稀缺的塑胶件产品结构设计数据经验总结

发布时间:2022-03-20 02:08:49 作者:admin 484
稀缺的塑胶件产品结构设计数据经验总结

 
      一般来说,模具设计工作书是塑料制作公司根据成型塑料制作的工作书,模具设计师根据成型塑料制造品工作书、模具设计工作书设计模具,成型材料必须满足塑料制作品的强度要求。具有良好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料零件的用途,成型材料必须满足染色、金属电镀条件、装饰性能、必要的弹性和塑料、透明或相反反射性能、粘合性或焊接性等要求。塑料制造的技术要求是保证塑料零件的几何、表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是降低塑料零部件的成本,生产效率高,模具持续运转,寿命长,节省劳动力。
一﹑圆角
1.在塑件结构设计中应避免在料流方向的尖角﹗这样会产生局部应力且有注塑缺陷﹗
2.圆角半径的大小一般外R取2t(壁厚t)﹐内R取0.5~1t。
二﹑加强筋
1.塑件加强筋的设计。
2.基本厚度等于0.5倍壁厚。
3.高度小于等于3倍壁厚。
4.圆角大于等于0.25~0.4的壁厚。
5.拔模角大于等于0.5度。
6.间距大于2倍壁厚。
三﹑加强筋布置原则
1.加强筋应布置在塑件受力较大之处﹐以改善塑件的强度。
2.加强筋应作对称分布﹐避免塑件局部集中。
3.加强筋应尽可能设计的矮一些。
塑料制品与模具设计步骤
一、接受任务书
  成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出,其内容如下:
  ⑴经过审签的正规制制件图纸,并注明采用塑料的牌号、透明度等。
  塑料制件说明书或技术要求。
  生产产量。
  塑料制件样品。
  通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出,模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。
二、收集、分析、消化原始资料
  收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料,以备设计模具时使用。
  ⑴消化塑料制件图,了解制件的用途,分析塑料制件的工艺性,尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么,塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理,熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度,有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析,看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差,能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外,还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。


  ⑵消化工艺资料,分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当,能否落实。
  成型材料应当满足塑料制件的强度要求,具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途,成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。
三、确定成型方法
  采用直压法、铸压法还是注射法。
四、选择成型设备
  根据成型设备的种类来进行模具,因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说,在规格方面应当了解以下内容:注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等,具体见相关参数。
  要初步估计模具外形尺寸,判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。
五、具体结构方案:
  ⑴确定模具类型
   如压制模(敞开式、半闭合式、闭合式)、铸压模、注射模等。
  ⑵确定模具类型的主要结构
