塑料制件設(shè)計(jì)的一般要點(diǎn)
塑料制件設(shè)計(jì)的一般要點(diǎn)
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。
國外的一些常用塑料的推薦壁厚如下表：
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：
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.含自潤滑劑等易脫模塑料可取小;
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。圓角具有以下特點(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。影響塑料制件尺寸精度的因素很多而且十分復(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)化國家都根據(jù)塑料特性制定了塑料制件尺寸公差。我國也于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。