塑料培训教材

1、表2-3热塑性塑料制品的最小壁厚及常用壁厚推荐值塑 件 材 料最小壁厚小型塑件推荐壁厚中型塑件推荐壁厚大型塑件推荐壁厚尼 龙聚 乙 烯聚 苯 乙 烯改性聚苯乙烯有机玻璃（372#）硬 聚 氯 乙 烯聚 丙 烯氯 化 聚 醚聚 碳 酸 酯聚 苯 醚醋 酸 纤 维 素乙 烯 酸 类丙 烯 酸 类聚 甲 醛聚 砜0.450.60.750.750.81.20.850.90.951.20.70.907080950.761.251.251.251.501.601.451.351.801.751.251.250.91.401.801.51.61.61.62.21.81.751.82.32.51.91.62.

2、41.62.32.43.22.43.23.25.43.25.44.06.53.25.82.43.22.53.43.04.53.56.43.24.82.43.23.06.03.25.43.05.4注：最小壁厚值可随成形条件而变。图2-2 壁厚与流程关系（正比）注：因为塑件壁厚2.5mm时，在常规成形条件下的t-L比例关系。表2-4 壁厚t与流程L关系式塑 料 品 种t-L计算公式流动性好（如聚乙烯、尼龙等）t=(L/100+0.5)X0.6流动性中等（如有机玻璃、聚甲醛等）t=(L/100+0.8)X0.7流动性差（如聚碳酸酯、聚砜等）t=(L/100+1.2)X0.9表2-5为塑件壁厚的不合理

3、设计及其造成的塑件缺陷，同时推荐了合理的改进设计。表2-5 塑件壁厚的设计比较良 不 良说 明局部不可过厚，否则会产生缩陷或缩孔，热固性塑料则交联不完全，强度降低。若因制件要求，需要不同壁厚时，应逐渐过度，不同突然加厚，而且厚度变化比不应大于1：2如球类手柄，不应做成实体，应改为相对的两件薄壳结构，最后组成成为一体。如将金属制件改用塑料时,须注意将原来实体的结构孜为薄壳结构,以保证成形后的外观质量。三、加强筋塑料的强度并不依其壁厚之增大而增大。反之，由于壁厚增大而际致收缩时产生内应力，反而降低其强度。塑料制件的强度以刚度为主。应采取薄壁的网格组合结构。在薄壁的基础上，于相应的部位设置加强筋，以

4、提其截面的惯性矩，是较好的方法。由于加强筋与本体作垂直相贯，其衔接处的厚度增大，以致于该处收缩凹陷，影响强度及外观。加强筋的厚度，应小于与其相邻的本体的壁厚。如图2-3为推荐的加强筋截面尺寸。 图2-3 加强筋推荐尺寸表2-6 加强筋的设计注意事项良 不良说 明加强筋的厚度必须小于与相连接的塑件壁厚.一般情况下,如塑件壁厚为t,加强筋之厚度应为(2/34/5)t当以加强筋构成网格结构,并作为支承时,加强筋的高度应略低于四周的高度,以保证支承面平齐。当塑件内有突出部分时,如旋入螺钉的预孔类,必须用加强筋与本体连接,以增加强度四、 支 承 面当塑件需由一个面作为支承面(或基准面)时,如由整个面来作

5、为支承面,在制造过程中是不易满足要求的。在这样的情况下,应在设计塑件时采用凸边或几具凸起的支脚做为支承面。表2-7为在设计塑件时如何考虑支承面的几种情况。表2-7 支承面的代表性结构良 不良说明支承面不可以较大的面积支承,以防成形后凹凸不平当以螺钉安装塑件时,应以穿螺钉的孔部位做为支承面,以合格证安装牢固,强度好S0.20.5五、圆角在塑件设计过程中,为了避免应力集中,提高塑件强度,改善塑件的流动情况及便于脱模,所以在塑件的各面或内部连接处,应采用圆弧。尤其对增强塑料更有抻于填充型腔。另外,塑件上的圆角对于模具无特殊要求时,塑件的各连接外应有半径不小于0.51mm的圆角。对于内外表面的拐角处,

6、可采用如图2-4所示的圆角半径,以减少内应力,并能保证壁厚一致。六、孔在设计塑件上的各种孔的位置时,应不致影响塑件的强度,并应尽量不增加模具制造的复杂性。孔与孔之间,孔与边缘之间的距离不应太小 ,否则在装配其他零件时孔的周围易破裂。1、 一般常见孔表2-8为孔间距、孔边距b与孔径d的关系。表2-9为一般塑件上直接成形孔的直径与深度的关系。表2-8孔径与孔边距关系孔 径 d孔间距、孔边距b1.511.51.531.52362361034101845183057注:1、热塑性塑料为热固性塑料的75%。2、 增强塑料宜取大。3、 两孔不一致时,则小孔之孔径查表。表2-10例举了在设计一般常见孔时应注

