工程塑料制品大部分是用注射成型方法加工而成的,制件的設(shè)計(jì)必須在滿足使用要求和符合塑 料本身的特性前提下,盡可能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和模具、節(jié)省材料、便于成型。制件設(shè)計(jì)中應(yīng)分別考慮如下 因素:
一、制件的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、便于成型。
在保證使用要求前提下,力求簡(jiǎn)單、便于脫模,盡量避免或減少抽芯機(jī)構(gòu),如采用下圖例中 (b)的結(jié)構(gòu),不僅可大大簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),便于成型,且能提高生產(chǎn)效率。
二、制件的壁厚確定應(yīng)合理。
塑料制件的壁厚取決于塑件的使用要求,太薄會(huì)造成制品的強(qiáng)度和剛度不足,受力后容易產(chǎn)生 翹曲變形 ,成型時(shí)流動(dòng)阻力大 ,大型復(fù)雜的制品就難以充滿型腔。反之,壁厚過大,不但浪費(fèi)材 料,而且加長(zhǎng)成型周期,降低生產(chǎn)率,還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲等疵病。因此制件設(shè)計(jì)時(shí)確定 制件壁厚應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1.在滿足使用要求的前提下,盡量減小壁厚;
2.制件的各部位壁厚盡量均勻,以減小內(nèi)應(yīng)力和變形;
3.承受緊固力部位必須保證壓縮強(qiáng)度;
4.避免過厚部位產(chǎn)生縮孔和凹陷;
5.成型頂出時(shí)能承受沖擊力的沖擊。
國(guó)外的一些常用塑料的推薦壁厚如下表:
材料 壁厚(mm)
PA、POM 0.45-3.2
PC、PSV 0.95-4.5
ABS 0.8-3.2
三、必須設(shè)置必要的脫模斜度
為確保制件成型時(shí)能順利脫模,設(shè)計(jì)時(shí)必須在脫模方向設(shè)置脫模斜度,其大小與塑料性能、制 件的收縮率和幾何形狀有關(guān),對(duì)于工程塑料的結(jié)構(gòu)件來說,一般應(yīng)在保證順利脫模的前提下,盡量 減小脫模斜度。
下表為根據(jù)不同材料而推薦的脫模斜度:
材料 脫模斜度
PA、POM、ABS 40' -10°30'
PC、PSV 50'-2°
PE、PP 30'-1°
熱固性塑料 20'-1°
具體確定脫模斜度時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):
1.對(duì)于收縮率大的塑料制件應(yīng)選用較大的脫模斜度;
2.對(duì)于大尺寸制件或尺寸精度要求高的制件應(yīng)采用較小的脫模斜度;
3.制件壁厚較厚時(shí),成型收縮增大,因此脫模斜度應(yīng)取大;
4.對(duì)于增強(qiáng)塑料脫模斜度宜取大;
5.含自潤(rùn)滑劑等易脫模塑料可取。
6.一般情況下脫模斜度不包括在制件公差范圍內(nèi)。
四.強(qiáng)度和剛度不足可考慮設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋
為滿足制件的使用所需的強(qiáng)度和剛度單用增加壁厚的辦法,往往是不合理的,不僅大幅增加了 制件的重量,而且易產(chǎn)生縮孔、凹痕等疵病,在制件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置加強(qiáng)筋,這樣能滿意地解決 這些問題,它能提高制件的強(qiáng)度、防止和避免塑料的變形和翹曲。設(shè)置加強(qiáng)筋的方向應(yīng)與料流方向 盡量保持一致,以防止充模時(shí)料流受到攪亂,降低制件的韌性或影響制件外觀質(zhì)量。
五.在滿足使用要求的前提下制件的所有的轉(zhuǎn)角盡可能設(shè)計(jì)成圓角,或者用圓弧過渡!A角具有以下特點(diǎn):
1、 圓角可避免應(yīng)力集中,提高制件強(qiáng)度
在制件的轉(zhuǎn)角處易產(chǎn)生應(yīng)力集中,在受力或受沖擊、振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生破裂,尤其像常用的工程塑 料――聚碳酸酯,如果成型條件不當(dāng)或制件結(jié)構(gòu)不合理,則會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力,特別容易產(chǎn)生應(yīng) 力開裂。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明,當(dāng)圓角半徑小于制件壁厚0.3倍/時(shí)應(yīng)力集中急劇增大,
當(dāng)大于壁厚0.8倍 /時(shí),應(yīng)力集中明顯變小。
2、 圓角可有利于充模和脫模
對(duì)于一些流動(dòng)性差的塑料或加入填料的塑料,制件設(shè)計(jì)圓角尤為重要,不僅可改善充模性能, 而且可提高制品使用性能。
3、 圓角有利于模具制造,提高模具強(qiáng)度
制件上設(shè)計(jì)了圓角,模具的對(duì)應(yīng)部位也呈圓角,這就增加了模具的堅(jiān)固性,模具在淬火或使用 時(shí)不致因應(yīng)力集中而開裂,因而也增加了模具的強(qiáng)度。
六.應(yīng)根據(jù)制件的使用要求和塑料材料的特性合理確定制件的尺寸公差!∮绊懰芰现萍叽缇鹊囊蛩睾芏喽沂謴(fù)雜,歸納起來主要有以下幾方面:
1、塑料原料本身的特性,一般結(jié)晶型和半結(jié)晶型的塑料的收縮率比無定型的大,范圍也寬,因 此制件尺寸精度也就有差異。
2、成型工藝條件如料溫、模溫、注射壓力、保壓壓力、塑化背壓、注射速度、成型周期等都會(huì) 影響成型收縮率的大小和波動(dòng)范圍。
3、模具的結(jié)構(gòu)如分型面選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、排氣、模具的冷卻和加熱等以及模具的剛度等 都會(huì)影響制件尺寸精度。
4、模具在使用過程中的磨損和模具導(dǎo)向部件的磨損也會(huì)直接影響制件的尺寸精度。因此在制件 設(shè)計(jì)中正確合理確定尺寸公差是非常重要的。對(duì)于工程塑料制件、尤其是以塑代鋼的制件,設(shè)計(jì)者 往往簡(jiǎn)單地套用機(jī)械零件的尺寸公差,這是很不合理的,許多工業(yè)化國(guó)家都根據(jù)塑料特性制定了塑 料制件尺寸公差。我國(guó)也于1993年發(fā)布了GB/T14486-93
《工程塑料模塑塑料件尺寸公差》,設(shè)計(jì) 者可根據(jù)所用的塑料原料和制件使用要求,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定確定制件的尺寸公差。
七.工程塑料的制件設(shè)計(jì)除了要注意上述各點(diǎn)外,還應(yīng)注意各種孔、側(cè)凹(凸)、螺紋和嵌件的設(shè) 計(jì),這里不再一一詳述,如有需要了解,可參閱有關(guān)專業(yè)書利,也歡迎與我們交流討論。
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