塑料培訓(xùn)教材

1、表2-3熱塑性塑料制品的最小壁厚及常用壁厚推薦值塑 件 材 料最小壁厚小型塑件推薦壁厚中型塑件推薦壁厚大型塑件推薦壁厚尼 龍聚 乙 烯聚 苯 乙 烯改性聚苯乙烯有機(jī)玻璃（372#）硬 聚 氯 乙 烯聚 丙 烯氯 化 聚 醚聚 碳 酸 酯聚 苯 醚醋 酸 纖 維 素乙 烯 酸 類丙 烯 酸 類聚 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：最小壁厚值可隨成形條件而變。圖2-2 壁厚與流程關(guān)系（正比）注：因?yàn)樗芗诤?.5mm時(shí)，在常規(guī)成形條件下的t-L比例關(guān)系。表2-4 壁厚t與流程L關(guān)系式塑 料 品 種t-L計(jì)算公式流動(dòng)性好（如聚乙烯、尼龍等）t=(L/100+0.5)X0.6流動(dòng)性中等（如有機(jī)玻璃、聚甲醛等）t=(L/100+0.8)X0.7流動(dòng)性差（如聚碳酸酯、聚砜等）t=(L/100+1.2)X0.9表2-5為塑件壁厚的不合理

3、設(shè)計(jì)及其造成的塑件缺陷，同時(shí)推薦了合理的改進(jìn)設(shè)計(jì)。表2-5 塑件壁厚的設(shè)計(jì)比較良 不 良說(shuō) 明局部不可過(guò)厚，否則會(huì)產(chǎn)生縮陷或縮孔，熱固性塑料則交聯(lián)不完全，強(qiáng)度降低。若因制件要求，需要不同壁厚時(shí)，應(yīng)逐漸過(guò)度，不同突然加厚，而且厚度變化比不應(yīng)大于1：2如球類手柄，不應(yīng)做成實(shí)體，應(yīng)改為相對(duì)的兩件薄殼結(jié)構(gòu)，最后組成成為一體。如將金屬制件改用塑料時(shí),須注意將原來(lái)實(shí)體的結(jié)構(gòu)孜為薄殼結(jié)構(gòu),以保證成形后的外觀質(zhì)量。三、加強(qiáng)筋塑料的強(qiáng)度并不依其壁厚之增大而增大。反之，由于壁厚增大而際致收縮時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，反而降低其強(qiáng)度。塑料制件的強(qiáng)度以剛度為主。應(yīng)采取薄壁的網(wǎng)格組合結(jié)構(gòu)。在薄壁的基礎(chǔ)上，于相應(yīng)的部位設(shè)置加強(qiáng)筋，以

4、提其截面的慣性矩，是較好的方法。由于加強(qiáng)筋與本體作垂直相貫，其銜接處的厚度增大，以致于該處收縮凹陷，影響強(qiáng)度及外觀。加強(qiáng)筋的厚度，應(yīng)小于與其相鄰的本體的壁厚。如圖2-3為推薦的加強(qiáng)筋截面尺寸。 圖2-3 加強(qiáng)筋推薦尺寸表2-6 加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)良 不良說(shuō) 明加強(qiáng)筋的厚度必須小于與相連接的塑件壁厚.一般情況下,如塑件壁厚為t,加強(qiáng)筋之厚度應(yīng)為(2/34/5)t當(dāng)以加強(qiáng)筋構(gòu)成網(wǎng)格結(jié)構(gòu),并作為支承時(shí),加強(qiáng)筋的高度應(yīng)略低于四周的高度,以保證支承面平齊。當(dāng)塑件內(nèi)有突出部分時(shí),如旋入螺釘?shù)念A(yù)孔類,必須用加強(qiáng)筋與本體連接,以增加強(qiáng)度四、 支 承 面當(dāng)塑件需由一個(gè)面作為支承面(或基準(zhǔn)面)時(shí),如由整個(gè)面來(lái)作