7、意一事项。、形状比较复杂的孔表2-11为几种较复杂的成形方法。、侧面与侧面凸凹当塑件有侧面孔及侧陷槽时，往往使模具设计、制造、使用复杂化。因此，在设计有侧面孔时及侧陷槽的塑件时，应考虑尽可能使模具结构简化，适天模具自动化，便于塑件从模具中取出，并能保证塑件的质量。表-12列出塑舍掉有侧面孔或侧陷槽时的设计示例。表2-9 孔径与孔深的关系孔的形式成形方式孔的深度通 孔不 通 孔压 塑横 孔竖 孔2.5d5d1.5d2.5d挤 塑 或 注 射10d45d注:1、d为孔的直径。2、采用纤维状塑料时,表中数值乘系数0.73。良 不良说 明当相邻两孔接近时,应设计成长孔如该孔为固定用孔,孔周应设凸台固定

8、用螺帽钉孔,如不需要露出螺帽钉头时,应使用螺帽钉、孔做成沉头孔而不用锥孔表2-10 常见孔的设计请注意事项 对穿孔应注意设计成能设置型芯的结构表2-11 复杂孔的成形方法与设计关系塑件上孔的形状成形方法七、文字、符号及花纹在塑件上常需直接塑出文字、符号或装饰塑件表面的花纹。如图2-5所示,塑件上的文字或花纹为凹形,则模具上则为凸形,这样就使模具制造复杂化。如果塑件表面不允许有凸起,或在文字符号中需涂色时,可采用将凸起的文字或符号设在凹坑内(见图2-6),即可便于制造,又能避免碰坏凸起的文字或符号。良 不良说 明尽可能不采用侧抽芯方式,由开模方向上形成孔 当孔的周围需要加厚时,应考虑脱模的难易,

9、尽量不出现铡陷槽当孔与铡槽同时存在且邻近时,应考虑其抽芯及脱模的可能性,不使之发生矛盾塑件上成形的文字符号、凸起的高度不小于0.2mm线条宽度不小于0.3mm,而一般以0.8mm最适宜。两线条间距离不小于0.4mm,边框可比字体高出0.3mm以上,字体或符号的脱模斜度大于10(见图2-7)。如塑件侧壁有花纹或文字时,在图2-7所示之范围内可直接脱模。八、铰链的设计利用某些塑料的特性,可以直接成形为铰链形结构。常用的塑料如聚丙烯、乙丙烯共聚物,某些品种ABS等,均可直接制成铰链。常用的铰链截面形式如图2-8.铰链部分厚度应减薄,一般为0.250.4mm ,而且熔体流向必须是通过铰链部分,使线性分

10、子能沿其主链方向折弯。如果流向不对,则铰链部位容易折断。 图2-8铰链的截面形式铰链部分的截面长度不可过长,否则弯折线非止在一起,闭合效果不佳。壁厚的减薄过渡处,应以圆弧过渡,在制模时应使之均匀,而且此处的模具温度也必须保持始终一致,否则会减少其弯折寿命。九、旋转阻滑纹瓶盖、旋钮类塑件,为了防止在手旋时滑脱,需要在其外周做出阻滑纹。除外轮廓采用多边形之外,通常做成如表2-13的两种形式。表2-13 阻滑纹的典型尺寸(mm)塑件直径D18505080801201850508080120齿距p1.21.51.52.52.53.53.54.54R半径R0.20.30.30.50.50.70.710.

11、310.541526齿高h0.86p0.8R棘 齿 纹圆 柱 纹十、其它注意事项1) 塑件设计时要考虑成形时分型面的位置,应尽量使分型面为简单平面。2) 防止塑件变形 为了提高生产率,应将冷却时间缩短,塑件出模时的温度在可能情况下取允许的最高温度,但是,这样就会使塑件脱模后变形很大。在自动化模压中,用冷模来整形是非常困难的。所以塑件设计人员对塑件的形状应很好的考虑,使塑件的几何形状在出模后不易变形,见表2-14。 表2-14 为防止变形而采取的措施简 图说 明大形壳体的顶部及底部,由于塑料收缩的异向性,很容易变形,在设计时,使之有伸缩的余地,则可以避免大形壳体的顶部及底部,由于塑料收缩的异向性

