1、1塑料模具設(shè)計(jì)塑料模具設(shè)計(jì) 注射模注射模 塑料制品的設(shè)計(jì)塑料制品的設(shè)計(jì) 注射模具的設(shè)計(jì)注射模具的設(shè)計(jì)制件制件模具模具一一模模一樣一樣25.2 塑料制件的設(shè)計(jì)塑料制件的設(shè)計(jì)345塑料制件設(shè)計(jì)塑料制件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則： 制品要滿足制品要滿足使用要求，外觀要求使用要求，外觀要求 力學(xué)性能力學(xué)性能 美術(shù)造型美術(shù)造型 成型工藝成型工藝 模具設(shè)計(jì)制造模具設(shè)計(jì)制造 內(nèi)容：內(nèi)容： 1.掌握塑件的尺寸、精度和表面粗糙度；掌握塑件的尺寸、精度和表面粗糙度； 2.掌握塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（脫模斜度、加強(qiáng)筋、掌握塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（脫模斜度、加強(qiáng)筋、圓角設(shè)計(jì)、支承面及凸臺(tái)）圓角設(shè)計(jì)、支承面及凸臺(tái)）強(qiáng)度，剛度，韌性，吸水

2、性強(qiáng)度，剛度，韌性，吸水性收縮性，流動(dòng)性，相容性，吸濕性，收縮性，流動(dòng)性，相容性，吸濕性，熱敏性熱敏性避免側(cè)向分型抽芯，簡(jiǎn)化脫模機(jī)構(gòu)避免側(cè)向分型抽芯，簡(jiǎn)化脫模機(jī)構(gòu)6 定義：定義：塑件從模具中取出冷卻到室溫后，尺寸或體積收縮的特性塑件從模具中取出冷卻到室溫后，尺寸或體積收縮的特性稱為收縮性稱為收縮性 成型收縮的大小可用收縮率來表示：成型收縮的大小可用收縮率來表示： %100%100bbcSbbaSjs（2.1）（2.2）式中 Ss實(shí)際收縮率 Sj 計(jì)算收縮率 a 模具或塑件在成型溫度時(shí)的尺寸 b 塑件在室溫時(shí)的尺寸 c 模具在室溫時(shí)的尺寸收縮率收縮率7 成型收縮的形式成型收縮的形式成型收縮，后收

3、縮，后處理成型收縮，后收縮，后處理收縮收縮塑件的尺寸收縮：塑件的尺寸收縮：熱脹冷縮塑件脫模時(shí)塑件脫模時(shí)彈性恢復(fù)塑性變形塑性變形收縮的收縮的方向性方向性： 塑料在成型時(shí)由于分子的取向作用使塑件呈塑料在成型時(shí)由于分子的取向作用使塑件呈現(xiàn)現(xiàn)各向異性，沿料流方向（即平行方向）收縮大，沿料流方向（即平行方向）收縮大，強(qiáng)度高，與料流垂直方向則收縮小，強(qiáng)度低。強(qiáng)度高，與料流垂直方向則收縮小，強(qiáng)度低。收縮率收縮率8后收縮：后收縮： 塑件成型時(shí)，由于受成型壓力、切應(yīng)力、各塑件成型時(shí)，由于受成型壓力、切應(yīng)力、各向異性、密度不均、填料分布不均、模溫不一致、向異性、密度不均、填料分布不均、模溫不一致、硬化不均和塑性變

4、形等因素的影響，塑件內(nèi)存在硬化不均和塑性變形等因素的影響，塑件內(nèi)存在殘余應(yīng)力。當(dāng)脫模后，由于應(yīng)力趨向平衡及儲(chǔ)存殘余應(yīng)力。當(dāng)脫模后，由于應(yīng)力趨向平衡及儲(chǔ)存條件的影響，使塑件再次收縮，這種收縮稱為條件的影響，使塑件再次收縮，這種收縮稱為后后收縮收縮。 一般塑件在脫模后一般塑件在脫模后10h內(nèi)變化最大，內(nèi)變化最大，24h后基后基本定型，但最后穩(wěn)定要經(jīng)過本定型，但最后穩(wěn)定要經(jīng)過3060天。天。通常熱塑性塑料的后收縮比熱固性塑料大，通常熱塑性塑料的后收縮比熱固性塑料大， 擠塑和注射的后收縮比壓縮成型大。擠塑和注射的后收縮比壓縮成型大。收縮率收縮率9后處理收縮：后處理收縮： 在某些情況下，塑件按其性能和工

