塑料成型技术

在机械制造行业中，塑料是应用最广泛的高聚物材料。塑料在适当的温度和压力下能塑制成各种形状规格的制品，成型效率高，能耗和制件成本低。塑料制品的成型过程概括起来又分为两个阶段：首先，使塑料成型材料达到可流动状态或至少是部分为可塑状态；然后，通过施加压力等方式使其充满型腔或通过模口而成为所需制品或型坯。成型过程中塑料会发生一系列的物理和（或）化学变化，而促使其发生这些变化的一个重要因素就是热。在成型过程中，热塑性塑料与热固性塑料会表现出不同的成型工艺性能。因此，每种塑料都有其适合的成型方法。目前，塑料制品已广泛应用于机械、电子、汽车、航空航天、家电、生活用品等领域，代替了大量的金属零件，给人类生活带来了更多的色彩。

塑料成型的工艺过程包括塑料成型和塑料加工。塑料成型是指将原料（树脂与各种添加剂的混合料或压缩粉），在一定温度和压力下塑制成一定形状的制品的过程。塑料加工则是指将成型后的塑料制品再经后续加工（如机械加工等）制成成品零件的工艺过程。

塑料件的生产和金属零件一样，根据使用要求，进行结构设计，选择树脂品种和添加剂成分，通过成型加工和后续加工，制成一定尺寸和形状的制品或零件。

9．2．1 塑料成型方法

塑料的种类很多，其成型的方法也很多，常用的塑料成型方法有注射成型、压塑成型、挤出成型、压注成型、压延成型等。

（1）注射成型

注射成型又称为注塑成型，其原理是将颗粒状态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为黏流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。这样就完成了一次注射成型工作循环，如图9．2所示。注射成型是利用注塑模具在专门的注射机上进行的，如图9．3所示为螺杆式注射机结构示意图。

图9．2 注射成型工作循环

图9．3 螺杆式注射机结构示意

1—注射液压缸；2—料斗；3—螺杆；4—加热器；5—喷嘴；6—定模固定板；

7—模具；8—拉杆；9—动模固定板；10—合模机构；11—合模液压缸

注射成型是热塑性塑料主要成型的方法之一，适用于几乎所有品种的热塑性塑料和部分热固性塑料。此法生产率很高，可以实现高度机械化、自动化生产，制品尺寸精确，可以生产形状复杂、壁薄和带金属嵌件的塑料制品，适用于大批量生产。目前，注塑制品产量占塑料制品总产量的20％～30％。

（2）压塑成型

压塑成型又称为压缩成型、模压成型、压制成型等。基本原理是将粉状、粒状或片状塑料放在金属模具中加热软化熔融，在压力下充满模具成型，塑料中的高分子产生交联反应而固化转变成为具有一定形状和尺寸的塑料制件。其成型过程如图9．4所示。

图9．4 压塑成型

1—上模座；2—上凸模；3—凹模；4—下凸模；5—下模板；6—下模座

压塑成型主要用于热固性塑料，也可用于热塑性塑料，如聚四氟乙烯。与注射成型相比，压塑成型可采用普通液压机，模具结构简单，可成型流动性很差的物料及大面积的薄壁制品。此外，压塑成型件内部取向组织少，塑件成型收缩率小以及制品性能均匀。但其成型周期长，生产效率低，劳动强度大，塑件精度难以控制，模具寿命短，不易实现自动化生产。压塑成型特别适用于形状复杂的或带有复杂嵌件的制品，如电器零件、仪表壳、电闸板、电器开关、插座或生活用具等。

（3）挤出成型

挤出成型又称为挤塑成型，它是使加热或未经加热的塑料借助螺杆的旋转推进力通过模孔连续地挤出，经冷却凝固而成为具有恒定截面的连续成型制品的方法。挤出成型用于热塑性塑料型材的生产，如管材、板材、薄膜、各种异形断面型材、电线电缆包覆物和中空制品等，还常用于物料的塑炼和着色等。如图9．5所示为管材挤出成型原理示意图。

