塑料件结构设计

塑料件结构设计（精选12篇）

塑料件结构设计 第1篇

新时期家电产品中塑料件结构的设计主要包括几方面的内容, 其一是家电产品的造型结构设计, 其二是家电产品的功能结构设计, 其三是工艺结构设计, 其中塑料件结构的功能结构设计家电产品结构设计的核心, 其二和其三家电产品结构设计的基础, 本文从这三方面对新时期家电产品中塑料件结构设计提出了一些创新性的建议。

1 新时期家电产品中塑料件结构设计中优化造型结构设计理念

1) 外观形状设计。外观形状是产品使人体视觉上产生美感、进而达到心理上美的享受的商品的综合印象, 要想使家电产品实现上面的效果, 设计师在其中就扮演了重要的角色, 设计师在外观设计的过程中, 通常要通过外观设计中最重要的点、线、面和角等几何元素的综合应用, 这些元素的综合应用可以创造家电产品外形的起伏、棱角、曲面和圆角等, 从而实现这一效果。2) 图案纹理设计。图案纹理设计在家电产品的设计中特别重要, 其设计内容主要包括思流行时尚和传统元素, 对于流行时尚方面而言, 要在流行时尚的设计理念的指导下来挖掘设计元素并且寻求设计思想, 用图案纹理设计的表达效果给予合追求时尚和跟随流行的消费者一种鲜明的时代感和感染力。对于传统元素方面而言, 要从传统元素这种设计思想的指导下寻求创作源泉和创作思想, 赋予家电产品古老文明的内涵, 通过这种创造给予消费者喜闻乐见的好感。3) 色彩设计。色彩设计主要从以下几方面的内容来设计:其一, 家电产品的市场定位和对产品时尚潮流进行研究要从产品的功能和结构两方面来进行分析。其二, 通过色彩设计给消费者创造一种温馨的家电环境, 从而使使用者感受到家电产品带来的亲切感和愉快感。其三, 家电产品的色彩设计可以实现其和周围环境形成一种和谐的基调, 从而使使用者感受到温馨和舒适。

2 新时期家电产品中塑料件结构设计中优化功能结构设计技术

2.1 优化几何形状设计

壁厚:1) 从家电产品的经济角度分析, 如果使用过厚的塑料件壁厚, 过厚的塑料件壁厚不仅增加了家电产品原材料的成本, 同时还有利于延长塑料件的使用周期, 这样做的缺点就是会大大增加产品的材料费用和成本;过厚的塑料件壁厚在家电产品设计角度分析, 很难达到均匀硬化的状态。2) 太薄的塑料件壁厚太薄, 在脱模过程和装配使用的过程中容易发生翘曲变形主要是由于刚度性能差和强度性能差的原因造成的。

2.2 优化装配设计

1) 塑料件之间的连接方式设计。a.自攻螺钉连接法有很多优点和特点, 简单的模具加工和较好的装配强度是这种方法最好的优点, 但这一方法也有其自身的缺点, 这种方法需要多的自攻螺钉、较发杂的装配工序和较高的成本费用, 同时这种方法在拆卸的过程中也比较繁杂。b.卡钩-扣位连接法相对于上述方法而言也有很多自身的优点和特点, 其中, 模具加工复杂是这种方法很大的特点, 但这种方法还有很多优点, 装配方便是这种方法最重要的优点, 卡钩-扣位连接法要求卡钩-扣位之间松紧合适, 满足这一要求是为了实现方便事后操作的目的。

2) 间隙配合设计。家电产品的塑料件成型后, 会有一些很明显的缺点, 塑料件成型后会产生误差, 而这个误差产生的原因是多方面的, 其一是因为塑料件成型后自身留有残余应力发生翘曲变形导;其二是模具加工制造造成的;其三是由于热胀冷缩造成的。所以, 塑料件之间间隙配合不能偏大偏小, 应该保持在合理的状态, 因为塑料件之间缝隙超标是由于偏大的间隙配合造成的, 还有, 塑料件之间干涉是由于偏小的间隙配合造成的。

