塑料制品的结构设计.pdf

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1、 1 第 一 章 塑 料 制 品 的 结 构 设 计 塑 料 制 品 的 结 构 设 计 又 称 塑 料 制 品 的 功 能 特 性 设 计 或 塑 料 制 品 的 工 艺 性 。 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 1、 详 细 了 解 塑 料 制 品 的 功 能 、 环 境 条 件 和 载 荷 条 件 2、 选 定 塑 料 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

2、 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 料 制 品 设 计 说 明 书 和 技 术 条 件 等 。 1.1.2 塑 料 制 品 设 计 的 一 般 原 则 1、 在 选 料 方 面 需 考 虑 ： (1) 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 ； (2) 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

3、等 ； (3) 塑 料 制 品 在 成 型 后 的 收 缩 情 况 ， 及 各 向 收 缩 率 的 差 异 。 2、 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 。 3、 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 ，

4、以 便 使 制 品 具 有 较 好 的 经 济 性 。 4、 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 。 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 。 %100 0 0 = L LL S 式 中 S 收 缩 率 ； L0 室 温 时 的 模 具 尺 寸 ； L 室 温 时 的 塑 料 制 品 尺 寸 。 2 影 响 收 缩 率 的 主

5、要 因 素 有 ： (1) 成 型 压 力 。 型 腔 内 的 压 力 越 大 ， 成 型 后 的 收 缩 越 小 。 非 结 晶 型 塑 料 和 结 晶 型 塑 料 的 收 缩 率 随 内 压 的 增 大 分 别 呈 直 线 和 曲 线 形 状 下 降 。 (2) 注 射 温 度 。 温 度 升 高 ， 塑 料 的 膨 胀 系 数 增 大 ， 塑 料 制 品 的 收 缩 率 增 大 。 但 温 度 升 高 熔 料 的 密 度 增 大 ， 收 缩 率 反 又 减 小 。 两 者 同 时 作 用 的 结 果 一 般 是 ， 收 缩 率 随 温 度 的 升 高 而 减 小 。 (3) 模 具 温

6、度 。 通 常 情 况 是 ， 模 具 温 度 越 高 ， 收 缩 率 增 大 的 趋 势 越 明 显 。 (4) 成 型 时 间 。 成 型 时 保 压 时 间 一 长 ， 补 料 充 分 ， 收 缩 率 便 小 。 与 此 同 时 ， 塑 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 。 (5) 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

7、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 。 (6) 进 料 口 尺 寸 。 进 料 口 尺 寸 大 ， 塑 料 制 品 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 。 表 2- 1、 表 2-

8、 2、 表 2- 3 为 常 用 塑 料 的 成 型 收 缩 率 。 3 4 1.3 脱 模 斜 度 脱 模 斜 度 ： 为 便 于 脱 模 ， 塑 料 制 品 壁 在 出 模 方 向 上 应 具 有 倾 斜 角 度 ， 其 值 以 度 数 表 示 （ 参 见 表 2- 4）。 1.3.1 脱 模 斜 度 确 定 要 点 (1) 制 品 精 度 要 求 越 高 ， 脱 模 斜 度 应 越 小 。 (2) 尺 寸 大 的 制 品 ， 应 采 用 较 小 的 脱 模 斜 度 。 (3) 制 品 形 状 复 杂 不 易 脱 模 的 ， 应 选 用 较 大 的 斜 度 。 (4) 制 品 收 缩 率

9、大 ， 斜 度 也 应 加 大 。 (5) 增 强 塑 料 宜 选 大 斜 度 ， 含 有 自 润 滑 剂 的 塑 料 可 用 小 斜 度 。 (6) 制 品 壁 厚 大 ， 斜 度 也 应 大 。 (7) 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 。 一 般 情 况 下 脱 模 斜 度 。 可 不 受 制 品 公 差 带 的 限 制 ， 高 精 度 塑 料 制 品 的 脱 模 斜 度 则 应 当 在 公