5、藝在某些情況下，塑件按其性能和工藝要求，成型后要進(jìn)行熱處理，處理后也會(huì)要求，成型后要進(jìn)行熱處理，處理后也會(huì)導(dǎo)致塑件尺寸收縮，這種收縮叫導(dǎo)致塑件尺寸收縮，這種收縮叫后處理收后處理收縮縮。 在模具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)高精度塑件則應(yīng)考在模具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)高精度塑件則應(yīng)考慮后收縮及后處理收縮的偏差并予以補(bǔ)償。慮后收縮及后處理收縮的偏差并予以補(bǔ)償。收縮率收縮率10影響塑件收縮的因素：影響塑件收縮的因素：塑料的品種 各種塑料都有其各自的收縮率范圍，同一種塑料由于相對(duì)分子質(zhì)各種塑料都有其各自的收縮率范圍，同一種塑料由于相對(duì)分子質(zhì)量、填料及配比等不同，則其收縮率及各向異性也不同。量、填料及配比等不同，則其收縮率及各向異性也

6、不同。塑件的結(jié)構(gòu) 塑件的形狀、塑件的形狀、尺寸尺寸、壁厚、有無嵌件、嵌件數(shù)量及布局等，對(duì)收、壁厚、有無嵌件、嵌件數(shù)量及布局等，對(duì)收縮率值有很大影響。塑件的形狀復(fù)雜、尺寸小、壁薄、帶嵌件，收縮縮率值有很大影響。塑件的形狀復(fù)雜、尺寸小、壁薄、帶嵌件，收縮率就小。率就小。模具結(jié)構(gòu) 模具的分型面、加壓方向、澆口形式、尺寸及分布等對(duì)收縮率及模具的分型面、加壓方向、澆口形式、尺寸及分布等對(duì)收縮率及方向性影響也很大，如采用直接澆口，澆口截面大，收縮小，但方向方向性影響也很大，如采用直接澆口，澆口截面大，收縮小，但方向性明顯。性明顯。成型工藝條件 模具溫度高、塑件冷卻慢，則收縮大；注射壓力高、脫模后彈性模具溫

7、度高、塑件冷卻慢，則收縮大；注射壓力高、脫模后彈性恢復(fù)大收縮小；保壓時(shí)間長(zhǎng)收縮小。恢復(fù)大收縮小；保壓時(shí)間長(zhǎng)收縮小。收縮率收縮率111213141516 常見塑料的收縮率常見塑料的收縮率 平均收縮率平均收縮率Scp(SmaxSmin)/2收縮率收縮率LDPE1.53.5HDPE1.53.0PP1.03.0PS0.20.8ABS0.50.7PC0.50.7PA60.71.517 1.塑件的尺寸 指塑件的總體尺寸塑件的尺寸受下面兩個(gè)因素影響：塑料的流動(dòng)性（大而薄的塑件充模困難）設(shè)備的工作能力（注射量、鎖模力、工作臺(tái)面）一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度在滿足使用要求的前提下

8、，應(yīng)盡量將塑件設(shè)計(jì)得緊湊、尺寸小巧一些在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量將塑件設(shè)計(jì)得緊湊、尺寸小巧一些18 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準(zhǔn)確度。2.塑件的精度影響塑件尺寸精度的因素影響塑件尺寸精度的因素:塑件成型后的時(shí)效變化塑料收縮率的波動(dòng)以及成型時(shí)工藝條件的變化模具的制造精度、磨損程度和安裝誤差一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度192.塑件的精度尺寸精度的確定：根據(jù)GB/T14486-2008（教材表2-1-2）常用材料模塑件公差等級(jí)和選用選擇塑件公差等級(jí)根據(jù)GB/T14486-2008中(教材表2-1-1)模塑件尺寸公差

