2-3项目2  塑料成型工艺设计

项目2

塑料成型工艺设计本章能力目标1．具有合理选择塑料种类和分析原料成型工艺性的能力。2．具有合理选择塑料成型方式的能力。3．会分析塑件结构工艺性，并能够按国标标注塑件尺寸公差。4．会初步判定所选择注射成型设备与模具的适应性。5．能正确确定塑件成型工艺参数，编制塑件成型工艺卡。本章知识目标1．掌握塑料的概念，熟悉常用塑料代号、性能、用途。2．掌握模塑成型工作原理、成型工艺过程及特点。3．熟悉国标GB/T

14486—2008的使用方法，掌握塑件结构设计原则。4．了解温度、压力、时间对塑件质量的影响。5．掌握注射模具与成型设备的关系。选择与分析塑料原料一确定塑料成型方式及工艺过程二分析塑件结构工艺性三项目2

塑料成型工艺设计初步选择注射成型设备四确定塑件成型工艺参数五任务任务3

分析塑件结构工艺性能力目标1．具有合理确定塑件精度，并按国标标注塑件尺寸公差的能力。2．会分析塑件结构工艺性。3．初步具有根据塑件结构工艺性优化塑件结构的能力。知识目标1．熟悉塑件尺寸公差国标的使用方法及相关规定。2．掌握塑件结构设计原则。3．了解塑件的结构工艺性的规则。一、任务引入案例

2某企业大批量生产电流线圈架（如图2-2所示）本任务以案例1（灯座，如图2-1所示）塑件和电流线圈架（如图2-2所示）的结构工艺性能是否合理图2-2电流线圈架

一、对塑件的设计总体原则：二、设计塑件时考虑的因素：三、设计塑件时所包含的内容：2、满足成型工艺要求1、满足使用要求考虑的问题4、塑料模具结构3、成型加工的成型工艺和成型工艺条件2、成型加工设备的类型、规格1、塑料材料的性能考虑的因素4、塑料的螺纹、孔、齿轮、嵌件设计、标记3、塑件的几何形状设计2、塑件的精度设计1、塑件的尺寸设计包含的内容二、相关知识

（一）塑件设计基本原则二、相关知识

（一）塑件的尺寸、精度及表面质量1、塑料制件的尺寸2、塑料制件的尺寸精度指塑料制件的总体尺寸：塑料流动性现有的成型设备规格、参数为满足塑料制件的装配要求和零件的互换性要求模具的制造误差塑料材料的成型收缩率波动模具在使用过程中的磨损飞边厚薄的变化型腔的变形模具零件相互之间的安装定位误差模具的结构（浇口尺寸和位置、分型面位置、模具的拼合方式）成型后的条件（测量误差、存放条件）影响因素众多,设计塑件时需综合考虑塑件的尺寸公差GB/T14486-2008塑件尺寸公差代号MT，分7级

每一级分A、B两部分：

A为不受模具活动影响的尺寸公差；B为受模具活动影响的尺寸公差塑件尺寸的上、下偏差根据实际工程需要来分配：如公差0.8可分配为：，但模具行业通常按“入体原则”，轴类尺寸标为单向负偏差，孔类尺寸标为单向正偏差，孔距尺寸采用双向等值偏差。

二、相关知识

3．塑件的表面质量及表面粗糙度选择原则：塑件的表面粗糙度值大小，主要取决于模具型腔（凸凹模）的表面粗糙度。一般模具型腔的表面粗糙度应比塑件的表面粗糙度值小1~2级。塑料自身充模流动性能和加工方法也会影响时间的表面粗糙度

表2-10列出不同加工方法和不同材料所能达到的表面粗糙度数值

为便于加工（降低加工成本）：对于非透明的塑件，可将外观要求不高的内侧表面粗糙度值取大些。而透明的塑件，内、外侧表面粗糙度值应相同。（一）塑件的尺寸、精度及表面质量二、相关知识

1．塑料制品的形状设计原则：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侧孔斜度，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

（二）塑件的结构工艺性强制脱模2二、相关知识

1．塑料制品的形状（二）塑件的结构工艺性二、相关知识

2．脱模斜度塑料在模腔中冷却收缩，便包紧型芯或型腔中的凸起部分，为了便于脱模和抽拔，避免脱模和抽拔时塑件产生划痕、拉毛、变形等缺陷，设计塑件时，沿脱模和抽拔方向其内外表面均需有一定的斜度。称为脱模斜度。一般斜度取30′~1˚30′。表2-11常用塑料的脱模斜度（型芯、型腔不同）

设计脱模斜度遵循原则：

(1）塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值

(2）塑件结构复杂，斜度应取偏大值

(3）型芯长或深型腔为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下斜度值取大值

(4）一般外表面的斜度小于内表面的

(5）热固性塑料小于热塑性塑料（二）塑件的结构工艺性二、相关知识

3．壁厚设计原则：塑件的壁厚应根据塑件的使用要求来确定。尽量做到壁厚均匀，一般为1~4mm范围壁厚过厚材料消耗增大，成型效率降低，使塑件成本提高。而且还容易产生气泡、缩孔、翘曲等缺陷壁厚过薄易脱模变形或破裂，不能满足使用要求，且难以充满，成型困难——最小壁厚（见经验表格）推荐值：热固性塑料制品——参见表2-12

