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专业塑胶结构工程师培训教程

专业结构工程师培训教程子曰:“三人行,必有我师。

”是故,弟子不必不如师,师不必贤于弟子,闻道有先后,术业有专攻,如是而已,谨以此话,送给所有立志成为结构工程师的朋友!第1章结构设计工程师的必备素质在讲述Pro/E的具体应用之前,有必要先抛开Pro/E软件本身,认真想想作为设计的主体结构工程师,应该掌握些什么知识?年轻的工程师在工作中常遇到这样的情况,一个老工程师最多不过熟悉AutoCAD,但在单位中却受到重用,甚至可能是一个部门主管。

这让许多甚至是利用业务时间在热心学习Pro/E的人感到困惑:似乎不需要这么先进的东西也可以搞设计,这样好像也有一定道理,毕竟在三维设计软件问世以前,人们也做出了很多产品。

但是三维设计软件是大幅度提高工作效率不可缺少的重型武器,搞工程的人不掌握它迟早要被淘汰,经验固然重要,但经验毕竟代表着过去,很多人的经验从某种程度上说甚至只能算抄袭。

所以努力掌握软件的应用是必需的。

那是不是掌握了软件就万事大吉了呢?回答当然不是。

一个合格的结构工程师,必须要掌握一定的机械知识、模具知识、材料学知识、行业安全规范知识,最好还能懂点电子知识,具备点美工功底。

这些都是Pro/E应用之外的东西,我们看到多学习Pro/E的朋友只是为学习而学习,在屏幕上画了个零件转来转去只是好看,却不知道它是为了什么?长此下去,势必影响自己的学习兴趣,甚至半途而废。

鉴于此,我们根据自身在工厂多年的产品设计和模具设计经验,总结出设计软件与实践经验相结合的教学课程,让学生们毕业出去就能胜任工厂里的工作做一个合格的设计工程师,而不是一个单单会Pro/E这门软件的绘图员!要记住,我们要努力成为的是一个塑胶五金产品设计行业的高手,而不是一个老手!1.1 需要掌握的机械知识1.1.1 常用机构类介绍1.平面连杆机构2.凸轮机构3.轮系机构4.棘轮机构5.轮槽机构6.螺旋机构1.1.2 常用机械传动分类1.带传动2.链传动3.齿轮传动4.蜗杆传动1.2 塑胶结构一般优化设计原则加强筋的拔模角一般取0.25°~2°,塑件表面有蚀纹或是结构复杂的应加大拔模角,可达到2°。

这是因为形状复杂的制品脱模阻力大,例如,拔模角不够大时会出现拉花现象,如图1-1所示。

在塑件结构设计中,应避免在流料方向的尖角,因为这样会产生局部应力且有注塑缺陷。

图1-2(a)是流料方向有夹角的不良设计,图1-2(b)是消除了尖角的改良设计。

倒圆角的一般原则,圆角半径的大小外R取2倍壁厚,内R取0.5~1倍壁厚。

塑件加强筋的设计,基本厚度等于0.5倍壁厚,高度小于等于3倍壁厚,圆角大于等于0.25~0.4倍壁厚,拔模角大于等于0.5°,间距大于2倍的壁厚,加强筋应布置在塑件受力较大之处,以改善塑件的强度。

加强筋应作对称分布,避免塑件局部集中,同时加强筋应尽可能设计得矮一些。

塑件壁厚尽量均匀,小型玩具塑胶壁厚一般在1mm~2mm之间,最薄不能超过0.8mm,否则会造成出模困难。

合金(一般指锌合金)壁厚要控制在0.8mm以上,对由于出模而必须加厚的部位也要尽量减少厚度,以节约原料。

圆丝筒,六角丝筒配胶柱,一般胶柱直径应大于丝筒孔径0.1mm。

铁轴配胶孔的设计:铁轴应大于相配的孔0.15mm~0.2mm。

小型玩具一般采用自攻螺丝孔定位。

孔径按照受力大小的原则比选用螺丝直径小0.3mm~0.7mm,其中ABS材料孔径选用0.3mm~0.5mm,PP材料或PE材料孔径选用0.4mm~0.7mm。

孔上端要有一沉孔,高度要确保使螺丝头不外露。

一般超声线为60°,高约为0.3mm。

零件设计要尽量方便模具的制造。

1.3 常用塑胶材料的物理特性及识别方法常用塑胶材料的物理特性及识别方法,如表P所示。

1.4 注塑工艺常识1.4.1 注塑常用的名词问答1.注射成型包括哪些阶段?注射成型过程包括塑化与流动,注射和模塑冷却3个阶段。

2.什么叫塑化与流动?塑料在机筒内径加热达到流动状态。

3.什么叫注射?这一进程是指用栓塞或螺杆推挤,将具用流动性,温度均匀,组合均匀的熔体注入模具的过程。

4.什么叫模塑?模塑阶段是指塑料熔体进入型腔开始,经过型腔注满,熔体在控制条件下冷却定型,直到从模腔脱出为止。

5.什么叫充模阶段?充模阶段包括引料入模期、充模期、挤压增密期,因为引料入模期和挤压增密期时间很短,所以通常把充模时间称为注射时间。

1.4.2 注塑成型机的主要参数¾注射量:注射量是指机器在对空注射条件下,注射螺杆(或栓塞)做一次最大注射行程时注射装置所能达到的最大注射量。

¾注射压力:为熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或栓塞)对熔料必须施加足够的压力,称这种压力为注射压力。

