《产品模具设计》PPT课件.ppt
塑料产品结构设计,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,目 录,第一章 塑件设计的一般程序和原则 1.1 塑件设计的一般程序1.2 塑件设计的一般原则第二章 塑件的收缩第三章 拔模斜度 3.1拔模斜度确定要点3.2 制品拔模斜度设计,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,第四章 制品壁厚 4.1制品壁厚的作用4.2 制品壁厚的设计第五章 加强筋(含凸台、角撑)5.1 加强筋的作用5.2 加强筋的形状及尺寸5.3 加强筋的设计要点5.4 凸台,目 录,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,第六章圆 角第七章孔 7.1 制品孔的形式及成型方法7.2 孔的模塑成型7.3 孔的设计要点,目 录,第八章 侧面凸凹和侧孔 8.1 制品的侧凸凹,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,8.2 侧凸凹的设计与成型方法第九章 塑件中的嵌件 9.1 嵌件的结构形式9.2 嵌件在塑件中的固定9.3 嵌件在模具中的安放与定位,目 录,第十章 塑件的凸凹纹（滚花）、标记、符号,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,1.2注塑机的动作程序喷嘴前进注射保压预塑倒缩喷嘴后退冷却开模顶出退针开门关门合模喷嘴前进。,1.1 注塑成型机的工作原理注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。,塑料产品的成型,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品的成型,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,单分型面注射模具,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,双分型面注射模具,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,带侧向分型与抽芯机构的注射模具,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-1.1 塑件设计的一般程序,详细了解塑件的功能、环境条件和载荷条件2.选定塑件品种3.制定初步设计方案，绘制制品草图（形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等）4.样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验5.制品设计、绘制正规制品图纸6.编制文件，包括塑件设计说明书和技术条件等,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-1.2 塑件设计的一般原则,再设计(redesign)：就是将现有产品的部分，做一些改变或修饰，使成为更具价值与流行的新产品。现今市场上约70属于此类，比如海狮改型仪表板。2.组合(combination)：结合两种以上不同功能，发展而成之新产品。例如产品水转印，使之成为价值更高的新产品。此类新产品约占10。3.创新(innovation)：剩下的10即为发明前所未有之新产品，此类产品由于须花费较长的时间在宣传及消费者的接受性上，所以通常这方面之设计比例少。,通常塑料产品新产生的方式可分为三种：,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,将来性：公司未来发展领域的配合，成长性.技术性：与该公司现有技术之关系，原料设备获得之难易及技术上成功的可能性。领先性：是否可申请或抵触专利及制品是否具独特性。经济性：研究经费人员的多寡，开发期间的长短，设备投资额之获得及获利率的大小。销售可能性：产品的展望，推出市场之难易，销售网的建立及有无商品特征等可能性。,塑料产品设计-1.2 塑件设计的一般原则,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-第二章 塑件的收缩,塑件在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象，收缩的大小用收缩率表示。,S 收缩率；L0室温时的模具尺寸；L 室温时的塑件尺寸。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,成型压力。型腔内的压力越大，成型后的收缩越小。注射温度。一般是收缩率随温度的升高而减小。(3)模具温度。通常是，模具温度越高收缩率越大。(4)成型时间。成型时保压时间长，补料充分，收缩率便小。(5)制品壁厚。一般收缩率随壁厚的增加而增加(6)料口尺寸。进料口尺寸大，塑件致密，收缩便小。(7)玻璃纤维等的填充量。收缩率随填充量的增加而减小。,影响收缩率的主要因素有：,塑料产品设计-第二章 塑件的收缩,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-第二章 塑件的收缩,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-3.1拔模斜度确定要点,确定脱模斜度时应注意的要点：在不影响塑件使用的前提下，脱模角度应尽量取大 塑件表面粗糙，比如产品表面设计皮纹，则角度增大，一般皮纹深度每0.03mm增加1度。塑件壁厚较大时，脱模斜度取大些精度要求高的塑件，应取较小的脱模角度斜度的方向。内孔以小端为准，满足图样尺寸要求，斜度向扩大方向取得；外形则以大端为准，满足图样要求，斜度向偏小方向取得。