塑膠零件
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塑膠零件的實(shí)例教程
通用塑膠零件設(shè)計(jì) 塑膠零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一點(diǎn)通
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展開 當(dāng)塑膠柱內(nèi)孔在鎖自攻螺絲時(shí)，一般有兩種方式產(chǎn)生螺紋：
a. 螺紋成型：當(dāng)螺絲旋入塑膠柱內(nèi)孔時(shí)，是通過冷流（俗稱擠壓）來產(chǎn)生螺紋的，塑膠會(huì)產(chǎn)生局部變形而不是被切削，故稱之為螺紋成型（無碎屑產(chǎn)生），此種螺絲也稱為螺紋成型自攻螺絲。
螺紋成型自攻螺絲會(huì)產(chǎn)生高內(nèi)應(yīng)力，因?yàn)椴牧鲜菙D壓變形而不是被去除。因此，這種螺絲適用于具有中低彎曲模量的塑膠材料（比如常見的ABS、PC、PA、PP等熱塑性材料及低玻纖填充的熱塑性材料）。
b. 螺紋切削：當(dāng)螺絲螺旋前進(jìn)時(shí)，螺絲尾部具有鋒利的切削刃，在旋入內(nèi)孔過程中時(shí)會(huì)切削塑料，形成螺紋，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些碎屑（有碎屑產(chǎn)生），此種螺絲也稱為螺紋切削自攻螺絲。
與螺紋成型自攻螺絲相比，螺紋切削自攻螺絲會(huì)產(chǎn)生更低的內(nèi)應(yīng)力，使其適用于具有更高彎曲模量（更硬）塑膠材料（比如高玻纖填充塑膠材料、熱固性材料等）。
注意：采用螺紋切削自攻螺絲時(shí)，具有正確的螺絲柱內(nèi)孔直徑和深度非常重要，孔深度必須比螺釘嚙合長(zhǎng)度更深，以留出空間儲(chǔ)存切削產(chǎn)生的碎屑。螺紋切削自攻螺絲的最大缺點(diǎn)是在拆卸過程中會(huì)出現(xiàn)螺紋剝離。
由于在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，大部分塑膠件都是采用中低彈性模量的塑膠材料，因此，比較常用的是螺紋成型自攻螺絲，為了便于描述，以下直接把螺紋成型自攻螺絲簡(jiǎn)稱為自攻螺絲。
塑膠件螺紋連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：
連接強(qiáng)度原則；
成型性原則；
一、連接強(qiáng)度原則
一個(gè)塑膠件與另外一個(gè)零件通過螺紋連接結(jié)構(gòu)連接緊固在一起時(shí)，此兩個(gè)零件在結(jié)合處存在相互平衡的張力 F 和壓縮力 F，這力F稱為預(yù)緊力（或軸向力），表示初始緊固力。
主要分為以下三步：
a.
展開 上下塑膠件的強(qiáng)度必須足夠大，底部焊接零件必須通過焊接治具進(jìn)行支撐，治具需要緊靠在零件的四周，否則在焊接過程中易產(chǎn)生變形。
上下塑膠件的尺寸精度要求高，否則焊接區(qū)域變形會(huì)導(dǎo)致剪切量不均勻，以及焊接失。
以上缺點(diǎn)限制了剪切型焊接結(jié)構(gòu)一般只適用于外形規(guī)則的小產(chǎn)品，大產(chǎn)品很難控制。
剪切型焊接結(jié)構(gòu)可以和凹槽型焊接等結(jié)構(gòu)配合使用，如下圖。
以上，未完待續(xù)。。。
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氣輔注塑成型可被認(rèn)為是中空吹塑成型的變型，其過程是先向模具腔中注入經(jīng)過準(zhǔn)確計(jì)量的占模腔一定比例的塑膠熔體，這一過程稱為“欠料注塑”，再直接往熔融塑膠中注入一定體積和壓力的高壓氮?dú)猓瑲怏w在塑膠熔體的包圍下沿著阻力最小的方向擴(kuò)散前進(jìn)。
由于靠模壁部分的塑膠溫度低，表面粘度高，而製作較厚部分中心塑膠熔體的溫度高，粘度低，所以氣體容易對(duì)中心塑膠熔體進(jìn)行穿透和排空，在制件的厚部形成中空氣道，而被氣體所排空的熔融塑膠又被氣體壓力推向模具末端直至充滿模具型腔，在冷卻階段壓縮氣體對(duì)塑膠熔體進(jìn)行保壓補(bǔ)縮。待制品冷卻凝固后再卸氣，然后開模頂出。
氣輔注塑方法主要有以下兩種：
1）封閉式氣體注射（SEALED INJECTION GAS)方法：
是把氣體直接注入模腔內(nèi)，使塑料成品中空的方法。無需采用活閥，只是通過簡(jiǎn)單模具加工，把氣輔氣嘴裝在模具中。
在同一模具上，可有單一或多個(gè)注入氣體的地方，這視乎同產(chǎn)品的需要，要求令產(chǎn)品有良好效果和提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)有較大的靈活性。
2）可從注塑機(jī)的射嘴進(jìn)氣（IN-GAS NOZZLE）方法：
可在注塑機(jī)上安裝一個(gè)特制封閉注氣射嘴。
應(yīng)用氣體輔助注塑技術(shù)，有以下優(yōu)點(diǎn)：
自由設(shè)計(jì)
綜合功能較為復(fù)雜的塑膠零件可以整裝為單一的組件.
