塑料件基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、塑料件設(shè)計(jì)基礎(chǔ),課程目標(biāo),課程結(jié)束時(shí)，您將能夠：了解影響塑料設(shè)計(jì)的兩大重要因素 掌握掌握塑料件基本的設(shè)計(jì)技巧 了解特殊成型方式－氣體輔助、雙料注塑成型,講解內(nèi)容,一、塑料材料基本性能二、塑料件設(shè)計(jì)概述：1. 出模方向2. 產(chǎn)品斜度設(shè)計(jì)3. 零件壁厚設(shè)計(jì)4. 孔 & 洞的設(shè)計(jì)5. 柱位的設(shè)計(jì)6. 倒扣的設(shè)計(jì)7. 筋位的設(shè)計(jì)8. 圓角的設(shè)計(jì)三、特殊成型方式－氣體輔助、雙料注塑成型,塑料

2、材料基本性能,塑料材料的基本性能,塑料的分類,—— 在受熱或其它條件下能固化成不熔不溶性物質(zhì)的塑料 ，其分子結(jié)構(gòu)最終為體型結(jié)構(gòu)。（變化過(guò)程不可逆）,—— 指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料，其分子結(jié)構(gòu)是線型或支鏈線型結(jié)構(gòu)。(變化過(guò)程可逆),熱塑性塑料,熱固性塑料,塑料的分子結(jié)構(gòu),a—線狀 b—支鏈狀 c—體型狀,a b

3、 c,熱塑性塑料的最主要的兩大特性,二：收縮性塑件從模具中取出冷卻到室溫后，塑件的各部分尺寸都比原來(lái)在模具中的尺寸有所縮小。,一：流動(dòng)性塑料在一定溫度與壓力下填充型腔的能力。,主要影響塑料件的壁厚、大小,塑料的尺寸精度、壁厚、變形程度、外觀狀況及筋位形式 ….,塑料的流動(dòng)性分析,材料流長(zhǎng)比率,塑料的流動(dòng)性分析,表示三種不同材料在相同條件下的流動(dòng)距離。,PP 白

4、PS 紅 ABS 黑,推薦的產(chǎn)品壁厚,對(duì)于座椅上的塑料件，產(chǎn)品壁厚可以選用綠色區(qū)域內(nèi)的壁厚,塑料收縮率,塑料件設(shè)計(jì)概述,步驟1,步驟2,拔模,步驟3,抽殼,步驟4,打孔,步驟5,增加柱位,步驟6,增加卡扣,步驟7,增加筋位,步驟8,增加圓角,1、塑料件出模方向,設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題,一：分型線概念 分型線就是產(chǎn)品在出模方向上的最大投影邊界；二：目的：確定塑料件結(jié)構(gòu)形式，如加強(qiáng)筋、卡扣、柱位、孔等結(jié)

5、構(gòu)方向和相關(guān)成型工藝的方式。,見(jiàn)實(shí)例,2、產(chǎn)品的脫模斜度篇－－斜度實(shí)例一,,,,,,,a°,圖上：塑料件在模具中的狀態(tài),,,斜度說(shuō)明,,,,,,a°,上斜面,下斜面,,,,,,,,,一：上斜度的作用1.便于產(chǎn)品從定模脫出；2.足夠的斜度便于產(chǎn)品表面修飾；二：下斜面的作用：1.便于產(chǎn)品從動(dòng)模脫出；2.防止表面出現(xiàn)頂白，或內(nèi)機(jī)構(gòu)拉白、脫傷等缺陷；,注：兩斜面的斜度可以相同也可以不同,斜度實(shí)例二,,,,,本應(yīng)產(chǎn)品

6、外觀效果相同，但實(shí)際上產(chǎn)品表面效果存在差異原因：產(chǎn)品的斜度不同，從而改變了皮紋狀態(tài)。,存在差異,斜度推薦,注：1.有噴漆、電鍍要求的皮紋件，斜度要在原有的情況下加大1度； 2.具體的斜度大小，以客戶提供數(shù)據(jù)為準(zhǔn)；,3、產(chǎn)品的壁厚篇,最理想狀態(tài)：壁厚在任何一個(gè)地方都是均一的厚度；,不好,好,壁厚不均會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題,,實(shí)際：滿足功能上的需求以致壁厚有所改變總是無(wú)可避免。問(wèn)題： 直接現(xiàn)象：造成壁厚變化； 間接