9、表確定塑件尺寸公差塑件公差代號(hào)為MT，公差等級(jí)分7級(jí) MT1級(jí)精度最高（一般不采用） MT7級(jí)精度最低一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度20材料材料代號(hào)代號(hào)模塑材料模塑材料高精高精度度一般一般精度精度未標(biāo)注公未標(biāo)注公差尺寸差尺寸PC聚碳酸脂聚碳酸脂MT2MT3MT5PE聚乙烯聚乙烯MT5MT6MT8公差公差等級(jí)等級(jí)公差公差種類種類基本尺寸基本尺寸610101414181824MT3A0.160.18 0.200.24B0.360.38 0.400.44MT4A0.200.24 0.280.32B0.400.44 0.480.52材料模塑件公差等級(jí)和選用（部分）材料模塑

10、件公差等級(jí)和選用（部分）模塑件尺寸公差表（部分）模塑件尺寸公差表（部分）212.塑件的精度A項(xiàng)：不受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差值B項(xiàng)：受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差值一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度222.塑件的精度尺寸精度的確定：對(duì)于塑件上孔的公差孔的公差可采用基準(zhǔn)孔，可取表中數(shù)值冠以（）號(hào)，即對(duì)于塑件上軸的公差軸的公差可采用基準(zhǔn)軸，可取表中數(shù)值冠以（）號(hào)，即中心距中心距及其他位置尺寸公差采用雙向等值偏差，即一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2-3級(jí)。一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度200233.塑件

11、的表面質(zhì)量表面粗糙度、光亮程度表面粗糙度、光亮程度色彩均勻性色彩均勻性表面缺陷：縮孔、凹陷表面缺陷：縮孔、凹陷推桿痕跡推桿痕跡對(duì)拼縫、熔接痕、毛刺等對(duì)拼縫、熔接痕、毛刺等一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度24一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度1）表面粗糙度：）表面粗糙度： 決定因素：決定因素：模具成形零件表面粗糙度模具成形零件表面粗糙度 表面粗糙度選擇表面粗糙度選擇： 塑件的表面粗糙度一般為塑件的表面粗糙度一般為1.60.2 ， 模具的表面粗糙度數(shù)值要比塑件模具的表面粗糙度數(shù)值要比塑件低低12級(jí)級(jí)。m一般模具表面粗糙度要比塑件的要求高一般模具

12、表面粗糙度要比塑件的要求高 1 12 2級(jí)級(jí)252）塑件表觀質(zhì)量）塑件表觀質(zhì)量 指塑件成形后的指塑件成形后的表觀缺陷狀態(tài)表觀缺陷狀態(tài)，如缺料、，如缺料、溢料、飛邊、凹陷、氣孔、熔接痕、銀線溢料、飛邊、凹陷、氣孔、熔接痕、銀線紋、翹曲與收縮、尺寸不穩(wěn)定等。紋、翹曲與收縮、尺寸不穩(wěn)定等。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 塑件成形工藝條件塑件成形工藝條件 塑件成形原材料選擇塑件成形原材料選擇 模具總體設(shè)計(jì)模具總體設(shè)計(jì)一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度一、塑件的尺寸精度和表面粗糙度26短射 (a)正常(b)短射(a)(b)熱冷熱冷零件由收縮不均發(fā)生翹曲示意圖包風(fēng)縫合線與熔合線熔合線的形成縫合線的形成熔料前端匯集銀線

13、紋 凹陷凹陷272829二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀 1.表面形狀表面形狀 2.脫模斜度脫模斜度 3.塑件的壁厚塑件的壁厚 4.塑件的塑件的加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋 5.圓角圓角 6.塑件的支承面塑件的支承面 7.塑件的凸臺(tái)與角撐塑件的凸臺(tái)與角撐 8.塑件上的孔（槽）塑件上的孔（槽） 9.塑件上的螺紋塑件上的螺紋 10.塑件上的花紋、文字及符號(hào)塑件上的花紋、文字及符號(hào) 11.嵌件嵌件301.表面形狀 塑件的內(nèi)外表面形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀311.表面形狀 二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀32 1.表面形狀表面形狀設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則 力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚均勻、成

