注塑件设计要点课件

140主要内容一、基本定义二、注塑件常见缺陷三、注塑件设计原则四、注塑件设计要点1主要内容一、基本定义1240一、基本定义注塑模模具是指利用其本身特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。注塑模具是指利用其本身特定密闭腔体用注射的方式去成型具有一定形状和尺寸的立体形状塑料制品的工具。2一、基本定义2340一、基本定义注塑件注塑件是指利用注塑模具的特定形状并利用注塑的方式来成型的具有一定形状和尺寸的制品.3一、基本定义3440主要内容一、基本定义二、注塑件常见缺陷三、注塑件设计原则四、注塑件设计要点4主要内容 一、基本定义4540二、注塑件常见缺陷开裂开裂是塑料制品较常见的一种缺陷，产生的主要原因是由于应力变形所致。主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。充填不足充填不足主要由以下原因引起:树脂容量不足;型腔内加压不足;树脂流动性不足;排气效果不好等。皱纹及麻面产生这种缺陷的原因在本质上与充填不足相同，只是程度不同。缩坑缩坑的原因也与充填不足相同，应在设计上注意壁厚均匀，应尽可能地减少加强肋、凸柱等地方的壁厚。5二、注塑件常见缺陷5640二、注塑件常见缺陷溢边溢边主要是由模具自身的原因引起,在成型条件上，可从降低塑料流动性上入手。熔接痕熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。一般情况下，主要影响外观，对涂装、电镀产生影响。严重时会影响制品强度。翘曲、变形由成型条件引起残余应力造成变形时，可通过降低注射压力、提高模温并使模具温度均匀及提高树脂温度或采用退火方法予以消除应力;脱模不良引起应力变形时，可通过增加推杆数量或面积、设置脱模斜度等方法加以解决;由于冷却方法不合适，使冷却不均匀或冷却时间不足时，可调整冷却方法及延长冷却时间等;对于成型收缩所引起的变形，必须修正模具的设计。6二、注塑件常见缺陷6740二、注塑件常见缺陷白化白化现象最主要发生在ABS树脂制品的推出部分。脱模效果不佳是其主要原因。可采用降低注射压力，加大脱模斜度，增加推杆的数量或面积，减小模具表面粗糙度值等方法改善，当然，喷脱模剂也是一种方法，但应注意不要对后续工序，如烫印、涂装等产生不良影响。流纹流纹是从浇口沿着流动方向，弯曲如蛇行一样的痕迹。它是由于树脂由浇口开始的注射速度过高所导致。因此，扩大烧口横截面或调低注射速度都是可选择的措施。另外，提高模具温度，也能减缓与型腔表面接触的树脂的冷却速率。银线、烧伤、气泡等7二、注塑件常见缺陷7840主要内容一、基本定义二、注塑件常见缺陷三、注塑件设计原则四、注塑件设计要点8主要内容 一、基本定义8940三、注塑件设计原则实现预期功能的原则注塑件设计要从整体上考虑它的功能要求。注塑结构零部件的主要功能有：保护电路及电路元器件、承受载荷、传递运动和动力以及保持有关零部件之间的相对位置或运动轨迹等。设计师要将功能进行分解，得到若干个子功能。各子功能由不同的结构件承担，各结构之间要关系合理、协调。满足美观要求的原则现代电子产品对注塑件外观提出了更高的要求，而先进的制造工艺和表面处理方法也为多样化的造型提供了有力保障。结构设计师在考虑充分满足功能等要求的同时，也要积极配合工业设计师，尽量让产品具有优美的外形,使产品同时具有内在美与外在美。9三、注塑件设计原则满足美观要求的原则91040三、注塑件设计原则便于成型加工的原则在保证使用要求、满足预期功能的前提下，注塑件设计力求简单、便于脱模；根据制品要求设置不同的脱模斜度；设置合理的圆角还可以改善模具的加工工艺，如型腔可直接用R刀铣销加工，避免低效率的电加工。尽量简化模具结构的原则简化模具结构有时是与便于成型加工是相辅相成的。注塑件设计，应尽量避免或减少抽芯机构，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯。