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    塑料制品設計.ppt 36頁

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    塑料制品設計 材料科學與工程學院 材料成形與模具技術國家重點實驗室 主講:崔樹標 塑料制品的設計原則 塑料制品在使用期限中應能保證其功能和性能,因此,在對塑料制品失效分析的基礎上,還要進行理論設計計算和校核,以及實驗測試 在保證塑料制品的使用功能和性能的前提下選擇材料,同時還必須考慮加工的可行性和材料成本的大小 大多數塑件經加熱成形后固化定形,因此,必須考慮聚合物的流變過程和形態變化對塑件的影響 由于多數塑件是作為各種裝置和設備中的組成元件,其設計應統一在整機產品中,在保證整機質量的前提下,盡量降低塑料制品的成本 盡可能地將所設計的塑件標準化、系列化 塑料制品設計需要考慮的因素 主要根據使用要求進行設計 考慮塑件的結構工藝性,在滿足使用要求的前提下,盡可能做到簡化模具結構,且符合成形工藝特點,從而降低成本,提高生產效率,需要考慮以下因素 塑料的各項性能特點,如物理機械性能、成形工藝性能 在保證使用性能的前提下,結構形狀力求簡單,且有利于充模、排氣、補縮和冷卻 制品成形前后的輔助工作盡量少,技術要求和尺寸精度盡量放低,成形后最好不需要再進行機械加工 模具的總體結構應使模具零件易于制造,特別是抽芯和脫模機構 塑件結構設計的主要內容 尺寸和精度 表面粗糙度 形狀 脫模斜度 壁厚 加強肋 支承面 尺寸和精度 塑件的尺寸大小受塑料流動性的影響 流動性差的塑料和壁厚較薄的塑件尺寸不能設計得過大 塑件尺寸受到注射機的注射量、鎖模力和模板尺寸的限制 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產品要求尺寸的符合程度 模具制造的精度 塑料收縮率的波動 模具的磨損程度 成形時工藝條件的變化 成形后的時效變化 塑件的飛邊等 尺寸精度應合理選擇,盡可能選用低精度等級 塑件尺寸的A類與B類 表面粗糙度 從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等缺陷 塑料制品的表面粗糙度主要取決于模具成形零件的表面粗糙度,一般模具的表面粗糙度要比塑件的低1~2級 在生產過程中,由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增大,應隨時進行拋光復原 透明制件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同 非配合面和隱蔽面可取較大的表面粗糙度 一般型腔的表面粗糙度要低于型芯 塑件的表面粗糙度與塑料的品種有關 塑件的形狀設計 塑件的形狀在滿足使用要求的前提下,應使其有利于成形盡量不采用側向抽芯機構,避免側向凸凹、側孔 改變塑件形狀有利于成形的幾個例子 強制脫模條件 塑件的內外側凸凹形狀較淺,并且在脫模溫度下有足夠的彈性,可以采用強制脫模的方式 強制脫模應該滿足(A-B)/B≤5% 塑件強制脫模 塑件強制脫模動畫演示 脫模斜度 塑件在型腔中冷卻收縮會使它緊緊包裹在型芯上 為了順利脫模,必須在塑件內外表面沿脫模方向設計足夠的斜度,稱為脫模斜度 脫模斜度與塑料的收縮率、塑件的尺寸、結構、壁厚及成形工藝條件都有一定的關系,一般取0.5~1.5o 脫模斜度的設計原則 塑料的收縮率大、壁較厚、脫模斜度應取偏大值 塑件結構比較復雜,脫模阻力就比較大,應選用較大的脫模斜度 當塑件高度不大,可以不設脫模斜度 對于長型芯或深型腔塑件,斜度取偏小值。但通常為了便于脫模,在滿足制件的使用和尺寸公差要求的前提下,可將斜度取大些 熱固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小一些,脫模斜度也相應取小一些 一般情況下,脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內 取斜度的方向 取斜度的方向一般內孔以小端為基準,斜度由擴大方向取得,外形以大端為基準,斜度由縮小方向取得 塑件的壁厚設計 塑件壁厚的設計與塑料的性能、塑件結構、成形條件、塑件的質量及其使用要求都有密切的聯系 壁厚過小,會造成充填阻力大,對于大型、復雜制件將難于成形 壁厚過大,不僅浪費原料、還會延長冷卻時間,降低生產效率,容易產生表面凹陷、內部縮孔等缺陷 塑件壁厚的最小尺寸應滿足以下要求 具有足夠的剛度和強度 脫模時能經受脫模機構的沖擊 裝配時能承受緊固力 在滿足使用要求的前提下,制件壁厚盡量取小 塑件的壁厚設計 同一塑件的壁厚應盡量均勻一致,否則會因為冷卻和固化速度不均而產生附加應力,引起翹曲變形,壁厚的變化一般不應超過1:3 壁厚不均勻的改善 加強肋及其他增強防變形結構 通過增加塑件厚度的方法來提高其剛度和強度是不合理,也是不經濟的 通常在塑件的相應位置設置加強肋 加強肋的典型結構如圖所示 不宜過厚,b≤t 不應過高,h≤3t 足夠的斜度,α=2~5o 圓弧過渡,R≥0.25t 中心距應大于3t 大面積制品上的加強肋 加強肋不應設置在大面積制品的中央部位。當中央部位必須設置加強肋時,應在其所對應的外表面上加設楞溝,以便遮掩可能產生的流紋和凹坑 多個加強肋 如圖所示加強肋的設計,哪一個更合理? 若制品中需設置許多加強肋,其分布排列應相互錯開,以避免收縮不均引起破裂 支承面的設計 支承面是用于放

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