一、塑料制品的设计
①塑料制品的形状和尺寸
在具体设计塑料制品时,为了有效地分散内应力,应遵循这样的原则:制品外形应尽可能保持连续性,避免锐角、直角、缺口及突然扩大或缩小。
对于塑料制品的边缘处应设计成圆角,其中内圆角半径应大于相邻两壁中薄者厚度的70%以上;外圆角半径则根据制品形状而确定。
对于壁厚相差较大的部位,因冷却速度不同,易产生冷却内应力及取向内应力。因此,应设计成壁厚尽可能均匀的制件,如必须壁厚不均匀,则要进行壁厚差异的渐变过渡。
②合理设计金属嵌件
塑料与金属的热膨胀系数相差5~10倍,因而带金属嵌件的塑料制品在冷却时,两者形成的收缩程度不同,因塑料的收缩比较大而紧紧抱住金属嵌件,在嵌件周围的塑料内层受压应力,而外层受拉应力作用,产生应力集中现象。
在具体设汁嵌件时,应注意如下几点,以帮助减小或消除内应力。
a.尽可能选择塑料件作为嵌件。
b.尽可能选择与塑料热膨胀系数相差小的金属材料做嵌件材料,如铝、铝合金及铜等。
c.在金属嵌件上涂覆一层橡胶或聚氨酯弹性缓冲层,并保证成型时涂覆层不熔化,可降低两者收缩差。
d.对金属嵌件进行表面脱脂化处理,可以防止油脂加速制品的应力开裂。
e.金属嵌件进行适当的预热处理。
f.金属嵌件周围塑料的厚度要充足。例如,嵌件外径为D,嵌件周围塑料厚度为h,则对铝嵌件塑料厚度h≥0.8D;对于铜嵌件,塑料厚度h≥0.9 D。
g.金属嵌件应设计成圆滑形状,最好带精致的滚花纹。
③塑料制品上孔的设计
塑料制品上孔的形状、孔数及孔的位置都会对内应力集中程度产生很大的影响。
为避免应力开裂,切忌在塑料制品上开设棱形、矩形、方形或多边形孔。应尽可能开设圆形孔,其中椭圆形孔的效果最好,并应使椭圆形孔的长轴平行于外力作用方向。如开设圆孔,可增开等直径的工艺圆孔,并使相邻两圆孔的中心连接线平行于外力作用方向,这样可
以取得与椭圆孔相似的效果;还有一种方法,即在圆孔周围开设对称的槽孔,以分散内应力。
二、塑料模具的设计
在设计塑料模具时,浇注系统和冷却系统对塑料制品的内应力影响较大,在具体设计时应注意如下几点。
①浇口尺寸
过大的浇口将需要较长的保压补料时间,在降温过程中的补料流动必定会冻结更多的取向应力,尤其是在补填冷料时,将给浇口附近造成很大的内应力。
适当缩小浇口尺寸,可缩短保压补料时间,降低浇口凝封时模内压力,从而降低取向应力。但过小的浇口将导致充模时间延长,造成制品缺料。
②浇口的位置
浇口的位置决定厂塑料熔体在模腔内的流动情况、流动距离和流动方向。.当浇口设在制品壁厚最大部位时,可适当降低注射压力、保压压力及保压时间,有利于降低取向应力。当浇口设在薄壁部位时,宜适当增加浇口处的壁厚,以降低浇口附近的取向应力。
熔体在模腔内流动距离越长,产生取向应力的几率越大。为此,对于壁厚、长流程且面积较大的塑料件,应适当分布多个浇口,能有效地降低取向应力,防止翘曲变形。
另外,由于浇口附近为内.应力多发地带,可在浇口附近设汁成护耳式浇日,使内应力产生在护耳中,脱模后切除内应力较大的护耳,可降低塑料制品内的内应力。
③流道的设计
设计短而粗的流道,可减小熔体的压力损失和温度降,相应降低注射压力和冷却速度,从而降低取向应力和冷却压力。
④冷却系统的设计
冷却水道的分布要合理,使浇口附近、远离浇口区、壁厚处、壁薄处都得到均匀且缓慢的冷却,从而降低内应力,
⑤顶出系统的设计
要设计适当的脱模锥度,较高的型芯光洁度和较大面积的顶出部位,以防止强行脱模产生脱模应力。