5、為支承面,在制造過(guò)程中是不易滿足要求的。在這樣的情況下,應(yīng)在設(shè)計(jì)塑件時(shí)采用凸邊或幾具凸起的支腳做為支承面。表2-7為在設(shè)計(jì)塑件時(shí)如何考慮支承面的幾種情況。表2-7 支承面的代表性結(jié)構(gòu)良 不良說(shuō)明支承面不可以較大的面積支承,以防成形后凹凸不平當(dāng)以螺釘安裝塑件時(shí),應(yīng)以穿螺釘?shù)目撞课蛔鰹橹С忻?以合格證安裝牢固,強(qiáng)度好S0.20.5五、圓角在塑件設(shè)計(jì)過(guò)程中,為了避免應(yīng)力集中,提高塑件強(qiáng)度,改善塑件的流動(dòng)情況及便于脫模,所以在塑件的各面或內(nèi)部連接處,應(yīng)采用圓弧。尤其對(duì)增強(qiáng)塑料更有抻于填充型腔。另外,塑件上的圓角對(duì)于模具無(wú)特殊要求時(shí),塑件的各連接外應(yīng)有半徑不小于0.51mm的圓角。對(duì)于內(nèi)外表面的拐角處,

6、可采用如圖2-4所示的圓角半徑,以減少內(nèi)應(yīng)力,并能保證壁厚一致。六、孔在設(shè)計(jì)塑件上的各種孔的位置時(shí),應(yīng)不致影響塑件的強(qiáng)度,并應(yīng)盡量不增加模具制造的復(fù)雜性?？着c孔之間,孔與邊緣之間的距離不應(yīng)太小 ,否則在裝配其他零件時(shí)孔的周圍易破裂。1、 一般常見(jiàn)孔表2-8為孔間距、孔邊距b與孔徑d的關(guān)系。表2-9為一般塑件上直接成形孔的直徑與深度的關(guān)系。表2-8孔徑與孔邊距關(guān)系孔 徑 d孔間距、孔邊距b1.511.51.531.52362361034101845183057注:1、熱塑性塑料為熱固性塑料的75%。2、 增強(qiáng)塑料宜取大。3、 兩孔不一致時(shí),則小孔之孔徑查表。表2-10例舉了在設(shè)計(jì)一般常見(jiàn)孔時(shí)應(yīng)注

7、意一事項(xiàng)。、形狀比較復(fù)雜的孔表2-11為幾種較復(fù)雜的成形方法。、側(cè)面與側(cè)面凸凹當(dāng)塑件有側(cè)面孔及側(cè)陷槽時(shí)，往往使模具設(shè)計(jì)、制造、使用復(fù)雜化。因此，在設(shè)計(jì)有側(cè)面孔時(shí)及側(cè)陷槽的塑件時(shí)，應(yīng)考慮盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，適天模具自動(dòng)化，便于塑件從模具中取出，并能保證塑件的質(zhì)量。表-12列出塑舍掉有側(cè)面孔或側(cè)陷槽時(shí)的設(shè)計(jì)示例。表2-9 孔徑與孔深的關(guān)系孔的形式成形方式孔的深度通 孔不 通 孔壓 塑橫 孔豎 孔2.5d5d1.5d2.5d擠 塑 或 注 射10d45d注:1、d為孔的直徑。2、采用纖維狀塑料時(shí),表中數(shù)值乘系數(shù)0.73。良 不良說(shuō) 明當(dāng)相鄰兩孔接近時(shí),應(yīng)設(shè)計(jì)成長(zhǎng)孔如該孔為固定用孔,孔周應(yīng)設(shè)凸臺(tái)固定