图9．5 管材挤出成型原理示意图

1—螺杆冷却水入口；2—料斗冷却区；3—料斗；4—料筒；5—料筒加热器；6—螺杆；

7—多孔板；8—机头（挤出模）；9—机头加热器；10—定径套；11—冷却装置；

12—压缩空气堵头；13—牵引装置；14—切断装置；15—管材

挤出成型生产过程连续，生产效率高，工艺适应性强，设备结构简单，操作方便，用途广，成本低，塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确，但制品断面形状较简单且精度较低，一般需经二次加工才制成零件。目前，挤出制品占热塑制品生产的40％～50％。

（4）压注成型

压注成型是在改进压缩（塑）成型的基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法。其成型原理如图9．6所示，模具闭合后，将塑料（预压锭）加入已加热到一定温度的模具加料腔中（见图9．6（a）），使其受热熔融，在柱塞压力作用下，塑料熔体经过模具浇注系统注入并填满闭合的型腔（见图9．6（b）），塑料在型腔内继续受热受压而固化成型，最后打开模具取出塑件（见图9．6（c））。

图9．6 压注成型原理

1—柱塞；2—加料腔；3—上模板；4—凹模；5—型芯；

6—型芯固定板；7—下模座；8—浇注系统；9—塑件

压注成型中，塑料在型腔内预先受热熔融，在压力作用下注入型腔，因此能成型带有深孔或形状复杂的塑件，也可成型带有精细嵌件的塑件，塑件的密度和强度也较高。由于塑料成型前模具已经完全闭合，模具分型面的塑料飞边很薄，因而塑件精度易保证，表面粗糙度值也较小。

（5）压延成型

压延成型是使加热塑化的物料通过一系列相向旋转的辊筒之间，受挤压和延展作用成为平面状连续材料的成型方法。压延成型生产效率高、产品质量好，且可直接压制出各种花纹和图案。但其设备庞杂、维修复杂，且制品宽度受限制。压延成型可用于各类热塑性塑料，主要产品有薄膜、片材和人造革等。

此外，还有吹塑、层压、真空成型、模压烧结等成型方法，以适应不同品种塑料和制品的生产需要。

9．2．2 塑料加工

塑料加工是塑料成型后的再加工，也称为二次加工。塑料二次加工，即由模塑制件、棒材、管材、片材、挤出型材或其他形状材料，通过适当操作，如机加工和装配制成成品。其在塑料制品的生产中有两个作用：其一是作为成型技术的补充，例如单件或小批量生产一种塑料制品时，要为此数量不多的制品成型制造专用模具，可能既费时又费钱，用塑料型材借助机械加工来制造，就能获得又快又省的效果；其二是可提高制品的精度、表面质量和增加制品使用功能，例如经过表面涂漆的制品，其抗老化性能可得到明显改善，而表面上镀金属后使制品兼有金属的一些特性。

塑料加工的主要工艺方法有机械加工、连接加工和表面处理等。

①机械加工。即采用钻、磨、铣、车削等机械加工方法的二次加工操作。由于塑料的刚度只有金属的1／60～1／10，故夹紧力和切削力不宜过大，刀具刃口应保持锋锐，以防工件变形影响加工精度。

②连接加工。即采用热熔连接（焊接）、粘接、机械连接等方法，使塑料型材或零件固定在一起的二次加工操作，可以将小而简单的构件组合成大而复杂的构件。塑料焊接是使两塑料件表层受热熔融，再在压力下熔接为一体的；塑料焊接生产效率高，但只适用于同类热塑性塑料的连接加工。粘接既可用于连接加工，也可用于修补残缺件，且在塑料与其他材料的连接上正逐步取代机械连接方法。

③表面处理。即对塑料制品表层进行修整和装饰，以改变塑料零件的表面性质，提高其抗老化、耐腐蚀能力的二次加工方法，也可起着色装饰作用。如用锉削、刮削、磨削等方法去除制品废边和浇口残根；用涂有抛光膏的布轮抛光制品表面；在制品表面喷涂树脂溶液形成透明涂层；用印刷、漆花等方式使制品表面形成彩色花纹和图案；用电镀等方法在制品表面涂覆金属层等。

④吹塑成型。也称为中空吹塑，又称为吹塑模塑，是主要用于制造空心塑料制品的成型工艺，它源于历史悠久的玻璃容器吹制工艺。在吹塑模塑方法和成型机的种类方面已大大超过挤出和注射模塑。

