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塑胶件设计及注射成形工艺---塑胶件脱模优化设计(设计篇04)

 学习新知识tzh 2023-07-09 发布于广东

6.塑胶件避免尖角设计

      塑胶件的内部和外部需要避免产生尖角,尖角会阻碍塑胶熔料的流动,容易产生外观缺陷;同时在尖角处容易产生应力集中,降低零件强度,使得零件在承受载荷时失效。因此,在塑胶件的尖角处,应当添加圆角,使得零件光滑过渡。

6.1 避免零件外部尖角

     塑胶件外部圆角设计如下图示:

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注意:塑件外部尖角也不可一概而论。

塑件分型面处的圆角会造成模具结构复杂,增加模具成本,同时零件上容易出现断差(圆角面会有结合线断差),影响外观。因此:在零件分型面处直角的设计较好。

6.2 避免在塑胶熔料流动方向上产生尖角

     在塑胶件塑胶熔料流动方向上避免产生尖角或直角边,如下图,图中箭头的方向为塑胶熔料的流动方向。在原始的设计中,尖角易导致零件在注射过程中产生困气,局部的高温造成塑胶分解,在零件表面产生外观缺陷,同时尖角容易产生内应力;在改进的设计中,通过设计的优化避免尖角的产生,保证塑胶熔料的流动顺畅。

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6.3 避免零件壁连接处产生尖角

     应力集中是塑胶件失效的主要原因之一,应力集中降低了零件的强度,使得零件很容易在冲击载荷和疲劳载荷作用下失效。

     应力集中大多发生在零件尖角处。塑胶件应当避免尖角的设计,在尖角的地方添加圆角,以减小和避免应力集中的发生。零件尖角容易出现在零件主壁与侧壁连接处、壁与加强筋连接处、壁与支柱连接处等。

     零件内部圆角与应力集中系数的关系如下图示。其中T为零件壁厚,R为零件内圆角,P为零件承受的载荷。

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由上图可见,当R<0.3T时,应力急剧升高;当R>0.8T时,则基本没有应力集中现象发生。

一般来说,零件截面连接处内部圆角R为0.5T,外部圆角为1.5T,即保证了零件的均匀壁厚,又减少了零件连接处应力集中,如下图示,当然,圆角也不可太大,否则容易使得零件局部壁厚太厚,造成缩水。

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7.塑胶件脱模斜度的设计

塑胶材料从熔融状态转变为固体状态将产生一定量的尺寸收缩,零件因此而围绕凸模和型芯产生收缩而包紧。为了便于塑胶件从模具中顺利脱模,防止脱模时划伤零件表面,与脱模方向平行的零件表面一般应具有合理的脱模斜度,如下图示:

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塑胶材料、零件的形状和厚度、模具的表面处理和顶出机构等决定了脱模斜度的大小,零件脱模斜度大小的设计原则如下原则:

① 零件若无特殊要求,脱模斜度一般取1°~2° 。

② 对于收缩率大的塑胶件应选用较大的脱模斜度。

③ 尺寸精度要求高的零件特征处应选用较小的脱模斜度。

④ 凸模侧脱模斜度一般小于凹模侧脱模斜度,以利于零件脱模。

⑤ 塑胶件壁厚较厚时,成型收缩增大,因此脱模斜度应取较大值。

⑥ 咬花面和复杂面脱模斜度应取较大值,咬花的大小决定脱模斜度大小。

⑦ 对于玻璃纤维增强塑料,脱模斜度宜取较大值。

⑧ 脱模斜度的大小与方向不能影响产品的功能实现。

例如:两个零件具有运动关系时,需要考虑配合处的脱模斜度大小和方向,否则会影响产品功能的实现。某电器产品上按钮与面板的结构剖面图如下图示(按钮的功能是触发电器开关):

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产品设计要求按钮在运动过程中不会被面板卡住,否则按钮不能触发开关,以至于不能正确行使功能,同时要求按钮在运动过程中不会左右摇晃,手感好。这就要求按钮的运动路线是垂直的直线运动,按钮与面板的配合面处必须保证上下间隙一致。

⑨ 零件某些平面因为功能需要可以不设置脱模斜度,但模具则需设计侧抽芯结构,模具结构复杂,成本高。

⑩ 在零件功能和外观等允许情况下,零件脱模斜度应尽可能大。较小的脱模斜度会增加零件在顶出过程中表面划伤及损坏的可能性;同时,较小的脱模斜度要求模具表面抛光处理或复杂的模具顶出机构,增加模具成本。

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