2.3 强度设计方案的优化

强度设计主要靠零件强度设计和连接强度设计这两种方式来实现其设计效果。决定零件强度的因素很多, 其一, 家电产品塑料件使用材料的壁厚;其二, 所使用的塑料件材料的形状;其三, 塑料件的加强筋和结构形式;这三个方面的原因是决定零件强度的主要原因。在加强连接强度的过程中可以选择多种方法, 其中螺钉联接和卡钩-扣位联接这两种方式是主要的使用方式, 要求在把握产品的总体外形尺寸上, 从而加强强度设计方案的优化。

2.4 降低成本的设计优化

1) 在塑料件的结构强度等各方面的条件满足塑料件的设计要求时, 就可以减少塑料件的壁厚, 从而达到降低材料成本的目的。2) 当满足塑料件的结构强度和使用要求的条件时, 可以减少无关紧要的加强筋的使用, 在这一过程中还可以简化零件结构, 从而实现零件简单实用的目标。3) 采用低成本的塑料件表面处理工艺设计方案。

3 新时期家电产品中塑料件结构设计的一些建议

3.1 适应模具加工制造和注塑方面的设计创新

适应模具加工制造和注塑方面的工艺结构设计的创新中, 对结构设计师的要求特别严格, 结构设计师要充分考虑模具加工制造方面的问题, 同时, 适应模具加工制造和注塑方面的设计创新和对塑料件设计要以有利于成型、脱模和提高成品质量为设计原则, 另外, 适应模具加工制造和注塑方面的工艺结构设计的创新中结构设计师还要做到在满足几何形状设计的基础上, 充分考虑塑料件结构的细节设计, 同时还要让它与几何形状设计的思维方法一致。

3.2 适应批量生产方面的工艺结构的设计创新

适应批量生产方面的工艺结构设计创新, 对结构设计师的要求较为复杂, 其主要内容主要是指结构设计师在设计塑料件的过程中要考虑多方面的问题, 其一, 应该充分考虑生产线上的效率, 例如, 要创造出方便和快捷的员工装配和操作, 这种方式就有利于提高生产效率和经济效益。其二, 适应批量生产方面的工艺结构的设计创新离不开工艺结构设计、几何形状设计和成本设计的作用, 要求结构设计师适应批量生产方面的工艺结构的设计创新的过程中统筹全局, 还要注重细节。

4 结束语

本文通过研究得出了新时期家电产品中塑料件结构设计中优化造型结构设计理念和新时期家电产品中塑料件结构设计中优化功能结构设计技术等方面的设计理念, 最后还得出了新时期家电产品中塑料件结构M设计的一些建议。

参考文献

[1]唐志玉.料模具设计师指南[M].北京:国防工业出版社, 1999.

[2]徐佩弦.塑料制品设计指南[M].北京:化学工业出版社, 2007.

《塑料》教学设计 第2篇

年级：第二学段 三年级 教师：

教学场地：教室

课程资源：ppt课件；塑料尺、木尺；塑料杯、玻璃杯；木板凳、塑料板凳；纸袋、塑料袋；塑料盆、陶瓷盆；制作四个不同颜色的垃圾分类盒子。

一、教学目标 1.了解塑料的优缺点。

2.能够运用比较方法认识塑料的优点。

3.激发学生的环保意识、争当爱护环境小标兵。教学重难点：

1.掌握塑料的优缺点。2.体会减少污染的重要性。

二、核心素养或核心价值培育分析

《塑料》是苏教版科学三年级上册第四单元《它们是什么做的》中的最后一课。本节课主要是引导学生通过将塑料与其他材料进行比较，从而了解塑料的优缺点，并了解塑料对环境的影响。本节课对学生在环保方面的教育具有重要意义。塑料具有坚固、质轻、防水、成本低等优点，是人们生活中应用最广泛的材料。但是，因广泛使用塑料所产生的众多垃圾也是引起当今环境污染的重要原因。因此，让学生在自身生活经验的基础上，更进一步了解塑料对环境的危害，有利于他们自觉树立环境保护意识。同时对学生渗透垃圾分类的相关知识，让学生了解垃圾分类的原因，以及如何对垃圾进行分类，深刻体会垃圾分类对环境保护的重要意义。让他们养成对垃圾进行分类的习惯，在生活中自觉进行垃圾分类，促进垃圾的循环应用。以实际行动参与环境保护，同时增强社会责任感。