¾注射速度:注射时单位时间内所能达到的体积流率。

¾注射时间:注射时螺杆射出一次注射容量所需的时间。

1.4.3 注塑的缺陷及其可能产生原因分析1.制品不足的缺陷¾料筒、喷嘴及模具温度偏低。

¾加料量不够。

¾注射压力过低。

¾注射速度过慢。

¾浇道或浇口过小,浇口数目不够,位置不当。

¾模腔排气不良。

¾注射时间太短¾浇注系统性差。

¾材料流动性太差。

2.制品溢边的缺陷¾料筒、喷嘴及模具温度太高。

¾注射压力太大,锁模力不足。

¾模具密度封不严,有杂物或模板弯曲变形。

¾模腔排气不良。

¾材料流动性太大。

¾加料量太多。

3.制品有气泡的缺陷¾塑料干燥不良,含有水份或挥发性氯体。

¾塑料有分解。

¾注射速度太快。

¾注射压力太小。

¾模温太低,充模不完全。

¾模具排气不良。

¾从加料端进入有空气。

4.制品凹陷(缩水)的缺陷¾加料量不足。

¾料温太高。

¾制品壁厚薄相差大。

¾注射保压时间太短。

¾注射压力不够。

¾注射速度太快。

¾浇口位置不当。

5.熔接痕的缺陷¾料温太低,塑料流动性差。

¾注塑压力太小。

¾注射速度太慢。

¾模温太低。

¾模腔排气不良。

¾材料受到污染。

6.制品表面有银丝及波纹(料花)的缺陷¾原料含有水份及挥发物。

¾料温太高或太低。

¾注射压力太低。

¾浇道或浇口尺寸太大。

¾嵌件未预热或温度太低。

¾制品内应力太大。

7.制品表面有黑点及条纹的缺陷¾塑料有分解。

¾螺杆转动速度太快,背压太高。

¾塑料碎屑卡入栓塞和料筒间。

¾喷嘴与主浇道吻合不好,产生积料。

¾模具排气不良。

¾原料污染或混进杂质。

¾塑料颗粒大小不均匀。

8.制品翘曲变形的缺陷¾模具温度太高,冷却时间不够。

¾制品厚薄悬殊。

¾浇口位置不当,数量太多。

¾顶出位置不当,受力不均。

¾塑料大分子定向作用太大。

9.制品尺寸不稳定的缺陷。

¾加料量不稳。

¾材料颗粒不均,新旧料混合比例不当。

¾料筒和喷嘴温度太高。

¾注射压力太低。

¾充模保压时间太低。

¾浇口,浇道尺寸不均。

¾模温不均。

¾模具设计尺寸不准确。

¾脱模杆变形磨损。

¾注射机的电气,液压系统不稳定。

10.制品粘模的缺陷¾注塑料压力太高,注塑时间太长。

¾模具温度太高。

¾浇口尺寸太大和位置不当。

¾模腔光洁度不够。

¾顶出位置,结构不合理。

11.主浇道粘模的缺陷¾料温太高。

¾冷却时间太短,主浇道料尚未凝固。

¾喷嘴温度太低。

¾主浇道无冷料穴。

¾主浇道光洁度差。

¾喷嘴道孔径大于主浇道直径。

¾喷嘴道衬套弧度与喷嘴弧度不吻合。

¾主浇道斜度不够。

12.制品内部冷却或局部凝结的缺陷¾塑化不均。

¾模温太低。

¾料内混入杂质或不同牌号的原料(材料)。

¾喷嘴温度太低。

¾无主要或分流道冷料穴。

¾制品重量和注射量接近,而成型时间太短。

13.制品分层,脱皮的缺陷。

¾不同塑料混杂。

¾同一塑料不同级别相混。

¾塑化不均匀。

¾原料污染或混入异物。

14.制品褪色的缺陷¾塑化污染或干燥不够。

¾螺杆转动速度太大,背压太高。

¾注射压力太大,背压太高。

¾注射保压时间太长。

¾料筒温度过高,致使着色剂或添加剂分解。

¾浇道,浇道口尺寸不合适。

¾模具排气不良。

15.制品强度不降的缺陷¾塑料分解。

¾成型温度太低。

¾熔接不良。

¾塑料潮湿。

¾塑料混入杂质。

¾制品设计不当,有锐角缺口。

¾围绕金属,嵌件周围的塑料厚度不够。

¾模具温度低。

¾塑料回料次数太多。

1.5 工程名称解释:EP——试办(首次试模胶件的办)FEP——最后试办(最后进行功能安全测试的办)PP——生产试办(小批量生产办)PS——正式生产试办PA——定期生产试办REV——改良试办AOD——暂收办PMC——生产、物料控制QA——产品品质保证QC——产品品质检查办——香港企业对开发产品的统称啤——广东话对注塑的叫法玩具企业生产检验程序玩具产品的生产检验程序,对于未进入此行业的人士似乎比较神秘,对于想进入此行业的人士又是一个迫切想知道的过程。

检验目的,确保所有产品的品质符合客户方/本厂要求及验证产品品质状况,确保公司产品品质及声誉。

¾审核复件零件的设计尺寸是否成立。

¾审核装嵌设计是否符合大量生产要求。

¾审核大量生产时,质量是否可控制。

¾测试产品是否符合客户方及玩具安全标准要求。

¾确定生产工具及生产指标。

职责:QA部负责各阶段产品的试验及PP后各阶段提取有关样办,组织试验后发现重大问题会议;工程部负责PP阶段前样办提供试验,并且组织及参加试产各阶段有关品质问题讨论会;生产部积极配合及依照程序进行新产品的试产,各部门必须充分重视试产的重要性。

下面列出检验程序的流程:1.EP/PP阶段出办数量¾QC:1SET¾生产:1SET¾工程:1SET¾PMC:1SET说明:SET是表示一套的意思。

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