热塑性塑料制品——参见表2-13（二）塑件的结构工艺性壁厚设计原则：壁厚较小且均匀二、相关知识

4．加强筋与防变形机构（二）塑件的结构工艺性二、相关知识

4．加强筋与防变形机构（二）塑件的结构工艺性二、相关知识

5．支承面设计原则：

当塑件需有一个支承面时，不能用整个底面作为支承面，因为稍许的翘曲或变形就会使整个底面不平。设计塑件时通常采用凸边或几个凸起的支脚作为支承面。当底部有加强筋时，支承面的高度应略高于加强筋。（二）塑件的结构工艺性图2-16用凸缘或凸台作为支承面二、相关知识

6．圆角（二）塑件的结构工艺性塑件上分型面和模具的拼合面对应部位，一般均采用圆弧过渡二、相关知识

7．孔的设计（二）塑件的结构工艺性根据使用要求（固定、装配）塑件一常需设有孔。塑件上的固定孔与其它受力孔的周围应采用凸边予以加强。图2-21二、相关知识7．孔的设计（二）塑件的结构工艺性成型塑件孔的型芯的安装方式通常有三种：

通孔盲孔（注射h<4d、压缩h<2.5d)

特殊孔成型方式：直接模塑出来模塑成盲孔再钻孔通塑件成型后再钻孔二、相关知识

8．螺纹的设计（二）塑件的结构工艺性设计原则：塑件上的螺纹可以在模塑时直接成型，也可在模塑后用机械切削方式加工，对经常装拆和受力较大的螺纹，可使用金属的螺纹嵌件。直接成型设计注意事项：1、直径——一般外螺纹直径不小于4mm，内螺纹直径不小于2mm。2、螺距——螺距不能太小，一般选用公制标准螺纹3、精度——精度宜取低4、配合长——不同材料的塑件螺纹相配合时，其配合长度应不超过7-8牙。5、螺纹始端末的形状——螺纹的始末部分均有应过渡段），过渡段长度见表2-176、旋向——同一螺纹型芯（或型环）成型时，应使两段螺纹的旋向相同、螺距相等二、相关知识

8．螺纹的设计（二）塑件的结构工艺性二、相关知识

9．嵌件的设计（二）塑件的结构工艺性1．嵌件的作用

2．嵌件的种类

常见的嵌件种类如图2-23

（a）圆筒形嵌件（b）带螺纹嵌件（c）为圆柱形，（d）为片状嵌件；（e）细杆状贯穿形嵌件；二、相关知识

9．嵌件的设计（二）塑件的结构工艺性3．设计带嵌件的塑件应注意的问题(1）嵌件与塑件应牢固连接

二、相关知识

9．嵌件的设计（二）塑件的结构工艺性3．设计带嵌件的塑件应注意的问题（2）嵌件的周围有足够的塑料层厚度

二、相关知识

9．嵌件的设计（二）塑件的结构工艺性3．设计带嵌件的塑件应注意的问题（3）嵌件应在模具内有可靠定位和配合

二、相关知识

9．嵌件的设计（二）塑件的结构工艺性3．设计带嵌件的塑件应注意的问题（2）细长或片状嵌件的防变形措施嵌件的自由长度不应超过定位部分直径的二倍，否则加支撑二、相关知识

10．铰链的设计（二）塑件的结构工艺性利用某些塑料（如聚丙烯）的分子高度取向的特性，可将带盖容器的盖子和容器通过铰链结构直接成型为一个整体（如图2-27所示），这样既省去了装配工序，又可避免金属铰链的生锈。常见铰链截面形式如图所示。

铰链的厚度很小，浇口设置在单侧，以形成流动取向热塑件脱模后人工丰富弯曲，形成拉伸取向，可显著提高铰链弯曲寿命。二、相关知识

11．标记符号（二）塑件的结构工艺性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。

三、任务实施

（一）基本训练—分析灯座塑件结构工艺性

1．塑件尺寸精度分析三、任务实施

（一）基本训练—分析灯座塑件结构工艺性2．塑件表面质量分析塑件的表面粗糙度。查表2-10可知，PC注射成型时，表面粗糙度的范围在Ra0.05～1.6

m之间。而该塑件表面粗糙度无要求，我们取为Ra0.8。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。3．塑件的结构工艺性分析①该塑件的外形为回转体。壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。②塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，最小孔径2符合最小孔径要求。③在塑件内壁有4个高2.2，长11的内凸台，因此，塑件不易取出，需要考虑侧抽芯装置。通过以上分析可见，该塑件结构属于中等复杂程度，结构工艺性合理，不需对塑件的结构进行修改；塑件尺寸精度中等，对应的模具零件的尺寸加工容易保证。注射时在工艺参数控制得较好的情况下，塑件的成型要求可以得到保证。三、任务实施

（二）能力强化训练—分析电流线圈架结构工艺性三、任务实施

（二）能力强化训练—分析电流线圈架结构工艺性3．壁厚壁厚最大处为1.3mm，最小处为0.95mm，壁厚差为0.35mm，较均匀，有利于零件的成型。4．脱模斜度查表2-11可知，材料为PP的塑件，其型腔脱模斜度一般为40'～1°20'，型芯脱模斜度为35'～1°。而该塑件为开口薄壳类零件，深度较浅且大圆弧过度，脱模容易，因而不需考虑脱模斜度。5．加强筋该塑件结构较为复杂，自身结构具有加强筋作用，强度足够。6．圆角该塑件对圆角没有提出要求，结构工艺性较差，不利于塑件的成型。建议与用户协调在满足使用要求的前提下在料流转角处增设圆角。如果不行，模具成型零件应采用组合式结构，避免应力集中。三、任务实施

（二）能力强化训练—分析电流线圈架结构工艺性7．孔该塑件有两个13.5mm

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10.5mm通孔，间距32mm，型芯结构简单，便于安放。8．侧孔和侧凹该塑件在宽度方向的一侧有两个