吹塑是借助流体压力使闭合在模具中的热熔塑料型坯吹胀形成空心制品的工艺。根据型坯的生产特征不同，中空吹塑包括挤出吹塑、注射吹塑和拉伸吹塑等。其生产过程都是由型坯的制造和型坯的吹胀组成。

如图9．7所示，挤出吹塑是先挤出管状型坯，由上而下进入开起的两瓣模具之间，如图9．7（a）、（b）所示，当型坯达到预定的长度后闭合模具、切断型坯（见图9．7（c）），封闭型坯的上端及底部，向管坯中心吹入压缩空气，型坯在压缩空气胀力下紧贴模具型腔成型（见图9．7（d）），待冷却后开模取出制品（见图9．7（e））。

图9．7 挤出中空吹塑示意图

9．2．3 典型模具结构

塑料模具是塑料成型的重要工艺装备之一，是影响塑料制品性能的重要因素。塑料模具的类型很多，按塑料成型的工艺方法，将塑料模具分为注射模、压塑模、挤出模和压注模等。

（1）注射模具

塑料注射成型所用模具称为注射模，注射模主要用于成型热塑性塑件，近年来也逐渐用于成型热固性塑件。

注射模结构形式多种多样，分类方法各不相同，例如：

①按塑料材料类别分为热塑性塑料注塑模、热固性塑料注塑模。

②按模具型腔数目分为单型腔注塑模和多型腔注塑模。

③按模具的安装方式分为移动式注塑模和固定式注塑模。

④按模具浇注系统分为冷流道模具、绝热流道模具、热流道模具、温流道模具。

⑤按注塑模具的结构特征分为8类，包括：a．单分型面模具；b．双分型面模具；c．带有活动匹件的模具；d．横向分型侧抽芯模具；e．自动卸螺纹模具；f．定模设顶出装置的模具；g．无流道模具；h．叠式型腔模具。

注射模一般由成型零件和结构零件组成。成型零件是指直接参与成型并决定塑料制品形状、尺寸和精度的零件，如型芯、型腔零件、螺纹型芯、螺纹型环等。结构零件是指辅助成型零件完成模具动作的其他零件，如浇注系统零件、导向零件、分型与抽芯零件、推出零件、加热与冷却零件、装配定位零件及模具安装用的支承零件等。模具类型及复杂程度不同，其结构零件也不相同。

如图9．8所示为一典型的单分型面注射模。它由动模和定模组成（见图9．8（a）、（b））。动模安装在注射机移动模板上，定模安装在注射机固定模板上。注射时动模与定模闭合构成型腔和浇注系统，塑料熔体从注射机喷嘴经模具浇注系统进入型腔形成塑件；开模时动模与定模分开，塑件一般留在动模上，由模具推出机构将塑件推出模外。

图9．8 注射模结构示意图

1—动模板；2—定模板；3—冷却水道；4—定模座板；5—定位环；6—浇口套；7—凸模；8—导柱；

9—导套；10—动模座板；11—支承板；12—限位销；13—推板；14—推杆固定板；15—拉料杆；

16—推板导柱；17—推板导套；18—推杆；19—复位杆；20—垫块；21—注射机顶杆

根据模具上各部件的作用不同，一般注射模由以下8个部分组成：

①成型零件。成型零件是指定、动模部分中组成型腔的零件。通常由凸模（或型芯）、凹模、镶件等组成，它决定塑件的形状和尺寸。在图9．8中，由动模板1和凸模7成型塑件的内部形状，由定模板2成型塑件的外部形状。

②浇注系统。浇注系统是熔融塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所流经的通道，它由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。

③导向机构。分为动模与定模之间的导向机构和推出机构的导向机构。前者是保证动模和定模的准确对合，以保证塑件形状和尺寸的精确度，如图9．8所示中的导柱8、导套9；后者是避免推出过程中推出板歪斜而设置的，如图9．8所示中的推板导柱16、推板导套17。

④推出机构。用于开模时将塑件从模具中脱出的装置。其结构形式很多，常见的有推杆脱模机构、推板脱模机构和推管脱模机构等。如图9．8所示中由推杆13、推杆固定板14、拉料杆15、推杆18和复位杆19组成推杆脱模机构。