三、教学过程

（一）导入新课

1.分别出示塑料袋、塑料杯，提问：这些物品是什么材料制成的？

2.再出示小尺提问：它呢？又是什么材料制成的？ 3.提问：请同学们观察下，我们周围有哪些物品是塑料组成的？

4.谈话：对，塑料也是一种重要的原材料，今天我们就来认识和研究塑料的一些性质。（板书课题）

（二）比较塑料和其他材料，找出其优点。

1.观察塑料尺、木尺；塑料杯、玻璃杯；木板凳、塑料板凳；塑料盆、陶瓷盆；纸袋、塑料袋，比较一下，看看塑料有哪些优点。2.学生分组观察、比较、交流。3.学生汇报本组的比较结果。4.教师总结塑料的优点：

（1）和木尺比，塑料尺具有透明、轻便、弹性好的优点；（2）和纸袋比，塑料袋具有相对牢固，不怕水的优点；（3）和玻璃杯比，塑料杯具有不易碎、不烫手、重量轻的优点；

（4）和陶瓷盆比，塑料盆具有不易碎、轻便、弹性好的优点；

（5）和木椅比，塑料椅具有轻便，易叠放，不占地方的优点。

（三）讨论总结塑料的优点。

1.讲述：通过以上比较，我们知道塑料的许多优点，同学们分组总结一下塑料的优点有哪些？ 2.学生分组讨论、汇报 3.教师总结塑料的优点：

轻便可塑、牢固有弹性、透明隔热、色彩鲜艳、价格便宜、经久耐用。

（四）塑料的缺点及治理方案。

1.讲述：刚才我们了解了塑料的优点，我们知道任何事物都是有两面性的，有优点必然有缺点。那你们知道塑料有什么缺点吗？ 2.学生讨论、回答。

3.讲述：塑料有一个显著特点，同时也是它的最大缺点：它们不易分解（腐烂），埋在土里几百年也不会发生变化，这对环境是极为有害的。

4.提问：不易腐烂的塑料，对环境有什么不好的影响？ 5.学生说说自己的理解。

6.教师播放视频资料，学生观看。

7.讲述：通过刚才的视频我们看到，塑料对环境的污染也是极其严重的，如废塑料堆积如山，占用土地；威胁海洋动物、影响市容、使农作物减产、点燃后污染空气等。

8.谈话：既然塑料的危害如此之大，那怎样可以减少白色污染？

9.学生分组讨论、交流。10.教师总结：（1）用布袋购物；

（2）多用可回收的塑料容器；（3）少用或不用一次性塑料物品；（4）研制可以分解的塑料；（5）增强人们的环保意识。

（五）拓展应用：垃圾分类

1.讲述：同学们，通过今天的学习，我们知道不能乱丢弃废弃塑料。那么，这里有四种不同颜色的垃圾箱，你们知道要把塑料丢到哪个垃圾箱里吗？

2.教师出示四个不同颜色的垃圾分类盒子，学生讨论。

3.教师公布答案。

4.讲述：本单元我们学习了各种各样的材料，知道了各种材料都有各自的用途，在使用过程中也会产生不同种类的垃圾。那么对于不同种类的垃圾，我们应该怎么处理呢？怎么分辨什么样的垃圾要丢到什么样的垃圾筒呢？

5.教师出示几种不同的垃圾，如易拉罐、电池、破布、废纸、腐败食物等。

6.学生自由讨论、回答。

7.教师通过影片介绍垃圾分类的知识，并进行小结。7.拓展作业：手抄报制作《我是垃圾分类小高手》。（设计意图：本环节着重介绍垃圾分类相关知识，通过对本节课乃至本单元不同材料的学习，了解垃圾分类的重要性和方法，使学生树立垃圾分类的意识。）