8、用螺帽釘孔,如不需要露出螺帽釘頭時(shí),應(yīng)使用螺帽釘、孔做成沉頭孔而不用錐孔表2-10 常見(jiàn)孔的設(shè)計(jì)請(qǐng)注意事項(xiàng) 對(duì)穿孔應(yīng)注意設(shè)計(jì)成能設(shè)置型芯的結(jié)構(gòu)表2-11 復(fù)雜孔的成形方法與設(shè)計(jì)關(guān)系塑件上孔的形狀成形方法七、文字、符號(hào)及花紋在塑件上常需直接塑出文字、符號(hào)或裝飾塑件表面的花紋。如圖2-5所示,塑件上的文字或花紋為凹形,則模具上則為凸形,這樣就使模具制造復(fù)雜化。如果塑件表面不允許有凸起,或在文字符號(hào)中需涂色時(shí),可采用將凸起的文字或符號(hào)設(shè)在凹坑內(nèi)(見(jiàn)圖2-6),即可便于制造,又能避免碰壞凸起的文字或符號(hào)。良 不良說(shuō) 明盡可能不采用側(cè)抽芯方式,由開(kāi)模方向上形成孔 當(dāng)孔的周圍需要加厚時(shí),應(yīng)考慮脫模的難易,

9、盡量不出現(xiàn)鍘陷槽當(dāng)孔與鍘槽同時(shí)存在且鄰近時(shí),應(yīng)考慮其抽芯及脫模的可能性,不使之發(fā)生矛盾塑件上成形的文字符號(hào)、凸起的高度不小于0.2mm線條寬度不小于0.3mm,而一般以0.8mm最適宜。兩線條間距離不小于0.4mm,邊框可比字體高出0.3mm以上,字體或符號(hào)的脫模斜度大于10(見(jiàn)圖2-7)。如塑件側(cè)壁有花紋或文字時(shí),在圖2-7所示之范圍內(nèi)可直接脫模。八、鉸鏈的設(shè)計(jì)利用某些塑料的特性,可以直接成形為鉸鏈形結(jié)構(gòu)。常用的塑料如聚丙烯、乙丙烯共聚物,某些品種ABS等,均可直接制成鉸鏈。常用的鉸鏈截面形式如圖2-8.鉸鏈部分厚度應(yīng)減薄,一般為0.250.4mm ,而且熔體流向必須是通過(guò)鉸鏈部分,使線性分

10、子能沿其主鏈方向折彎。如果流向不對(duì),則鉸鏈部位容易折斷。 圖2-8鉸鏈的截面形式鉸鏈部分的截面長(zhǎng)度不可過(guò)長(zhǎng),否則彎折線非止在一起,閉合效果不佳。壁厚的減薄過(guò)渡處,應(yīng)以圓弧過(guò)渡,在制模時(shí)應(yīng)使之均勻,而且此處的模具溫度也必須保持始終一致,否則會(huì)減少其彎折壽命。九、旋轉(zhuǎn)阻滑紋瓶蓋、旋鈕類塑件,為了防止在手旋時(shí)滑脫,需要在其外周做出阻滑紋。除外輪廓采用多邊形之外,通常做成如表2-13的兩種形式。表2-13 阻滑紋的典型尺寸(mm)塑件直徑D18505080801201850508080120齒距p1.21.51.52.52.53.53.54.54R半徑R0.20.30.30.50.50.70.710.

11、310.541526齒高h(yuǎn)0.86p0.8R棘 齒 紋圓 柱 紋十、其它注意事項(xiàng)1) 塑件設(shè)計(jì)時(shí)要考慮成形時(shí)分型面的位置,應(yīng)盡量使分型面為簡(jiǎn)單平面。2) 防止塑件變形 為了提高生產(chǎn)率,應(yīng)將冷卻時(shí)間縮短,塑件出模時(shí)的溫度在可能情況下取允許的最高溫度,但是,這樣就會(huì)使塑件脫模后變形很大。在自動(dòng)化模壓中,用冷模來(lái)整形是非常困難的。所以塑件設(shè)計(jì)人員對(duì)塑件的形狀應(yīng)很好的考慮,使塑件的幾何形狀在出模后不易變形,見(jiàn)表2-14。 表2-14 為防止變形而采取的措施簡(jiǎn) 圖說(shuō) 明大形殼體的頂部及底部,由于塑料收縮的異向性,很容易變形,在設(shè)計(jì)時(shí),使之有伸縮的余地,則可以避免大形殼體的頂部及底部,由于塑料收縮的異向性