10、差 带 内 。 5 脱 模 斜 度 值 可 按 表 2- 4 选 取 。 由 表 中 可 以 看 出 ， 塑 料 硬 脆 、 刚 性 大 的 ， 脱 模 斜 度 要 求 大 。 具 备 以 下 条 件 的 型 芯 ， 可 采 用 较 小 的 脱 模 斜 度 ： (1) 顶 出 时 制 品 刚 度 足 够 。 (2) 制 品 与 模 具 钢 材 表 面 的 摩 擦 系 数 较 低 。 (3) 型 芯 表 面 的 粗 糙 度 值 小 ， 抛 光 方 向 又 与 制 品 的 脱 模 方 向 致 。 (4) 制 品 收 缩 量 小 ， 滑 动 摩 擦 力 小 。 1.3.2 制 品 脱 模 斜 度 设

11、 计 1、 箱 体 与 盖 类 制 品 （ 图 2- 1） 当 H 50mm 时 ， S/H=1/301/50 当 50 H 100mm 时 ， S/H 1/60 2、 格 子 板 形 制 品 （ 图 2- 2） 当 格 子 的 间 距 P 4mm 时 ， 脱 模 斜 度 =1/10P。 格 子 C 尺 寸 越 大 ， 脱 模 斜 度 越 大 。 当 格 子 高 度 H 超 过 8mm， 脱 模 斜 度 不 能 取 太 大 值 时 ， 可 采 用 图 (b)的 形 式 ， 使 一 部 分 进 入 动 模 一 侧 ， 从 而 使 脱 模 斜 度 满 足 要 求 。 6 3、 带 加 强 筋 类

12、制 品 （ 图 2- 3） )200/1500/1 ( 2 arctg H BA arctg= = A=(1.01.8)T mm； B=(0.50.7)T mm 4、 底 筋 类 制 品 （ 图 2- 4） )100/1150/1 ( 2 arctg H BA arctg= = A=(1.01.8)T mm； B=(0.50.7)T mm 5、 凸 台 类 制 品 （ 图 2- 5、 表 2- 5） )20/130/1 ( 2 arctg H DD arctg= = 高 凸 台 制 品 （ H 30mm） 的 脱 模 斜 度 ： 7 型 芯 ：)30/150/1 ( 2 arctg H dd

13、arctg= = 型 腔 ：)50/1100/1 ( 2 arctg H DD arctg= = 型 芯 的 脱 模 斜 度 应 大 于 型 腔 。 6、 最 小 脱 模 斜 度 （ 表 2- 6） 脱 模 斜 度 影 响 制 品 的 脱 出 情 况 。 如 果 脱 模 斜 度 很 小 ， 脱 模 阻 力 增 大 ， 顶 出 机 构 就 会 失 去 作 用 。 在 一 般 情 况 下 ， 不 能 小 于 最 小 脱 模 斜 度 ， 以 防 止 制 品 留 模 。 1.4 制 品 壁 厚 确 定 合 适 的 制 品 壁 厚 是 制 品 设 计 的 主 要 内 容 之 一 。 1.4.1 制 品

14、壁 厚 的 作 用 (1) 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 。 1.4.2 制 品 壁 厚 的 设 计 基 本 原 则 均 匀 壁 厚 。 即 ：

15、充 模 、 冷 却 收 缩 均 匀 、 形 状 性 好 、 尺 寸 精 度 高 、 生 产 率 高 。 (1) 在 满 足 制 品 结 构 和 使 用 要 求 的 条 件 下 ， 尽 可 能 采 用 较 小 的 壁 厚 。 (2) 制 品 壁 厚 的 设 计 ， 要 能 承 受 顶 出 装 置 等 的 冲 击 和 振 动 。 (3) 在 制 品 的 连 接 固 紧 处 、 嵌 件 埋 入 处 、 塑 料 熔 体 在 孔 窗 的 汇 合 （ 熔 接 痕 ） 处 ， 要 具 有 足 够 的 厚 度 。 8 (4) 保 证 贮 存 、 搬 运 过 程 中 强 度 所 需 的 壁 厚 。 (5) 满

