塑料件结构设计.doc

《塑料件结构设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、浅析注射成型塑料件结构设计　1·引言　　塑料与钢铁、水泥、木材并称为四大工程材料。随着科学技术的进步，塑料的应用也愈加广泛。从事机械设计的工程技术人员应具有一定的塑料构件的设计知识。笔者总结了注塑成型塑料件结构设计的若干要点，这对设计相关产品有借签作用。　　2·结构设计要点　　2.1壁厚合理　　从成型质量的角度来看，塑料件的壁厚过大，在成型的过程中容易产生凹陷、缩孔等缺陷;壁厚太小，则会造成进胶困难，不易充满型腔而造成缺料。塑料件的壁厚应尽可能均匀，可采取缓和的形式过渡，也可采用局部挖空的结构，使壁厚变的均匀，避免成型过程中产生翘曲变形等

2、缺陷。　　2.2加强筋结构的设计原则　　在塑料件上设置加强筋，可提高塑料件的强度和刚度，防止塑料件的翘曲变形。选择恰当的加强筋位置可改善塑料融体的流动性。　　加强筋的尺寸一般遵循以下原则:①筋的壁厚一般为主体厚度t的0.4倍，最大不超过0.6倍;②筋之间的间距大于4t，筋的高度低于3t;③螺钉柱的加强筋至少低于柱子表面1.0mm;④加强筋应低于零件表面或分型面至少1.0mm。多条加强筋相交，要注意相交带来的局部材料堆积问题。　　其改进方法是:①将加强筋错位;②加强筋交叉部位设计成空心结构。　　细长的加强筋，如受力，应尽量使其承受拉力，避免

3、承受过大的压力。因为塑料材料的弹性模量很低，容易出现失稳问题。这与我们在进行金属铸件设计时所遵循的优先受压原则相反，需要特别注意。　　2.3避免应力集中　　塑料件的结构设计要特别注意避免尖锐棱角的产生。棱角处几何形状的过渡不连续，此处会产生应力集中现象，从而会产生裂纹。　　塑料材料的强度通常很低，应力集中的地方更易损坏。避免应力集中主要的措施是改善构件的尖锐棱角部位的结构形式。例如，在尖角部位增加倒角、倒圆角或以平缓的过渡段代替。当因构件功能的需要而不可直接增加倒角、倒圆角时，可通过在尖角处减小局部结构强度，向内掏出圆角的办法降低应力集中

4、，参照图1所示直线导轨的改进设计方案。塑料螺纹的牙形应优先采用圆形和梯形，避免三角形、矩形，这样可以减低缺口效应，提高螺纹的承载能力。               　　2.4设计合适的拔模斜度　　拔模斜度也叫脱模斜度，主要是为了避免塑料件在脱模时由于冷却收缩而对模具产生粘附、摩擦，从而导致其损伤变形，而在塑料件的脱模方向设置的有利于脱模的角度。拔模斜度的确定一般遵循3个原则:①拔模角度一般取整数，如0.5°、1°、1.5°等(亚光、咬花除外);②塑料件的外观拔模角取值大于内壁的角度，这有利于成型时脱模;③在不影响外观的前提下取较大的拔模角

5、度。某些材料，如PP、PE等能强行脱模，强行脱模量一般不超过型芯最大截面积的5%。                  　　2.5从模具结构的角度考虑塑料件的结构设计　　注射生产的工艺装备是模具，模具是塑料件的形状的反映。由于塑料件结构复杂，模具不得不在结构上复杂化，甚至出现无法实现的结构，塑料件在设计时就应该充分考虑这一点，在保证外观和功能的前提下，力争使模具结构尽可能简化，从而节约时间和成本并可以提高产品质量。例如，塑料件上有很多的侧凹槽和侧孔等结构阻碍产品沿顶出方向出模，一般要采取抽芯、斜顶等结构。如果在实现功能和保证外观的前提下，将

6、凹槽和侧孔设计成与顶出方向一致或设计成碰穿结构，将大大简化模具结构。因此，在进行塑料件结构设计时应避免过多的复杂结构。　　塑料件的设计应避免内切结构。塑料件上有内切的结构无法直接脱模，造成模具无法设计或必须用模芯、隐藏式结构或将模具分离，但这样做增加了模具制作的复杂性，降低了模具的可靠性，产生废品的可能性增大，增大了制造成本。因此，在进行结构设计时应尽量避免出现内切结构。　　塑料件的设计有时因为外观或装配的要求必须采取侧向脱模，这要求设计时应充分考虑模具的结构及模具结构对产品本身的影响。　　①斜顶与滑块的问题:斜顶与滑块，在分模方向与垂直

7、于分模方向上均有运动。斜顶与行位在垂直于分模的方向不能有胶位阻挡运动，要有足够的运动空间;②垂直面的处理:有些塑料件的外观要求不能有斜度，要保证侧壁垂直，则需要在垂直面处设计滑块或斜顶。走滑块时有接线，为避免接线明显，一般将接线放在面与面的交接处，塑料件设计时需考虑到此位置的特殊性。　　2.6考虑塑料的非各向同性的特点进行设计　　塑料有时并非像金属具有各向同性，在这种情况下在方向上要扬长避短。例如，有些有加强材料的塑料，其胶流方向应和构件承载较大的方向一致，因为随熔融塑料流入的加强纤维的轴线方向和流动方向相同。图2所示为带加强筋的梁状结构

8、，它由带加强纤维的塑料制成，其主要的承载方向在加强筋的长度方向，所以正确的进胶方向也应该在长度方向。　　当构件采用多点进胶时，应避免受力方向于融结线平行。因为两股或多股胶流相汇合的部位，由于融