10三、注塑件设计原则尽量简化模具结构的原则101140主要内容一、基本定义二、注塑件常见缺陷三、注塑件设计原则四、注塑件设计要点11主要内容 一、基本定义111240四、注塑件设计要点开模方向和分型线每个注塑产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线，以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响。开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯减少拼缝线，延长模具寿命。另外，可选择适当的分型线，以改善外观及性能。12四、注塑件设计要点121340四、注塑件设计要点脱模斜度适当的脱模斜度可避免产品拉毛。光滑表面的脱模斜度应大于0.5度，细皮纹表面大于1度，粗皮纹表面大于1.5度。适当的脱模斜度可避免产品顶伤。深腔结构产品设计时外表面斜度要求小于内表面斜度，以保证注塑时模具型芯不偏位，得到均匀的产品壁厚。（1）热塑性塑料件脱模斜度取0.53.0。热固性酚醛压塑件取0.51.0。（2）塑料收缩率大，塑件壁厚大则脱模斜度取大些。（3）对塑件高度或深度较大的尺寸，应取较小的脱模斜度。13四、注塑件设计要点13塑胶种类型腔斜度型芯斜度ABS40”1.2度35”1度防火ABS40”1.2度35”1度PA66+玻纤25”45”20”40”PMMA35”1度30”30”1度透明PC35”1度30”50”1440不同材料的推荐脱模斜度四、注塑件设计要点塑胶种类型腔斜度型芯斜度ABS40”1.2度35”1度防141540四、注塑件设计要点壁厚各种注塑件均有一定的壁厚范围，一般为0.54mm，当壁厚超过4mm时，将引起冷却时间过长，产生缩印等问题。壁厚不均会引起表面缩印，还会引起气孔和熔接痕。塑件的最小壁厚应满足的条件：（1）保证塑件的使用时的强度和刚度；（2）使塑料熔体充满整个型腔。15四、注塑件设计要点塑件的最小壁厚应满足的条件：151640四、注塑件设计要点就设计原则来说要求同一塑件各处的壁厚均匀一致，否则制品成型收缩不均，易产生内应力，导致制品开裂、变形。当无法避免壁厚不均时，可做成倾斜的形状,使壁厚逐渐过渡。或者使壁厚相差过大的两塑件分别成型，然后粘合成为制品。16四、注塑件设计要点16塑胶种类最小壁厚小型件壁厚中型件壁厚大型件壁厚ABS0.751.251.63.25.4防火ABS0.751.251.63.25.4PA66+玻纤0.450.751.62.43.2PMMA0.81.52.246.5透明PC0.951.82.334.51740四、注塑件设计要点注塑件的壁厚选择塑胶种类最小壁厚小型件壁厚中型件壁厚大型件壁厚ABS0.75171840四、注塑件设计要点孔（1）孔的形状应尽量简单，一般取圆形。孔的轴向和开模方向一致，可以避免抽芯。当孔的长径比大于2时，应设置脱模斜度。盲孔的长径比一般不超过4。孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。固定用孔因承受较大负荷，可设计周边增厚来加强。斜孔或形状复杂的孔可采用拼合的型芯来成型。18四、注塑件设计要点18自攻螺钉规格ST2.2ST2.9ST3.5ST4.2ST4.8ST5.5ST6.3塑料件孔径1.72.32.83.64.14.85.81940（2）自攻螺钉对应的塑料件孔径自攻螺ST2.2ST2.9ST3.5ST4.2ST4.8ST19t 4 t 0 .6 tt 3 t1 .01 .01 .01202140四、注塑件设计要点加强筋的设计原则：（1）沿塑料流向设置，从而降低塑料的充模流动阻力。（2）应避免或减少塑料的局部集中，以防止产生凹陷和气泡。（3）加强筋以设计矮一些多一些为好。21四、注塑件设计要点212240四、注塑件设计要点圆角圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。还可能引起模具型腔应力集中，导致型腔开裂。设置合理的圆角，可以提高注塑件强度，利于塑料的充模流动。在塑件对应模具型腔部位设计成圆角，可以使模具在淬火和使用时不致因应力集中而开裂，提高模具的坚固性。但不同的圆角可能会引起分型线的移动，应结合实际情况选择不同的圆角。