   选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备,理想的型腔数,在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状,表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低,生产效率高,模具能连续地工作,使用寿命长,节省劳动力。
  影响模具结构及模具个别系统的因素很多,很复杂:
   ①型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。
   对于注射模来说,塑料制件精度为3级和3a级,重量为5克,采用硬化浇注系统,型腔数取4-6个;塑料制件为一般精度(4-5级),成型材料为局部结晶材料,型腔数可取 16-20个;塑料制件重量为12-16克,型腔数取8-12个;而重量为50-100克的塑料制件,型腔数取4-8个。对于无定型的塑料制件建议型腔数为24-48个,16-32个和6-10个。当再继续增加塑料制件重量时,就很少采用多腔模具。7-9级精度的塑料制件,最多型腔数较之指出的4-5 级精度的塑料增多至50%。
   ②确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工,排气、脱模及成型操作,塑料制件的表面质量等。
   ③确定浇注系统(主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小)和排气系统(排气的方法、排气槽位置、大小)。
   ④选择顶出方式(顶杆、顶管、推板、组合式顶出),决定侧凹处理方法、抽芯方式。
   ⑤决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热组件的安装部位。
   ⑥根据模具材料、强度计算或者经验数据,确定模具零件厚度及外形尺寸,外形结构及所有连接、定位、导向件位置。
   ⑦确定主要成型零件,结构件的结构形式。
   ⑧考虑模具各部分的强度,计算成型零件工作尺寸。
  以上这些问题如果解决了,模具的结构形式自然就解决了。这时,就应该着手绘制模具结构草图,为正式绘图作好准备。
   ⑨绘制模具图
    要求按照国家制图标准绘制,但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。
    在画模具总装图之前,应绘制工序图,并要符合制件图和工艺资料的要求。由下道工序保证的尺寸,应在图上标写注明"工艺尺寸"字样。如果成型后除了修理毛刺之外,再不进行其他机械加工,那么工序图就与制件图完全相同。
    在工序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、绘图比例等。通常就把工序图画在模具总装图上。
    A、绘制总装结构图
      绘制总装图尽量采用1:1的比例,先由型腔开始绘制,主视图与其它视图同时画出。
      模具总装图应包括以下内容:
      ①模具成型部分结构
      ②浇注系统、排气系统的结构形式。
      ③分型面及分模取件方式。
      ④外形结构及所有连接件,定位、导向件的位置。
      ⑤标注型腔高度尺寸(不强求,根据需要)及模具总体尺寸。
      ⑥辅助工具(取件卸模工具,校正工具等)。
      ⑦按顺序将全部零件序号编出,并且填写明细表。
      ⑧标注技术要求和使用说明。
    B、模具总装图的技术要求内容:
      ①对于模具某些系统的性能要求。例如对顶出系统、滑块抽芯结构的装配要求。
      ②对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0.05mm模具上、 下    面的平行度要求,并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。
      ③模具使用,装拆方法。
      ④防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。
      ⑤有关试模及检验方面的要求。
    C、绘制全部零件图
      由模具总装图拆画零件图的顺序应为:先内后外,先复杂后简单,先成型零件,后结构零件。
      ①图形要求:一定要按比例画,允许放大或缩小。视图选择合理,投影正确,布置得当。为了使加工专利号易看懂、便于装配,图形尽可能与总装图一致,图形要清晰。
      ②标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为:先标主要零件尺寸和出模斜度,再标注配合尺寸,然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸,后标注全部尺寸。
