塑料制品结构设计1.pptx
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料的冻结取向要加大，制品的内应力亦大，收缩率也就增大。成型的冷却时 间一长，塑料的固化便充分，收缩率亦小。
制品壁厚 结晶型塑料(聚甲醛除外)的收缩率随壁厚的增加而增加，而非
结晶型塑料中，收缩率的变化又分下面几种情况：ABS和聚碳酸酯等的收缩 率不受壁厚的影响；聚乙烯、丙烯腈—苯乙烯、丙烯酸类等塑料的收缩率 随壁厚的增加而增加；硬质聚氯乙烯的收缩率随壁厚的增加而减小。
零部件的安装、连接、固定、运动方式需要积累各种典型结构 类型，考虑各种结构的优劣、适用场合，尽可能采用简单的方 式实现；
表面处理工艺不仅和外观要求有关，还要考虑加工成本、工艺 难度等制造生产要求；
结构设计同时要考虑塑料注塑模具的加工要求：动定模分模线 的位置，是否需要侧抽芯，浇口位置，脱模斜度，壁厚是否均 匀，表面粗糙度，模具成本，型腔数目等。
塑料制品在成型后的收缩情况，及各向收缩率的差异。 在制品形状方面：能满足使用要求，有利于充模、排气、补 缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受 热固化（热固性塑料制品）等。
在模具方面：应考虑它的总体结构，特别是抽芯与脱出制品 的复杂程度。同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺， 以便使制品具有较好的经济性。
在成本方面：要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、 使用寿命和更换期限，尽可能降低成本。
设计塑料零件时需注意的要点：
比较各种材料的基本特性。
金属具有更高的
密度 最高使用温度 刚性/强度 导热性 导电性
工程塑料具有更好的
机械避震 热伸缩性 断裂伸长率 韧性
必须对产品所有的要求和限制条件进行完整和 细致的分析，选择合适的材料。
具有较低同向收缩率的材料通常提供了较好的 尺寸控制——对于小公差工件来说是一个重要 的考虑因素。
影响收缩率的主要因素有：
成型压力 型腔内的压力越大，成型后的收缩越小。 注射温度 收缩率随温度的升高而减小。 模具温度 通常情况是，模具温度越高，收缩率增大的趋势越明显。 成型时间 成型时保压时间一长，补料充分，收缩率小。与此同时，塑
目标：优良的产品性能，同时获得较低的成本。 设计任务：
材料选择 选择合适的加工过程 强度计算 模具设计
1、结构设计的内容和步骤
设计零部件形状、数量、相互空间位置、选择材料、 确定尺寸、进行各种计算、按比例绘制结构方案总图。
充分考虑现有的各种条件，如加工条件、现有材料、 各种标准零部件、相近机器的通用件等。
塑料的性质受使用环境、加工过程、模具设计 和操作条件的影响
从样品到量产
借助原料制造商的经验，将新的设计理念转化 成实际产品
源自文库
1.1.2 塑料制品设计的一般原则
在选料方面需考虑：
塑料的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水 性以及对应力的敏感性等；
塑料的成型工艺性，如流动性、结晶速率，对成型温度、 压力的敏感性等；
结构设计是从定性到定量，从抽象到具体，从粗略到 精细的设计过程。
结构设计的步骤
设计任务书对结构设计的要求 初步确定主要功能载体的结构 初步确定辅助功能载体结构 检查主辅助功能载体结构相互影响及配合性 详细设计主辅功能载体结构，确定两种结构的零部件几何 尺寸、相互位置等 对设计的进一步完善 技术和经济评价
结构设计主要包括3个方面
定性分析构形（各零件形状、数目、位置关系） 定量计算尺寸，确定材料 按比例绘制结构图。 结构设计主要目标是：保证功能，提高性能， 降低成本。
1.1.2 结构设计基本要求
功能和工作原理明确 结构简单 安全可靠
1、功能和工作原理明确
功能明确：所选择结构要达到预期的功能， 每个分功能有确定的结构来承担，各部分结 构之间有合理的联系。要避免冗余结构，尽 量减少静不定结构。
§1.1 塑料制品设计的一般程序和原则
1.1.1 塑料制品设计的一般程序