22四、注塑件设计要点22tt23400 .5 t1 .5 t1 .5 t0 .5 t四、注塑件设计要点注塑圆角值由相邻的壁厚决定，一般取壁厚的0.51.5倍，但最好不小于0.5mm。分型面的位置要郑重选择圆角，在分型面有圆角，圆角部分需出在模具另外一边，制作有一定难度，在圆角处有细微的痕迹线。但需要防割手时要进行圆角。tt230 .5 t1 .5 t1 .232440四、注塑件设计要点避免抽芯机构当零件按开模方向不能顺利脱模时，应设计抽芯机构。抽芯机构能成型复杂产品结构，但易引起产品拼缝线，缩印等缺陷，并增加模具成本，缩短模具寿命。设计注塑产品时，如无特殊要求，尽量避免抽芯结构。如孔轴向和筋的方向改为开模方向，利用型腔型芯碰穿等方法。24四、注塑件设计要点242540四、注塑件设计要点强制脱模塑件的内外侧凹陷或凸起较浅，同时成型零件的塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛这类带有足够弹性的塑料时，模具可采取强制脱模。为使强制脱模时的脱模阻力不要过大引起塑件损坏和变形，塑件侧凹深度必须在要求的合理范围内，同时还要重视将凹凸起伏处设计为圆角或斜面过渡的结构。a)(A-B)100%/B5%b)(A-B)100%/C5%25四、注塑件设计要点a)(A-B)100%/B252640四、注塑件设计要点材料选取注塑件材料的选择原则：（1）塑胶材料的适应性（2）塑料制品的使用性能（3）塑料制品的使用环境（4）塑料的加工性能（5）塑料原料的来源26四、注塑件设计要点 材料选取262740四、注塑件设计要点ABS用途:玩具、机壳、日常用品；特性:坚硬、不易碎、可涂胶水，但损坏时可能有利边出现。PP用途:玩具、日常用品、包装胶袋、瓶子；特性:有弹性、韧度强、延伸性大、但不可涂胶水。POM用途:机械零件、齿轮、杠杆、家电外壳；特性:耐磨、坚硬但脆弱，损坏时容易有利边出现PA用途:齿轮、滑轮；特性:坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。27四、注塑件设计要点27材料密度热变形温度脆化温度吸水率洛氏硬度弯曲强度拉伸强度POM1.42168-400.251209162PA661.15182-301.511810083PBT1.3158-450.311056170改性PPO1.06190-450.071199567增强PC1.4147-1000.071101601102840PA66在玻璃纤维增强后，强度明显提高，吸水率与脆化温度降低，能满足在特殊环境中工作的要求。改性PPO也是较为理想的材料之一，它与尼龙、玻璃纤维等组成合金塑料，综合性能得到显著提高。四、注塑件设计要点TPMS发射模块的材料选择材料密度热变形温度脆化温度吸水率洛氏硬度弯曲强度拉伸强度PO282940四、注塑件设计要点精度选择影响塑件尺寸精度的因素：1、模具制造的精度，约为1/3；2、成型时工艺条件的变化，约为1/3；3、模具磨损及收缩率的波动。对于小尺寸制品，模具制造误差对尺寸精度影响最大；大尺寸制品则收缩波动为主要影响。塑胶零件一般精度不高，实际使用中，我们主要检验装配尺寸，在平面图上主要标注总体尺寸，装配尺寸，及其它需要控制的尺寸。我国于1993 年发布了GB/T1448693 工程塑料模塑塑料件尺寸公差，设计者可根据所用的塑料原料和零件使用要求，根据标准中的规定确定零件的尺寸公差。大部分的塑料成形品皆能维持相当紧密之尺寸公差，除了高收缩性的材料之外如PE，PP，Nylon，POM及软质PVC，其收缩率达到2至3，而一般热塑性制品的商业许可公差为0.5。