工程部培訓教材
（機械部份）
第一部分塑料及其應用
塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力條件下具有流動性，可以被模塑成型為一定的幾何形狀和尺寸，並在成型固化後保持其既得形狀不發生變化。
一. 塑料在工業中應用的特殊優點：
1． 密度小、質量輕
2． 比強度高
3． 絕緣性能好、介電損耗低
4． 化學穩定性高
5． 減摩、耐磨效能好
6． 減震、隔音性能好
二. 塑料的缺點：
1． 不耐熱、容易在陽光、大氣、壓力和某些介質作用下老化。
在成形加工生產中，塑料還具有加熱時線膨脹係數大，冷卻後成型收縮率大等工藝問題。要達到某一精度所遇到的加工難度要比金屬製品成型時大。因此，在目前的塑料成型加工行業中，塑料製品的精度（即公差等級）由其自己單獨的標準，一般不套用金屬製品的精度。
三.塑料成型加工方法：
將塑料成型為製品的生產方法很多，最常用的有注射、擠出、壓縮、壓注、壓延、吹塑、板片材成型、層壓成型和鑄塑成型等，其中，注射成型方法在生產中應用最多。
四.塑料的分類
1． 按照聚合物的受熱行為將塑料分為兩大型別。
2． 按照固態聚合物的大分子構型也可將塑料分為結晶型塑料和非結晶型塑料兩大型別：
結晶型塑料有：pe、pp,pom、pa、聚偏二氯乙烯和聚四氟乙烯等。非結晶塑料有：ps、pmma、pc、pvc、聚醋酸乙烯酸等。
※ 附1: 《塑料鑑別圖》
塑料鑑別圖
浮沉注：慢<3in/min;
快》3in/min.
abs cnpa pvc
pom pupc
pspmma
是否是否
第二部分注塑成型
一. 注塑工藝
注塑成型主要工藝引數：溫度、壓力、時間。
二. 製件結構方面在設計階段就考慮的問題
1. 確定分型面------即以製件最大輪廓直徑處設分型面, 以分型面為界限設計脫模斜度. 分型面形狀越簡單越好, 除了考慮模具造價費用原因, 複雜的分型面因加工精度影響易導致啤塑披鋒等缺陷.
選擇分型面的原則:
1.) 分型面不僅應選擇在對製品外觀沒有影響的位置, 而且還必須考慮如何能比較容易地清除或修整掉分型面處產生的溢料飛邊.
2.) 分型面的選擇就有利於製品脫模, 否則, 模具結構便會變得較複雜. 一般就滯留在後模一側.
3.) 分型面不應影響製品的尺寸精度.
4.) 選擇分型麵時, 應盡量減小模腔(即製品)在分型面上的投影面積.
5.) 分型面應盡量與最後才能充填熔體的模腔表壁重合, 以利於排氣.
6.) 選擇分型麵時, 應晝量減小脫模斜度給製品大小端尺寸帶來的差異.
7.) 分型面應能使模具分割成便於加工的零部件, 以減小模具加工難度.
2. 凹割處理------從結構上改進應使模具製造簡單, 如盡可能採用碰穿位代替行位(滑塊), 這樣也提高了動作的可靠性. 如(圖一)所示, a)結構需側抽芯(走行位), b)改進後可採用整體式凸/冊模結構.
3. 製件的頂出------1).製件頂出系統一般設在動模內(即後模具大部分是凸模), 若預見製件粘前模, 應採取措施改善, 如增大前模出模斜度, 加倒扣位強行令膠件留在後模等.
2).頂針痕跡應設定在不影響膠件外觀位置, 如要求較高則需考慮其它頂出方式, 如頂板頂出等.
4. 澆口開設的位置------要顧及製件形狀, 可能出現的熔接痕及批除水口對外觀的影響.
5. 模具鑲件------鑲嵌界限應可能設計成與塑件本體形成台階, 以減弱可能對外觀的影響.
6. 出模斜度------1).為使製件順利出模, 內外壁應有足夠脫模斜度, 脫模斜度一般0.5~1.0.
2).製品結構複雜, 脫模斜度就應取大些.
3).斜度取法: 一般內孔以小端為準, 斜度由擴大方向取得;而外形以大端為準, 斜度由縮小方向取得. (如圖二所示)
4).因為頂出系統設大後模, 故應使膠件留在後模即要求製品內表面脫模斜度小於外表面脫模斜度, 即圖二中.
5).當側面(壁)不允許有脫模斜度的精密製件模具需採用側面走滑塊形式, 將無斜度的面做在滑塊上.