14、形方便。力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚均勻、成形方便。 在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)考慮其模具的總體結(jié)構(gòu)，使模在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)考慮其模具的總體結(jié)構(gòu)，使模具型腔易于設(shè)計(jì)制造具型腔易于設(shè)計(jì)制造 模具抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠模具抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠 考慮原料的成形工藝性，如流動(dòng)性、收縮性等，考慮原料的成形工藝性，如流動(dòng)性、收縮性等，塑件形狀有利于模具分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。塑件形狀有利于模具分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀332.脫模斜度 為了便于塑件脫模，防止脫模時(shí)擦傷塑件，必須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為。 脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取30 3

15、0 1 13030。二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀342.脫模斜度 脫模斜度方向內(nèi)形以小端為基準(zhǔn)，斜度由擴(kuò)大方向取得外形以大端為基準(zhǔn)，斜度由縮小方向取得二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀35脫模斜度表示方法：2.脫模斜度 二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀36脫模斜度設(shè)計(jì)要點(diǎn)：2.脫模斜度 塑件精度高，采用較小脫模斜度尺寸高的塑件，采用較小脫模斜度塑件形狀復(fù)雜不易脫模，選用較大斜度收縮率大，斜度加大增強(qiáng)塑料采用較大的脫模斜度二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀含潤(rùn)滑劑的塑料采用較小脫模斜度 從留模方位考慮: 留在型芯，內(nèi)表面脫模斜度外表面 留在型腔，外表面脫模斜度內(nèi)表面373. .塑

16、件的壁厚壁厚過小壁厚過大強(qiáng)度及剛度不足，塑料流動(dòng)困難原料浪費(fèi)，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，易產(chǎn)生缺陷二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀383.塑件的壁厚塑件壁厚設(shè)計(jì)原則：厚薄適中厚薄適中 均勻壁厚均勻壁厚滿足成型時(shí)熔體充模所需的壁厚保證貯存、搬運(yùn)過程中強(qiáng)度所需的壁厚制品連接緊固處、嵌件埋入處等具有足夠的厚度能承受推出機(jī)構(gòu)等的沖擊和振動(dòng)滿足塑件結(jié)構(gòu)和使用性能要求下取小壁厚二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀393.塑件的壁厚塑件的壁厚熱塑性塑料與熱固性塑料相比允許較小的壁厚熱塑性塑料與熱固性塑料相比允許較小的壁厚 熱塑性塑料：最小壁厚允許到熱塑性塑料：最小壁厚允許到0.25，一般，一般 不宜小于不宜小于0.6

17、0.9常取常取24 熱固性塑料：小型塑件取熱固性塑料：小型塑件取0.62.5，大型塑，大型塑 件取件取3.28二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀403.塑件的壁厚改善壁厚典型實(shí)例：二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀413.塑件的壁厚改善壁厚練習(xí)：二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀42平板類零件加強(qiáng)筋方向與料流方向平行4.塑件的加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋的作用作用：加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 它能提高制件的強(qiáng)度、防止和避免塑料的變形和翹曲。 加強(qiáng)筋的底部與壁連接應(yīng)圓弧過渡，以防外力作用時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)力集中而被破壞。二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀43加強(qiáng)筋厚度小于壁厚加強(qiáng)筋與支承面間留有間隙4.塑件

18、的加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀444.塑件的加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀 薄殼制品做成球面薄殼制品做成球面 矩形薄壁容器邊緣設(shè)計(jì)成外凸矩形薄壁容器邊緣設(shè)計(jì)成外凸45 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。 5.圓角圓角的作用：圓角的作用：圓角可避免應(yīng)力集中，提高制件強(qiáng)度 圓角可有利于充模和脫模圓角有利于模具制造，提高模具強(qiáng)度 二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀465.圓角圓角的確定：圓角的確定：內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)為壁厚的一半外壁圓角半徑可為壁厚的1.5倍一般圓角半徑不應(yīng)小于