12、,很容易变形,在设计时,使之有伸缩的余地,则可以避免筒形件及桶形件的开口缘部应设计成有折曲的形状,以防止变形第二节 螺纹与齿轮一、 螺纹当塑件上直接成形螺纹时,其精度不能超过3级,否则不能满足要求。表2-15为塑料螺纹设计的请注意事项。表2-15螺纹设计请注意事项简 图说 明螺纹直径不应小太小,外螺纹直径不宜小于4mm,内螺纹直径不宜小于2 mm,螺距一般选用公制标准螺纹,M6以上才可选用1级细牙螺纹,M10以上可选2级细牙螺纹,M18以上可选3级细牙螺纹,M30以上可选用4级细牙螺纹螺纹配合长度小于2倍的螺纹直径时,可不考虑收缩率(螺纹收缩率见第三章)在同一个塑件上有前后两段螺纹时,螺距应相

13、等,螺纹方向应一致,这样易脱模,否则两端螺纹不能用同一型芯,使模具结构复杂外螺纹顶部应有一凸台,凸台a的高度应大于0.5mm为保证内螺纹口处的强度,就留有一凹台,在螺纹的末端应有一段直面,高度尺寸应大于外螺纹顶部a的尺寸二、 齿轮工业产品及日用品,有时采用精度和强度要求不太高的塑料传动齿轮。为了使塑件适应注射模塑工艺,齿轮的各部尺寸(见图2-9)作如下规定,以保证轮缘、辐板和轮毂有相应的厚度。1)轮缘宽度t1最小为齿高t的3倍。2)辐板厚度H1应等于或小于轮缘厚度H。3)轮毂厚度H1等于或大于轮缘厚度H。4)轮毂外径D1最小应为轴孔直径D的1.53倍。5)轮毂长度H2应相当于轴径D。在设计塑料

14、齿轮时还应注意为减小角处的应力集中及齿轮在成形时的模塑应力的影响,应尽量避免截面 的突然变化,对于圆角及弧度处应尽可能加大；为了避免装配时产生应力，轴与孔应尽可能不采用过盈配合，可采用过渡配合。图2-10为轴与孔采用过渡配合的两种形式，轴与齿轮用两个销钉固定（图2-10b）或轴与孔都采用月形孔配合（图2-10a），而后者较为理想。a)良 b)不良对于薄型齿轮，厚度不均匀能引起齿型歪斜。如果用无毂无轮缘的齿轮可以很好地改善这种情况。但如在辐板上有大的孔时（见图2-10a），因孔在成形时很少向中心收缩，会使齿轮歪斜，如采用图2-11b的形式即轮毂和轮缘之间采用薄筋时，则能保证轮缘向中心收缩。由于塑

15、料的收缩关系，一般只宜用收缩率相同的塑料齿轮相互啮合。6）由于塑料在成形时收缩的异向性，常使齿轮的齿廓发生变形（压力角改变），所以对于精密齿轮的设计应参考专著。第三节 塑件中有金属嵌件时的设计要点在塑件内压入金属零件形成不可卸的连接,此压入零件称为金属嵌件。金属嵌件起到提高塑件的机械强度及耐磨性，保证电器性能、尺寸稳定性和制造精度的作用。一、 金属嵌件的种类表2-16列出不同形状的金属嵌件及其作用。表2-16 金属嵌件的种类及其作用 简 图 说 明圆柱形作为固定其相邻零件上螺栓或接线柱等之用套形及管形如作为轴承、螺母用之嵌件其他形状如作为导电片、接触端子、弹簧片等用途的嵌件表2-17 金属嵌套

16、件包塑件的厚度D44881212161625h11.52.02.53.0b1.52.03.04.05.0二、 设计注意事项(1)包裹金属嵌件的外周塑料厚度,因两者的收缩不同,必须保持一定的壁厚,如表2-17所示。（2）嵌件的截面形状以圆形为宜，以便收缩均匀。如非圆形，其相贯面上不得有锐角，宜用R不小于0.5的圆弧过渡。（3）圆柱形或套管形截面的金属嵌件，为了防止脱出及旋转，推荐采用如图2-12的形状。（4）板或片状嵌件、圆或扁线形嵌件等的在塑件内固定方法及其他要求见表2-18。 图2-12 推荐的金属嵌件的嵌入部分H=D h=0.3H h1=0.3H d=0.75D Hmax20表2-18 其