⑤侧向分型与抽芯机构。当塑件的侧向有凹凸形状的孔或凸台时，就需要有侧向的凸模或型芯来成型。在取出塑件之前，必须先将侧向凸模或侧向型芯从塑件上脱出或抽出，塑件才能顺利脱模。使侧向凸模或侧向型芯移动的机构称为侧向抽芯机构。

⑥加热和冷却系统。为了满足注射工艺对模具的温度要求，必须对模具温度进行控制，因此注射模具常常设有冷却系统并在模具内部或四周安装加热元件。冷却系统一般在模具上开设冷却水道（见图9．8冷却水道3）。

⑦排气系统。在注射成型过程中，为了将型腔内的空气排出，常常需要开设排气系统，通常是在分型面上有目的地开设若干条沟槽，或利用模具的推杆或型芯与模板之间的配合间隙进行排气。小型塑件的排气量不大，因此可直接利用分型面排气。

⑧其他零部件。如用来固定、支承成型零件或起定位和限位作用的零部件等。

注射模对塑料的适应性强，可以生产质量大到数千克，小到数克的各类大小和形状复杂的注塑件，而且塑件的内在和外观质量均较好，生产效率特别高，易于实现全自动化生产，是工程塑料加工的主要成型方法。因此，注射模广泛地用于塑料件的生产中。但注射模结构一般较复杂，制造周期长，成本较高。

（2）压塑模

压塑模又称为压制模，适用于热固性塑料和流动性较差的热塑性塑料制件的成型。热固性塑料的原料一般由合成树脂、固化剂、填料、固化促进剂、润滑剂、色料按一定配比混合制成，可做成粉状、粒状、片状、碎屑状和纤维状等各种形态。

压塑模有多种结构形式，可按模具在压力机上的固定方式、模具型腔数目、模具加料室的形式及模具分型面的特征进行分类。一般情况下，压塑模按照结构可分为溢式、不溢式和半溢式3种，如图9．9所示。

图9．9 压塑模类

在结构上压塑模与注射模相似，可分为固定于压力机上压板的上模和下压板的下模两大部分。成型时将按塑件质量称量好的塑料原料直接加入高温的压塑模型腔和加料室中，上下模闭合使塑料原料受热受压，成为熔融态充满整个型腔，此时树脂与固化剂发生交联反应，在型腔中固化、定形成为塑件。然后上下模打开，利用顶出装置顶出塑件。典型的压塑模结构如图9．10所示。其组成如下：

①型腔。型腔是直接成型塑件的部位，加料时与加料室一道起装料的作用，在图9．10所示中由上凸模3、下凸模8，型芯7和凹模4等构成模具型腔。

②加料室。由于塑料原料与塑件相比具有较大的体积，塑件成型前单靠型腔往往无法容纳全部原料，因此在型腔之上设有一段加料室，如图9．10所示中凹模4的上半部。

③导向机构。导向机构用来保证上下模合模的对中性。在图9．10中由导柱6和导套9组成导向机构。在下模座板14上设有两根推板导柱，以保证推出机构上下运动平稳。

④侧向分型抽芯机构。如图9．10所示中的塑件有一侧孔，在推出塑件之前用手动丝杠（侧型芯18）抽出侧型芯，塑件方能抽出。

⑤脱模机构。固定式压塑模在模具上必须有脱模机构（推出机构），在图9．10中由推板15、推杆固定板17、推杆11等零件组成。

⑥加热系统。热固性塑料压缩成型需在较高的温度下进行，因此模具必须加热，一般使用电加热。在图9．10中加热板5、10的圆孔中插入电加热棒分别对上凸模、下凸模和凹模进行加热。在热塑性塑料压塑成型时，在型腔周围开设温度控制通道，在塑化和定形阶段，分别通入蒸汽进行加热或通入冷水进行冷却。

图9．10 压塑模结构示意图

1—上模座板；2—螺钉；3—上凸模；4—加料腔（凹模）；5、10—加热板；6—导柱；

7—型芯；8—下凸模；9—导套；11—推杆；12—支承钉；13—垫块；14—下模座板；

15—推板；16—拉杆；17—推杆固定板；18—侧型芯；19—塑腔固定板；20—承压块

压塑模具有以下特点：使用的设备和模具比较简单；适用于流动性差的塑料；比较容易成型大型制品；塑件的收缩率较小、变形小、各向性能比较均匀。但压塑模成型时要靠模具的凸、凹模对塑料原料施加压力，迫使塑料在型腔内流动。因此，模具强度比注射模具高，而且生产周期长，生产效率低；不易实现自动化；劳动强度比较大；劳动条件差；制品常有较厚的溢边，且每模溢边厚度不同，因此会影响制品高度尺寸的准确性；难于成型形状复杂、深孔、厚壁、带有细小嵌件的制品；由于模具易磨损和变形，因此使用寿命较短，一般仅可用10万～20万次，因此对模具的材料要求高。