（六）版书设计

《塑料》

1.优点：轻便可塑、牢固有弹性、透明隔热、色彩鲜艳、价格便宜、经久耐用。

2.缺点：不易分解，容易污染环境。

3.减少白色污染：（1）用布袋购物；（2）多用可回收的塑料容器；（3）少用或不用一次性塑料物品；（4）研制可以分解的塑料；（5）增强人们的环保意识。4.垃圾分类

四：教学分析

本堂课在环节设计上先让学生通过比较了解塑料的优缺点，然后讨论乱丢弃塑料对环境造成的污染。在我们的生活中，塑料垃圾引起的环境污染问题随处可见。三年级的学生在平时的生活中已经有了这方面的感性经验，因此本节课的后半段主要是在学生感性经验的基础上，讨论了过度使用塑料引起的白色污染问题以及减少白色污染的方法。然后，再将本节课的学习作为本单元的归纳和小结，出示与本单元所学材料相对应的垃圾，并通过短片进行垃圾分类的介绍，从而让学生了解垃圾分类的相关知识，树立垃圾分类的环保意识。课后布置拓展作业，目的也是为了让学生自己整理垃圾分类的相关知识，加深学生印象。

北方塑料大棚设计、建造与安装技术 第3篇

关键词：设施农业；塑料大棚；北方地区；设计；建造；安装

中图分类号：S625 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）10-0057-02

我国是农业大国，要解决好“三农”问题，重点是增加农民的收入。而在北方地区，增加农民收入最有效的方法之一就是建造塑料大棚。拱型屋面钢结构的旱地塑料大棚是适合北方地区自然条件与农业生产农艺要求的一种大棚形式，现介绍其设计、建造与安装方法。

1 建设规划

1.1 场地选择

1） 建设场地宜选择地势高，地下水位低，土壤疏松肥沃，水源、电源、排水、交通便利，地形平坦开阔，四周无遮挡，无污染源的地区。2） 在电力走廊旁边建设大棚时，大棚与架空电力线路边导线之间的安全距离应满足高压（≥10 kV）不小于10.0 m，低压（<10 kV）不小于5.0 m。

1.2 规划布局

1） 大棚宜按屋脊走向南北布置，但受地形限制或建设地区大棚生产季节气温高、阴雨天多时可不受朝向的约束。2） 大棚宜成片建设，棚与棚之间的距离在跨度方向应为1.0～2.0 m，在长度方向应不小于3.0 m，以利通风换气、排水及采光。3） 大棚建设规模以标准大棚的建造数量表示，根据需要面积来确定需要建造的数量。4） 大棚建设场区应因地制宜地设计完善的灌溉、排水系统。

2 结构设计

2.1 总体尺寸

1） 大棚的跨度、高度构成大棚的规格。大棚的跨度宜为6.0～14.0 m，大棚的高度宜为2.3～3.5 m之间。大棚的规格见表1。2） 大棚长度应因地制宜确定，可在20.0～80.0 m之间选择，其中以30.0～60.0 m为宜。3） 大棚两侧肩高宜为1.2～1.5 m。

2.2 大棚骨架

1） 大棚骨架的设计应满足功能需要，符合相应的规范要求。2） 为保证大棚骨架的稳定性，大棚棚面应设纵向拉杆，并确保处于张紧状态。纵向拉杆数量不少于3道，间距不大于2.0 m。3） 为确保大棚骨架的安全性，大棚拱架间距宜为0.9～1.5 m，依拱杆强度、覆盖材料性能、当地风雪荷载及安装其上的设备情况确定。

