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Aug 4

嵌件的设计

发布时间:2008-8-4 19:25:45 | 发布:bobbilulu | 分类:塑料模具 | 评论:0 | 引用:0 | 浏览:

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,而且朝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。

下图1所示就是几种常见的金属嵌件。各种常见的金属嵌件

图中a为圆形嵌件:有通孔与不通孔的,光孔与螺纹孔的。带螺纹孔的嵌件是最常见的,用于经常拆卸或受力较大的场合或导电部位的螺纹连接。

b为突出圆柱形嵌件:有光杆、丝杆、阶梯杆、针状几种。

c为片状嵌件:常用作塑料制件内的导体、焊片等。

d为细杆状贯穿嵌件,汽车方向盘就是这类特殊例子。

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。

不论杆形还是环形嵌件,其高度都不宜超过其定位部分直径的2倍。塑料的压力不仅会使嵌件移位,有时还会使嵌件变形。当嵌件过高或者是细长杆状片状的金属嵌件时,应当在模具上设置支柱以避免嵌件弯曲,但支柱在制件上留下的孔应不影响其使用。薄片状嵌件可以在塑料流动的方向打孔,降低料流阻力,以减少嵌件的受力变形。

由于金属嵌件冷却时尺寸变化与塑料的热收缩值相差很大,导致嵌件周围产生很大的内应力,因此会造成塑料制件的开裂。对于某些高刚性的工程塑料来说更严重,而对弹性与冷流动性大的塑料则应力较低。如果选用与塑料线膨胀系数相近的金属嵌件,内应力也会降低。为防止制件开裂,嵌件周围的塑料层应当有足够的厚度。同时嵌件不应有尖角,以减少应力集中。热塑性塑料在注塑成型时,应将大型嵌件预热到接近物料温度。对难以消除内应力的塑料可以先在嵌件周围被覆一层高聚物弹性体,或者在成型后进行退火处理以降低内应力。嵌件的顶部也应有足够厚的塑料层,否则嵌件顶部塑料表面会出现鼓包或裂纹。

生产带嵌件的塑料制件会降低生产效率,不易实现自动化生产,所以在设计塑料制件时,能避免的嵌件就尽可能不用。制件上有金属导体或装饰,可以在成型后采用装配的方法装入。也可以采用模塑成型后再压入嵌件的方法,此法可调节因嵌入而造成的内应力,使制品不致破裂。


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