塑料件结构与工艺技术规范

塑料件结构与工艺技术规范
主题内容与适用范围
本规范规定了注射成型塑料件、压制成型塑料件(主要指电子和电气用绝缘、结构塑料件)的工艺技术要求。
本规范适用于用模具方法直接成型(注射成型、压制成型)的塑料件。不适用于采用机械加工等二次加工方法获得的塑料件。
引用标准
GB/T2035-1996  塑料术语及其定义
GB/T14234-1993 塑料件表面粗糙度
GB/T14486-1993 工程塑料模塑塑料件尺寸公差
常用术语
3.1 塑料
以高聚物(有时用单体在加工过程中直接聚合)为主要成分,在加工为成品的某阶段可流动成型的材料。弹性材料也可流动成型,但不认为是塑料。
3.2 热塑性塑料
在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。
3.3 热固性塑料
因受热或其他条件能固化成为不熔不溶性物料的塑料。
3.4 增强塑料
含有增强材料(一般为玻璃纤维、纺织物、石棉、纸、碳纤维等)而某些力学性能比原塑料有显著提高的一种塑料。
3.5 模塑
塑料成型加工工艺的一种。在压力下(一般还同时加热),借助模具或口模使塑料材料成型的过程。
3.6 注射成型
使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化,而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具中成型的一种工艺方法。
3.7 二次加工
电伴热管缆成型后的塑料零件或型材,按需要进行的再加工,例如机械加工、焊接、修饰等。
3.8 模具
成型中赋予塑料零件形状所用部件的组合体。
3.9 浇口
在注射与传递模塑模具中,熔融物料由分流道注入模具型腔时所经过的狭窄通道。
3.10 比强度
材料在断裂点的强度(通常用拉伸强度)与其密度之比。
3.11 表面电阻率
平行于通过材料表面上电流方向的电位梯度与表面单位宽度上的电流之比,用欧姆表示。
3.12 绝缘电阻
指绝缘材料的电阻。
3.13 耐电弧性
塑料材料抵抗由高压电弧作用引起变质的能力,通常用电弧陷在材料表面引起炭化至表面导电所需的时间表示。
3.14 耐化学性
塑料耐酸、碱、盐、溶剂和其它化学物质的能力。
3.15 耐溶剂性
果壳箱
塑料抵抗溶剂引起的溶胀、溶解、龟裂、或脆化的能力。
模切机刀模3.16 内应力
在没有外力存在下,材料内部由于加工成型不当、温度变化、溶剂作用等原因所产生的应力。
3.17 应力开裂
长时间或反复施加低于塑料力学性能的应力,从而引起塑料外部或内部产生裂纹的现象。
3.18 蠕变
在恒定应力作用下,塑料材料的应变随时间不断增大的现象,称为蠕变。
3.19 应力松驰
维持塑料材料形变的应力随时间的推移而衰减的现象,称为应力松驰。
3.20 疲劳
在交变周期性应力或频繁的重复应力作用下,塑料力学性能衰减以至破坏的现象。
工艺技术要求
4.1  塑料的特性及用途
塑料材料的密度小,一般仅为钢的14l7,铝的12左右。塑料通常对酸、碱、盐及有机溶剂等化学药物有良好的抗腐蚀能力。几乎所有的塑料,都具有良好的电绝缘性和耐电弧性,可与绝缘性能优异的陶瓷、橡胶等媲美而同时它又可制成具有一定导电性的功能材料。塑料还有优异的耐磨、减摩及自润滑性能,对异物有良好的埋没性与就范性,并有极高的比强度。例如玻璃纤维增强塑料的比拉伸强度(拉伸强度与密度之比)高达17004000,而普通钢材仅为1600左右。塑料还具有优良的吸收振动能、冲击能以及抗疲劳与消声的作用。许多塑料的着性能、涂装电镀性能、与装饰性能亦十分突出。此外,塑料的加工性能好,生产过程简单,成本低,生产效率高,极易实现塑件生产过程自动化操作与
无人化管理。
塑料材料的上述优良性能,使得它在机械工业、电子工业、电器工业、航空航天工业、汽车工业、化学工业、建筑工业、农林渔业、钢铁工业、包装工业以及日用杂件等诸多领域均获得广泛地运用。塑料材料在电力继电器、电力自动化产品中的应用更为我们大家所熟悉。
4.2  塑料件工程设计内容
在对塑料零件功能进行充分分析的基础上,确定塑料件的整体结构、各部分几何形状、材质、尺寸要求及强度等。
设计合理的塑料件,在正常的使用过程中会始终保持其可靠的工作性能。塑料件工程设计,涉及到如下内容:
    a.功能设计  塑料件实现的功能直接决定其形状结构及与其它零部件的装配关系。因此功能设计也是满足塑料件最终使用要求的设计,