2.3 固定基础

1） 大棚的固定基础可采用混凝土基础（地锚）或其他固定形式。采用混凝土基础时，预埋深度应不小于30 cm，横向尺寸不小于8 cm。2） 对于跨度超过8.0 m的大棚，立柱或拱架的基部应铺垫砖层或其他建材。在季节性风、雪载荷比较大的地区建设大棚，应浇筑混凝土基础，混凝土基础的深度应不小于40 cm，横向尺寸不小于10 cm。立柱、拱架与土壤直接接触的部分应采用薄塑料管在现场热套装密封或其他防锈措施，以降低锈蚀速度。

2.4 通风装置

大棚应在两侧面设置通长的通风口，通风口高度宜为80～100 cm，侧面通风口距离端面不小于2.0 m。

2.5 棚门

大棚应在两端中部设置推拉门或平开门。推拉门宜采用悬挂方式、双扇设置。

2.6 设备配置

两侧的通风口应配置手动或电动卷膜开窗机，通风口处宜设置适宜目数的防虫网。

3 材料要求

1） 塑料大棚采用的建筑材料、构件制品及配套机电设备等工业产品的产品质量应符合相应的产品标准要求。2） 塑料薄膜应采用保温无滴长寿塑料薄膜，厚度在0.08 mm以上。

4 施工安装

4.1 施工准备

1） 施工必须具有与该工程对应的主体结构、基础和配套设施的安装图或施工图。严格按图施工，按照施工程序做好施工记录、分析及验收，并做好相应的验收记录。2） 施工安装前应对施工现场的地理条件、周围环境和高空情况进行检查，同时应备好安装工具和用品。

4.2 基础施工

1） 按照安装图或施工图确定基础预埋件的位置和标高，在施工过程中应检查基础平面位置和尺寸。2） 基础施工应符合建筑基础施工的相应规定，特殊基础施工按照设计要求执行。

4.3 骨架安装

1） 所有零部件须经制造厂质量检验部门检验合格，外购件和外协件应有合格证方可进行安装。2） 安装前应对在运输、装卸及转移过程中产生变形的结构件进行矫正，达到合格要求后再使用。3） 钢结构件外观应表面平整，无划痕、擦伤或镀锌层破损现象。4） 骨架整体尚未安装完成时，不得在构件上吊挂施工设备或构件，不得放置脚手架。5） 当天安装的大棚骨架应形成稳定的空间体系，并对连接螺栓进行初拧。钢结构安装完成后，应由专人对螺栓进行检查拧紧。6） 采用焊接架设大棚骨架时，焊缝应均匀、牢固。焊后表面应除毛刺、除锈，并进行涂漆处理，保证焊缝光滑。

4.4 塑料薄膜安装

1） 安装前应检查作业的地面情况，不得将塑料薄膜在粗糙不平、潮湿的地面上拖拽。2） 塑料薄膜安装过程中各工序应紧密配合，安装时施工现场风力应不超过3级。3） 塑料薄膜安装前，应检查并去除构件表面污迹及影响塑料薄膜安装的毛刺。4） 塑料薄膜安装应符合相关规定。

4.5 棚门安装

1） 棚门应优先于或同步于大棚棚体的塑料薄膜安装。2） 棚门门框应提前组装好，安装过程中棚门和门框不应产生变形。3） 推拉门上吊轨、下导轨与棚头立柱应采用螺栓连接，连接方式不得影响塑料薄膜安装。4） 推拉门下导轨地基应夯实，上吊轨、下导轨与棚门应在同一垂直平面内。5） 棚门启闭应平顺、流畅、无卡滞现象，棚门与门框间隙应不大于3 mm。

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4.6 设备安装

1） 防虫网的安装。设有防虫网时，其安装应在裙膜和顶膜安装前进行。2） 卷膜开窗机的安装。卷膜开窗机安装应与相对应的塑料薄膜安装同时进行。安装时，卷轴应处于平整状态，不应有明显的弯曲、扭曲变形，连接部位不得影响塑料薄膜安装。塑料薄膜与卷轴固定时，塑料薄膜在卷轴上缠绕不应少于2圈，不应出现破损或皱褶；固定点应均匀布置，固定点间距不宜大于60 cm。采用电动卷膜开窗机时，电动机、电气设备和开关装置的防护等级应符合国家相关标准，且应有防水措施。导向杆应与卷轴成直角，偏差为±2°。采用伸缩式导向杆时，连接杆之间重叠应不小于20 cm。卷膜开窗机运行时应运转灵活、平顺、无异常声音，上卷和下铺时均可停留在任意位置，且卷轴通长方向高差应不大于3 cm，行程控制开关应动作准确、灵敏可靠。运转部位均应有安全防护措施，设备相应部位应有安全警示标志。