16、足 成 型 时 熔 体 充 模 所 需 壁 厚 ， 既 要 避 免 充 料 不 足 或 易 烧 焦 的 薄 壁 ， 又 要 避 免 熔 体 破 裂 或 易 产 生 凹 陷 的 厚 壁 。 制 品 上 相 邻 壁 厚 差 的 关 系 (薄 壁 ： 厚 壁 )为 ： 热 固 性 塑 料 ： 压 制 1： 3， 挤 塑 1： 5 热 塑 性 塑 料 ： 注 塑 1： 1.5(2) 当 无 法 避 免 不 均 匀 的 壁 厚 时 ， 制 品 壁 厚 设 计 可 采 用 逐 步 过 渡 的 形 式 （ 图 2- 6， 图 2- 7）， 或 者 改 制 成 两 个 制 品 然 后 再 装 配 为 一 个

17、制 品 （ 图 2- 8） 等 方 法 。 制 品 壁 厚 的 设 计 可 参 照 表 2- 7表 2- 11。 9 10 11 12 1.5 加 强 筋 (含 凸 台 、 角 撑 ) 1.5.1 加 强 筋 的 作 用 (1) 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 料 制 品 本 体 某 些 壁 部

18、 过 薄 处 为 熔 体 的 充 满 提 供 通 道 。 1.5.2 加 强 筋 的 形 状 及 尺 寸 塑 料 制 品 上 加 强 筋 和 凸 台 的 形 式 和 应 用 如 图 2- 9， 图 2- 10 所 示 。 加 强 筋 尺 寸 参 数 如 图 2- 11， 图 2- 12 所 示 。 13 凸 台 的 形 状 及 尺 寸 参 数 如 图 2- 13图 2- 15 所 示 。 角 撑 位 于 制 品 边 缘 ， 支 撑 制 品 壁 面 ， 以 增 加 强 度 及 刚 度 ， 尺 寸 参 数 如 图 2- 16 所 示 。 14 1.5.3 加 强 筋 的 设 计 要 点 (1) 用

19、 高 度 较 低 、 数 量 稍 多 的 筋 代 替 高 度 较 高 的 单 一 加 强 筋 ， 避 免 厚 筋 底 冷 却 收 缩 时 产 生 表 面 凹 陷 （ 图 2- 17、 图 2- 18）。 当 筋 的 背 面 出 现 凹 陷 影 响 美 观 时 ， 可 采 用 图 2- 19 所 示 的 装 饰 结 构 予 以 遮 掩 。 (2) 筋 的 布 置 方 向 最 好 与 熔 料 的 充 填 方 向 一 致 （ 见 表 2- 12 中 示 例 ）。 (3) 筋 的 根 部 用 圆 弧 过 渡 ， 以 避 免 外 力 作 用 时 产 生 应 力 集 中 而 破 坏 。 但 根 部 圆 角

20、 半 径 过 大 则 会 出 现 凹 陷 。 (4) 一 般 不 在 筋 上 安 置 任 何 零 件 。 (5) 位 于 制 品 内 壁 的 凸 台 不 要 太 靠 近 内 壁 ， 以 避 免 凸 台 局 部 熔 体 充 填 不 足 (图 2- 20)。 加 强 筋 在 防 止 制 品 变 形 、 增 加 制 品 刚 性 方 面 的 应 用 如 图 2- 21图 2- 22 所 示 。 15 16 加 强 筋 设 计 注 意 的 问 题 参 见 表 2- 12。 17 1.6 支 承 面 制 品 的 支 承 面 不 能 是 整 个 底 面 ， 而 应 采 用 凸 边 或 凸 起 支 脚 类 结