12、,很容易變形,在設(shè)計(jì)時(shí),使之有伸縮的余地,則可以避免筒形件及桶形件的開(kāi)口緣部應(yīng)設(shè)計(jì)成有折曲的形狀,以防止變形第二節(jié) 螺紋與齒輪一、 螺紋當(dāng)塑件上直接成形螺紋時(shí),其精度不能超過(guò)3級(jí),否則不能滿足要求。表2-15為塑料螺紋設(shè)計(jì)的請(qǐng)注意事項(xiàng)。表2-15螺紋設(shè)計(jì)請(qǐng)注意事項(xiàng)簡(jiǎn) 圖說(shuō) 明螺紋直徑不應(yīng)小太小,外螺紋直徑不宜小于4mm,內(nèi)螺紋直徑不宜小于2 mm,螺距一般選用公制標(biāo)準(zhǔn)螺紋,M6以上才可選用1級(jí)細(xì)牙螺紋,M10以上可選2級(jí)細(xì)牙螺紋,M18以上可選3級(jí)細(xì)牙螺紋,M30以上可選用4級(jí)細(xì)牙螺紋螺紋配合長(zhǎng)度小于2倍的螺紋直徑時(shí),可不考慮收縮率(螺紋收縮率見(jiàn)第三章)在同一個(gè)塑件上有前后兩段螺紋時(shí),螺距應(yīng)相

13、等,螺紋方向應(yīng)一致,這樣易脫模,否則兩端螺紋不能用同一型芯,使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜外螺紋頂部應(yīng)有一凸臺(tái),凸臺(tái)a的高度應(yīng)大于0.5mm為保證內(nèi)螺紋口處的強(qiáng)度,就留有一凹臺(tái),在螺紋的末端應(yīng)有一段直面,高度尺寸應(yīng)大于外螺紋頂部a的尺寸二、 齒輪工業(yè)產(chǎn)品及日用品,有時(shí)采用精度和強(qiáng)度要求不太高的塑料傳動(dòng)齒輪。為了使塑件適應(yīng)注射模塑工藝,齒輪的各部尺寸(見(jiàn)圖2-9)作如下規(guī)定,以保證輪緣、輻板和輪轂有相應(yīng)的厚度。1)輪緣寬度t1最小為齒高t的3倍。2)輻板厚度H1應(yīng)等于或小于輪緣厚度H。3)輪轂厚度H1等于或大于輪緣厚度H。4)輪轂外徑D1最小應(yīng)為軸孔直徑D的1.53倍。5)輪轂長(zhǎng)度H2應(yīng)相當(dāng)于軸徑D。在設(shè)計(jì)塑料

14、齒輪時(shí)還應(yīng)注意為減小角處的應(yīng)力集中及齒輪在成形時(shí)的模塑應(yīng)力的影響,應(yīng)盡量避免截面 的突然變化,對(duì)于圓角及弧度處應(yīng)盡可能加大；為了避免裝配時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力，軸與孔應(yīng)盡可能不采用過(guò)盈配合，可采用過(guò)渡配合。圖2-10為軸與孔采用過(guò)渡配合的兩種形式，軸與齒輪用兩個(gè)銷釘固定（圖2-10b）或軸與孔都采用月形孔配合（圖2-10a），而后者較為理想。a)良 b)不良對(duì)于薄型齒輪，厚度不均勻能引起齒型歪斜。如果用無(wú)轂無(wú)輪緣的齒輪可以很好地改善這種情況。但如在輻板上有大的孔時(shí)（見(jiàn)圖2-10a），因孔在成形時(shí)很少向中心收縮，會(huì)使齒輪歪斜，如采用圖2-11b的形式即輪轂和輪緣之間采用薄筋時(shí)，則能保證輪緣向中心收縮。由于塑

