塑料成型工艺与模具设计-任务二

2024年9月14日项目一塑件成型工艺卡的制定任务一塑件原材料的选择任务二塑件结构工艺性分析任务三塑件成型工艺过程分析引言2024年9月14日

任务书任务二分析塑件结构工艺性表1-8分析连接座的结构工艺性塑件名称连接座材料ABS生产产量20万件技术要求1．塑件未注公差，精度为MT5；2．脱模斜度10左右，未注圆角R2~R3；3．塑件外表无痕迹；4．塑件机械强度高。2024年9月14日任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习任务二分析塑件结构工艺性掌握塑件结构设计的基本原则。理解塑件精度国标的有关规定，能够正确选择塑件尺寸精度和表面粗糙度。熟悉带螺纹和齿轮塑件的结构设计。会分析塑件的结构工艺性。初步具有根据塑件结构工艺性优化塑件结构的能力。2024年9月14日任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习

塑件的结构工艺性是指塑件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塑件的前提，也是成型工艺得以顺利进行的基本条件。在塑料生产过程中，既要考虑成型时对塑件结构、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件结构工艺性进行分析，为模具设计和制造提供依据。这样，在保证工艺稳定，提高塑件质量，提高生产率的同时，又能降低成本。本任务以表1-8所示连接座为载体，学习塑件结构工艺性分析方法，并对塑件结构不合理的地方进行改进。2024年9月14日1．塑件设计的基本原则

（1）在塑件设计时，要对塑件进行必要的分析及计算校核。（2）正确选择塑料材料，选择材料要具有可加工性，并尽量选择低成本的材料。（3）大多数塑件经加热成型后固化定型，在塑件设计时，一定要考虑聚合物的流变过程和形态变化对塑件影响。（4）许多塑件是各种装置和设备中的配件或组合件，它的设计应统一在整机产品之中。在保证整机质量的前提下，降低塑件的成本。（5）标准化、系列化是塑件设计在工业发展中的方向，所以在设计中要充分体现标准化、系列化。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日2.塑件的尺寸、精度和表面质量（1）塑件的尺寸塑件的尺寸是指塑件的总体尺寸。它受塑料流动性的制约。塑件尺寸越大，要求塑料的流动性越好，流动性差的塑料或薄壁塑件进行注射成型和传递成型时，塑件尺寸不宜过大，以免熔体不能充满型腔或形成熔接痕，从而影响塑件外观和强度。压缩成型塑件尺寸受到压力机最大压力及工作台面尺寸的限制；注射成型塑件的尺寸受到注射机的公称注射量、锁模力、开模行程和模板尺寸的限制。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日（2）塑件的尺寸精度：模塑件公差代号为MT（GB/T14486—2008）

MT1级精度最高（一般不采用）

MT7级精度最低根据教材表1-9，表1-10(塑件尺寸公差表)（常用塑料制品公差等级和选用）选择塑件公差等级。对于塑件上孔的公差可取表中数值冠以（＋）号作为上偏差；塑件上轴的公差可取表中数值冠以（－）号作为下偏差；中心距尺寸取表中数值之半冠以“±”号。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日（3）塑件的表面质量塑件表面质量包括有无斑点、条纹、凹痕、起泡、变色等缺陷，亦包括表面光泽性和表面粗糙度。上述表面缺陷在塑件的生产过程中必须尽量避免，表面光泽性和表面粗糙度应根据塑件使用要求而定，尤其是透明塑件，对光泽性和粗糙度有严格要求。一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高1~2级。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日3.塑件的结构工艺设计（1）塑件的形状塑件各部分应能顺利地从模具中取出来，应尽量避免侧壁凹槽或与塑件脱模方向垂直的孔，这样可避免采用瓣合分型或侧抽芯等复杂的模具结构并避免在分型面上留下飞边，如图1-7所示。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-7塑件的形状工艺性（a）改侧孔为侧凹（b）内侧凹的改进（c）改进侧孔避免侧抽芯（d）取消不必要侧凹任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日3.塑件的结构工艺设计（1）塑件的形状对较浅的内外侧凹槽或凸台并带有圆角的塑件，可利用塑料在脱模温度下具有足够弹性和凸凹深度尺寸不大的特点，用强制脱模的方式脱出，不必采用组合型芯的方法。如聚甲醛塑件，在5％的内凹(或外凸)均可采用强制脱模方式，如图1-8所示。聚乙烯、聚丙烯等塑件均可采取类似的方法，但多数情况下，带侧凹的塑件不宜采用强制脱模，以免损坏塑件。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-8可强制脱模的塑件结构尺寸（a）(b)任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日3.塑件的结构工艺设计（1）塑件的形状塑件的形状还要有利于提高塑件的强度和刚度。薄壳状塑件可设计成球面或拱形曲面，可以有效地增加刚度和减少变形。例如，将容器底或盖设计成图1-9（a）和图1-9（b）所示的形状，可大大增强其刚度。薄壁容器的边缘可按图1-9（c）所示设计来增加刚度和减少变形。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-9容器类塑件底、盖、边缘的设计任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日3.塑件的结构工艺设计（1）塑件的形状紧固用的凸耳或台阶应有足够的强度和刚度，以承受紧固时的作用力。为此，应避免台阶突然变化和尺寸过小，而应逐步过渡，如图1-10所示。图1-10（a）不合理；图1-10（b）以逐步过渡并以加强筋增强，其结构合理。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-10塑件紧固用凸耳任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日(2)塑件的壁厚