21、 构 ， 如 三 点 支 承 、 边 框 支 承 等 ， 如 图 2- 23图 2- 26 所 示 。 1.7 圆 角 制 品 的 两 相 交 平 面 之 间 尽 可 能 以 圆 弧 过 渡 ， 避 免 因 锐 角 而 造 成 应 力 集 中 等 弊 病 （ 参 见 图2- 27 图 2- 30）。 制 品 圆 角 的 作 用 有 ： (1) 分 散 载 荷 ， 增 强 及 充 分 发 挥 制 品 的 机 械 强 度 。 (2) 改 善 塑 料 熔 体 的 流 动 性 ， 便 于 充 满 与 脱 模 ， 消 除 壁 部 转 折 处 的 凹 陷 等 缺 陷 。 (3) 便 于 模 具 的 机 械

22、 加 工 和 热 处 理 ， 从 而 提 高 模 具 的 使 用 寿 命 。 18 1.8 孔 1.8.1 制 品 孔 的 形 式 及 成 型 方 法 孔 的 形 式 很 多 ， 主 要 可 分 为 圆 形 孔 （ 图 2- 31、 图 2- 32） 和 非 圆 形 孔 两 大 类 。 19 根 据 孔 径 与 孔 深 度 的 不 同 ， 孔 可 用 下 述 方 法 成 型 ： (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 （

23、 如 孔 径 d 1.5mm）， 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 。 1.8.2 孔 的 模 塑 成 型 1、 盲 孔 成 型 （ 型 芯 一 端 固 定 ， 参 见 图 2- 33、 图 2- 34） 图 中 ， D 孔 径 、 L 孔 深 注 射 、 传 递 模 塑 D 1.5mm， L D D 1.5mm， L (24)D 压 缩 模 塑 L (22.5

24、)D 2、 通 孔 的 成 型 （ 图 2- 35图 2- 38） 20 21 3、 复 杂 型 孔 的 成 型 （ 图 2- 39） 4、 孔 的 成 型 尺 寸 参 数 （ 表 2- 13表 2- 15） 22 1.8.3 孔 的 设 计 要 点 (1) 孔 与 孔 的 中 心 距 应 大 于 孔 径 （ 两 者 中 的 小 孔 ） 的 2 倍 ， 孔 中 心 至 边 缘 的 距 离 为 孔 径 的 3 倍 。 热 塑 性 和 热 固 性 塑 料 制 品 的 孔 心 距 、 孔 边 距 还 可 参 见 图 2- 40 和 表 2- 16。 23 (2) 孔 周 边 的 壁 厚 要 加 大

25、， 其 值 比 与 之 相 装 配 件 的 外 径 大 20 40 ， 以 避 免 收 缩 应 力 所 造 成 的 不 良 影 响 。 (3) 制 品 壁 上 的 孔 （ 即 孔 轴 线 与 开 模 方 向 相 垂 直 ）， 为 避 免 侧 向 抽 芯 ， 可 用 图 2- 41 中 的 侧 壁 凹 槽 代 替 。 但 图 中 的 m- n 面 的 加 工 难 度 加 大 。 (4) 塑 料 熔 体 围 绕 型 芯 流 动 汇 合 而 形 成 塑 料 制 品 孔 时 ，会 在 孔 的 边 缘 熔 体 汇 合 处 形 成 熔 接 痕（ 图 2- 42）， 熔 接 痕 的 存 在 削 弱 了 制

26、品 的 强 度 。 解 决 的 措 施 有 ： 24 1) 孔 与 孔 之 间 应 适 当 加 大 距 离 ， 以 避 免 熔 接 痕 的 重 合 连 接 （ 图 2- 42）。 2) 型 孔 按 盲 孔 设 计 ， 留 有 1/3 壁 厚 的 连 皮 ， 以 便 让 熔 体 从 型 芯 头 上 越 过 ， 使 之 不 出 现 熔 体 汇 合 的 熔 接 痕 。 最 后 钻 （ 冲 ） 掉 孔 的 连 皮 （ 图 2- 43）。 3) 热 塑 性 塑 料 和 层 压 酚 醛 塑 料 的 薄 壁 孔 形 件 （ 如 散 热 器 窗 ）， 可 用 冲 裁 模 冲 压 出 型 孔 。 (5) 需 要

