则制品成型收缩不均，易产生内应力，导致制品开裂、变形。壁厚之比不应超过3：1壁厚应尽量均匀受力大的部件可设加强筋4)当无法避免壁厚不均时，可做成倾斜的形状,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。举例：为了使壁厚尽量一致，在可能的情况下常将厚的部位挖空壁厚主要取决于塑料品种、塑件大小、工艺条件。为提高刚性,一般增设加强筋,而不是增加壁厚.应根据塑件外形尺寸及塑料品种合理选择塑件的壁厚。参见表1-18、1-19塑件设计成圆角的作用：⑴使模具在淬火和使用时避免产生应力集中而开裂，提高模具的坚固性。⑵提高了塑件强度及美观。⑶利于塑料的充模流动和(4)R/H为0.25~0.75比较合适.3.塑料制品的圆角和圆角半径4、塑料制品的加强筋加强筋指塑件上长的凸起物1）、加强筋的作用：①在不增加壁厚的情况下提高塑件强度、刚度，避免翘曲变形。②在一定程度上可以改善塑料的充模流动性。加强筋的形状尺寸：高度L=(2.5～5)δ筋条宽A=(0.4～0.75)δ收缩角α=0.5°～1.5°根部圆角R≥(0.25～0.4)δ顶部圆角r=δ/8,加强筋设计要求：（1）加强筋的厚度应小于塑件厚度，并与壁用圆弧过渡（2）加强筋端面高度不应超过塑件高度，宜低于0.5mm以上不合理合理（3）在布置加强筋时，应避免或减少塑料的局部集中。（4）尽量采用数个高度较矮的筋代替孤立的高筋，筋与筋之间的距离应大于壁厚的两倍。（5）平板类塑件加强筋的设置方向应与受力方向一致，并尽可能与熔体流动方向一致。非平板类塑件，加强筋排列应互相错开，以减少收缩不均引起的变形。不合理合理（6）在长形全或深箱体转角处设置加强筋，能有效克服翘曲变形现象。对于盒形、容器类塑件，当采用底平面作支承面时，应将底平面设计成凹形或设置加强筋及凸台、凸边等结构。5、支撑面与凸台：凸台设计遵循的原则：应设在转角处；应有足够的脱模斜度；凸台与基面接触处应有足量的圆弧过渡；凸台直径至少为孔径的2倍；凸台高度一般不应超过凸台外径的2倍；固定用的凸耳或台阶应有足够的强度，以承受紧固时的作用力。凸台设计实例由于塑料冷却后产生收缩，会紧紧地包在凸模上，或由于粘附作用，塑件紧贴在型腔内，为了便于脱模，在设计时应考虑塑件表面具有合理的脱模斜度。为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，要设计塑件时，与脱模方向平行的塑料制品的表面一般应留有足够的斜度α，在模具上称为脱模斜度。6、塑料制品的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′。收缩率大的塑料脱模斜度硬塑料的脱模斜度大于OR小于软塑料的脱模斜度复杂形状的塑件塑件壁厚大，则脱模斜度取大值OR小值脱模斜度方向内形以小端为基准，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脱模斜度选取原则：1)塑件形状复杂，应取较大脱模斜度2)长条形、高深塑件应取较小脱模斜度3）收缩率大的塑料应取较大的脱模斜度，常见塑料的脱模斜度见表1-174)精度要求高时，取较小脱模斜度5）如果要求脱模后塑件保持在型芯一边，则塑件的内表面的脱模斜度可选的比外表面小；反之，要求脱模后塑件留在型腔内，则塑件的外表面的脱模斜度应小于内表面，但当内、外表面要求脱模斜度不一致时，往往不能保证壁厚的均匀。塑件上的孔（槽）：通孔、盲孔、异形孔、螺纹孔⑴塑件的孔三种成型加工方法：⑵常见孔的设计要求：7、塑料制品的孔直接模塑出来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）要小些模塑孔的设计原则：１）制品上用于紧固和受其他力的孔，应设计凸台予以加强。