★2.塑胶件的工艺性 2.1塑胶件的结构分析,请参考上一篇。 2.2 塑胶件的尺寸、精度及表面质量 影响塑件的尺寸和精度的原因主要有:①尺寸因素;②尺寸公差;③塑件的表面质量 ►①影响塑件尺寸的因素 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度,即所获得塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸的因素很多,如下表列出了主要原因。(注意:一般情况下塑件要达到金属件那样的精度是非常困难的,产生精度偏差有着诸多因素综合影响的结果。)。
►②尺寸公差 塑件的尺寸精度一般是根据使用要求确定的,但还必须充分考虑塑料的性能及成形工艺的特点,过高的精度要求是不合理的。 塑件尺寸公差等级分为7级(参考GB/T14486-1993确定,尺寸公差代号为MT。) 如下表,可供设计塑件及模具时参考,目前一般不采用1、2级精度: 上表参考的具体 塑件公差数值表,如下: 注意:标准中规定的数值以塑件成形后或经必要的处理后,在相对湿度为65%,温度为20℃的环境下放置20h后,其塑件和量应为20℃时为准。 ★对塑件的精度要求,要根据具体情况来分析,一般配合部分尺寸精度高于非配合尺寸精度。塑件的精度要求越高,模具的制造精度要求也越高,模具的制造难度及成本亦越高,而塑件的废品率也会增加。因此,应合理地选用精度等级。 ► ③塑件的表面质量 塑料制品表面质量包括有无斑点、条纹、凹痕、气泡、变色等缺陷,还有表面光泽性和表面粗糙度。表面缺陷必须避免;表面光泽性和表面粗糙度应根据塑料制品使用要求而定,尤其是透明制品,对光泽性和表面粗糙度有严格要求。 塑料制品的表面粗糙度,除了在成形时从工艺上尽可能避免冷疤、波纹等疵点外,主要由模具成形零件的表面粗糙度决定。一般模具的表面粗糙度比塑料制品的表面粗糙度高一级。 对于透明的塑料制品要求型腔和型芯的表面粗糙度相同,而不透明的塑料制品,则根据使用情况可以不同。有些塑料制品的表面要求Ra0.05~0.8µm的表面粗糙度,而模具在使用中由于型腔的磨损,表面粗糙度将逐渐降低,因此需要经常抛光型腔表面,以保持其原有的表面粗糙度。 2.3 塑胶件螺纹及齿轮设计 ►(1)螺纹设计 一般塑件螺纹的螺距不小于0.7mm,塑件螺纹极限尺寸见下表: 注意:对于经常拆装和受力较大的螺纹,则应采用金属的螺纹嵌件。塑件上螺纹,一般精度低于IT8级,并选用螺牙尺寸较大者。细牙螺纹尽量不采用成形的方法,而是采用金属螺纹嵌件,因为螺牙过细将会影响使用强度。 塑料螺纹与金属螺纹的适配长度应不大于螺纹直径的1.5倍(一般配合长度为8~10牙),过长会产生附加内应力,致使连接强度降低。 为了增加塑件螺纹的强度,防止最外圈螺纹崩裂或变形,其始端和末端均不应突然开始和结束,应有一段过渡,过渡长度为t,如下图表(在同一塑件上的两端螺纹应方向相同螺距相等)。 ►(2)齿轮设计 齿轮也可直接成形,但受到塑件自身的流动性和收缩性的限制其结构尺寸受到一定的限制,如下表齿轮各部分的尺寸关系。 注意:设计塑料齿轮时,应为减小尖角处的应力集中及齿轮在成形时成形应力的影响,应尽量避免截面的突然变化,尽可能加大圆角及过渡圆弧的半径;为避免装配时产生应力,轴与孔应尽可能不采用过盈配合,采用过渡配合。为避免齿形因收缩而变形,还必须使齿轮厚度均匀。相互啮合的塑料齿轮宜用相同塑料制成。 ★2.4 带嵌件塑件设计 塑件中镶入嵌件的目的是为了增加塑件局部的强度、硬度、耐磨性、导电性、导磁性等;或是为了增加塑件的尺寸和形状的稳定性,提高精度;或是为了降低塑料的消耗以及满足其他多种要求。采用嵌件一般会增加塑件的成本,使模具结构复杂,而且在模塑成形时,因在模具中安装嵌件会降低塑件的生产率,难于实现自动化。 如下图示,为几种常见的金属嵌件: ★①圆筒形嵌件 注意:圆筒形嵌件,有通孔和不通孔的,光孔和螺纹孔的。 带螺纹孔的嵌件是最常见的,它用于经常拆卸或受力较大的场合或导电部位的螺纹连接。 ★②突出圆柱形嵌件(有光杆、丝杆、阶梯杆等形状。)。 ★③片状锻件(常用作塑件内的导体、焊片等)。 ★④贯穿嵌件(用来提高塑件的强度,如汽车方向盘。)。 注意:金属嵌件的形状设计要满足使用要求,又要保证嵌件与塑料之间的固定连接,防止受力时转动,一般采用开槽开孔。折弯、滚花等形式。对于带有螺纹的嵌件,应保证螺纹同塑件之间的距离,防止塑料通过螺纹进入模具的嵌件槽或孔内。 同时,金属嵌件冷却时尺寸变化与塑料的热收缩值相差很大,会使嵌件周围产生很大的内应力,造成塑件的开裂。对某些高刚性的工程塑料更为严重,但对于弹性和冷流动性大的塑料则应力较低。选择膨胀系数与塑料相近的金属嵌件,内应力值可降低。为防止开裂,可将大型的金属嵌件预热,同时要保证金属嵌件周围的塑料层的厚度,参见下表塑料层厚度: |
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