19、0.5mm壁厚不等的兩壁轉(zhuǎn)角可按平均壁厚確定內(nèi)、外圓角半徑理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的1/3以上二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀476.塑件的支承面通常塑件一般不以整個(gè)平面作為支承面，而是以底腳底腳或邊框邊框?yàn)橹С忻妗６⑺芗膸缀涡螤疃⑺芗膸缀涡螤?86.塑件的支承面支承面結(jié)構(gòu)形式二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀49是用來增強(qiáng)孔孔或裝配附件、裝配附件、或?yàn)樗芗釣樗芗峁┲喂┲蔚慕劐F臺(tái)或支撐塊7.塑件的凸臺(tái)凸臺(tái) 凸臺(tái)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀 凸臺(tái)應(yīng)盡可能設(shè)在塑件轉(zhuǎn)角處。凸臺(tái)應(yīng)盡可能設(shè)在塑件轉(zhuǎn)角處。 側(cè)面應(yīng)設(shè)有角撐，以分散負(fù)荷壓應(yīng)力。側(cè)面應(yīng)設(shè)有角撐，以分散負(fù)

20、荷壓應(yīng)力。 凸臺(tái)與基面接合處應(yīng)有足量的圓弧過渡。凸臺(tái)與基面接合處應(yīng)有足量的圓弧過渡。 凸臺(tái)直徑至少應(yīng)為孔徑的兩倍。凸臺(tái)直徑至少應(yīng)為孔徑的兩倍。 凸臺(tái)高度一般不應(yīng)超過凸臺(tái)外徑的兩倍。凸臺(tái)高度一般不應(yīng)超過凸臺(tái)外徑的兩倍。 凸臺(tái)壁厚不應(yīng)超過基面壁厚的凸臺(tái)壁厚不應(yīng)超過基面壁厚的3/4，以，以1/2為好。為好。507.塑件的凸臺(tái)凸臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)例二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀518.塑件上的孔（槽）塑件的孔三種成型加工方法： 直接模塑出來模塑成盲孔再鉆孔通塑件成型后再鉆孔二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀528.塑件上的孔（槽）常見孔的設(shè)計(jì)要求：常見孔的設(shè)計(jì)要求：模塑通孔要求（長(zhǎng)度與孔徑的比值）要小些

21、 當(dāng)通孔孔徑1.5mm，由于型芯易彎曲折斷，不適于模塑成型。緊固用的孔和其它受力的孔，應(yīng)設(shè)凸臺(tái)予以加強(qiáng)。肓孔的深度： h （35）d d1.5mm時(shí)， h 3d 二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀53 8.塑件上的孔（槽）二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀注：1壓制成形時(shí)尤應(yīng)注意，通孔深度應(yīng)不超過孔徑的3.75倍 2深度較大時(shí)，可先成型出定位錐型盲孔，再機(jī)加工548.塑件上的孔（槽）異形孔異形孔設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)例實(shí)例二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀55常見孔的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：當(dāng)兩孔相近時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)成長(zhǎng)孔，如為固定用孔，應(yīng)設(shè)凸臺(tái)對(duì)穿孔應(yīng)注意設(shè)計(jì)成能設(shè)置型芯的結(jié)構(gòu)二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀

22、569.9.塑件上的螺紋塑件上的螺紋 塑件中的螺紋可用模塑方法模塑方法成型出來，或切切削加工方法，自攻削加工方法，自攻獲得。 經(jīng)常拆裝或受力大的螺紋，要采用金屬螺紋金屬螺紋嵌件嵌件來成型。 二、塑件的幾何形狀二、塑件的幾何形狀設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則：直徑不宜太小，外徑不小于直徑不宜太小，外徑不小于4mm，內(nèi)，內(nèi)徑不小于徑不小于2mm；塑件螺紋不易采用細(xì)牙螺紋塑件螺紋不易采用細(xì)牙螺紋螺紋最外圈和最里圈留有臺(tái)階，螺紋牙螺紋最外圈和最里圈留有臺(tái)階，螺紋牙要逐漸升起，防止螺紋崩裂變形。要逐漸升起，防止螺紋崩裂變形。57設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則標(biāo)記符號(hào)應(yīng)放在分型面的平標(biāo)記符號(hào)應(yīng)放在分型面的平行方向上，并有適當(dāng)?shù)男倍刃蟹较蛏希⒂羞m當(dāng)?shù)男倍龋?0）以便于脫模。）以便于脫模。突出高度不小于突