压制成型的主要控制因素为成型压力、模压温度和加料量。

（3）挤出模

挤出成型也称为挤塑成型。它在热塑性塑料加工领域中是一种变化多、用途广、占比例大的加工方法。

挤出模包括两部分：机头和定型模。挤出机头使来自挤出机的熔融塑料由螺旋运动变为直线运动，并进一步塑化，产生必要的成型压力，保证塑件密实，从而获得截面形状相似的连续型材。按挤出成型的塑件类型，挤出机头可分为管机头、棒机头；按塑件出口方向可分为直向机头和横向机头；按机头内料流压力大小可分为低压机头（料流压力小于4MPa）、中压机头（料流压力为4～10MPa）和高压机头（料流压力大于10MPa）。定型模的作用是采用冷却、加压或抽真空的方法，将从口模中挤出的塑料的既定形状稳定下来，并对其进行精整，从而得到截面尺寸更为精确、表面更为光亮的塑料制件。

如图9．11所示为管材挤出成型机头示意图。挤出模可分为以下几个部分：

图9．11 管材挤出成型机头结构示意图

1—管材；2—定径套；3—口模；4—芯棒；5—调节螺钉；6—分流器；7—分流器支架；

8—机头体；9—过滤板；10、11—电加热圈（加热器）

①口模和芯棒。口模和芯棒决定了塑件的截面形状。图9．11中口模3用来成型塑件的外表面，芯棒4用来成型塑件的内表面。

②过滤板。过滤板9的作用是将塑料熔体由螺旋运动转变为直线运动，过滤杂质，并形成一定的压力。

③分流器和分流器支架。分流器6使塑料熔体分流变成薄环状以平稳地进入成型区，同时进一步加热和塑化；分流器支架7主要用来支承分流器及芯棒，同时也能对分流后的塑料熔体加强剪切混合作用，但产生的熔接痕影响塑件强度。小型机头一般将分流器与其支架设计成一个整体。

④机头体。机头体8相当于模架，用来组装并支承机头的各零件。机头体需与挤出机筒连接，连接处应密封以防塑料熔体泄漏。

⑤加热器。为了保证塑料熔体在机头中正常流动及挤出成型质量，机头上一般设有可以加热的电加热圈，如图9．11中的10、11。

⑥调节螺钉。调节螺钉5用来调节控制成型区内口模与芯棒间的环隙及同轴度，以保证挤出塑件壁厚均匀。

⑦定型模。离开成型区后的塑料熔体虽已具有给定的截面形状，但因其温度仍较高不能抵抗自重变形，为此需要用定型模（图9．11中的定径套2）对其进行冷却定型，以使塑件获得良好的表面质量、准确的尺寸和几何形状。

在挤出成型中，挤出机头是挤出塑件成型的最为重要的部件，也是挤出成型得以顺利进行的保障，其设计质量的好坏直接决定产品质量优劣以及成型能否顺利进行。设计挤出机头时一般应遵循的原则有：

①内腔呈流线形分布，不能急剧地扩大或缩小，更不能有料流死角和停滞区。流道应光滑，以免过热分解。

②应设计有足够的压缩比，从而使制品密实，消除因分流器支架造成的接合缝。

③机头应选择硬而耐磨的模具钢，为增强防腐能力，最好采用镀铬处理。

④机头结构应尽量紧凑，与料筒连接要严密、不漏料且装卸方便。同时，还要考虑成型工艺条件的影响，成型部分断面形状的设计应规则、对称，便于均匀加热。

⑤设计时，要对口模进行适当的形状和尺寸补偿，合理确定流道尺寸，控制口模成型长度，获得正确的截面形状及尺寸。

（4）压注模

压注成型和压塑成型都是热固性塑料常用的成型方法。压注模与压塑模的最大区别在于前者设有单独的加料室。压注模比压塑模的结构复杂，但可成型较精密的塑料制品，其加料室内单位压力比压塑模高得多，其加热方式与压塑模相同。

