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浅析塑料制品结构对注射成型的影响
文章作者admin: 时间:2021-04-07 19:45
浅析塑料制品结构对注射成型的影响

                                     吴维敏

                      杭州杭申模具有限公司(浙江杭州311234)

    【摘要】针对生产中经常容易被忽视的产品结构现象,总结了塑料制品成型工艺与产品结构上的一些注意点及其注意事项,例举了生产中经常采取的措施和方法,为一般塑料制品的结构设计细节给出了参考。

    关键词:塑料制品结构;注射成型;成型工艺中

    图分类号:TQ320.66文献标识码:B文章编号:1671-3508-2009-05-39-263

    1·引言

    现代工业中对各种塑料制品的生产方法很多,其中以注射成型为最常用工艺手段。其与其他成型方法相比,注射成型可以生产出几何形状非常复杂的塑料制品,而且具有成型周期短,生产效率高等优点,其应用范围越来越广泛。在产品设计过程中,塑料制品的设计是一项工艺性比较强的工作,塑料制品的设计包括材料和结构两个基本的要素,在从事模具设计的过程中经常发现很多的工艺性问题出现在产品结构设计之初,导致频繁的修改工作。判断塑料制品的工艺性一般来说主要指成型缺陷的程度和由于塑件结构而决定的模具复杂程度。

    本文就从塑料制品的注射成型工艺性的角度出发,通过对工作中经常容易忽视的典型特征来详细说明塑料制品的结构对成型质量的适应性,对从事模具工作和塑料制品设计的人员都有一定的借鉴作用。

    2·塑料制品壁厚设计

    塑件壁厚的设计(有些公司也叫肉厚)与塑件在使用方面的要求及塑料本身的特性有关。从成型质量的角度来看,主要在成型的过程中容易产生凹陷、缩孔等缺陷。壁厚太小,则会造成流动困难,不易充满型腔而造成缺料。塑件的壁厚尽可能均匀,或采取缓和的形式过渡,常见的壁厚改善措施如表1所示。关于塑件厚度的选择,一般的塑件可以参考表2中的实用数据。对塑件的结构有特殊要求的场合(比如薄壁),就需要进行深入的工艺分析,往往会带来许多需要满足工艺的附加条件,比如环境温度,注塑机的性能等,在此不再详述。



                       

    3·拔模斜度的设计技巧

    拔模斜度也叫脱模斜度,主要是为了避免塑件在脱模时由于冷却收缩而对模具的粘附、摩擦导致的损伤变形,故在塑件的脱模方向上要设置足够的拔模斜度(PP、PE硅胶、橡胶等塑件能强行脱模)。在实际的工作过程中,由于现在基本上都普及了三维的设计,只需要产品的数模上根据需要设计出足够的拔模斜度就能很方便地完成模具的设计,事实上相当多的塑件产品都没有做出相应的拔模斜度,模具设计者还需要花一部分精力对塑件进行拔模处理,由于进行拔模之后塑件的形状和装配关系会发生一定的变化,还要进行一些验证、更改的工作,一定程度上影响模具的开发进度。而国外的塑件大部分做的都比较好(充分考虑了塑件的工艺性要求)。

    拔模斜度一般要遵循3个原则:脱模角度一般取整数,如0.5°、1°、1.5°等(亚光、咬花除外);塑件的外观角度取值大于内壁的角度,以便有利于成型时的脱模;不影响外观的前提下取较大的脱模角度。塑件的常用拔模斜度见表3所示,典型材料的拔模斜度关系见表4所示。

                 

    4·凸台和加强筋结构设计

    在塑件上设计凸台,有两类:一类主要目的减少较大的支撑面,因为注塑生产的塑件很难保证较大的平面能够完全作为支撑,而采用凸台或凸点的形式;另一类,也是用的最多的,是作为螺丝柱子,其结构对成型影响较大,设计中应完全避免双台阶结构而要采取加强筋的结构,如图1所示。

                 

    在塑件上设置加强筋,目的为了提高塑件的强度和刚度,防止塑件的翘曲变形,恰当的选择加强筋的位置还能够改善塑料熔体的流动性,避免气泡,缩孔和凹陷等成型缺陷。一般在塑件上设计形状尺寸见图2所示,一般筋的壁厚为主体厚的0.4倍,最大不超过0.6倍。筋之间的间距大于4t,筋的高度低于3t。在提高零件强度的方法中,一般加筋,不增加壁厚。螺钉柱子的筋取至少低于柱子端面1.0mm,筋至少需要低于零件表面,或分型面1.0mm。多条筋相交,要注意相交带来的壁厚不均匀性问题。

                 

    5·简化模具结构和极限工艺问题的处理

    注射生产的工艺装备是模具,模具的制造成本主要取决于其加工的制造成本,而这些主要来源于模具的设计,模具是塑件的形状的复映,由于塑件结构的复杂,模具不得不结构上的复杂化,甚至出现无法实现的结构,塑件的设计之初就应该充分考虑这一点,在保证外观和功能的前提下,力争使模具的结构得到尽可能的简化,从而节约时间和成本并可以提高塑件质量。塑件上有很多的侧凹槽和侧孔等结构阻碍塑件沿顶出方向出模,一般要采取抽芯、斜顶等结构,合理的设计可以避免过多的复杂结构,如表5所示为常见的避免措施。

               

    当然,塑件的结构也时常会因为外观和装配的要求而采取侧向脱模等,往往会带来一些极限的工艺问题,这样从设计上就必须充分合理地考虑模具的结构。

    (1)小斜度的模具上处理:塑件设计之初要了解这种情况下的模具处理方法,因为这样常常会给塑件的表面或结构处带来工艺上的痕迹。比如拼接缝痕,有分型线存在等,在小斜度的处理上,模具表面光洁度高,为达到此目的,将工件小斜度的地方单独制造,镶件用线割,用磨的方法加工等。如图3所示,斜度较小(小于通常的推荐斜度),在两个R处产品采用镶入的方式,在R处就会出现拼接的痕迹,对于透明的塑料和表面要求较高的塑料来说就要斟酌考虑。

              

    (2)斜顶与滑块(行位)问题:斜顶与滑块,在分模方向与垂直于分模方向均有运动。斜顶与行位在垂直于分模的方向不能有胶位阻挡运动,要有足够的运动空间,在此不再详述。

    (3)垂直面的处理:有些塑件的外观要求不能有斜度,要保证侧壁垂直则需要设计滑块或斜顶,走滑块时有接线,为避免接线明显,一般将接线放在圆角与大面的交接处,塑件设计之初要考虑到此位置的特殊性(见图4)。

              

    6·结束语

    本文从塑件结构的角度出发,对生产中经常碰到和容易被忽视的问题进行了总结,只有在生产中进行观察研究和总结,在实践中不断地积累经验,才能生产出高品质的塑件。

    7·参考文献

    [1]曹宏深,赵仲治.塑料成型工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社,1993.


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