27、 钻 孔 的 制 品 ， 模 塑 孔 时 应 做 出 钻 头 的 定 位 或 导 向 部 分 的 形 状 （ 图 2- 44 和 图 2- 45）。 (6) 自 攻 螺 纹 孔 、 沉 头 螺 钉 孔 的 锥 面 孔 ， 为 防 止 孔 表 面 破 裂 ， 锥 面 始 端 距 表 面 应 不 小 于 0.5mm （ 图 2- 46）。 表 2- 17 中 列 出 了 常 见 孔 的 设 计 注 意 事 项 。 25 1.9 侧 面 凸 凹 和 侧 孔 1.9.1 制 品 的 侧 凸 凹 制 品 侧 壁 上 局 部 的 凸 出 或 凹 缺 部 分 称 为 侧 凸 凹 ， 形 式 见 图 2- 4

28、7。 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 。 26 (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 。 1.9.2 侧 凸 凹 的 设 计 与 成 型 方 法 (1) 制 品 形 状 成 型 准 则 ： 各 部 分 都 能 顺 利 地 、 简 单 地 从 塑 模 中 取 出

29、来 ， 力 求 避 免 带 有 侧 抽 芯 机 构 成 型 的 侧 凸 凹 形 状 。 表 2- 18 为 制 品 侧 凸 凹 设 计 示 例 。 27 (2) 消 除 制 品 侧 凸 凹 的 设 计 （ 图 2- 48）。 28 (3) 采 用 拼 合 及 活 动 型 芯 成 型 侧 凸 凹 （ 图 2- 49）。 (4) 弹 性 制 品 侧 面 凸 凹 的 强 制 脱 模 （ 图2- 50图2- 52）。 利 用 塑 料 的 弹 性 变 形 和 凸 凹 深 度 尺 寸 不 大 的 特 点 ， 强 制 性 地 将 制 品 从 模 中 脱 出 。 29 (5) 侧 面 凸 凹 在 成 形 后

30、经 组 合 而 得 ， 或 采 用 机 械 加 工 方 法 加 工 而 成 。 图2- 53 为 模 塑 后 钻 出 侧 孔 的 一 例 。 30 1.10 螺 纹 和 齿 轮 1.10.1 塑 料 制 品 螺 纹 的 类 型 与 选 用 (图 2 54)。 (1) 标 准 螺 纹 。 标 准 螺 纹 是 制 品 的 模 塑 螺 纹 和 攻 制 螺 纹 常 用 的 结 构 形 式 。 这 类 螺 纹 装 拆 简 便 、 快 速 ， 广 泛 用 于 联 接 与 紧 固 。 (2) 方 形 螺 纹 。 方 形 螺 纹 联 接 强 度 高 ， 用 于 管 件 制 品 的 联 接 。 (3) 梯 形

31、螺 纹 。 梯 形 螺 纹 联 接 强 度 高 ， 成 型 较 方 形 螺 纹 容 易 ， 用 于 泵 壳 等 处 高 强 度 联 接 。 (4) 锯 齿 形 螺 纹 。 这 种 螺 纹 具 有 方 形 螺 纹 的 联 接 效 率 和 V 形 螺 纹 的 强 度 ， 沿 轴 向 有 较 高 的 应 力 。 用 于 单 向 受 力 及 软 质 瓶 口 联 接 ， 应 用 面 较 窄 。 (5) 圆 弧 形 螺 纹 （ 瓶 口 螺 纹 ）。 由 玻 璃 瓶 口 螺 纹 移 植 而 来 ， 螺 纹 根 部 不 产 生 应 力 集 中 ， 旋 出 旋 入 十 分 方 便 。 成 型 时 还 可 采 用