压注模按其固定方式分为固定式压注模和移动式压注模；按型腔数目分为单型腔和多型腔压注模；按加料腔的特征分为罐式和柱塞式压注模。如图9．12所示为固定式压注模结构示意图。

图9．12 压注模结构示意图

1—上模座板；2—压柱；3—加料腔；4—浇口套；5—型芯；6—型腔；7—推杆；8—垫块；

9—推板；10—下模座板；11—复位杆；12—拉杆；13—垫板；14—拉钩；

15—型腔固定板；16—上凹模板；17—定距杆；18—加热器安装孔

压注模由以下7个部分组成：

①型腔成型塑件的部分。由型芯、型腔、上凹模板等组成（图9．12中5、6、16）。

②加料室。由加料腔3和压柱2组成。移动式压注模的加料腔和模具本体是可分离的，开模前先取下加料腔，然后开模取出塑件；固定式压注模的加料腔在上模，加料时可以与压柱部分定距分型。

③浇注系统。压注模的浇注系统与注射模相似，不同的是加料腔底部可开设几个流道同时进入型腔。

④导向机构。在压柱和加料腔之间，型腔分型面之间，都应设导向机构。一般由导柱和导柱孔（或导套）组成。

⑤侧向分型抽芯机构。压注模的侧向分型抽芯机构与压塑模和注射模基本相同。

⑥脱模机构。由推杆7、推板9、复位杆11等组成，由拉钩14、定距杆17、拉杆（可调）12等组成的两次分型机构是为了加料腔分型面和塑件分型面先后打开而设计的，也包括在脱模机构之内。

⑦加热系统。固定式压注模由压柱、上模、下模3部分组成，应分别对这3部分加热。移动式压注模加热是利用装于压机上的上、下加热板，在压注前对柱塞、加料腔和压注模进行加热。

压注成型具有效率高、成型质量好、适用范围广、塑件高度方向的尺寸精度较高等优点，但压注成型塑料消耗多、收缩率大且收缩方向性也较明显，模具结构复杂、成型压力高、操作比较麻烦，往往当压塑成型无法达到要求时，才采用压注成型。

9．2．4 塑料件的结构工艺性

塑料件的设计不仅要满足使用要求，而且要符合塑料的成型工艺特点，利于熔体流动充填型腔，并尽可能使模具结构简单，制品的形状、结构应力求简单，精度和表面质量要求也不应过高。这样既可使成型工艺稳定，保证塑料制品的质量，又可使生产成本降低。在零件结构设计时应注意以下问题：

①形状。塑件的内、外表面形状应在满足使用要求的情况下尽可能易于成型，避免侧孔与侧凹，防止使用侧抽芯或瓣合模而使模具结构复杂，制造成本提高，增加塑件的修整量。

如图9．13所示为防止采用侧抽芯或瓣合分型模具的设计。

图9．13 防止采用侧抽芯或瓣合分型的模具

②壁厚。塑件的壁厚应适当和均匀：壁厚过小难以满足使用时的强度及刚度要求，熔体充满型腔时流动阻力大，易出现缺料现象，大型复杂塑件难以充满型腔；壁太厚塑件内部会产生气泡，外部易产生凹陷等缺陷；壁厚不均将造成收缩不一致，导致塑件变形或翘曲，如图9．14所示。表9．1为常用工程塑料壁厚参考值。

图9．14 壁厚应适当和均匀

1—缩孔；2—筋板

表9．1 常用工程塑料制品的最小壁厚及常用壁厚／mm

注：聚酯，全称“聚对苯二甲酸丁二醇脂”，英文缩写：PBT。

塑件壁厚通常取1～6mm，制品尺寸大时取较大值，大型塑件的壁厚可达8mm。同一塑件的壁厚应尽可能一致，不同壁厚的比例不应超过1∶3。

③脱模斜度。为了便于脱模和抽芯，防止塑件表面在脱模时划伤，塑件与脱模方向平行的内、外表面应具有合理的脱模斜度，如图9．15所示。

④加强筋。加强筋的主要作用是加强塑件的强度和刚度，避免塑件变形翘曲，如图9．16所示。合理布置加强筋还可以改善充模状况，减少塑件应力，避免气孔、缩孔和凹陷等缺陷。

