塑料模具设计原理
模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。所以模具又有“工业之母”的荣誉称号。下面我们来简单讲讲塑料模具设计相关的知识,希望对大家有帮助。
塑料的基本概念:
〈一〉、塑料的定义及组成,
塑料是指以高分子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有 塑性和流动性,可被塑制成一定形状,且在一定条件下保持形状不变的材料。
组成:聚合物合成树脂(40 ~ 100%)
辅助材料:增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材料。
辅助材料作用:改善材料的使用性能与加工性能,节约树脂材料(贵)
〈二〉塑料的分类:
300余品种,常用的是40余种
名称是以所使有的合成树脂作为名称来称呼:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、氧树脂,俗称:电木(酚醛树脂),有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂),玻璃钢(热固性树脂用玻璃纤维增强);英文名称:尼龙(聚酰胺)PA 聚乙烯 PE
分类:热固性塑料与热塑性塑料(按塑料的分子结构)
1、 热塑性塑料
具有线型分子链成支架型结构加热变软,泠却固化不可逆的
2、 热固性塑料:
具有网状分子链结构加热软化,固化后不可逆.
通用塑料:指产量大,用途广。价格低廉的一类塑料。如:聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,醛酚塑料,氨基塑料占塑料产量的60%
工程塑料:指机械性能高,可替代金属而作工程材料的一类,尼龙,聚磷酸脂,聚甲醛,ABS
特种塑料:隙氧树脂
〈三〉塑料的性能
1、 质量轻,密度 0.9~0.23g /cm^ 泡沫塑料 0.189g/cm
2、 比强度高:是金属材料强度的1/10 。 玻璃钢强度更高
3、 化学稳定性好
4、 电气绝缘性能优良
5、 绝热性好
6、 易成型加工性,比金属易
7、 不足:强度,刚度不如金属,不耐热。 100C以下热膨胀系数大,易蠕变,易老化。
热塑性塑料成型加工性能:
〈一〉 吸湿性:吸水的(ABS.尼龙,有机中玻璃)懦水的(聚乙烯)含水量大,易起泡,需干燥。
〈二〉 塑料物态:
1、 玻璃态:一般的塑料状态 TG 高于室温。
2、 高弹态:温度商于 TG ,高聚物变得像橡胶那样柔软,有弹性。
3、 粘流态:沾流化温度以上,高聚物相继出现塑料流动性与粘性液体流动区移,塑料成型加工就在材料的粘流态进引。
〈三〉 流动性:
塑料在一定温度压力作用下,能够充分满模具型腔各部分的性能,称作流动性。
流动性差,注射成型时需较大的压力;流动性太好,容易发生流涎及造成制件溢边。
〈四〉 流变性:高聚物在外加作用下产生流动性与变形的性质叫流变性。
牛顿型流体与非牛顿型流体。
牛顿流体 :主要取决于(流变形为)剪切应力,剪切速率和绝对粘度,低分子化合物的液体或溶液流体属于牛顿流体。
大多数高聚物熔体在成型过程中表现为非牛顿流体。
〈五〉 结晶性:冷凝时能否结晶。
无定型塑料与结晶型塑料。
结晶型:尼龙,聚丙烯,聚乙烯,无定型塑料:ABS
〈六〉 热敏性与水敏性。
〈七〉 相熔性:熔融状态下,两种塑料能否相熔到一起,不能则会分层,脱皮。
〈八〉 应力开裂及熔体破裂。
〈九〉 热性能及冷却速度。
〈十〉 分子定向(取向)。
〈十一〉收缩性。
〈十二〉毒性,刺激性,腐蚀性。
热塑料制品设计原则
一、 尺寸,精度及表面精粗糙度
〈一〉尺寸
尺寸主要满足使用要求及安装要求,同时要考虑模具的加工制造,设备的性能,还要考虑塑料的流动性。
〈二〉精度
影响因素很多,有模具制造精度,塑料的成份和工艺条件等。
〈三〉表面粗糙度
由模具表面的粗糙度决定,故一般模具表面粗糙比制品要低一级,模具表面要进引研磨抛光,透过制品要求模具型腔与型芯的表面光洁度要一致 Ra 〈 0.2 um
塑件圈上无公差要求的仍由尺寸,一般采用标准中的8 级,对孔类尺寸可以标正公差,而轴类各件尺寸可以标负出差。中心距尺寸可以棕正负公差,配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。
脱模斜度
由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象,使塑件紧抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分,使塑件取出困难,强行取出会导至塑件表面擦分,拉毛,为了方便脱模,塑件设计时必须考虑与脱模(及轴芯)方向平行的内、外表面,设计足够的脱模斜度,一般1°——1°30`。
一般型芯斜度要比型腔大,型芯长度及型腔深度越大,则斜度不减小。
壁厚
根据塑件使用要求(强度,刚度)和制品结构特点及模具成型工艺的要求而定
壁厚太小,强度及刚度不足,塑料填充困难
壁厚太大,增加冷却时间,降低生产率,产生气泡,缩孔等 。
要求壁厚尽可能均匀一致,否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力,引起塑件的变形及开裂。
加强筋
设计原则:
〈一〉中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上,使支承面易于平直。
〈二〉应避免或减小塑料的局部聚积。
〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。
支承面
塑件一般不以整个平面作为支承面,而取而代之以边框,底脚作支承面。
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