32、 强 制 脱 出 法 脱 模 。 (6) V 形 螺 纹 （ 三 角 形 螺 纹 ）。 V 形 螺 纹 联 接 强 度 低 ， 螺 纹 牙 尖 部 分 难 于 充 满 成 型 ， 小 螺 距 （ 0.7mm） 螺 纹 不 宜 模 塑 。 1.10.2 塑 料 制 品 螺 纹 的 模 塑 成 型 方 法 这 是 塑 料 螺 纹 成 型 的 主 要 方 法 ， 用 于 螺 纹 外 径 大 于 3mm、 配 合 长 度 短 （ 30mm）、 精 度 低 的 螺 纹 。 方 法 一 ： 采 用 螺 纹 型 芯 （ 螺 纹 型 环 ） 成 型 。 需 要 有 旋 转 退 出 制 品 或 模 具 的 机

33、构 及 工 具 。 配 合 长 度 大 的 螺 纹 及 收 缩 大 的 制 品 不 宜 用 。 方 法 二 ： 瓣 合 模 具 成 型 。 螺 纹 轴 向 可 能 产 生 飞 边 （ 见 图 2- 55）， 因 而 影 响 旋 合 性 。 31 方 法 三 ： 整 体 型 芯 （ 型 环 ） 成 型 ， 成 型 后 强 制 脱 模 。 用 于 软 质 塑 料 成 型 （ 图 2- 56）。 1.10.3 塑 料 制 品 螺 纹 设 计 要 点 (1) 为 使 螺 纹 牙 尖 充 填 饱 满 、 便 于 脱 模 以 及 在 使 用 中 有 较 好 的 旋 合 性 ， 模 塑 螺 纹 的 螺 距

34、应 0.75mm， 螺 纹 配 合 长 度 12mm， 超 过 时 宜 采 用 机 械 加 工 。 (2) 塑 料 螺 纹 与 金 属 螺 纹 ， 或 与 异 种 塑 料 螺 纹 相 配 合 时 ， 螺 牙 会 因 收 缩 不 均 互 相 干 涉 ， 产 生 附 加 应 力 而 影 响 联 接 性 能 。 解 决 的 办 法 有 ： 1) 限 制 螺 纹 的 配 合 长 度 ， 其 值 小 于 或 等 于 1.5 倍 螺 纹 直 径 。 2) 增 大 螺 纹 中 径 上 的 配 合 间 隙 ， 其 值 视 螺 纹 直 径 而 异 ， 一 般 增 大 的 量 为 0.10.4mm。 (3) 塑

35、料 螺 纹 的 第 一 圈 易 碰 坏 或 脱 扣 ， 应 设 置 螺 纹 的 退 刀 尺 寸 （ 参 见 图 2- 57、 图 2- 58 和 表 2- l0）。 32 (4) 为 了 便 于 脱 模 ， 螺 纹 的 前 后 端 都 应 有 一 段 无 螺 纹 的 圆 柱 面 （ 图 2- 59、 图 2- 60）， 其 长 度 为 h1 和 h2， 前 端 直 径 d 小 于 螺 纹 小 径 ， 后 端 直 径 D 大 于 螺 纹 的 大 径 。 图 2- 61 为 此 种 结 构 的 应 用 举 例 。 (5) 同 一 制 品 上 前 后 两 段 螺 纹 的 螺 距 应 相 等 ， 旋

36、向 相 同 ， 目 的 是 便 于 脱 模 （ 见 图 2- 62a）。 若 不 相 同 ， 其 中 一 段 螺 纹 则 应 采 用 组 合 型 芯 成 型 （ 图 2- 62b）。 33 (6) 塑 料 制 品 瓶 口 螺 纹 的 结 构 及 尺 寸 见 表 2- 20表 2- 23。 图 2- 63 和 图 2- 64 为 软 质 塑 料 所 用 的 锯 齿 形 螺 纹 。 34 1.10.4 塑 料 齿 轮 (1) 塑 料 齿 轮 用 于 精 度 及 强 度 不 太 高 的 传 动 系 统 ， 其 噪 声 低 ， 自 润 滑 性 好 ， 结 构 尺 寸 见 表 2- 24。 35 (2)

