孔設計

塑件結構設計的要求-孔設計

塑件上各種孔的位置設計,應不影響塑件的強度,還要儘量不增加模具製造的複雜性。孔與孔之間、孔與邊緣之間的距離不應太小,以確保在裝配其他零件時孔的周圍不易破裂。

1. 孔的設計

塑件上射出成型的孔,有的是為了裝入其他零件,有些還有配合精度的要求;有的孔是起修飾作用;或者為了省些物料;也有是為了專門散熱通風等。多數孔是由模具中的型芯或型芯入子(芯子)直接成型的。其類別有不通孔、通孔、階梯孔、凹階孔和交截孔;按射出成型時與主分型面的開模方向關係,有平行孔、垂直孔和傾斜孔。

2. 一般常見孔

成型孔的直徑和深度,對應模具上是型芯的直徑和高度。不通孔對應模具上的型芯 是懸臂梁,通孔的型芯可設計成簡支梁。在幾百個大氣壓的射出熔體單向壓迫下,細長的、懸臂支承的型芯更容易彎曲變形,型芯的位置更易偏移。(圖2)所推薦的最小直徑、最大長徑比可用來限制孔的設計。

型芯對充模熔體有分離作用,在孔的下游一側有熔合縫。脆性塑膠和玻璃纖維充填 塑膠的熔合縫區域的力學性能很差。因此在兩孔之間,在孔與邊緣之間的尺寸有所限制。兩成型孔之間和孔與邊緣之間的極限尺寸推薦值見(圖3)。

3. 孔的成型

在設計成型孔時還需注意以下幾方面:

  • (a) 對於裝配緊固用的聯接孔,應設置凸台,有時還附設凸台的加強肋。如(圖4-a)所示,固定孔的孔間距與孔邊距過小,孔邊緣強度不夠。(圖4-b)所示為採用凸邊增厚孔的邊緣。
  • (b) 製品上孔間距有公差要求的裝配用孔,其孔間距受收縮率影響而有誤差。如(圖5)所示,在設計製品時可考慮將其中一個圓孔改為長腰形孔。
  • (c) 用射出模上兩個懸臂型芯對接成型通孔,如(圖6)所示。受定模(母模)與動模(公模)的定位誤差影響,兩段成型孔不同軸。可用(圖6-b)所示方法,其中一根型芯比製品孔徑大 0.8mm,保證成型孔的使用要求。
  • (d) 採用簡支梁模式的型芯,其剛性好。但是對範本上用於與型芯配合的孔的精度要求高,不能有熔體洩漏。而且應當是通孔,溢料能方便清理。(圖7)的型芯設計不能用於熱固性塑膠製品的通孔成型。熱固性塑膠的溢料剛硬很難清理,會壓彎折斷型芯,常用的是(圖7-b)所示的型芯成型。
  • (e) 在成型兩個垂直的截交孔時,小孔型芯應先從側向抽拔,再脫出大孔型芯,如(圖8)所示。
  • (f) 成型不通孔時,底部壁厚應大於1/6孔徑,如(圖9-a)所示。若底部壁厚小於 1/6 孔徑,則應如(圖9-b)所示,設計成不通孔底壁外凸,凸出底部壁厚c等於製品壁厚s為好,且轉角為圓角。
  • (g) 通孔成型型芯側背在熔體料流分離後重新匯合,生成強度較差的熔合縫。如(圖10)所示,可先射出成型不通孔,再用鑽頭切削加工成通孔。該成型不通孔深度應為製品壁厚s的2/3。
  • (h) 對於矩形孔,塑膠熔體流經型芯側背時,易形成可見的流動痕跡,可用加大側 背圓角等方法來改善,如(圖11)所示。
  • (i) 殼體側壁上的通孔有熔合縫生成。改成(圖12)所示的敞口槽,消除了熔合縫,又避免了用側向抽芯機構,從而簡化了模具。

3. 可簡化模具的孔設計

改變塑件外形的結構設計,避免側向分型抽芯,簡化了模具。例如(圖13-a)所示的矩形孔成型,需側向抽芯。改成(圖13-b)和圖(圖13-d)所示的斜側壁,或改成(圖13-c) 和圖(圖13-e)所示的臺階側壁,從而避免了側向抽芯。

(圖14-a)所示的口杯把手,在注射成型時需側向分型。改成(圖14-b)後,避免側向分型。(圖15-a)的結構設計需用內側抽芯成型側向內凸台。改成(圖15-b)後,可避免內 側抽。但需外側抽成型側孔。再改成(圖15-c)可避免側抽。

塑件上斜孔、坡形孔、階梯孔和三通等形狀複雜的孔,設計成雙向拼合的型芯組為好,見(圖16)。

☆ 其他參考資料及文章

★ 【塑膠結構設計基本原則】(按圖超連結)