17、他金属嵌件的固定方法及要点简图说明 片状嵌件的固定，以孔或缺缺口、或弯头嵌于塑件内 小直径圆柱体以外周滚花固定于塑件内，防转及防脱出圆线或扁线以压扁一部分嵌入塑件内，防止旋转呀脱出细长嵌件，在其中部应加支撑（型芯），嵌件脱模后，该处留有孔为防止注射时熔体冲击金属嵌件，可采用如图的措施a)型芯上出一凸台，台内有孔及嵌件杆b)型芯上做出凹穴，内有嵌件杆c)型芯上做出沉头孔，嵌件杆伯于孔内d)嵌件杆沉入型芯第四节 塑件的尺寸精度一、 影响塑件尺寸精度的因素塑件的尺寸精度是受各方面因素影响的，而其主要因素是材料收缩及模具的制造误差。影响塑件尺寸精度的因素有如下几个方面：1、成形材料塑料本身收缩范围大，

18、原料含水份及挥发物量、原料的配制工艺、批量大小、保存方法和保存时间等不同，都会造成收缩不稳定。2、成形条件成形时所确定的温度、压力、时间等成形条件，都直接影响成形收缩。3、塑件形状塑件的壁厚、几何形状影响成表收缩，脱模斜度大小直接影响尺寸精度。4、 模具结构（1）浇口尺寸 浇口大时收缩小，进浇口小收缩大。 （2）料流方向 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。 （3）分型面的选择决定于飞边产生的位置，飞边使其垂直于分型面的尺寸产生误差。 （4）模具的型号芯、推杆等滑动部分的固定方法及模具的拼合方式、加工方法都不得直接影响塑件尺寸精度。5、 制造误差模具制造误差完全而直接的反映

19、在塑件上。6、 成形后的条件（1）测量误差 主要由于测量工具、测量方法、测量时的温度及测量时的条件不稳定造成。 （2）成形后的存放重要条件 塑件成形后如果存放不当，可以使塑件产生弯曲、扭曲等变形现象，存放和使用时的温度和湿度对塑件精度也有影响。 塑件可能达到的精度见SJ1372-78部颁标准。二、塑件尺寸公差 塑料制作由于成形时的各种工艺因素的影响,其尺寸精度很难以达到金属切削制件的水平。为此,各国都根据具体情况制定了关于塑料制件的公差。我国系根据自己的情况于1978年原第四机械工业部制定了SJ1372-78塑料制件尺寸公差标准。内容如下：塑料制件尺寸公差（SJ1372-78）本标准适用于注射

20、法、压制法、压注法成形的热塑性和热固性制件（不包括二次加工和发泡成形的塑料制件）的尺寸公差。 （1）本标准精度等级分为1、2、3、4、5、6、7、8级。各级公差值见表2-19,选用精度等级的的可参考表2-20。 （2）本标准只规定公差值，而基本尺寸的上、下偏差，可根据需要进行分配。 例如：100的4级精度，其公差值为0.44mm，其上、下偏差可以分配为：+0.44 0 +0.20 +0.54-0 -0.44 -0.24 -0.10（3）受模具活动部分影响的尺寸（如图2-13中的尺寸b）,其公差为本标准规定的公差值勤与附加值之和。2级精度的附加值为0.05mm；35级精度的附加值为0.1mm；6

21、8级精度的附加值为0.2mm；图2-13中a)尺寸直接由型号腔决定的尺寸，它不接受模具活动部分的影响。（4）塑料制件图样上未注公差尺寸的允许偏差，建议采用本标准8级精度。用于孔时，取表2-19中数值冠以（+）呈，用于轴时，取表2-19中数值冠以（-）号。用于长度尺寸时，取表中数值之1/2冠以（）号。（5）塑料制件尺寸公差的标注，应符合GB4458.584机械制图尺寸公差与配合注法的规定。（6）标注中规定的数值，以制作成形后或经必要的处理后，在相对湿度为65及温度为20的环境中放置24h后，以制件和量具温度为20时进行测量为准。 图2-13 尺寸分类表2-19 公差数值表基本尺寸(mm)精度等级

22、12345678公差数值(mm)336610101414180.040.050.060.070.080.060.070.080.090.100.080.080.100.120.120.120.140.160.180.200.160.180.200.220.240.240.280.320.360.400.320.360.400.440.480.420.460.520.600.68182424303040405050650.090.100.110.120.130.110.120.130.140.160.140.160.180.200.220.220.240.260.280.320.280.320.360.400.460.440.480.520.560.640.560.640.720.800.920.820.941.041.201.406580801001001201201401401600.140.160.180.190.220.250.280.310.260.300.340.380.420.380.440.500.560.620.520.600.680.760.840.760.881.001.121.241.041.201.361.521.681.601.802.002.202