图9．15 塑件的脱模斜度

此外，筋的方向尽可能与料流方向一致，布局应合理，以减小变形和开裂（见图9．17）。

图9．16 采用加强筋避免塑件翘曲变形

图9．17 加强筋与料流方向

⑤薄壳状的宽底容器的底部刚度较差，应设计成球面或拱形面，以增加刚性和减少翘曲变形，如图9．18所示。对于薄壁容器的边缘，可按图9．19所示设计来增加刚性和减少变形。

图9．18 容器底部的增强

图9．19 容器边缘的增强

⑥圆角。在塑件的内、外表面转弯处应采用圆角过渡，以减少应力集中，或在受力或冲击震动时发生破裂，如图9．20（b）所示。改为圆角过渡后，不仅可避免应力集中，提高强度，而且塑料成型美观，也有利于塑料充模时的流动。圆角半径的大小主要取决于塑件的壁厚，如图9．21所示。

图9．20 塑件的圆角过渡

图9．21 塑件的圆角半径

⑦孔。塑件上常见的孔有通孔、不通孔、异形孔。在设计孔的位置时，应尽量不削弱塑件的强度，不增加模具制造的复杂性。孔与孔之间、孔与壁之间应留有足够的距离。当两孔直径不一样时，按小的孔径取值。表9．2为热固性塑件两孔之间及孔与边缘之间的关系。热塑性塑料两孔之间及孔与边缘之间的关系可按表9．2中所列数值的75％确定。

表9．2 热固性塑件孔间距、孔边距与孔径的关系

⑧螺纹。塑件上的螺纹可以直接用模具成型，也可以用机械加工成型。螺纹直径不宜过小，螺纹的配合长度一般不大于10牙。为了增加塑件螺纹的强度，防止螺孔最外圈螺纹崩裂或变形，同时也方便螺纹的拧入，螺纹的始端和末端均不应突然开始和结束，在螺孔始端应留有0．2～0．8mm的凹台，如图9．22所示。

图9．22 塑件螺纹的形状

9．2．5 常用塑料零件的选材

根据各种塑料的使用和工艺性能特点，结合具体的塑料零件的结构设计，注意工艺和试用试验结果，综合评价，最后确定选材方案，这样容易保证塑料零件的使用性能和工艺性能。

①一般结构件。一般结构件如手柄、支架，仪器仪表的底座、罩壳、盖板等，使用时负荷小，通常只要求一定的机械强度和耐热性。因此，一般可选用价格低廉、成型性好的塑料，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、有机玻璃、聚苯乙烯或聚碳酸酯等。

②普通传动零件。如齿轮、凸轮、蜗轮等，要求有较高的强度、韧性、耐磨性和耐疲劳性及尺寸稳定性。可选用的材料有尼龙、MC尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯、夹布酚醛、增强增塑聚酯、增强聚丙烯、聚氯醚等。

③摩擦零件。主要包括轴承、轴套、导轨和活塞环等，要求强度一般，但要具有摩擦系数小、良好的自润滑性及一定的耐油性和热变形温度，可选用的塑料有低压聚乙烯、尼龙1010、MC尼龙、聚氯醚、聚甲醛、聚四氟乙烯等。

④耐蚀零件。主要应用在化工设备以及其他机械工程结构中。全塑结构的耐蚀零件，还要求较高的强度和抗热变形的性能。要依据所接触的不同介质来选择。常用耐蚀塑料有聚丙烯、硬聚氯乙烯、填充聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯等。

⑤电器零件。用塑料做电器零件，主要是利用其优异的绝缘性能（填充导电性填料的塑料除外）。用于工频低压下的普通电器元件的塑料有酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料等；用于高压电器的绝缘材料要求耐压强度高、介电常数小、抗电晕及优良的耐候性，常用塑料有交联聚乙烯、聚碳酸酯、氟塑料和环氧塑料等；用于高频设备中的绝缘材料有聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯及某些纯碳氢的热固性塑料，也可选用聚酞亚胺、有机硅树脂、聚矾、聚丙烯等。