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  • 塑膠射出設計

在滿足使用要求的前提下,形狀應盡可能地做到簡化模具結構,符合成型工藝特點,並對諸因素進行綜合考慮。

設計塑料製件時,由於其原料特性不同於金屬等其他材料,必須充分發揮其性能上的優點,避免或補償其缺點,在滿足使用要求的前提下,製件形狀應盡可能地做到簡化模具結構,符合成型工藝特點,並對諸因素進行綜合考慮。

  (1)塑料製件設計應考慮的一般原則

  ①充分發揮塑料本身的特性,如物理機械性能,應盡量避免或補償其缺點。主要考慮的性能有強度、剛性、韌性、彈性、吸水性及對應力的敏感性;塑料的成型工藝性,如流動性;成型後的收縮率及其收縮率的各向異性等。

  ②塑料製件的形狀,在保證使用要求的前提下,應力求使製件的形狀、結構簡單;壁厚均勻;應充分考慮質檢結構的合理性,使之易於成型和脫模;避免各種成型缺陷的產生;應有利於排氣、補縮和冷卻,符合成型工藝的特點;盡量避免銳角(尤其是內角),避免製件出現明顯的各向異性,影響製件的使用性能。

  ③塑料製件設計應考慮成型模具的總體結構,同時應充分考慮模具零件的形狀及其製造工藝,使製件具有較好的經濟性。

  (2)塑料製件壁厚的選擇原則

  塑料製件壁厚的選擇主要取決於塑料製件的使用要求,如強度、結構、電性能、尺寸穩定性及裝配。同時與材料的種類、製件的形狀、模具結構、表面複雜程度等有關。

  通常製件壁厚在滿足結構、使用要求的前提下,應盡量減少壁厚,且應壁厚均勻,以節約材料,並避免產生氣泡、縮孔等不良現象。但壁厚不應太薄,以保證製件的順利成型及成型質量。製件輪廓過渡部位必須圓滑,過渡處的圓角半徑與周圍壁厚的比值不能太小,避免應力集個。

  (3)塑料製件的結構工藝性設計

  塑料製件的工藝性是指製件的形狀、結構、尺寸大小精度和表面質量要求與成型工藝和模具結構的適應性。

  製件的形狀簡單、尺寸適中、精度低、表面質量要求不高、模具結構簡單、成型容易,即可認為該製件的工藝性較好,反之,工藝性較差。

塑料製件結構工藝性設計的主要內容包括製件的幾何形狀、尺寸精度、拉伸比、表面粗糙度、壁厚、斜度、孔、圓角、模具的斜度和加強筋等。

  ①塑件的幾何形狀和尺寸精度。由於熱成型屬二次加工,尤其是差壓成型,塑料板和模具之間會有一定的間隙和收縮變形,特別是凸起的部分,壁變薄,使強度受到影響。因此,用於差壓成型的幾何形狀和尺寸精度個能要求過高。

  一般矩形殼體比圓筒形或不規則殼體在利用板(片)材上經濟且方便。

  熱成形製品無分型面的飛邊,也無澆口痕跡,但有光面與毛面之分。與金屬貼覆的面比不接觸金屬的面粗糙些。在非金屬模具成型時更為明顯。

  加熱的板(片)材在成型中有無約束的拉伸過程,其間有下垂現象,加之脫模後又有較大冷卻和後期收縮(熱成型製品的收縮和變形比注射塑件大),以及薄壁熱成型製品在使用過程中,形狀和尺寸受氣溫和環境變化影響而很不穩定。因此熱成型塑件不能作精密成型。

  ②拉伸比。在熱成型中,製件的高度(或深度)與寬度(或直徑)之比,稱為拉伸比,或稱深寬比、引伸比。拉伸比在很大程度上反映了塑料成型的難易程度,拉伸比愈大,成型愈難,反之則容易。

  拉伸比和塑料製件的最小壁厚直接相關。拉伸比愈小,成型的塑料製件的最小壁厚就愈大,因此可用薄板成型;反之,拉伸比愈大,最小壁厚就愈小。為使塑料製件最小壁厚不要太薄,就要用厚板成型求伸比與模具的形狀也有關係,拉伸比愈大,要求模具的斜度也愈大;拉伸比還與塑料的品種有關,拉伸比愈大,要求塑料的可拉伸性屈大。拉伸比過大的塑件將會出現起皺甚至破裂等不良現象,而產生此類不良現象之前的最大拉伸比被稱為在此條件下的極限拉伸比在實際生產過程中,很少採用極限拉伸比,因為採用極限拉伸比不僅可能增加廢品率。而且成型塑件的凸起及圓角部分太薄,強度和剛度顯著下降,所以多在極限拉伸比以下成型,一般採用抗伸比又0.5~1。由於真空成型技術的迅速發展,也有用更大拉伸比的場合。

  ③圓角。塑件角隅部分不允許有銳角,角隅出處的圓角要盡可能大一些,一般轉角半徑不小於被加工板(片)樹厚度的4~5倍,常用更大的圓角。否則塑件在角隅部位特別容易發生厚度減薄以及應力集中的現象。

  ④斜度。和普通模具一樣,熱成型模具也需要有脫模斜度,斜度範圍在1°~4°,對於陰模成型可取下限,因為塑件的收縮量提供了附加的間隙。

  ⑤加強筋。通常為保證塑件的剛性,也由於熱成型用的板(片)材不可能太厚,而且成型過程中板材還要受到拉伸比的限制,底角部分更薄,因此應在塑件的適當部位設計加強筋,以提高製件的強度和剛度。如圖6-1所示。

  還可採取熱成型殼體的底平面上設淺槽、花紋和標記的辦法,以提高剛性,也有利於支撐。側面上一般設縱向淺槽,以提高製品垂直方向剛性。儘管設置橫向淺槽,可提高殼體抗癟塌的剛性,但脫模困難。

  而且在凹模上成型的塑件收縮率比凸模上成型要大25%~50%。

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