塑料制件除了使用上要求采用尖角的地方之外,其它所有转角处都应尽可能采用圆弧过渡。因为制件尖角处容易产生应力集中,在受力、受冲击振动时会发生破裂,甚至在脱模过程中就会因模塑内应力而开裂。
一般来说,采用R0.5mm的圆角就可使制件的强度大大增加。理想的内圆角半径应该大于壁厚的1/4。圆角同时还可大大改善塑料的充模特性。
塑料制件设计成圆角,也使模具型腔对应部位呈圆角,这样也增加了模具的坚固性,使模具在淬火或使用时不会因应力集中而开裂。
另外,圆角还增加了制件的美观性。
注意:在塑料制件的某些部位(如分型面、型芯与型腔配合处等)不便做成圆角,而只能采用尖角。
塑料制件上常见的孔有通孔、盲孔、螺纹孔、形状复杂的孔等多种形式,这些孔都应设置在不易削弱制件强度的地方。在孔与孔、孔与边壁之间都应留有足够的距离。孔与孔边缘之间的距离应当大于孔径,制件上固定用孔和其它受力孔的周围可以设计一个凸边来加强。
孔的直径和孔与边壁最小厚度之间的关系如下表:
表1:孔的边壁最小厚度
孔径(mm) |
孔与边壁之间的最小距离(mm) |
2 |
1.6 |
3.2 |
2.4 |
5.6 |
3.2 |
12.7 |
4.8 |
⒉盲孔
盲孔只能用一端固定的型芯来成型,深度比通孔浅。注塑或压铸成型时,孔深应小于4d;压制成型时孔深应更浅,平行于压制方向的孔深一般不超过2.5d,垂直方向的孔深为2d。
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塑料制件上的螺纹可以在模塑时直接成型,也可以用后加工的方法机械切削,在经常装拆和受力较大的地方应采用金属的螺纹嵌件。制件上的螺纹应选用螺牙尺寸较大的,螺纹直径较小时不宜采用细牙螺纹(参看表1);特别是用纤维或布基作填料的塑料成型的螺纹,其螺牙尖端部分常常为强度不高的纯树脂填充,如果螺牙过细就会影响使用强度。
表1:螺纹选用范围
螺纹公称直径
(mm) |
螺纹种类 |
公制标准螺纹 |
1级细牙螺纹 |
2级细牙螺纹 |
3级细牙螺纹 |
4级细牙螺纹 |
<3 |
+ |
- |
- |
- |
- |
3~6 |
+ |
- |
- |
- |
- |
6~10 |
+ |
+ |
- |
- |
- |
10~18 |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
18~30 |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
30~50 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
注:表中“-”为建议不采用的范围 |
模制的螺纹不能达到高精度,一般低于GB 3级,螺纹外径不能小于2mm。如果模具的螺纹牙距未加上收缩值,那么塑料螺纹与金属螺纹的配合长度就不能太长,一般不大于螺纹直径的1.5倍,否则会因收缩值不同相互干涉造成附加内应力,使连接强度降低。
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为了增加塑料制件局部的强度、硬度、耐磨性、导磁性、导电性;或者为了增加制件的尺寸与形状的稳定性、提高精度;或者为了降低塑料消耗以及满足其它多种要求,塑料制件常采用各种形状、各种材料的嵌件。但采用嵌件通常会增加制件的成本,使模具的结构复杂化,而且塑联塑料包装厂模具中安装嵌件也会降低生产效率,难以实现自动化。
多数嵌件是由各种有色或者黑色金属制成的,也有用玻璃、木材、或已经成型的塑料件等非金属材料作为嵌件。
其它特种用途的嵌件,式样很多,比如冲制的薄壁嵌件,薄壁管状嵌件等,还有如图2所示的非金属嵌件,是用ABS黑色塑料作为嵌件的改性压克力PMMA仪表壳。
为防止嵌件受力时在制件内转动或者被拔出,嵌件表面必须设计有适当的伏陷物。①菱形滚花是最常用的,无论从抗拉或抗扭来看,其固定力都是令人满意的。在受力大的场合,还可以在嵌件上开环状沟槽。小型嵌件上的沟槽宽度不应小于2mm,深度为1~2mm。②也有采用直纹滚花的,在嵌件较长时可以允许塑料作少许的轴向潜伸,以降低此方向的内应力;但这种嵌件必须开环形沟槽,以免在受力时被拔出。③六角形嵌件较少使用,因为尖角处容易产生应力集中。④片状嵌件可以用孔眼、切口、局部折弯的方法来固定。⑤薄壁管状嵌件可以把边缘全部折弯,或凸耳局部折弯来固定。⑥针状嵌件可以用压扁其中一段或者折弯等方法来固定。
嵌件安放在模具里,在成型过程中会受到高压塑料流的冲击,有可能会发生位移或变形;同时塑料还可能挤入嵌件上预留的孔或螺纹中,影响嵌件的使用。因此必须将嵌件可靠定位。圆柱形嵌件一般是靠插入模具相应的孔中来固定的;圆环形嵌件中不通孔的螺纹嵌件,可以采用插入式定位。
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塑料包装厂模具制件上的文字和符号可以做成三种不同的形式:
⑴制件上的凸字:制模时较方便,可以用机械或手工将字迹处的金属挖刻到一定深度即可;但是凸字容易被破坏。
⑵制件上的凹字:制模时必须把字迹周围的金属切削掉。此法很不经济,而且字迹周围的平面难以抛光。现多采用电铸、冷挤压、电火花等工艺。制品上的凹字可以填上各色油漆,使字迹更鲜明。
⑶在模具上需设置标记符号文字的地方,镶上刻有标记符号文字的镶块;通常为避免镶嵌的痕迹而将镶块周围的结合线作为边框,凹坑中的凸字无论在制品抛光或使用时都不易因碰撞而损坏。