      ③表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角,如标注"其余3.2。 "其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。
      ④其它内容,例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求,表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。
    D、校对、审图、描图、送晒
      自我校对的内容是:
      ①模具及其零件与塑件图纸的关系,模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度,结构等是否符合塑件图纸的要求。
      ②塑料制件方面
       塑料料流的流动、缩孔、熔接痕、裂口,脱模斜度等是否影响塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面质量等方面的要求。图案设计有无不足,加工是否简单,成型材料的收缩率选用是否正确。
      ③成型设备方面
       注射量、注射压力、锁模力够不够,模具的安装、塑料制件的型芯、脱模有无问题,注射机的喷嘴与哓口套是否正确地接触。
      ④模具结构方面
       a.分型面位置及精加工精度是否满足需要,会不会发生溢料,开模后是否能保证塑料制件留在有顶出装置的模具一边。
       b.脱模方式是否正确,推广杆、推管的大小、位置、数量是否合适,推板会不会被型芯卡住,会不会造成擦伤成型零件。
       c.模具温度调节方面。加热器的功率、数量;冷却介质的流动线路位置、大小、数量是否合适。
       d.处理塑料制件制侧凹的方法,脱侧凹的机构是否恰当,例如斜导柱抽芯机构中的滑块与推杆是否相互干扰。
       e.浇注、排气系统的位置,大小是否恰当。
       f.设计图纸
       g.装配图上各模具零件安置部位是否恰当,表示得是否清楚,有无遗漏
       h.零件图上的零件编号、名称,制作数量、零件内制还是外购的,是标准件还是非标准件,零件配合处理精度、成型塑料制件高精度尺寸处的修正加工及余量,模具零件的材料、热处理、表面处理、表面精加工程度是否标记、叙述清楚。
      ⑤零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸数字应正确无误,不要使生产者换算。
      ⑥检查全部零件图及总装图的视图位置,投影是否正确,画法是否符合制图国标,有无遗漏尺寸。
      ⑦校核加工性能:(所有零件的几何结构、视图画法、尺寸标'等是否有利于加工)
      ⑧复算辅助工具的主要工作尺寸
       专业校对原则上按设计者自我校对项目进行;但是要侧重于结构原理、工艺性能及操作安全方面。描图时要先消化图形,按国标要求描绘,填写全部尺寸及技术要求。描后自校并且签字。把描好的底图交设计者校对签字,习惯做法是由工具制造单位有关技术人员审查,会签、检查制造工艺性,然后才可送晒。
      ⑨编写制造工艺卡片
       由工具制造单位技术人员编写制造工艺卡片,并且为加工制造做好准备。在模具零件的制造过程中要加强检验,把检验的重点放在尺寸精度上。模具组装完成后,由检验员根据模具检验表进行检验,主要的是检验模具零件的性能情况是否良好,只有这样才能俚语模具的制造质量。
3塑件及模具设计注意事项
    ⑴塑件设计时应注意下列事项。
     ①塑件光洁度可达7~ 9,精度一般宜取3~5级,但沿压制方向的精度不易保证,宜取自由公差。
     ②不易脱模,宜取较大脱模斜度。若不允许取较大脱模斜度时,则塑件径 向公差宜取大。
     ③塑件宜取回转体对称外形,不宜过高。
     ④壁应厚而均匀,避免尖角、缺口、窄槽等形状,各面应圆弧过渡连接以 防止应力集中、死角滞料,填充不良,物料集聚堵塞流道。
     ⑤孔一般应取通孔,避免用Φ5毫米以下的盲孔,盲孔底部应成半球面或圆 锥面以利物料流动,孔径及深度比一般为1∶2~1∶3,大型塑件尽量不设计小孔,孔间距、 孔边距宜取大,大密度排列的小孔不宜模压成型。
     ⑥螺孔比螺纹易成型,M6以下螺纹不宜成型,齿形宜用半圆形及梯形,其 圆角半径应大于0.3毫米,并应注意半角公差,可以参照一般塑制的螺纹进行设计。当塑件螺纹与其它材料螺纹零件接合时,要考虑其配合张力,螺纹段长度应取最小尺寸。