15、料的收縮關(guān)系，一般只宜用收縮率相同的塑料齒輪相互嚙合。6）由于塑料在成形時(shí)收縮的異向性，常使齒輪的齒廓發(fā)生變形（壓力角改變），所以對(duì)于精密齒輪的設(shè)計(jì)應(yīng)參考專著。第三節(jié) 塑件中有金屬嵌件時(shí)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在塑件內(nèi)壓入金屬零件形成不可卸的連接,此壓入零件稱為金屬嵌件。金屬嵌件起到提高塑件的機(jī)械強(qiáng)度及耐磨性，保證電器性能、尺寸穩(wěn)定性和制造精度的作用。一、 金屬嵌件的種類表2-16列出不同形狀的金屬嵌件及其作用。表2-16 金屬嵌件的種類及其作用 簡(jiǎn) 圖 說(shuō) 明圓柱形作為固定其相鄰零件上螺栓或接線柱等之用套形及管形如作為軸承、螺母用之嵌件其他形狀如作為導(dǎo)電片、接觸端子、彈簧片等用途的嵌件表2-17 金屬嵌套

16、件包塑件的厚度D44881212161625h11.52.02.53.0b1.52.03.04.05.0二、 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)(1)包裹金屬嵌件的外周塑料厚度,因兩者的收縮不同,必須保持一定的壁厚,如表2-17所示。（2）嵌件的截面形狀以圓形為宜，以便收縮均勻。如非圓形，其相貫面上不得有銳角，宜用R不小于0.5的圓弧過(guò)渡。（3）圓柱形或套管形截面的金屬嵌件，為了防止脫出及旋轉(zhuǎn)，推薦采用如圖2-12的形狀。（4）板或片狀嵌件、圓或扁線形嵌件等的在塑件內(nèi)固定方法及其他要求見(jiàn)表2-18。 圖2-12 推薦的金屬嵌件的嵌入部分H=D h=0.3H h1=0.3H d=0.75D Hmax20表2-18 其

17、他金屬嵌件的固定方法及要點(diǎn)簡(jiǎn)圖說(shuō)明 片狀嵌件的固定，以孔或缺缺口、或彎頭嵌于塑件內(nèi) 小直徑圓柱體以外周滾花固定于塑件內(nèi)，防轉(zhuǎn)及防脫出圓線或扁線以壓扁一部分嵌入塑件內(nèi)，防止旋轉(zhuǎn)呀脫出細(xì)長(zhǎng)嵌件，在其中部應(yīng)加支撐（型芯），嵌件脫模后，該處留有孔為防止注射時(shí)熔體沖擊金屬嵌件，可采用如圖的措施a)型芯上出一凸臺(tái)，臺(tái)內(nèi)有孔及嵌件桿b)型芯上做出凹穴，內(nèi)有嵌件桿c)型芯上做出沉頭孔，嵌件桿伯于孔內(nèi)d)嵌件桿沉入型芯第四節(jié) 塑件的尺寸精度一、 影響塑件尺寸精度的因素塑件的尺寸精度是受各方面因素影響的，而其主要因素是材料收縮及模具的制造誤差。影響塑件尺寸精度的因素有如下幾個(gè)方面：1、成形材料塑料本身收縮范圍大，