7. 壁厚------模型的冷卻時間是由最大壁厚的, 壁太厚會浪費料, 增加成本及處長啤塑時間, 另外也增加了產生縮凹的傾向; 壁太薄, 啤塑易走料不到, 及強度、剛度不夠; 壁厚薄不一, 因固化冷卻速度不同致收縮不均勻, 而造成內應力導致膠件變形翹曲等等.
8. 圓角連線------將內角做圓角連線, 避免應力集中及提高強度, 並能改善熔料的流動性.
9. 消除尖角利邊------針對玩具製品的安全標準要求, 在設計階段應改善避免膠件存在有可接觸之尖角、利邊等.
對偏差分布所做的規定可以歸納成以下三條:
○ 製品上外形尺寸採用單向負偏差,基本尺寸為最大值;
○ 製品上的內形尺寸採用單向正偏差,基本尺寸為最小值;
○ 製品和模具上的中心距尺寸均採用雙向等值正負偏差,它們的基本尺寸均為平均值.
三.針對不同側重要求的結構形式
(一) 注重外觀的結構設計
從結構設計上重點考慮避免縮水痕, 其它如模具結構對製件外觀的影響如分型線、鑲拼線、澆口(冷料穴、垃圾位等)的痕跡.
改善縮水痕的結構設計
1. 統一壁厚: 通過設計工藝孔等手段減薄特別厚的部位使壁厚均勻,壁厚變化不宜超過20%, 參見(圖三)、(圖四).
2. 把大的加強筋改變成幾條的加強筋(見圖五).
3. 把厚壁改為加強盤支援的薄壁, 加強盤處於受力方向位置(如圖六).
4. 製品表面越光亮, 縮水痕越明顯, 啞光面有掩飾縮水痕作用.
(二) 在結構上保證製件尺寸精度
影響塑料製品尺寸的主要因素: 1) 模具製造誤差(佔50%); 2) 成型條件變化(佔30%); 3) 材料指間及指內誤差(佔20%).
1. 塑件上某些高精度尺寸不能靠模塑成型達到, 如與金屬軸配合的軸孔尺寸, 應當用金屬軸套以嵌件形式嵌入膠件. (需注意設計上消除嵌件位應力的開裂).
2. 根據模具結構, 製件的尺寸分為兩類:
1) 由模具零件直接決定的尺寸. 此類尺寸都在型芯或型腔的單方面, 精度只受模具零件加工精度的影響.
2) 由兩個以上模具零件相對位置決定的尺寸. 此類尺寸較難控制如過分型麵的尺寸受飛邊(披鋒)影響, 圓筒形膠伯壁厚受型芯與型腔同軸度的影響(偏心)等.
(三) 注重外觀的結構設計
確保製件強度的原則: 1) 勿使製件壁太薄; 2) 去除尖角.
增加製件強度的措施:
1) 設加強筋: 加強筋能有效地谷增加製品的剛性和強度的目的, 比單純增加壁厚度能有效利用材料、縮短啤塑成型週期, 更具經濟性.(參考圖七)
設定加強盤應注意:
1. 加強盤高度不要超過壁厚的3倍; h≦3t
2. 加強盤底部的寬度不能超過壁厚的2/3;h≦(70%-8%)t
3. 加強筋上設計2 ~ 5的出模斜度;α=2°～5°
4. 兩條筋間的距離不得小於兩倍壁厚.
5. 圓弧半徑r0.25倍壁厚t.
2) 圓角連線: 尖角處易開裂, 原因是熔料在尖角處的流態急劇變化產生大的應力殘留, 除了鑲拼型芯和分型麵等模具結構的原因之外, 結構上均應考慮採用圓角、圓弧過渡避免應力集中, 提高強度.
圓角大小的確定: 設壁厚為t, 圓角半徑為r, 則r/t0.25. 也可在0.25~0.60之間選擇, 一般0.25t.
3) 自攻螺絲孔柱的強度: 如(圖八)所示, 在不引起縮水的前提下, 盡可能加粗凸台(司筒成型壁厚)以增加強度.
(四) 簡化結構便於模具製造
製件採用鑲拼的部位不要設計成圓角(如圖九)所示
製件外表面鑲拼部分與型腔不要成乙個平面, 應設有一台階掩飾鑲拼痕線(如圖十).
成型孔太細長難以成型,因細針型芯易受注射壓力彎曲成折斷.
應改進為細針根部加圓角並將下半段放粗(對螺絲孔有導作用).
如圖十一所示).
另外, 孔徑與深度也有一定關係, 對注射成型參考資料:
通孔: h4d 不通孔: h4~5d
否則成型針易彎變形或折斷.
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