7、現(xiàn)象：易產(chǎn)生因冷卻速度不同、亂流而造成尺寸不穩(wěn)定和表面質(zhì)量問(wèn)題；解決方案： 由厚膠料的地方過(guò)渡到薄膠料的地方應(yīng)盡可能順滑。,設(shè)計(jì)解決方案一,階梯型過(guò)度（設(shè)計(jì)差）,錐形型過(guò)度（較好）,逐漸型過(guò)度（最好）,產(chǎn)品壁厚的過(guò)度方式一,設(shè)計(jì)解決方案二,A：制件初始設(shè)計(jì)方案 厚壁結(jié)構(gòu) 壁厚不均 內(nèi)外拐角尖銳,B：改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案 薄壁結(jié)構(gòu) 壁厚均勻 采用內(nèi)外圓角,設(shè)計(jì)解決

8、方案三,設(shè)計(jì)解決方案四,設(shè)計(jì)解決方案五,可能產(chǎn)生凹陷和間隙的凸臺(tái)結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)解決方案五,,,1,,,,3,2,1.用增加筋位將凸臺(tái)連接到壁上 2.將厚壁處掏空3.筋位支撐的獨(dú)立式凸臺(tái),4、結(jié)構(gòu)孔、洞篇,在塑料件設(shè)計(jì)上開孔目的：1.使其和其它部件相接合2.增加產(chǎn)品功能上的組合,,,,,盲孔,通孔,臺(tái)階孔,盲孔的設(shè)計(jì)方式,模具成型：盲孔的是靠模具上的鑲針形成。易產(chǎn)生問(wèn)題：易被溶融的塑料使鑲針彎曲變形，

9、形成盲孔出現(xiàn)橢圓的形狀，所以鑲針的長(zhǎng)度不能過(guò)長(zhǎng)。推薦：盲孔的深度只限于直徑的兩倍。,事例,事由：安裝卡簧的塑料槽斷裂原因：塑料卡槽注塑時(shí)變彎，在裝入卡簧后，應(yīng)力過(guò)大，導(dǎo)致塑料槽斷裂。,解決辦法：加寬塑料槽尺寸，邊緣增加圓角，取消過(guò)多的應(yīng)力。,通孔的設(shè)計(jì)方式,不好,較好,,,成型時(shí)不易產(chǎn)生飛邊,側(cè)孔的設(shè)計(jì)方式,原因：一：不好是因?yàn)?，此種設(shè)計(jì)需要出側(cè)抽二：好的原因，成功的避免了側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu),不好,好,好,好,內(nèi)側(cè)孔的設(shè)計(jì)方式,內(nèi)側(cè)抽

10、設(shè)計(jì)推薦：邊緣壁厚最好大于6mm原因：防止在模具中機(jī)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)；,,側(cè)孔抽芯模具實(shí)例,5、柱位篇,柱位作用：一般用以裝配產(chǎn)品、隔開物件及支撐承托其他零件之用。,柱位的設(shè)計(jì)方式一,支柱使用方法：盡量不要單獨(dú)使用，應(yīng)盡量連接至外壁或與加強(qiáng)筋一同使 用，斜筋是可以加強(qiáng)支柱的強(qiáng)度。注意：筋位高度一定要低于裝配的柱位面的高度，以防止出現(xiàn)裝配問(wèn)題。,柱位的設(shè)計(jì)方式二,柱位不宜太高，對(duì)于目前我公司的情況，一般以50mm以下為宜。,,,,,,小于5

11、0mm,柱位的設(shè)計(jì)方式三,一般PP材料的設(shè)計(jì)：t=0.3-0.4T,0.3-0.4T,0.3-0.4T,柱位的設(shè)計(jì)方式四-自攻螺釘,,,防止柱位收縮的方式一,一：產(chǎn)品表面增加壁厚,逐漸過(guò)渡,此種方法是最為常見(jiàn)的減少收縮的方式二：產(chǎn)品表面減薄的形式，開防縮槽；,防止柱位收縮的方式二,普通的設(shè)計(jì)方式,,優(yōu)化的設(shè)計(jì)方式,此種方式多用于表面要求較高的零件,6、倒扣篇,內(nèi)抽,外抽,,,倒扣篇 －外抽,外抽要求:一：側(cè)抽方向盡量保證一致；二：