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-3.1拔模斜度确定要点,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,当H50mm时，S/H=1/301/50当50H100mm时，S/H1/60,塑料产品设计-3.2 制品拔模斜度设计,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-3.2 制品拔模斜度设计,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-4.1制品壁厚的作用,使制品具有确定的结构和一定的强度、刚度，以满足制品的使用要求。(2)成型时具有良好的流动状态（如壁不能过薄）以及充填和冷却效果（如壁不能太厚)(3)合理的壁厚使制品能顺利地从模具中顶出。(4)满足嵌件固定及零件装配等强度的要求。(5)防止制品翘曲变形。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度,塑料产品设计-4.1制品壁厚的作用,基本原则均匀壁厚，一般的原则就是能够利用最少的壁厚，完成最终产品所须具备的功能。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-4.2 制品壁厚的设计,决定壁厚的主要因素1、結構強度是否足夠2、能否抵脫模力3、能否均勻分散所受的沖擊力4、有埋入件時能否防止破裂如產生熔合線是否會影響強度5、成形孔部位的熔合線是否會影響強度6、盡可能肉厚均勻以防止產生縮水7、棱角及肉厚較薄部分是否會阻礙材料流動從而引起充填不足,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-4.2 制品壁厚的设计,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-4.2 制品壁厚的设计,1、可减省物料以致减省生产成本.2、保留和原来设计相若的刚性、强度及功用。3、消取因厚薄不均引致的内应力增加及齿冠部份收缩引致整体齿轮变形的情况发生。,大部份厚胶的设计可从使用加强筋及改变横切面形状取缔之。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-5.1 加强筋的作用,在不加大制品壁厚的条件下，增强制品的强度和刚性，以节约塑料用量，减轻重量，降低成本。(2)可克服制品壁厚差带来的应力不均所造成的制品歪扭变形。(3)便于塑料熔体的流动，在塑件本体某些壁部过薄处为熔体的充满提供通道。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-5.2 加强筋的形状及尺寸,热塑性塑料加强筋的典型尺寸：,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-5.2 加强筋的形状及尺寸,布置原则：加强筋设在受力大、易变形的部位，分布尽量均匀。避免局部壁厚过大,防止材料堆积.尽量沿着塑料流向布置，以降低充模阻力,减少底部的应力。,塑料产品设计-5.3 加强筋的设计要点,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-5.3 加强筋的设计要点,筋根部厚度約為(0.50.7)T,筋間間距4T筋高L3T,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-5.4 支柱,表中所提供的是ABS料常用螺丝孔尺寸,对于不同的材料,螺丝孔尺寸有所不同,一般来说,比较软、韧性较好的材料d值小，较脆的材料所选d值要大一点。,螺丝柱,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-5.4 支柱,螺孔凸台的设计要求：,对于螺孔凸台的情形，应使凸台孔内径等于使用螺钉的公称径值的。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-第六章 圆 角,園角對於成形品的設計會有以下特点:(1)園角使得成形品提高強度以及降低應力.(2)尖銳轉角的消除,自動地降低了龜裂的可能性,就是提高對突然的震動或沖擊的抵抗能力.(3)塑膠的流動狀態將被重大的改善,園形的轉角,使得塑膠能夠均勻,沒有滯留現象以及較少應力的流入模穴內所有的斷面,並且改善成形品斷面的密度之均勻性.(4)模具強度獲得改善,以避免模具內尖銳的轉角,造成應力集中,導致龜裂,特別是對於需要熱處理或受力較高的部分,園弧轉角更為重要.,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-第六章 圆 角,建议R最小为0.5mm,最佳圆角设计为R/T=0.6,超过这点后，R即使再增加，也只能小部分减少应力集中现象.内圆角 R=0.5T 外圆角R=1.5T,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-第六章 圆 角,壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要,内导角半径等于1/4至1/2壁厚外导角半径等于内导角半径加壁厚或1.5倍壁厚,r=(1/21/4)h R=r+h,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-7.1 制品孔的形式及成型方法,(1)一般孔、浅孔，模塑成型。(2)深孔，先模塑出孔的一部分深度，其余孔深用机械加工（如钻孔）获得。(3)小径深孔（如孔径d1.5mm），机械加工。(4)小角度倾斜孔、复杂型孔，采用拼合型芯成型，避免用侧抽芯。(5)薄壁孔、中心距精度高的孔（孔系），采用模具冲孔，以简化塑模结构。,根据孔径与孔深度的不同，孔可用下述方法成型：,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-7.2 孔的模塑成型,盲孔成型：一般盲孔的深度只限於直径的两倍。要是盲孔的直径只有或小於1.5mm，盲孔的深度不应大於直径尺寸。