37、 结 构 上 应 减 少 或 避 免 尖 角 ，避 免 截 面 的 剧 烈 变 化 ，以 防 止 应 力 集 中 和 冷 却 收 缩 不 均（ 图 2- 65）。 (3) 装 配 时 轴 与 孔 间 应 采 用 过 渡 配 合 ， 避 免 过 紧 的 配 合 （ 如 过 盈 配 合 ） 所 产 生 的 装 配 应 力 （ 图 2- 66）。 (4) 塑 料 的 收 缩 会 影 响 啮 合 性 能 ， 故 只 宜 用 于 收 缩 率 相 同 的 塑 料 齿 轮 的 传 动 。 1.11 塑 料 制 品 中 的 嵌 件 塑 料 成 型 过 程 中 所 埋 入 的 或 成 型 后 压 入 的 螺 栓

38、 、 接 线 柱 等 金 属 或 其 它 材 质 零 件 ， 统 称 为 塑 料 制 品 中 的 嵌 件 。 嵌 件 可 增 加 制 品 的 功 能 或 对 制 品 进 行 装 饰 。 嵌 件 的 模 塑 使 操 作 变 繁 ， 周 期 加 长 ， 生 产 率 降 低 （ 带 有 自 动 装 夹 嵌 件 的 机 械 手 或 自 动 线 不 在 此 列 ）。 1.11.1 嵌 件 的 结 构 形 式 1、 常 见 的 金 属 嵌 件 （ 图 2- 67） 36 2、 嵌 件 的 形 状 及 结 构 要 求 (1) 金 属 嵌 件 采 用 切 削 或 冲 压 加 工 而 成 ， 因 此 嵌 件 形

39、 状 必 须 有 良 好 的 加 工 工 艺 性 。 图2- 68 为 常 用 嵌 件 的 标 准 形 式 。 (2) 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 （ 参 见 图 2- 68）； 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 。 37 (4) 为 便 于 在

40、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）。 (5) 模 塑 时 应 能 防 止 溢 料 ， 嵌 件 应 有 密 封 凸 台 等 结 构 （ 图 2- 70）。 (6) 便 于 模 塑 后 嵌 件 的 二 次 加 工 ， 如 攻 螺 纹 、 端 面 切 削 、 翻 边 等 。 图 2- 71a 即 为 模 塑 后 再 翻 边 的 嵌 件 结 构 。 (7) 特 殊 嵌 件 的 结 构 参 见 图 2- 71。 38 3、 嵌 件

41、材 料 铜 、 铝 、 钢 、 硬 质 异 种 塑 件 、 陶 瓷 、 玻 璃 等 都 可 作 为 嵌 件 材 料 ， 其 中 ， 黄 铜 不 生 锈 、 耐 腐 蚀 、 易 加 工 且 价 格 适 中 ， 是 嵌 件 的 常 用 材 料 。 1.11.2 嵌 件 在 塑 料 制 品 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 T D/6（ 图 2- 72）。 (2) 嵌 件 与 制 品 侧 壁 的 间 距 不 能 过 小 ， 以 保 证 模 具 有 一

42、 定 的 强 度 （ 图 2- 73）。 39 (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 人 到 凸 台 的 底 部 （ 需 保 证 最 小 底 厚 ）， 嵌 件 头 部 作 成 圆 角 （ 图 2- 74）。 (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 （ 图 2- 75）， 滚 花 槽 深 12mm。 (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.

43、5mm） 宜 用 切 口 或 打 弯 的 方 法 固 定 （ 图 2- 76）。 (6) 杆 形 嵌 件 可 用 将 头 部 打 扁 、 冲 缺 、 压 弯 、 劈 叉 等 形 式 固 定 （ 图 2- 77）， 也 可 用 将 圆 杆 的 中 间 部 分 压 扁 的 方 法 固 定 （ 图 2- 78）。 40 (7) 管 形 冲 压 嵌 件 ， 可 在 冲 压 时 加 工 出 膨 凸 部 分 ， 用 以 增 强 紧 固 力 （ 图 2- 79）。 1.11.3 嵌 件 在 模 具 中 的 安 放 与 定 位 1、 嵌 件 的 安 放 、 定 位 要 求 (1) 不 能 因 设 备 的 运