可以在同一零件上結(jié)合厚壁和薄壁部分.
使用空心的"加強(qiáng)筋"部分可以提高其強(qiáng)度.
提高零件質(zhì)量
由于減小了微收縮,因此扭曲和變形就減少了.
消除縮痕.
由于注射點(diǎn)的數(shù)量減少,所以波紋和熔接線也相應(yīng)減少.
降低生產(chǎn)成本
由于減少了壁厚,因此降低了零件成品的總重量.
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這幾年隨著新能源汽車、電池、儲(chǔ)能、充電樁等領(lǐng)域的快速發(fā)展,一大批用于強(qiáng)電、弱電連接領(lǐng)域的新型塑膠零件開始逐漸增多；區(qū)別于傳統(tǒng)的純塑膠件、一般此類結(jié)構(gòu)件是塑膠包裹銅板、銅片、襯套等，從結(jié)構(gòu)上也不符合傳統(tǒng)塑膠領(lǐng)域的設(shè)計(jì)規(guī)范，具有壁厚不均勻、局部薄壁、局部厚壁、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)；產(chǎn)品一般使用的塑膠材料為含玻纖（>20%）的PBT\PPB\PA6\PA66等；此類零件給模具設(shè)計(jì)、CAE模流仿真分析
治具與工具
在1972年MIM工藝發(fā)明之后，金屬零件可以被如塑膠注射一樣的制作出來，這引起金屬加工與塑膠制品業(yè)的不小震驚與騷動(dòng)！隨著MIM技術(shù)的推廣與時(shí)俱進(jìn)，尤其是最近十年(2012-2022)在移動(dòng)通訊的電子產(chǎn)品助攻之下，MIM技術(shù)和產(chǎn)品能見度大幅提高，且盛況空前。
缺點(diǎn)：
對(duì)塑膠零件注塑精度要求高，兩側(cè)間隙大則導(dǎo)致焊接效果減弱，兩側(cè)間隙小干涉會(huì)導(dǎo)致焊接失敗（主要指水、氣泄漏）。
對(duì)塑膠零件的壁厚有要求（最好≥3mm），太小的壁厚無法設(shè)計(jì)雙止口。
04 為什么需要設(shè)計(jì)拔模斜度
拔模斜度是一種工藝結(jié)構(gòu)，如果不是造型需要，理論上產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是不需要設(shè)計(jì)拔模斜度的，但是由于成型工藝的限制，比如注塑，塑膠產(chǎn)品成型冷卻后需要從模具中取出來，如果沒有設(shè)計(jì)拔模斜度，塑膠零件將很難從模具中取出。回憶一下，你一定遇到過很難分離被疊在一起的塑膠凳子的情形，那已經(jīng)是有設(shè)計(jì)斜度的凳子，更何況是沒有設(shè)計(jì)拔模斜度的塑膠零件需要從模具中取出來。
圖：不同螺釘尺寸和材料的滑牙緊固力性能
圖：不同螺釘尺寸和材料的滑牙扭矩性能
自攻螺絲連接塑膠零件的擰緊扭矩必須小于其滑牙扭矩，考慮到實(shí)際塑膠零件材料的拉伸屈服應(yīng)力還可能受到注塑成型工藝、熱應(yīng)力、材料高溫降解、二次料等因素的影響，通常取擰緊扭矩Tα=Tr+X(Tf-Tr)，其中X取0.35~0.5。
3、輔助零件：
塑膠模具常用輔助零件有定位環(huán)、注口襯套、頂針、抓料銷、支撐柱、頂出板導(dǎo)柱導(dǎo)套、垃圾釘?shù)鹊鹊龋鼈冇幸徊糠质菢?biāo)準(zhǔn)件，可以直接在訂購(gòu)模架時(shí)一起訂購(gòu)，也有一部分需要自己設(shè)計(jì)。
4、輔助系統(tǒng)：
塑膠模具的輔助系統(tǒng)有以下四個(gè)：澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。有時(shí)，因?yàn)樗\(yùn)用的塑膠材料需加熱的溫度很高，所以，有的模具還會(huì)存在一個(gè)加熱系統(tǒng)。
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