塑料产品结构设计的工艺性
一、 塑料产品开模前须考虑的因素
1﹑制品用在何处(外观要求)﹔怎样使用(力学性能要求)﹖ 2﹑成型塑料的收缩率多少﹖ 3﹑制品是否要同其它零件进行配合(公差要求)﹖ 产 品结构设计 4﹑制品结构脱模角分别是多少﹖ 5﹑浇口位置﹑流线﹑结合线﹑顶出痕要求﹖ 6﹑制品外观面有无特殊要求﹕咬花﹑蚀纹...﹖ 7﹑客户指定制品成型塑料的模塑特性如何﹖ 8﹑预期将模塑多少件制品﹖ 9﹑预期的模塑周期多长﹖ 10﹑需要何种类型的流道系统﹕冷流道(二板or三板)﹑热流道or两都结合 11﹑模腔的布局﹖天地方向的选择﹖ 12﹑制品出模方式的选择﹕手动拿出or自动落下﹔机械顶出﹑液压顶出or气压顶出 确定出模方向﹕首先根据制品Boss﹑Clip﹑cip等结构确定出模方向﹐若无法正常成型和1﹑制品能否从模脱模则考虑设计斜销(顶)﹑内(外)滑块侧面抽芯﹔如果制品有内外螺纹结构﹐还需设计方腔中拉出﹖能否从法一﹕以液压缸驱动齿轮﹑螺杆旋出﹔方法二﹕以齿条借助开模力﹑开模行程驱动齿轮模芯上脱下﹖ ﹑螺杆旋出 2﹑确定分型面 以模具制造加工条件的要求为根据﹐满足制品外形要求来确定模具分型面位置﹐便利简化磨削﹑铣削﹑CNC加工 模具针对制品模穴布局不平衡问题﹐(如一模一穴﹐进料点偏离模具中心一定距离﹔一模两穴3﹑制品模穴布局结﹐大小差别较大两个制品)﹐解决方法一﹕设计模楔做为模腔/模芯的一部分来平衡这些平衡吗﹖ 构力﹔方法二﹕采用倾斜式唧嘴﹔ 设计 4﹑设计合理的浇根据制品大小﹑成型材料的粘度﹑流动性能﹑可能出现的料流结合线﹑模塑周期的长短﹔借用CAE模流分析软件/ PRO/E塑料顾问等工具来确定浇口位置/大小/型式(针点﹑侧口位置﹑浇口形状边状﹑搭接式﹑锥型状?)/数目。浇口的设计决定料流结合线﹐而结合线的汇集将使内以及浇口数目 应力集中﹐这对于制品将是一个致命的破坏因素 针对一些精巧细小的部件采取模仁镶件的方法﹐如成形深而小的孔位﹔模仁成型面在工5﹑镶件和成孔销作过程中容易磨损破坏的结构﹔在分型面下方深处无法加工或难以加工的结构﹔深/厚>5的设计 的筋位 二、 结构设计原则
1. 成型尽量简单
产品的结构决定模具的结构,模具的结构决定成型的周期，成型的周期决定零件的加工成本。制件的设计必须在
满足使用要求和符合塑料本身的特性前提下，尽可能简化结构和模具、节省材料、便于成型。
塑料制品的侧面有侧凸凹或制品内部有倒扣时，模具常采用对开式凹模,侧向抽芯与滑块等抽芯结构,模具结构复杂,增加成本。因此,无特殊需要情况下,塑料制品应尽量避免侧面凸凹或简化模具结构。下表为结构设计之改进示例。
原 型 改 进 型 备 注 改进后侧面不需做滑块,模具简单,脱模容易 改进后避免了内侧倒扣,脱模容易 改进后避免了内侧倒扣,脱模容易 原制品侧壁有孔,成型时需侧向抽芯, 改进后避免了侧向抽芯 原制件内壁拐角处有倒扣，零件出模困难。改进后脱模容易 原制件扣位出模困难，改进后可以用斜顶脱模 2. 壁厚尽量均匀
壁厚增加不仅决定了机械性能，还将决定成品的质量。在塑料零件的设计中，很重要的一点是尽量使均匀。同一种零件的不同壁厚可引起零件的不同收缩性，这将导致严重的翘曲和尺寸精度问题。零件中形成的空隙和微孔，将使横截面变窄，内应力升高，有时还存在切口效应，从而大大降低其机械性能。 一块平板的抗挠刚度由材料的弹性模数和横截面的转动惯量所决定。如果盲目增加壁厚以改善塑料制品的刚性，通常会导致出现严重问题，对结晶材料尤为如此。对玻璃纤维增强材料，改变也会影响玻璃纤维的取向。靠近模具壁面，纤维按照流体流动方向取向。而在模具壁面横截面的中央部位，纤维取向混乱，从而导致出现湍流。所以说，如果不考虑后果就增加厚度，将使材料和生产成本增加，而刚性并未有增加。 对于表面要求非常高的组件如汽车轮盖，尺寸是非常重要的。