第三章塑料制件的设计原则

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1、第3章　塑料制件的设计原则塑件设计原则①在保证使用性能、物理性能、力学性能、电气性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能等的前提下，尽量选用价格低廉和成型性能较好的塑料。②同时还应力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。③在设计塑件时，还应考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出机构简单。④塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。⑤塑件成型以后尽量不再进行机械加工。3.1塑料制件的选材满足使用要求①塑料的力学性能，如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能、冲击性能以及对应力的敏感性。②塑料的物理性能，如对使用环境温度变化的适应性、光学特性、绝热或电气绝缘的程度、精加工和外观的完美程度等。③塑料的

2、化学性能，如对接触物(水、溶剂、油、药品)的耐性、卫生程度以及使用上的安全性等。④必要的精度，如收缩率的大小及各向收缩率的差异。⑤成型工艺性，如塑料的流动性、结晶性、热敏性等。选材的方法对于塑料材料的这些要求往往是通过塑料的特性表进行选择和比较的。表3—1给出常用塑料的特性以供参考。选出合格的材料后，再判断所选的材料是否满足制品的使用条件，最好是通过试样做试验。应指出的是，采用标准试样所得到的数据(如力学性能)并不能代替或预测制品在具体使用条件下的实际物理力学性能，只有当使用条件与测试条件相同时，试验才可靠。因此，最好是按照试验所形成的设想来制作原形模具，再通过原型模具生产的试验制品来确认目

3、标值，这样会使塑料材料的选择更为准确。举例比较PP和HDPE的使用特性和选择原则。PP比HDPE有许多占优势的性能:ⅰPP光泽性好，外观漂亮，收缩率较HDPE小，制件细小部位的清晰度好，表面可制成皮革图案。PP的透明性也比HDPE好，因此，要求透明的制品，如注射器和其他医疗器具、吹塑容器等均可选用PP。PP的尺寸稳定性也优于HDPE，可采用PP制造较大平面的薄壁制品。PP的热变形温度高于HDPE，因此可用PP制造耐热性餐具。ⅱHDPE的耐冲击性能比PP强，即使在低温下韧性也好，因此HDPE适合制造寒冷地区使用的货箱及冷藏室中使用的制品。HDPE耐气候的能力优于PP，像啤酒瓶周转箱、室外垃圾箱

4、等塑料制品均宜于采用HDPE制造.HDPE收缩率较大，制品表面的细微处难以模塑成型。3.2塑料制件的尺寸和精度(1)塑料的尺寸1）影响塑件尺寸的因素①流动性塑件的总体尺寸主要取决于塑料品种的流动性。在一定的设备和工艺条件下，流动性好的塑料可以成型较大尺寸的塑件；反之，成型出的塑件尺寸较小。②成型设备塑件外形尺寸还受成型设备的限制。2）原则从能源、模具制造成本和成型工艺条件出发，只要能满足塑件的使用要求，应将塑件设计得尽量紧凑、尺寸小巧一些。(2)塑件的尺寸精度1）影响塑件尺寸精度的因素①模具成型零件的制造精度；②模具成型零件的使用后的磨损；③塑料收缩率的波动。2）具体原则为了降低模具的加工难

5、度和模具制造成本，在满足塑件使用要求的前提下应尽量把塑件尺寸精度设计得低一些。3）方法采用尺寸公差来控制塑件的尺寸精度。我国于1993年6月颁布了工程塑料模塑件尺寸公差国家标准（GB/T14486－1993）,该标准划分公差等级的原则是根据塑料收缩特性值划分的。将常用材料分成四大类，见表3－2。如某种材料的收缩特性值在0～1％之间（如PMMA、PC等），则归为第一类材料，公差等级就可选择MT2、MT3和MT5；如果在1％～2％之间，则归为第二类材料，公差等级就可选择MT3、MT4和MT6；以此类推。一般来讲，推荐使用“一般精度”，而要求较高者可选用“高精度”。未注公差尺寸采用比它的“一般精度

6、”低两个公差系列的尺寸公差。MT1级一般不采用，仅供设计精密塑件时参考。表3－2常用塑料分类和公差等级选用(GB／T14486—1993)表3－3塑件尺寸公差表(GB／T14486—1993)对于孔类尺寸可取表中数值冠以(+)号；对于轴类尺寸可取表中数值冠以(一)号；对于中心距尺寸取表中数值之半再冠以(±)号。②塑件尺寸精度还与塑料品种有关，根据各种塑料收缩率的不同，又将各种塑料的公差等级分为高精度、一般精度、低精度三种，如表3—3所示。表中未被列出的塑料，可根据塑件成型后的尺寸稳定性参照上表选择精度等级。选择精度等级时，应考虑脱模斜度对尺寸公差的影响。表3—3反映了在实践总结和讨论分析的基

7、础上，不同塑料在同样工艺难度下所能达到的不同精度等级标准。3.3塑料制件的表面质量塑料制件的表面质量包括表面粗糙度表观质量①表面粗糙度塑件表面粗糙度的高低，主要与模具型腔表面的粗糙度有关。目前，注射成型塑件的表面粗糙度通常为Ra0.02～1.25，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1／2，即R0.01～0.63。②表观质量塑件的表观质量——指塑件成型后的表观缺陷状态，如常见的缺料、溢料、飞边、凹陷、气孔、熔接痕、