(编辑:huananzhusu)
①塑料制品的形状和尺寸
在具体设计塑料制品时,为了有效地分散内应力,应遵循这样的原则:制品外形应尽可能保持连续性,避免锐角、直角、缺口及突然扩大或缩小。
对于塑料制品的边缘处应设计成圆角,其中内圆角半径应大于相邻两壁中薄者厚度的70%以上;外圆角半径则根据制品形状而确定。
对于壁厚相差较大的部位,因冷却速度不同,易产生冷却内应力及取向内应力。因此,应设计成壁厚尽可能均匀的制件,如必须壁厚不均匀,则要进行壁厚差异的渐变过渡。
②合理设计金属嵌件
塑料与金属的热膨胀系数相差5~10倍,因而带金属嵌件的塑料制品在冷却时,两者形成的收缩程度不同,因塑料的收缩比较大而紧紧抱住金属嵌件,在嵌件周围的塑料内层受压应力,而外层受拉应力作用,产生应力集中现象。
在具体设汁嵌件时,应注意如下几点,以帮助减小或消除内应力。
a.尽可能选择塑料件作为嵌件。
b.尽可能选择与塑料热膨胀系数相差小的金属材料做嵌件材料,如铝、铝合金及铜等。
c.在金属嵌件上涂覆一层橡胶或聚氨酯弹性缓冲层,并保证成型时涂覆层不熔化,可降低两者收缩差。
d.对金属嵌件进行表面脱脂化处理,可以防止油脂加速制品的应力开裂。
e.金属嵌件进行适当的预热处理。
f.金属嵌件周围塑料的厚度要充足。例如,嵌件外径为D,嵌件周围塑料厚度为h,则对铝嵌件塑料厚度h≥0.8D;对于铜嵌件,塑料厚度h≥0.9 D。
g.金属嵌件应设计成圆滑形状,最好带精致的滚花纹。
③塑料制品上孔的设计
塑料制品上孔的形状、孔数及孔的位置都会对内应力集中程度产生很大的影响。
为避免应力开裂,切忌在塑料制品上开设棱形、矩形、方形或多边形孔。应尽可能开设圆形孔,其中椭圆形孔的效果最好,并应使椭圆形孔的长轴平行于外力作用方向。如开设圆孔,可增开等直径的工艺圆孔,并使相邻两圆孔的中心连接线平行于外力作用方向,这样可
以取得与椭圆孔相似的效果;还有一种方法,即在圆孔周围开设对称的槽孔,以分散内应力。
二、塑料模具的设计
在设计塑料模具时,浇注系统和冷却系统对塑料制品的内应力影响较大,在具体设计时应注意如下几点。
①浇口尺寸
过大的浇口将需要较长的保压补料时间,在降温过程中的补料流动必定会冻结更多的取向应力,尤其是在补填冷料时,将给浇口附近造成很大的内应力。
适当缩小浇口尺寸,可缩短保压补料时间,降低浇口凝封时模内压力,从而降低取向应力。但过小的浇口将导致充模时间延长,造成制品缺料。
②浇口的位置
浇口的位置决定厂塑料熔体在模腔内的流动情况、流动距离和流动方向。.当浇口设在制品壁厚最大部位时,可适当降低注射压力、保压压力及保压时间,有利于降低取向应力。当浇口设在薄壁部位时,宜适当增加浇口处的壁厚,以降低浇口附近的取向应力。
熔体在模腔内流动距离越长,产生取向应力的几率越大。为此,对于壁厚、长流程且面积较大的塑料件,应适当分布多个浇口,能有效地降低取向应力,防止翘曲变形。
另外,由于浇口附近为内.应力多发地带,可在浇口附近设汁成护耳式浇日,使内应力产生在护耳中,脱模后切除内应力较大的护耳,可降低塑料制品内的内应力。
③流道的设计
设计短而粗的流道,可减小熔体的压力损失和温度降,相应降低注射压力和冷却速度,从而降低取向应力和冷却压力。
④冷却系统的设计
冷却水道的分布要合理,使浇口附近、远离浇口区、壁厚处、壁薄处都得到均匀且缓慢的冷却,从而降低内应力,
⑤顶出系统的设计
要设计适当的脱模锥度,较高的型芯光洁度和较大面积的顶出部位,以防止强行脱模产生脱模应力。