正确的设计可以减少组件形成表面凹痕，以提高组件的质量。底部的材料积聚在左图所示的圆中。这个圆的大小与的尺寸相关，应该越小越好，这样才能减小或避免凹痕。如果圆太大，可能会形成内部空洞，制品的机械性能将会非常差。 左图是RDX面板改进前和改进后的设计，图b卡钩下方较厚的位置掏胶后，壁免了外表面出现严重的缩水痕 a b 左图是Odyssey 连接器座改模前和改模后的设计，图a中底部掏胶深度不够，前方两个孔的高度比图纸尺寸小了0.5mm.图b中增加了底部掏胶深度和红色部分掏胶，才解决了这个问题。 a b 3. 分型面的选择
为了便于将塑件从密闭的模腔内取出，也为了便于安放嵌件或取出浇注系统，必须将模具分成两个或几个部分。通常将分开模具能取出塑件的面称为分型面。同时，以分型面为界，模具又可被分成两大部分，即动模与定模部分。而其它的面则被称作分离面或分模面，注射模只有一个分型面。分型面合模后间隙一般不超过0.01～0.03mm，否则会形成飞边，故分型面均要进行“平面磨床”的磨削加工。
分型面的形式一般有以下几种：图1中（a）图所示为水平分型面；（b）图所示为斜分型面；（c）图所示为阶梯分型面；（d）图所示则为曲线分型面。因此对于模具设计人员来说，分型面的正确选择对模具制造及操作都有着至关重要的影响。对于斜分型面或曲线分型面,模具上需做辅助插穿位以防前后模相对滑动。
（a）
（b）
（c）
图1 分型面类型
（d）
选择分型面时应遵循如下原则: 1）．留模方式
为了便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留在下模。由于塑件的顶出机构通常设置在下模，尤其是自动化生产所用的模具，因此正确选择塑件的留模方式显得更为重要。留模方式选择正确与否会直接影响到产品质量和生产效率。
如图2（a）所示，由于型芯设在定模部分，开模后塑件会收缩而包紧型芯，使塑件留在定模一侧，因而，增加脱模的难度，使模具结构复杂，如果改用图2（b）所示的结构就会比较合理。
（a（b
图2 留模方式
2）．塑件外观
分型面应尽可能选择在不影响塑件外观的部位，而且在分型面处所产生的飞边应容易修整加工。如图3所示，一边不带圆弧球面的塑件，若采用图（a）的结构，将有损塑件表面质量，而采用图（b）的结构就比较合理。
（a
（b
图3 分型面对塑件外观的影响
3）．塑件的同轴度要求
图1-4所示为一副齿轮模具，齿轮的轮缘与台阶部分的外圆有同轴度要求。若将有同轴度要求的部分分别在动模和定模内成型，如图4（a）所示，则会因模具合模不准确而难以保证其同轴度要求；若改用图4（b）所示的结构，使有同轴度要求的部分全部在动模内成型，则可满足同轴度的要求。
4）．塑件上的飞边方向
选择分型面时，根据塑件的使用要求和所用塑料，要考虑飞边在塑件上的部位。如塑件不允许有水平飞边时，可采用如图5（b）所示的结构，有利于脱模，尤其对于流动性较好的尼龙来说，采用这种结构还可以减少飞边的产生。而采用如图5（a）所示的结构则欠妥。
（a（b
图4 有同轴度要求的分型面选择
（a（b
图5 飞边
5）．塑件的脱模斜度
选择分型面时，应考虑减小由于脱模斜度所造成的塑件大小端的尺寸差异。如图6（a）所示塑件，若型腔设在模具的一侧，则因脱模斜度造成塑件的大小尺寸差异较大，当塑件不允许有较大的脱模斜度时，采用此种结构必然使脱模困难。若塑件对外观无严格要求，可将分型面选在塑件中部，如图6（b）所示，它可采用较小的脱模斜度，有利于脱模。
（a（b
图6 分型面对脱模斜度的影响
6）．分型面的排气功能
分型面的排气功能可以把型腔内部的部分高温气体排出型腔外，保证产品表面没有气孔产生，有利于改善产品的外观质量。
一般在分型面凹模一侧开设一条深0.025～0.1mm、宽1.5～6mm的排气槽，亦可以利用顶杆、型腔、型芯镶块、烧结金属块排气。