2021-01-16 16:08:08|已浏览：344815次
塑料的分类
塑料按照受热属性分类，分为热固性和热塑性两种，区分两种塑料的规则一般是在一定温度加热一段时间或加入硬化剂后有无发生化学反应而硬化，发生化学反应而硬化的叫热固性塑料，反之则叫热塑性塑料。
塑料按照基本性能分类主要分为通用塑料、工程塑料、功能塑料。通用塑料主要有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、ABS，特点是产量大，价格底，性能一般。工程塑料主要有聚酰胺（PA）、 聚碳酸（PC）、 聚甲醛、聚苯醚 等，特点是优异的机械性能，电性能，化学性能，耐热性，耐磨性和尺寸稳定性，工程塑料的产量相对较少，价格较贵。功能塑料主要有医用塑料、光敏塑料等，具有特种功能的塑料。
塑料的成形方式：
一般来说塑料的成型方法有以下几种：注射成型、挤压成型、压铸成型、发泡、吹塑、真空吸塑、中空成型、机加工等。
由于塑料的种类及性能、使用场合、成型工艺等条件的影响，对塑料件的结构设计也就自然会产生一些特殊的要求及方法，涉及的内容相当多。而我本人主要接触的是注射成型的热塑性塑料件的结构设计，我的分享主要针对这个模块。
1、 利用注塑工艺生产产品时，由于塑料在模腔中的不均匀冷却和不均匀收缩以及产品结构设计的不合理，容易引起产品的各种缺陷：缩印、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤、飞边。
2、 为得到高质量的注塑产品，我们必须在设计产品时充分考虑其结构工艺性，下面结合注塑产品的主要结构特点分析避免注塑缺陷的方法。
2.1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。
2.1.1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。
2.1.2例如：保险杠的开模方向一般为车身坐标χ方向，如果开模方向设计成与χ轴不一致，则必须在产品图中注明其夹角。
2.1.3开模方向确定后，可选择适当的分型线，以改善外观及性能。
2．2脱模斜度
2.2.1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。
2.2.2适当的脱模斜度可避免产品顶伤。
2.2.3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，并保证产品开口部位的材料密度强度。
2.3产品壁厚
2.3.1各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5～4mm，当壁厚超过4mm时，将引起冷却时间过长，产生缩印等问题，应考虑改变产品结构。
2.3.2壁厚不均会引起表面缩印。
2.3.3壁厚不均会引起气孔和熔接痕。
2.4加强筋
2.4.1加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。
2.4.2加强筋的厚度必须小于产品壁厚的1/3，否则引起表面缩印。
2.4.3加强筋的单面斜度应大于1.5°，以避免顶伤。
2.5圆角
2.5.1圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。
2.5.2圆角太小可能引起模具型腔应力集中，导致型腔开裂。
2.5.3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刀铣加工，而避免低效率的电加工。
2.5.4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或清角。
2.6孔
2.6.1孔的形状应尽量简单，一般取圆形。
2.6.2孔的轴向和开模方向一致，可以避免抽芯。
2.6.3当孔的长径比大于2时，应设置脱模斜度。此时孔的直径应按小径尺寸（最大实体尺寸）计算。
2.6.4盲孔的长径比一般不超过4。
2.6.5孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。
2.7注塑模的抽芯机构及避免
2.7.1当塑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。
2.7.2.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。
2.8一体铰链
2.8.1利用PP料的韧性，可将铰链设计成和产品一体。
2.8.2作为铰链的薄膜尺寸应小于0.5mm，且保持均匀，
2.8.3注塑一体铰链时，浇口只能设计在铰链的某一侧。
2.9嵌件
2.9.1在注塑产品中镶入嵌件可增加局部强度、硬度、尺寸精度和设置小螺纹孔（轴），满足各种特殊需求。同时会增加产品成本。
2.9.2嵌件一般为铜，也可以是其它金属或塑料件。
2.9.3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。
2.9.4嵌件周围塑料应适当加厚，以防止塑件应力开裂。
2.9.5设计嵌件时，应充分考虑其在模具中的定位方式（孔、销、磁性）
2.10标识产品标识一般设置在产品内表面较平坦处，并采用凸起形式，选择法向与开模方向尺可能一致的面处设置标识，可以避免拉伤。
2.11注塑件精度由于注塑时收缩率的不均匀性和不确定性，注塑件精度明显低于金属件，应按 标准选择适当的公差要求（OSJ1372-1978）
2.12注塑件的变形提高注塑产品结构的刚性，减少变形。尽量避免平板结构，合理设置翻边，凹凸结构。设置合理的加强筋。
2.13气辅注塑
2.13.1采用气辅注塑，可提高产品刚性，减少变形。
2.13.2采用气辅注塑，可以避免缩印。
2.13.3采用气辅注塑，可以节省原材料，缩短冷却时间。
2.14焊接（热板焊、超声波焊、振动焊）
2.14.1采用焊接，可提高联接强度。
2.14.2采用焊接，可简化产品设计。
3．合理考虑工艺和产品性能之间的矛盾
3.1设计注塑产品时必须综合考虑产品外观、性能和工艺之间的矛盾。有时牺牲部分工艺性，可得到很好的外观或性能。
3.2结构设计实在无法避免注塑缺陷时，尽可能让缺陷发生在产品的隐蔽部位。
注塑件设计要点
1、 开模方向和分型线
2、 脱模斜度
3、 零件壁厚
4、 加强筋
5、 圆角和孔
6、 抽芯机构及避免
7、 塑件的变形
8、 一体铰链
9、 嵌件
10、 气辅注塑
11、 综合考虑工艺性和零件性能
注塑成型
将颗粒状或粉末状塑料置于注射机料筒内加热，使其熔融后用推杆或旋转螺杆施加压力，使料筒内的胶料丛喷嘴和模具的浇注系统注射到模具型腔中冷却成型的方法。详见下图1、图2.
图1 注塑成型示意图
图2 注塑机整体结构