12、預(yù)設(shè)好側(cè)抽的分型位子，以免影響產(chǎn)品外觀；三：可以不考慮側(cè)抽的長(zhǎng)度；,倒扣篇－內(nèi)抽,內(nèi)抽機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理,,,,,運(yùn)動(dòng)行程 S,,,,α°,,,,,產(chǎn)品倒扣量 X,斜頂運(yùn)動(dòng)的橫向距離: X+2~3=S*tg α°,內(nèi)抽機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理,內(nèi)抽產(chǎn)品設(shè)計(jì),對(duì)于一般的結(jié)構(gòu),一般我們后面要預(yù)留的距離L=2X+5～10mm,7、加強(qiáng)筋篇,一種可減少壁厚并能增加剛性的有效方法,十字筋結(jié)構(gòu)應(yīng)用,推薦：十字筋結(jié)構(gòu)是最好的，因?yàn)樗軕?yīng)付

13、不同的負(fù)荷的變化，可以確保在整個(gè)制品上的應(yīng)力均勻分布。,,,,圓形筋結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,在塑料設(shè)計(jì)中，圓形筋位與十字筋結(jié)構(gòu)相配合，能夠承受很強(qiáng)的負(fù)荷。,,,嵌件邊緣加強(qiáng)筋的布置,筋的特殊應(yīng)用－定位,對(duì)于一些產(chǎn)品，可以采用筋定位的形式,,,筋位設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的內(nèi)容一,,,,正常的安裝狀態(tài),由于筋位突起，不能正常安裝,問(wèn)題：對(duì)手件安裝出現(xiàn)問(wèn)題解決辦法：設(shè)計(jì)時(shí)，非裝配的筋位，要低于裝配面至少0.5mm。,,,筋位設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的內(nèi)容二,注意：在筋位

14、交叉處易形成材料的積聚。解決辦法：1.可以將節(jié)點(diǎn)中心挖空,以防止產(chǎn)生問(wèn)題。 2.將交叉處的距離拉開，防止積聚。 3.加強(qiáng)筋的厚度最好保證在小于：0.4T(T為產(chǎn)品的壁厚),,,,8、圓角篇,在設(shè)計(jì)上直角情況要盡量避免。一：產(chǎn)品直角的地方部位，經(jīng)常會(huì)引致應(yīng)力集中使抗撞擊強(qiáng)度降低。二：直角邊容易給使用者帶來(lái)?yè)p傷。推薦：內(nèi)側(cè)圓角的半徑最小應(yīng)為壁厚的25%，最好0.

15、5mm以上； 外側(cè)則最小圓角不低于0.5mm，在允許情況下“越大越好”；,內(nèi)圓角建議使用,不建議使用,圓角實(shí)例,更改前,更改后,,,,,產(chǎn)品的直邊容易給使用者帶來(lái)傷害,氣體輔助成型篇,－－特殊成型方式 一,氣體輔助成型篇,氣體輔助成型工藝給塑料件的設(shè)計(jì)和制造提供了更大的余地。優(yōu)點(diǎn)：壁厚可以更厚 剛性更強(qiáng) 幾乎無(wú)內(nèi)應(yīng)力 表面無(wú)凹陷,氣輔設(shè)計(jì)原理,圓形截面,

16、,,設(shè)計(jì)要點(diǎn)：制品截面最好是接近圓形，避免尖角,采用大的圓角過(guò)渡，避免熔體在角部產(chǎn)生堆積。,,,,,,,不合理,合理,,此處尖點(diǎn),,采用圓角過(guò)渡,矩形截面,,,,,,,h,,,,,b,,,,,,,不合理,合理,設(shè)計(jì)要點(diǎn)：采用矩形截面時(shí),氣道通常為橢圓形。為保證氣體穿透的均勻性,應(yīng)滿足b≤(3～5)h,一般氣輔成型產(chǎn)品的設(shè)計(jì),注意：一：氣道與制品壁接觸處不要采用圓角過(guò)渡；二：在氣道與產(chǎn)品壁厚間開設(shè)防縮槽,東風(fēng)汽車 3136左右前門雜物

17、袋,前格柵,雙色注塑成型篇,－－特殊成型方式二,雙色注塑產(chǎn)品,雙色注塑機(jī),產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,在設(shè)計(jì)產(chǎn)品前，需注意：一：雙色注塑實(shí)際是兩種不同材料的注塑；要求：材料間本身熔融的溫度特性一定要有差異；二：封膠段：就是阻止塑料流體流出型腔外的部位； 模具上的封膠部位的公差一般在0.02mm左右，在雙色注塑的情況下，塑料的一部分就要承擔(dān)普通模具封膠的功能。三：兩種材料相接部位要有很好的融合；,產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,不好原因：一：藍(lán)