44、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 。 2、 轴 类 嵌 件 的 安 放 定 位 （ 图 2- 80） 41 3、 孔 类 嵌 件 的 安 放 定 位 （ 图 2- 81图 2- 83） 42 4、 细 长 嵌 件 的 安 放 定 位 细 长 嵌 件 的 轴 线 与 料 流 方 向 垂 直 时 ，易 产 生 弯 曲 变 形 ，需 用 销 轴 等 支 承 ，以 增 加 其

45、 刚 性（ 图 2- 84）。 注 意 ， 附 加 的 支 承 孔 不 应 影 响 制 件 的 使 用 。 1.11.4 嵌 件 周 围 塑 料 的 裂 纹 和 联 接 强 度 1、 裂 纹 产 生 的 原 因 (1) 塑 料 收 缩 的 内 应 力 和 自 然 老 化 （ 图 2- 85）。 (2) 嵌 件 的 结 构 和 安 放 位 置 不 合 理 （ 图 2- 86）。 43 2、 保 证 连 接 强 度 的 必 要 条 件 最 小 壁 厚 （ 表 2- 25） 1.11.5 装 配 式 嵌 件（ 制 品 模 塑 后 再 装 入 嵌 件 ） (1) 饭 金 加 工 （ 装 配 ） 法 ，

46、 如 铆 接 （ 图 2- 87）、 折 弯 （ 图 2- 88）。 (2) 用 工 具 将 嵌 件 压 入 或 旋 入 制 品 中 （ 图 2- 89、 图 2- 90）。 44 (3) 热 插 法 。 热 固 性 塑 料 制 品 出 模 时 ， 在 热 态 下 将 嵌 件 插 入 ， 冷 却 后 即 牢 固 地 结 合 在 一 起 （ 图 2- 91）。 塑 料 收 缩 量 应 在 其 弹 性 范 围 内 ， 否 则 塑 料 会 裂 开 。 (4) 其 它 装 配 方 法 。 粘 结 ： 热 固 性 塑 料 用 环 氧 树 脂 粘 结 ， 热 塑 性 塑 料 用 溶 剂 类 粘 结 剂 粘

47、 结 。 超 声 波 装 配 ： 热 塑 性 塑 料 软 化 后 压 人 。 1.11.6 塑 料 嵌 件（ 嵌 件 的 外 插 注 射 模 塑 ） 在 金 属 条 料 、 卷 料 等 已 冲 压 零 件 的 型 孔 内 ， 模 塑 出 小 型 塑 料 零 件 ， 使 两 者 成 为 不 可 拆 卸 的 组 合 件 。 这 时 ， 金 属 冲 压 件 是 主 要 零 件 ， 塑 料 件 则 是 嵌 件 。 常 见 的 塑 料 嵌 件 为 齿 轮 、 凸 轮 、 短 轴 等 （ 图 2- 92）。 外 插 注 射 模 塑 模 具 为 三 板 式 或 点 浇 口 的 热 流 道 模 （ 图 2-

48、93）。 45 1.12 塑 料 制 品 的 凸 凹 纹 （ 滚 花 ） 凸 凹 纹 的 作 用 ： (1) 增 大 接 触 面 积 ， 防 止 使 用 中 的 滑 动 。 (2) 装 饰 或 掩 盖 制 品 的 某 些 部 位 。 (3) 增 加 装 配 时 的 结 合 牢 固 性 。 凸 凹 纹 的 设 计 要 点 ： (1) 凸 凹 纹 的 条 纹 方 向 应 与 脱 模 方 向 一 致 ， 便 于 脱 模 （ 图 2- 94a、 b）。 (2) 条 纹 的 间 距 应 尽 可 能 大 些 ， 便 于 模 具 制 造 及 制 品 脱 模 ， 一 般 为3mm， 最 小 不 小 于1.5mm， 参 见 图 2- 94c 中 的