详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 选定塑料品种 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） 样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 制品设计、绘制正规制品图纸 编制文件，包括塑料制品设计说明书和技术条件等
材料特性 例如：半结晶热塑性塑料收缩率高于非结晶热塑性塑料。 工件尺寸 孔、肋板等工件特征起到限制收缩的作用，减小整体收缩率。 进料口尺寸 进料口尺寸大，塑料制品致密，收缩小。靠近进料口的区
域收缩小于远离进料口的区域。
玻璃纤维等的填充物 收缩率随填充量的增加而减小。
一 塑料制品结构设计
主要内容
结构设计概述 塑料制品的收缩 塑料制品几何形状设计（脱模斜度、壁厚、加强筋、 凸台、角撑、支承面、边缘、平面、拱底、圆角、孔、 避免侧面凸凹和侧孔、螺纹、凸凹纹（滚花）、文字、 标记和符号） 嵌件设计（作用、形式、设计要点） 联接件设计（螺钉联接、卡夹联接、铰链联接） 塑料制品的尺寸精度与表面质量 设计实例
什么是结构设计？
结构设计时需要考虑如下要点：
确定尺寸，选择材料，零部件的安装、连接、固定方式，运动 部件的结构，表面处理工艺和模具加工要求等。其中，确定尺 寸最重要的依据是积累的经验数据，包括形状尺寸、定位尺寸、 配合尺寸；
选择材料要考虑材料的成本，成型特点，物理和化学性能等， 塑料件的连接结构很多利用了材料本身的弹性和强度特性；
一般来说，半结晶性热塑性塑料主要用于机械 强度高的部件，而无定型热塑性塑料由于不易 弯曲，则常被应用于外壳。
§1.2 塑料制品的收缩
塑料制品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 L0 L 100% L0
S——收缩率； L0——室温时的模具尺寸； L——室温时的塑料制品尺寸。
工作原理明确：所选结构的物理作用明确， 从而可靠地实现能量流（力流）、物料流和 信号流的转换或传导。
2、结构简单
零部件数量少 零件几何形状简单 采用标准零部件 操作简单，结构布置合理，信号显示醒目 包装简单，运输方便
3、安全可靠
机器安全包括4个方面：零件安全、整机安全、 工作安全、环境安全
安全技术法：直接安全技术法（安全存在原理、 有限损坏原理、冗余配置原理）、间接安全技 术法、指导性安全技术法
制品壁厚 结晶型塑料(聚甲醛除外)的收缩率随壁厚的增加而增加，而非
结晶型塑料中，收缩率的变化又分下面几种情况：ABS和聚碳酸酯等的收缩 率不受壁厚的影响；聚乙烯、丙烯腈—苯乙烯、丙烯酸类等塑料的收缩率 随壁厚的增加而增加；硬质聚氯乙烯的收缩率随壁厚的增加而减小。
零部件的安装、连接、固定、运动方式需要积累各种典型结构 类型，考虑各种结构的优劣、适用场合，尽可能采用简单的方 式实现；
表面处理工艺不仅和外观要求有关，还要考虑加工成本、工艺 难度等制造生产要求；
结构设计同时要考虑塑料注塑模具的加工要求：动定模分模线 的位置，是否需要侧抽芯，浇口位置，脱模斜度，壁厚是否均 匀，表面粗糙度，模具成本，型腔数目等。
塑料制品在成型后的收缩情况，及各向收缩率的差异。 在制品形状方面：能满足使用要求，有利于充模、排气、补 缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受 热固化（热固性塑料制品）等。
在模具方面：应考虑它的总体结构，特别是抽芯与脱出制品 的复杂程度。同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺， 以便使制品具有较好的经济性。
在成本方面：要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、 使用寿命和更换期限，尽可能降低成本。
设计塑料零件时需注意的要点：
比较各种材料的基本特性。
金属具有更高的
密度 最高使用温度 刚性/强度 导热性 导电性
工程塑料具有更好的
机械避震 热伸缩性 断裂伸长率 韧性
必须对产品所有的要求和限制条件进行完整和 细致的分析，选择合适的材料。
具有较低同向收缩率的材料通常提供了较好的 尺寸控制——对于小公差工件来说是一个重要 的考虑因素。
影响收缩率的主要因素有：
成型压力 型腔内的压力越大，成型后的收缩越小。 注射温度 收缩率随温度的升高而减小。 模具温度 通常情况是，模具温度越高，收缩率增大的趋势越明显。 成型时间 成型时保压时间一长，补料充分，收缩率小。与此同时，塑