18、原料含水份及揮發(fā)物量、原料的配制工藝、批量大小、保存方法和保存時(shí)間等不同，都會(huì)造成收縮不穩(wěn)定。2、成形條件成形時(shí)所確定的溫度、壓力、時(shí)間等成形條件，都直接影響成形收縮。3、塑件形狀塑件的壁厚、幾何形狀影響成表收縮，脫模斜度大小直接影響尺寸精度。4、 模具結(jié)構(gòu)（1）澆口尺寸 澆口大時(shí)收縮小，進(jìn)澆口小收縮大。 （2）料流方向 與料流方向平行的尺寸收縮大，與料流方向垂直的尺寸收縮小。 （3）分型面的選擇決定于飛邊產(chǎn)生的位置，飛邊使其垂直于分型面的尺寸產(chǎn)生誤差。 （4）模具的型號(hào)芯、推桿等滑動(dòng)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響塑件尺寸精度。5、 制造誤差模具制造誤差完全而直接的反映

19、在塑件上。6、 成形后的條件（1）測(cè)量誤差 主要由于測(cè)量工具、測(cè)量方法、測(cè)量時(shí)的溫度及測(cè)量時(shí)的條件不穩(wěn)定造成。 （2）成形后的存放重要條件 塑件成形后如果存放不當(dāng)，可以使塑件產(chǎn)生彎曲、扭曲等變形現(xiàn)象，存放和使用時(shí)的溫度和濕度對(duì)塑件精度也有影響。 塑件可能達(dá)到的精度見(jiàn)SJ1372-78部頒標(biāo)準(zhǔn)。二、塑件尺寸公差 塑料制作由于成形時(shí)的各種工藝因素的影響,其尺寸精度很難以達(dá)到金屬切削制件的水平。為此,各國(guó)都根據(jù)具體情況制定了關(guān)于塑料制件的公差。我國(guó)系根據(jù)自己的情況于1978年原第四機(jī)械工業(yè)部制定了SJ1372-78塑料制件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)容如下：塑料制件尺寸公差（SJ1372-78）本標(biāo)準(zhǔn)適用于注射

20、法、壓制法、壓注法成形的熱塑性和熱固性制件（不包括二次加工和發(fā)泡成形的塑料制件）的尺寸公差。 （1）本標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)分為1、2、3、4、5、6、7、8級(jí)。各級(jí)公差值見(jiàn)表2-19,選用精度等級(jí)的的可參考表2-20。 （2）本標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定公差值，而基本尺寸的上、下偏差，可根據(jù)需要進(jìn)行分配。 例如：100的4級(jí)精度，其公差值為0.44mm，其上、下偏差可以分配為：+0.44 0 +0.20 +0.54-0 -0.44 -0.24 -0.10（3）受模具活動(dòng)部分影響的尺寸（如圖2-13中的尺寸b）,其公差為本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差值勤與附加值之和。2級(jí)精度的附加值為0.05mm；35級(jí)精度的附加值為0.1mm；6

21、8級(jí)精度的附加值為0.2mm；圖2-13中a)尺寸直接由型號(hào)腔決定的尺寸，它不接受模具活動(dòng)部分的影響。（4）塑料制件圖樣上未注公差尺寸的允許偏差，建議采用本標(biāo)準(zhǔn)8級(jí)精度。用于孔時(shí)，取表2-19中數(shù)值冠以（+）呈，用于軸時(shí)，取表2-19中數(shù)值冠以（-）號(hào)。用于長(zhǎng)度尺寸時(shí)，取表中數(shù)值之1/2冠以（）號(hào)。（5）塑料制件尺寸公差的標(biāo)注，應(yīng)符合GB4458.584機(jī)械制圖尺寸公差與配合注法的規(guī)定。（6）標(biāo)注中規(guī)定的數(shù)值，以制作成形后或經(jīng)必要的處理后，在相對(duì)濕度為65及溫度為20的環(huán)境中放置24h后，以制件和量具溫度為20時(shí)進(jìn)行測(cè)量為準(zhǔn)。 圖2-13 尺寸分類表2-19 公差數(shù)值表基本尺寸(mm)精度等級(jí)

22、12345678公差數(shù)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