29四、注塑件设计要点29序号基本尺寸(mm)精度等级12345678公差数值（mm）1360.040.070.100.160.240.400.500.6436100.050.080.110.180.260.440.540.70410140.050.090.120.200.300.480.600.76514180.060.100.130.220.340.540.660.84618240.060.110.150.240.380.600.740.94724300.070.120.160.260.420.660.821.04830400.080.140.180.300.460.740.921.18940500.090.160.220.340.540.861.061.361050650.110.180.260.400.620.981.221.581165800.130.200.300.460.721.141.441.8412801000.150.220.340.540.841.341.662.103040四、注塑件设计要点在不同尺寸范围内的精度数值序号基本尺寸(mm)精度等级12345678公差数值（mm）30塑胶种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度未注公差ABS2345防火ABS2345PA66+玻纤3456PMMA2345透明PC2345PC+ABS23453140四、注塑件设计要点不同材料所使用的经济精度塑胶种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度未注公差ABS313240（1）在塑胶表面光洁度特别高的地方，将此范围圈出，标注表面状态为镜面；（2）塑胶零件的表面一般平滑，光亮，表面粗糙度一般为Ra2.50.2um；（3）塑胶的表面粗糙度，主要取决于模具型腔表面的粗糙度，模具表面的粗糙度要求比塑胶零件的表面粗糙度高1到2级。用超声波、电解抛光模具表面能达到Ra0.05。四、注塑件设计要点注塑件的表面粗糙度32（1）在塑胶表面光洁度特别高的地方，将此范围圈出，标注323340四、注塑件设计要点嵌件注塑产品中镶入嵌件可增加局部强度、硬度、耐磨、导磁、导电性能、尺寸精度，起装饰作用，镶入嵌件可设置小螺纹（轴），满足各种特殊需求，但同时会增加产品成本。嵌件一般为铜，也可以是其它金属或塑料件。嵌件结构有柱状、针杆状、片状和框架等。33四、注塑件设计要点333440四、注塑件设计要点嵌件设计要点：（1）嵌件在嵌入塑料中的部分应设计止转和防拔出结构。如:滚花、孔、折弯、压扁、轴肩等。（2）防止塑件应力开裂。防止成型时嵌件周围产生严重的应力集中和熔接痕。嵌件周围塑料应适当加厚，嵌件转折处应以斜面或圆角过渡，在机加工后应进行去毛刺和去油污处理。（3）设计嵌件时，保证嵌件安装准确并具有良好的稳定性。模具的定位孔、定位杆或定位槽与嵌件之间采用间隙配合，配合长度应足够使嵌件抵抗物料的冲击。34四、注塑件设计要点343540切断切断四、注塑件设计要点（4）防止细长或薄板类嵌件受塑料压力作用而弯曲变形。（5）为了提高安放嵌件的效率，可采取将嵌件成组安放。塑件成型之后再将嵌件两端连接部分切断。35切断切断四、注塑件设计要点350.5364012四、注塑件设计要点支承面（1）注塑件易变形，当有一面作为支承面来使用时，将该面设计为一个整面是不合理的，因为平板状在成型收缩后很容易翘曲变形，稍许不平都会影响良好的支承作用，故以边框式或点式(三点或四点)结构设计塑件支承面。在定位面积上要小，如平面的支承应当改为小凸点，凸环。（2）当注塑件底部有加强筋时，应使加强筋高度低于支承面至少0.5mm。0.53612四、注塑件设计要点363740四、注塑件设计要点（3）固定用的凸耳或台阶应有足够的强度，以承受紧固时的作用力。应避免台阶突然过渡和支承面过小，凸耳应用加强筋加强。37四、注塑件设计要点373840四、注塑件设计要点设计缺陷的处理（1）当设计缺陷不可避免时，应将其设计在隐蔽之处。比如，模具滑块的拼缝线尽量设计在结构件壳体内部；（2）合理设置分模线位置，使溢边易于去除.38四、注塑件设计要点383940四、注塑件设计要点设计分析（1）结构强度分析通过软件分析，可以模拟结构件所能承受的载荷，以便在开模之前发现设计强度不足的缺陷。（2）拔模分析通过分析软件，可以计算拔模角大小，防止模具制作时倒扣现象的出现。39四、注塑件设计要点设计分析（2）拔模分析394040四、注塑件设计要点（4）其它可靠性分析如热分析、电磁场分析等（3）按键疲劳寿命分析通过软件分析，可以模拟按键的预期设计寿命，作为进一步改进设计的依据。40四、注塑件设计要点（4）其它可靠性分析（3）按键疲劳寿命404140谢 谢！41谢 谢！41