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,孔在产品上的设计要求,1、孔與孔之間距離為孔徑2倍以上2、孔與成品邊緣之間距離為孔徑3倍以上3、孔與側壁之間距離為孔徑3/4倍以上,塑料产品设计-7.3 孔的设计要点,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,孔在产品上的设计要求,垂直于材料流動方向的盲孔孔徑在1.5mm以下時孔深不得超過孔徑的2倍,塑料产品设计-7.3 孔的设计要点,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,孔的设计要求,洞孔的边缘应预留最少0.4mm的直身位，设计一个完整的倒角或圆角於孔边在经济上或实践上都是不合适的，可参考孔边缘的设计图。,塑料产品设计-7.3 孔的设计要点,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,孔的设计要求,若为盲孔，则其底部之壁厚至少须为其孔洞直径的1/6，否则模制后会膨胀如图所示。,塑料产品设计-7.3 孔的设计要点,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-8.1 制品的侧凸凹,侧凸凹制品成型中的不利点：(1)模具结构复杂，需采用对开式型腔、伸缩式型芯、侧向抽芯等结构。(2)模具制造费用加大，制造周期加长。(3)制品模塑周期加长，生产成本增加。(4)模具分型面缝隙溢料机会增多，制品的飞边大。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-8.2侧凸凹的设计与成型方法,制品形状设计准则：各部分都能顺利地、简单地从塑模中取出来，力求避免带有侧抽芯机构成型的侧凸凹形状。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-8.2侧凸凹的设计与成型方法,(1)采用拼合及活动型芯成型侧凸凹,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-8.2侧凸凹的设计与成型方法,(2)弹性制品侧面凸凹的强制拔模,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-8.2侧凸凹的设计与成型方法,(3)侧面凸凹在成形后经组合而得，或采用机械加工方法加工而成。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-9.1 嵌件的结构形式,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-9.1 嵌件的结构形式,模塑时应能防止溢料，嵌件应有密封凸台等结构 具有足够的机械强度（材质、尺寸）。(3)嵌件与塑料基体间有足够的结合强度，使用中不拔出、不旋转。嵌件表面需有环形沟槽或交叉花纹；嵌件不能有尖角，避免应力集中引起的破坏；尽可能采用圆形或对称形状的嵌件，保证收缩均匀。(4)为便于在模具中安放与定位，嵌件的外伸部分（即安放在模具中的部分）应设计成圆柱形，因为模具加工圆孔最容易（图2-69）。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-9.2 嵌件在塑件中的固定,(1)为避免制品底部过薄出现波纹形缩痕而影响外观及强度，应取嵌件底面距制品壁面的最小距离TD/6（如图）。(2)嵌件与制品侧壁的间距不能过小，以保证模具有一定的强度。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,(3)凸台中设置嵌件时，为保证嵌件结合稳定以及塑料基体的强度，嵌件应伸入到凸台的底部（需保证最小底厚），嵌件头部作成圆角。(4)小型圆柱形嵌件可用中间开槽或表面菱形滚花结构植于塑料基体之中，滚花槽深1-2mm。,塑料产品设计-9.2 嵌件在塑件中的固定,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,(5)板、片状嵌件可用孔窗固定法固定，但薄形嵌件（厚度小于0.5mm）宜用切口或打弯的方法固定。,塑料产品设计-9.2 嵌件在塑件中的固定,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,(6)杆形嵌件可用将头部打扁、冲缺、压弯、劈叉等形式固定，也可用将圆杆的中间部分压扁的方法固定。,塑料产品设计-9.2 嵌件在塑件中的固定,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-9.3 嵌件在模具中的安放与定位,嵌件的安放、定位要求：不能因设备的运动或振动而松动甚至脱落。(2)在高压塑料熔体的冲击下不产生位移和变形。(3)嵌件与模具的配合部分应能防止溢料，避免出现毛刺，影响使用性能。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-9.3 嵌件在模具中的安放与定位,轴类嵌件的安放定位：,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-9.3 嵌件在模具中的安放与定位,孔类嵌件的安放定位：,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,塑料产品设计-装配,1、粘接2、焊接3、扣接4、螺钉连接5、铆接6、弹簧夹连接,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,铆接方法多用在组装塑料和金属的成型品、或不同材质的塑料成型品。,热铆接是用带有可温控热板的装置加热加压以使树脂材料熔融固化，从而树脂接合的方法。特点 对铆接部分的损伤很小。强度趋于提高。铆接时间较长。,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,Proprietary 2004Brilliance Auto All Rights Reserved,END,