壁厚过小：强度及刚度不足，塑料流动困难；壁厚过大：原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷（缩孔、凹陷）。同一塑件的壁厚应尽可能一致。常用塑料制件壁厚见表1-12和表1-13任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-11塑件壁厚任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-12塑料制品壁厚设计任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日（3）塑件的圆角半径圆角设计的目的：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。圆角的大小：一般圆角半径不应小于0.5mm，理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上。图1-13圆角半径尺寸任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日（4）塑件的加强筋和凸台加强筋是指塑件上长的突起物，用来改善制品的强度和刚度，有的加强筋还能改善成型时熔体的流动状况。凸台是塑件上用来增强孔或供装配附件用的凸起部分、如图1-14所示。图1-14制品加强筋和凸台任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日①加强筋一般筋的高度不超过5a。，筋的根部厚度不超过0.75a，如果筋的根部过厚会在塑料制品外表面产生凹陷，在材料中央产生真空泡。具体如图1-15所示。两筋中心之间的间距为（3~4）a.。图1-15制品加强筋形状和尺寸任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-16合理布置加强筋任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-17圆角上凸台结构②凸台任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-18不通孔与通孔凸台形式②凸台任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-19凸台的位置设计②凸台任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-20凸台的形状②凸台任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日（5）塑件的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′。常用塑件的脱模斜度见表1-14表1-15任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-21塑料制品脱模斜度任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日脱模斜度方向：外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得，内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得。脱模斜度设计要点：塑件精度高，采用较小脱模斜度尺寸高的塑件，采用较小脱模斜度塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度增强塑料采用较大的脱模斜度收缩率大，斜度加大任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日孔的成型方法：直接模塑出来、模塑成盲孔再钻孔通、塑件成型后再钻孔。孔间距、孔边距：热固性塑件的孔间距、孔边距见表1-16，热塑性塑料按表中数值75%确定。塑料制品上用于紧固和作其它受力的孔，应设计凸出边予以加强，如图1-22所示。固定孔一般采用图1-23(a)所示沉头螺钉孔形式，而不采用图1-23(b)所示沉头螺钉孔形式。如果必须采用图1-23(b)的形式，则应采用图1-23(c)的形式，以便设置型芯。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-22塑料制品上孔的加强图1-23塑料制品固定孔的设计任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日（7）塑件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。设计：直径、螺距、始末端形状、过渡长度、旋向等。图1-26螺纹始端和末端的过渡结构任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日(8)塑料齿轮塑料齿轮如图1-29所示，轮缘宽度tl最小应为齿高t的3倍；辐板厚度H1应等于或小于轮缘厚度H；轮毂厚度H2等于或大轮缘厚度H，并相当于D，轮毂外径D1最小应为轴孔直径D的1.5~3倍。图1-29塑料齿轮各部分尺寸任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日(9)塑件的嵌件概念：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。材料：嵌件可以是金属、玻璃、木材或已成形的塑件。作用：提高塑件力学性能和磨损寿命；提高塑件的尺寸稳定性、尺寸精度；起导电、导磁作用。设计如图3-21所示.任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-31塑料制品中常见的嵌件种类任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日（11）铰链与搭扣利用塑料的良好弹性，或柔软可塑性，或优良抗弯折疲劳特性，可设计出轻巧实用的塑料联结件，在电子、仪表，日常用品和玩具等产品中得到广泛应用，其中铰链与搭扣是最常用的两种联结方式。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日图1-35组合式铰链

图1-36整体式铰链图1-37整体式铰链结构尺寸图1-38搭扣联结形式任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日1．分析连接座零件的尺寸精度由项目一任务二可知连接座零件尺寸精度要求为MT5，精度要求不高。查表1-10塑件尺寸公差表，连接座零件主要尺寸公差标注如表1-21所示。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日表1-21连接座零件尺寸公差（单位mm）任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日2．分析连接座零件的表面质量连接座零件要求外表面没有斑点及熔接痕，内部和其他零件一般配合，查表1-11粗糙度取Ra0.4μm。任务二分析塑件结构工艺性任务目标任务分析相关知识任务实施任务小结思考与练习2024年9月14日3．分析连接座零件的结构工艺性（1）从图纸上分析，该连接座零件两端的凸耳有台阶和突然过渡，因此强度不够，需改进。（2）该连接座零件孔底壁厚太大，造