塑料件设计_基础

塑料制品的结构设计规范塑料制品在现代生活中已经成为了不可或缺的一部分，随处可见的塑料制品的使用使人们的生活更加便捷和美好。

为了保证塑料制品的质量和功能，制品的结构设计至关重要。

本文将从材料选择、结构设计和工艺控制三个方面阐述塑料制品的结构设计规范。

一、材料选择塑料制品的材料选择直接影响着塑料制品的使用寿命、强度和耐热性等性能指标。

在选择塑料制品的材料时，应该综合考虑材料的物理和化学性能，场所和使用环境等多方面的因素。

一般而言，工程塑料比通用塑料具有更好的机械性能、化学稳定性和耐热性，比如PC、ABS等工程塑料。

二、结构设计1、合理的壁厚设计塑料件的壁厚是指制品壁厚与外径或内径的比值。

塑料制品的壁厚应该尽可能的薄，并且均匀一致。

因为塑料的热导率很低，导热性差，如果部分壁厚过厚，会造成热应力，导致塑料制品变形或开裂。

所以，在设计塑料制品的壁厚时，需根据使用场合、力学要求以及成本等因素进行综合考虑。

2、结构的可靠性和安全性设计结构时需充分考虑结构的可靠性和安全性，既要满足使用的要求，又要尽可能的减小结构的体积和材料消耗。

此外，结构设计时还应该考虑未来可能出现的一些异常情况，如使用环境的变化、超负荷的物理作用和力学应力等因素都应该在结构设计中进行考虑。

三、工艺控制优秀的结构设计标准是塑料制品质量保证的前提，但良好的生产工艺过程也是确保质量的关键。

生产过程中应该选择先进的生产工艺技术，如模具设计、注塑机选型和注射参数的调控等。

此外，应该做好产品的标准化、精细化生产和检验工作，以确保产品品质达到标准。

综上所述，塑料制品的结构设计对产品质量至关重要，必须遵循一定的规范和标准进行设计和制造。

同时，在生产过程中也需要遵循简单、精细、标准化、自动化和人性化原则。

一旦遇到质量问题，企业应该采取积极有效的措施，及时处理，以免造成不必要的损失和影响公司声誉。

较少，价格较贵。功能塑料主要有医用塑料、光敏塑料等，具有特种功能 的塑料。
三、塑料的成形方式
一般来说塑料的成型方法有以下几种：注射成型、挤压成型、压铸成型、 发泡、吹塑、真空吸塑、中空成型、机加工等，本文只对注射成型进行分 析。
注塑成型
将颗粒状或粉末状塑料置于注射机料筒内加热，使其熔融后用推杆或旋转 螺杆施加压力，使料筒内的胶料丛喷嘴和模具的浇注系统注射到模具型腔 中冷却成型的方法。详见下图1、图2.
一、什么是塑料
塑料是四大工程材料（钢铁、木材、水泥和塑料）之一，它是以备高注分
子量的合成树脂为主要成份，广泛应用于工业、农业、国防等行业。但是
塑料与其它材料相比又具有自己的一些特有的性能，这些性能决定它的一 些特有的使用场合、加工方法、生产工艺等。
二、塑料的分类
1、塑料按照受热属性分类，分为热固性和热塑性两种，区分两种塑料的 规则一般是在一定温度加热一段时间或加入硬化剂后有无发生化学反应而 硬化，发生化学反应而硬化的叫热固性塑料，反之则叫热塑性塑料。
图7加强筋缩水部位
图6加强筋
从图6的分析中可以看出筋要的厚度应尽量减小，但这也是有限制的。 如筋的厚度太小就必须增加筋的高度以增加刚度。筋太薄受压时筋容易变形、
成型时料不易填满、粘模等问题。当然筋底圆角半径也不能太小，否则就起 不到减小应力集中的作用。
一般来说，筋根圆角半径应不小于筋厚的40%，筋厚应是基料壁厚的 50%～75%之间，高的比值仅限小收缩率的材料。筋的高度应该小于基料厚 的五倍。筋上必须有脱模角且必须置于顺脱模的方向上或者采用活动模具组 件。筋与筋之间的间距必须大于基料厚的两倍。
拔模角的大小没有一个定数，通常是根据经验值确定。一般来说， 高度抛光的外壁可使用1/8度或1/4度的出模角，深入或附有织纹的产品 要求出模角作相应的增加，习惯上每0.025mm深的织纹，便需要额外1度 的出模角。