    b.材料设计  即材料的选择和确定。应考虑塑料材料的设计极限以及工作强度,如果有必要的话,还包括材料的固有欠缺。
    c.成型方法考虑  选择何种成型工艺方法制造塑料件。不同的成型工艺方法所能达到的塑料件的形状复杂程度与尺寸精度不同。注塑成型工艺能达到形状最复杂、精度最高的要求。
    d.质量控制设计  应考虑生产过程中,保证某些要求很高的质量指标的难易程度,关系到批量生产塑料件的成品率及生产成本。因此,合理地确定塑料件的技术要求是至关重要的。
e.着与装饰设计  此乃塑料件外观设计(亦有功能考虑在内)。主要指塑料材料着、表面电镀、喷涂及麻纹、木纹、皮革纹等的处理。
f.性能检测设计  设计人员应考虑塑料件工作性能指标的检测方法。所研制或设计的塑料零件,最终能否满足产品目标和功能要求,要进行相应的性能检测及试验验证。
4.3  设计思想
利用科学的、合乎逻辑的设计思想作指导,是塑料件设计获得成功的基本保证。
4.4  设计步骤
4.4.1  功能设计
4.4.1.1 塑料零件的功能性 
明确塑料件必须实现的功能及与产品其它部分或环境空间的相互关系,以确保其功能的有效性。主要从以下三方面考虑:
a.物质功能  与塑料件结构、强度、材质、成型工艺方法等有关。
信号发射器b.环境功能  人与物处于一定的环境之中,周围环境条件必然会对人与物发生深刻的影响。设计塑料件时,应对其工作环境作全面充分的了解。对于环境诸因素的影响,在设计塑料件的过程中应予以充分考虑,并采取相应的措施予以解决。
c.使用功能  满足塑料件使用功能要求。
4.4.1.2 性能指标 
塑料件的性能受多种因素的影响。就其强度来说,它与以下诸因素有关:塑料件的使用环境及受载情况;塑料件的结构设计,如强度设计、刚度设计,加强肋、金属嵌件的采用等;与塑料件成型有关的因素,如浇口类型、位置及尺寸、熔接痕、物料的流动特性、流动取向、残余变形与应力等;与材料的物性有关的因素,如热固性塑料与热塑性塑料、均聚物与共聚物、非结晶型与结晶型聚合物、聚合度以及塑料的组分及其配比等。
对塑料件结构及使用条件进行分析,根据材料的相关物性数据、试验结果,制订出合理的性能指标要求。
4.4.1.2.1 塑料件承受外力的要求
a.静态载荷(压缩与拉伸、塑件自重);
    b.动态载荷(反复载荷、疲劳强度);
    c.冲击载荷(冲击强度,带切口的塑料件与不带切口的塑料件冲击强度会相差很多);
    d.加载速度与延续时间;
    e.振动载荷;
    f.摩擦与磨耗性能;
    g.蠕变强度;
    h.弯曲与扭曲;
    i.剪切载荷与强度。
4.4.1.2.2 塑料件电性能要求
a.对高工作电压的要求;
b.对高工作频率的要求;
c.对大工作电流的要求。
4.4.1.2.3 塑料件的工作环境要求
    a.温度极限(塑料件工作的最高、最低及平均温度,材料的脆化温度、热变形温度、分解温度等);
    b.对耐化学药物和溶剂性能的要求;
    c.对暴露在阳光或其他辐射源中的塑料件的要求;
    d.对承受雨露、风沙、冰雹、尘埃等作用的塑料件的要求。
4.4.1.2.4 其他要求
a.塑料件的可能最大用量;
b.塑料件的成型加工方法;
c.预计塑料件使用寿命和更换时间植草板>折流板除雾器.
对于每一项性能要求,都要有具体的性能指标值。如果是出口到国外的产品,还应参照相关的国际标准及全球普遍采用的欧美国家制订的行业标准。4.4.1.3 电工类塑料件基本性能指标
我公司应用较多的电绝缘结构塑料件的基本性能指标如下:
a.介电强度;
    b.相对介电常数;
    c.介质损耗因数;
    d.耐电弧性;
    e.耐漏电痕迹性
    f.疲劳强度;
    g.蠕变强度;
    h.机械强度;
i.耐热性;
j.摩擦与磨耗特性;
    k.阻燃特性。
4.4.2  材料选用
塑料材料的正确选择,是决定塑料件设计成功与失败的重要因素之一。
4.4.2.1 选材依据及方法
初选塑料材料的主要依据有两个:一个是塑料件的工作环境及其使用性能要求;再一个是塑料材料生产商所提供的材料性能数据。根据材料的性能指标要求,对照材料的性能数据资料,先选出较为适用的数种性能相近的材料。然后,对这几种初选材料进行全面的综合性能分析、对比评价,从其中选出技术经济效益好、安全实用、加工性能优良者,作为优选材料。

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