目标：优良的产品性能，同时获得较低的成本。 设计任务：
材料选择 选择合适的加工过程 强度计算 模具设计
1、结构设计的内容和步骤
设计零部件形状、数量、相互空间位置、选择材料、 确定尺寸、进行各种计算、按比例绘制结构方案总图。
充分考虑现有的各种条件，如加工条件、现有材料、 各种标准零部件、相近机器的通用件等。
塑料的性质受使用环境、加工过程、模具设计 和操作条件的影响
从样品到量产
借助原料制造商的经验，将新的设计理念转化 成实际产品
源自文库
1.1.2 塑料制品设计的一般原则
在选料方面需考虑：
塑料的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水 性以及对应力的敏感性等；
塑料的成型工艺性，如流动性、结晶速率，对成型温度、 压力的敏感性等；
结构设计是从定性到定量，从抽象到具体，从粗略到 精细的设计过程。
结构设计的步骤
设计任务书对结构设计的要求 初步确定主要功能载体的结构 初步确定辅助功能载体结构 检查主辅助功能载体结构相互影响及配合性 详细设计主辅功能载体结构，确定两种结构的零部件几何 尺寸、相互位置等 对设计的进一步完善 技术和经济评价
结构设计主要包括3个方面
定性分析构形（各零件形状、数目、位置关系） 定量计算尺寸，确定材料 按比例绘制结构图。 结构设计主要目标是：保证功能，提高性能， 降低成本。
1.1.2 结构设计基本要求
功能和工作原理明确 结构简单 安全可靠
1、功能和工作原理明确
功能明确：所选择结构要达到预期的功能， 每个分功能有确定的结构来承担，各部分结 构之间有合理的联系。要避免冗余结构，尽 量减少静不定结构。
§1.1 塑料制品设计的一般程序和原则
1.1.1 塑料制品设计的一般程序
详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 选定塑料品种 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） 样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 制品设计、绘制正规制品图纸 编制文件，包括塑料制品设计说明书和技术条件等
材料特性 例如：半结晶热塑性塑料收缩率高于非结晶热塑性塑料。 工件尺寸 孔、肋板等工件特征起到限制收缩的作用，减小整体收缩率。 进料口尺寸 进料口尺寸大，塑料制品致密，收缩小。靠近进料口的区
域收缩小于远离进料口的区域。
玻璃纤维等的填充物 收缩率随填充量的增加而减小。
一 塑料制品结构设计
主要内容
结构设计概述 塑料制品的收缩 塑料制品几何形状设计（脱模斜度、壁厚、加强筋、 凸台、角撑、支承面、边缘、平面、拱底、圆角、孔、 避免侧面凸凹和侧孔、螺纹、凸凹纹（滚花）、文字、 标记和符号） 嵌件设计（作用、形式、设计要点） 联接件设计（螺钉联接、卡夹联接、铰链联接） 塑料制品的尺寸精度与表面质量 设计实例
什么是结构设计？
结构设计时需要考虑如下要点：
确定尺寸，选择材料，零部件的安装、连接、固定方式，运动 部件的结构，表面处理工艺和模具加工要求等。其中，确定尺 寸最重要的依据是积累的经验数据，包括形状尺寸、定位尺寸、 配合尺寸；
选择材料要考虑材料的成本，成型特点，物理和化学性能等， 塑料件的连接结构很多利用了材料本身的弹性和强度特性；
一般来说，半结晶性热塑性塑料主要用于机械 强度高的部件，而无定型热塑性塑料由于不易 弯曲，则常被应用于外壳。
§1.2 塑料制品的收缩
塑料制品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 L0 L 100% L0
S——收缩率； L0——室温时的模具尺寸； L——室温时的塑料制品尺寸。
工作原理明确：所选结构的物理作用明确， 从而可靠地实现能量流（力流）、物料流和 信号流的转换或传导。
2、结构简单
零部件数量少 零件几何形状简单 采用标准零部件 操作简单，结构布置合理，信号显示醒目 包装简单，运输方便
3、安全可靠
机器安全包括4个方面：零件安全、整机安全、 工作安全、环境安全
安全技术法：直接安全技术法（安全存在原理、 有限损坏原理、冗余配置原理）、间接安全技 术法、指导性安全技术法