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（6）轮辐式浇口
轮辐式浇口的适用范围类似 于盘形浇口，带有矩形内 孔的塑件也适用，但是它 将整个周边进料改成了几 小段直线进料。这种浇口 切除方便，流道凝料少， 型芯上部得到定位而增加 了型芯的稳定性。
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（7）护耳式浇口
它在型腔侧面开设耳槽，熔体通过浇口冲击在 耳槽侧面上，经调整方向和速度后再进入型 腔，因此可以防止喷射现象，是一种典型的 冲击性浇口，它可减少浇口附近的内应力， 对于流动性差的塑料极为有效，浇口应设置 在塑件的厚壁处。
这种浇口的去除比较 困难，痕迹大
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（8）点浇口
点浇口又称针点浇口或菱形浇口，是一 种截面尺寸很小的浇口，俗称小浇口。 这类浇口由于前后两端存在较大的压力 差，能较大地增大塑料熔体的剪切速率 并产生较大的剪切热，从而导致熔体的 表观粘度下降，流动性增加，有利于型 腔的充填。
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（8）点浇口的设计形式
图a所示为直接式，直径为d的圆锥形的小端直接与塑件相 连。
图b所示为圆锥形的小端有一段直径为d、长度为l的点浇口 与塑件相连。这种形式的浇口直径d不能太小，浇口长度l 不能大长，否则脱模时浇口凝料会断裂而堵塞住浇口，影 响注射的正常进行。上述两种形式的点浇口制造方便，但 去除浇口时容易相伤塑件，浇口也容易磨损，仅适于批量 不大的塑件成型和流动性好的塑料。
非限制性浇口是整个浇口系统中截面尺寸最大的部位，它主 要对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。
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1、浇口的类型
（1）直接浇口（又称主流道形浇口）
在单型腔模中，熔体直接流入型腔，因 而压力损失小，进料速度快，成型比 较容易，对各种塑料都能适用。它传 递压力好，保压补缩作用强，模具结 构简单紧凑，制造方便。

塑料模具基础课程讲义-温度调节、排气、引气设计塑料模具基础课程讲义《一》温度调节系统与排气引气系统设计模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。

所以模具上需要添加温度调节系统以达到理想的温度要求。

温度调节系统根据不同的情况可以分为冷却系统和加热系统两种。

一﹕冷却系统一般注射到模具内的塑料温度为200摄氏度左右﹐而塑件固化后从模具型腔中取出时的温度在60摄氏度以下。

热塑性塑料在注射成型后﹐必需对模具进行有效的冷却﹐使熔融塑料的热量尽快传给模具﹐以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模﹐提高塑件定型质量和生产效率。

对于熔融粘度较底﹐流动性较好的塑料﹐如聚乙烯’﹐尼龙﹐聚苯乙烯等﹐若塑件是薄壁而小型的﹐则模具可利用自然冷却﹔若塑件是厚壁而大型的﹐则需要对模具进行人工冷却﹐以便塑件很快在模腔内冷凝定型﹐缩短成型周期﹐提高生产效率。

小知识﹕热传递的三种形式1﹕传导2﹕对流3﹕辐射冷却介质有冷却水和压缩空气﹐但用冷却水普遍得多。

这是因为水的热容量大﹐成本低﹐且低于室温的水也容易获得。

用水冷却即在模具型腔周围或型腔内开设冷却水道﹐利用循环水将热量带走﹐维持恒温。

（一）冷却装置的基本结构形式1．简单流道式2．螺旋式3．隔片导流式4．喷流式（二）导热杆（导热棒）及导热型芯式（三）冷却装置设计分析1冷却装置设计的基本考虑（1）尽量保证塑件收缩均匀﹐维持模具热平衡（2）冷却水孔的数量越多﹐孔径越大﹐对塑件冷却越均匀。

（3）水孔与型腔表面各处应有相同的距离（4）浇口处应加强冷却（5）降低入水与出水的温差（6）要结合塑料的特性和塑件的结构﹐合理考虑冷却信道的排列形式（7）冷却水通道要避免接近塑件的熔接痕部位﹐以免熔接不牢﹐影响强度（8）保证冷却通道不泄漏﹐（9）防止与其它部位发生干涉（10）冷却通道的进出口要低于模具的外表平面（11）冷却水通道要利于加工和清理2 冷却装置的理论计数3 冷却系统的零件冷却系统主要用到以下几种零件（1）水管接头（冷却水嘴）（2）螺塞（3）密封圈（4）密封胶带（5）软管（6）喷管件（7）隔片（8）导热杆二加热系统1．电加热电加热为最常用的加热方式﹐其优点是设备简单,,紧凑﹐投资少﹐便于安装﹐维修﹐使用﹐温度容易调节﹐易于自动控制。