     ⑦成型压力大,嵌件应有足够强度,防止变形损坏,定位必须可靠。
     ⑧收缩小,有方向性,易发生熔接不良,变形、翘曲、缩孔、裂纹及应力 集中,树脂填料分布不匀。薄壁塑件易碎,不易脱模,大面积塑件易发生波纹及物料聚积。
    ⑵模具设计时应注意下列事项:
     ①要便于装料,有利于物料流动填充型腔。
     ②脱模斜度宜取1°以上。
     ③宜选塑件投影面大的方向作为成型加压方向便于物料填充型腔,但不宜把尺寸精度高的部位和嵌件、型芯轴线垂直方向作为成型加压方向。
     ④物料渗入力强,导致飞边厚不易去除,选择分型面时应注意飞边方向。上下模及并镶件宜取整体结构,组合结构装配间隙不宜取大,上下模可拆成型零件宜取3~4级 滑动配合。
     ⑤收缩率为0~0.3%,一般取0.1~0.2%,物料体积一般取塑件体积的2~3倍。
     ⑥成型压力大,物料渗挤力大。模具型芯嵌件应有足够强度、防止变形、 位移与损坏。尤其对细长型芯与型腔间空隙较小时更应注意。
     ⑦模具应抛光、淬硬。
     ⑧顶出力大,顶杆应有足够强度,顶出应均匀,顶杆不宜兼作型芯。
     ⑨快速成型料在成型温度下即可脱模,慢速成型料模具应设有加热及强迫冷却措施。
2、热塑性增强塑料
  热塑性增强塑料一般由树脂及增强材料组成。目前常用的树脂主要为尼龙、聚苯 乙烯、ABS、AS,聚碳酸酯、线型聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等。增强材料一般为无碱 玻璃纤维(有长短两种,长纤维料一般与粒料长一致为2~3毫米,短纤维料长一般小于0.8 毫米)经表面处理后与树脂配制而成。玻纤含量应按树脂比重选用最合理的配比,一般为 20%~40%之间。由于各种增强塑料所选用的树脂不同,玻纤长度、直径,有无含碱及表面处理剂不同其增强效果不一,成型特性也不一。
  如前所述增强料可改善一系列力学性能,但也存在一系列缺点:冲击强度与冲击 疲劳强度低(但缺口冲击强度提高);透明性、焊接点强度也降低,收缩、强度、热膨胀 系数、热传导率的异向性增大。故目前该塑料主要用于小型,高强度、耐热,工作环境 差及高精度要求的塑件。
  2.1工艺特性
    ⑴流动性差增强料熔融指数比普通料低30%~70%故流动性不良,易发生填充不良,熔接不良,玻纤分布不匀等弊病。尤其对长纤维料更易发生上述缺陷,并还易损伤纤 维而影响力学性能。
    ⑵成型收缩小、异向性明显成型收缩比未增强料小,但异向性增大沿料流方向的收缩小,垂直方向大,近进料口处小,远处大,塑件易发生翘曲、变形。
    ⑶脱模不良、磨损大不易脱模,并对模具磨损大,在注射时料流对浇注 系统,型芯等磨损也大。
    ⑷易发生气体成型时由于纤维表面处理剂易挥发成气体、必须予以排出,不 然易发生熔接不良、缺料及烧伤等弊病。
  2.2成型注意事项
    为了解决增强料上述工艺弊病,在成型时应注意下列事项:
    ⑴宜用高温、高压、高速注射。
    ⑵模温宜取高(对结晶性料应按要求调节),同时应防止树脂、玻纤分头聚积, 玻纤外露及局部烧伤。
    ⑶保压补缩应充分。
    ⑷塑件冷却应均匀。
    ⑸料温、模温变化对塑件收缩影响较大,温度高收缩大,保压及注射压力增大,可使收缩变小但影响较小。
    ⑹由于增强料刚性好,热变形温度高可在较高温度时脱模,但要注意脱模后均匀冷却。
    ⑺应选用适当的脱模剂。
    ⑻宜用螺杆式注射机成型。尤其对长纤维增强料必须用螺杆式注射机加工,如果 没有螺杆式注射机则应在造粒后象短纤维料一样才可在柱塞式注射机上加工。
  2.3成型条件
    常用热塑性增强塑料成型条件见表(略)。
  2.4模具设计注意事项
    ⑴塑件形状及壁厚设计特别应考虑有利于料流畅通填充型腔,尽量避免尖角、缺口。
    ⑵脱模斜度应取大,含玻璃纤维15%的可取1°~2°,含玻璃纤维30%的可取 2°~3°。当不允许有脱模斜度时则应避免强行脱模,宜采用横向分型结构。
    ⑶浇注系统截面宜大,流程平直而短,以利于纤维均匀分散。
    ⑷设计进料口应考虑防止填充不足,异向性变形,玻璃纤维分布不匀,易产生熔接痕等不良后果。进料口宜取薄片,宽薄,扇形,环形及多点形式进料口以使料流乱流, 玻璃纤维均匀分散,以减少异向性,最好不采用针状进料口,进料口截面可适当增大,其长度应短。
    ⑸模具型芯、型腔应有足够刚性及强度。
    ⑹模具应淬硬,抛光、选用耐磨钢种,易磨损部位应便于修换。
    ⑺顶出应均匀有力,便于换修。
    ⑻模具应设有排气溢料槽,并宜设于易发生熔接痕部位。