毛主席教導我們:“人們要想得到工作的勝利即得到預想的結果,一定要使自己的思想合于客觀外界的規律性,如果不合,就會在實踐中失敗。”在設計硬質聚氯乙烯制件時,必須遵照毛主席的這一偉大教導去做。要想得到優質的產品,制件設計是一個非常重要的環節,必須掌握制件設計的規律性,認真分析制件的強度要求和與此相關的工藝結構,這樣才能避免注射過程中的失敗,并能避免模具制造時所遇到的種種困難,合理的降低成本和提高勞動生產率。
1、壁厚設計
硬質聚氯乙烯制品的壁厚不僅直接影響到機械強度,同時還影響到成型工藝(如流動性、冷卻時間),以及制件的內在質量(如收縮、內應力、氣孔等),故必須全面考慮。
塑料制品應具有一定的厚度才能保持有足夠的強度。在某些使用場合中,即使對制品的強度無嚴格的要求,仍需要考慮在注射過程中,制件必須具有能抵制脫模時受振動及零件裝配時的強度要求。
由于硬質聚氯乙烯塑料的流動性特別差,因此,不適宜制造特別薄的制品(如<3毫米的制品)。因為厚度越小,流動阻力越大,流動長度越短。但是,厚度過大也會給注射工藝帶來困難,因為冷卻時間增長了,不利于生產率的提高。同時厚度增加,制件收縮率亦大,制品容易產生氣泡及不均勻的收縮造成凹陷,此時,制件可在局部地方適當減薄。
硬質聚氯乙烯塑料在注射模中,要求各個方向具有均勻的流速,即各個方向料所遇到的阻力應盡量相等,特別是在料流有分流而又匯合的情況下,尤為重要。如果不加重視,在料流匯集時,常常會產生強度顯著減弱,或穩定性差的弊病。為了避免或減少這種不良倩況,要求制件各部分的厚度相差不能太懸殊,盡量采用相近的數值。
壁厚的均勻程度對制品的工藝性也有重大的影響,制品內有急劇過渡,就會引起不均勻的收縮和內應力,而這些恰恰是零件翹曲、起泡和產生裂紋的原因。同時,不均勻的剖面,不僅不能提高零件的強度,反而會帶來很多弊病。
采取加強筋的辦法可以提高零件的強度,這樣做,還能消除制品的翹曲現象。平板狀零件的加強筋必須交叉或曲折地排列,以減少收縮不均勻而引起變形。
2、螺紋設計
硬質聚氯乙烯塑料與其它塑料不同,它的特點是在有切口處,沖擊強度大幅度下降。因此,如果制品上需要螺紋時,只有在旋動次數不多的情況下,才采用尖螺紋。因為這樣會大大降低強度,最好設計成圓螺紋。如強度要求特別高時,可采用梯形螺紋。
硬質聚氯乙烯塑料制品的螺紋孔不宜先壓制出螺紋底孔,再攻螺紋取得,這樣制品的強度不能得到保證。
3、尖角處理
由于硬質聚氯乙稀塑料的流動性特別差,因此,如果制品表面彎折處出現尖角時,由于應力集中,就會產生裂紋。同時在注射成型過程中,由于料流的突然過渡和尖角,會產生泛黃燒焦,以及明顯的接縫線現象。由于附加內應力而降低了制品的強度,故在制品設計中尖角必須避免。尖角處都要倒圓角,這樣制品的外觀更好一些,強度也可大大地提高。
4、其它要求
為了使注射工藝更合理及滿足裝配的要求,設計制品時尚需考慮以下幾點:
(1)為了能比較容易地從注射模中取出制品,設計時必須在脫模方向上規定出一定的斜度或錐度。
(2)制件需設置孔眼時,孔眼不應放在能削弱強度的部位,并避免造成生產中的復雜性。在相鄰的孔眼之間和孔眼到邊壁之間,應留有相當于孔眼直徑的距離;壁盡可能厚一些,以免裝配時因拖力而破裂。
(3)制品設計一定要考慮成型后易于脫模這一點,如在制品設計中帶有不能從模具型腔中直接頂出的凹槽如圖10-18(a)所示,這樣制品取出就有困難,而且模具制造也復雜。如果改成圖10-18(b)的形式,就可大大簡化模具結構。