2）两孔之间，也与塑件壁之间应有足够的距离，，孔径与孔深之间的距离参见表1-23。3）通孔成型方法4)盲孔盲孔只能用一端固定的型芯来成型。为避免型芯弯曲，对于注射和压注成型，孔深不得大于孔径的４倍；对于压缩成型，平行与施压方向的孔深度为孔径的２.5倍．5)异形孔设计：斜孔或形状复杂的孔可采用拼合的方法来成形，避免侧向抽芯。6）对于细长型芯,为防止其弯曲变形，在不影响塑件的条件下，可在塑件的下方设支承柱来支撑。7）对穿孔应注意设计成能设置型芯的结构1、塑件上螺纹成型可用以下三种成型方法①模具成型②机械加工制作③在塑件内部镶嵌金属螺纹构件。2、模塑螺纹的性能特点：①模塑螺纹强度较差，一般宜设计为粗牙螺纹。②模塑螺纹的精度不高，一般低于GB3级。3、设计要点：①为减小螺距积累误差，螺纹配合长度应小于螺纹直径的1.5～2倍②外径不小于4mm，内径不能小于2mm，螺距不小于0.7mm8.塑料制品的螺纹③模塑螺纹应使最外圈和最里圈留有台阶,始端和终端应逐渐开如工或结束，有一段过渡长度。④要求强度较高时，采用金属嵌件嵌入⑤不经常拆卸且紧固力不大时，采用自攻螺纹采用自攻螺纹时，只需在塑件上注出底孔，之后用自攻螺钉直接旋入装配即可。底孔的脱模斜度1°~2°.为便于使用。底孔的外端应设置60°~90°的倒角。当凸台较高时，要设加强筋。在塑件内压入其它的零件形成不可拆卸的连接，此压入零件称为嵌件。嵌件可以是金属、玻璃、木材或已成形的塑件。嵌件的作用：9.塑料制品的嵌件提高塑件局部力学性能和磨损寿命起导电、导磁作用提高塑件的尺寸稳定性、尺寸精度起紧固、连接作用嵌件结构有圆筒形、圆柱形、片状和框架等，如图所示。嵌件设计的要点：⑴在塑件中可靠固定，防止嵌入部分在使用过程中因受力发生转动或拔出⑵嵌件周围壁厚应足够大，以保证强度和刚度。见表1-25；⑶防止成型时嵌件周围产生严重的应力集中和熔接痕。嵌件转折处应以斜面或圆角过渡，在机加工后应进行去毛刺和去油污处理。⑷在模具内的定位可靠。成形时嵌件与模板孔配合H8/f8。模具的定位孔、定位杆或定位槽与嵌件之间采用间隙配合，配合长度应足够使嵌件抵抗物料的冲击。如图所示螺杆嵌件和螺母嵌件的定位安装方法。杆形或环形嵌件，在模具中伸出的自由长度均不应超过定位部分直径的两倍。嵌件过高或使用细杆状或片状的嵌件时，在模具上设支柱予以支承。10．标记符号塑件上的标记或符号可以做成三种不同的形式：凸字：制模时比较方便，但塑件上的凸字易碰坏凹字：可以涂上各种颜色的油漆，字迹鲜艳，但机加工困难，现多用于电铸、冷挤压、电火花加工等方法制造的模具。凹坑凸字：凸字不易损坏，模具采用镶嵌的方式制造，较为方便。11、圆角设计塑件设计成圆角的作用：⑴使模具在淬火和使用时避免产生应力集中而开裂，提高模具的坚固性。⑵提高了塑件强度及美观。⑶利于塑料的充模流动和脱模。(4)圆角有利于模具制造，提高模具强度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。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11、圆角设计12．铰链设计聚丙烯、聚乙烯、尼龙等可直接制成铰链设计要点：·铰链部分厚度应较薄，一般为0.25~0.4㎜,合页部分的厚度必须均匀一致。·熔体流向必须通过铰链部分·铰链部分截面不可过长了解:双色注射模热塑性塑料通过连续的两次注射而制得双色塑料制品.其工艺如下:三、项目实施（一）基本训练—分析灯座塑件结构工艺性1．塑件尺寸精度分析2．塑件表面质量分析塑件的表面粗糙度。查表3-3可知，pc注射成型时，表面粗糙