5 结语

实践证明，以温室大棚及其配套设施为主体的设施农业生产，是调整农业产业结构、增加农民收入的卓有成效的重要途径。大力发展设施农业，符合我国农业产业政策。设施种植科技含量高，高产、高质、高效，受到广大农村和农户的欢迎。塑料大棚的建造为北方农民增产增收提供了可行性和保障。

参考文献

[1] 郄丽娟，韩建会，薛金祥.改良型塑料大棚的设计及温度初探[J].中国农学通报，2010（1）：284-287.

[2] 方炜.寿光早期冬暖式大棚的特点及建造[J].农业知识：瓜果菜，2013（4）：30-31.

[3] 张荣忠.多层膜温室大棚建造技术[J].农村新技术，2006（3）：32-33.

[4] 程云湧，于丽杰，叶秋楠.大棚卷帘机的正确选择、安装及使用[J].农业科技与装备，2012（5）：64-65.

Abstract： Facility agricultural producing is one of the main method to increase farmer's income in our country， plastic greenhouse is the main agricultural facility in the North area. This article introduces the design， construction and installation of plastic greenhouse， offers the support for promoting the technique of cultivation in plastic greenhouse in the North.

Key words： facility agricultural； plastic greenhouse； the North area； design； construction； installation

轿车塑料件成型模具设计 第4篇

影响精密注塑的主要因素

判定精密注塑的依据是注塑制品的精度, 即制品的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。要进行精密注塑必须有许多相关的条件, 而最本质的是塑料材料、注塑模具、注塑工艺和注塑设备这四项基本因素。设计塑料制品时, 应首先选定工程塑料材料, 而能进行精密注塑的工程塑料又必须选用那些力学性能高、尺寸稳定、抗蠕变性能好、耐环境应力开裂的材料。其次应根据所选择的塑料材料、成品尺寸精度、件重、质量要求以及预想的模具结构选用适用的注塑机。在加工过程中, 影响精密注塑制品的因素主要来自模具的精度、注塑收缩, 以及制品的环境温度和湿度变化幅度等方面。

在精密注塑中, 模具是用以取得符合质量要求的精密塑料制品的关键之一, 精密注塑用的模具应切实符合制品尺寸、精度及形状的要求。但即使模具的精度、尺寸一致, 其模塑的塑料制品之实际尺寸也会因收缩量差异而不一致。因此, 有效地控制塑料制品的收缩率在精密注塑技术中就显得十分重要。

模具设计得合理与否会直接影响塑料制品的收缩率, 由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上所估算的收缩率求得的, 而收缩率则是由塑料生产厂家或工程塑料手册推荐的一个范围内的数值, 它不仅与模具的浇口形式、浇口位置与分布有关, 而且与工程塑料的结晶取向性 (各向异性) 、塑料制品的形状、尺寸、到浇口的距离及位置有关。影响塑料收缩率的主要有热收缩、相变收缩、取向收缩、压缩收缩与弹性回复等因素, 而这些影响因素与精密注塑制品的成型条件或操作条件有关。因此, 在设计模具时必须考虑这些影响因素与注塑条件的关系及其表观因素, 如注塑压力与模腔压力及充模速度、注射熔体温度与模具温度、模具结构及浇口形式与分布, 以及浇口截面积、制品壁厚、塑料材料中增强填料的含量、塑料材料的结晶度与取向性等因素的影响。上述因素的影响也因塑料材料不同、其它成型条件如温度、湿度、继续结晶化、成型后的内应力、注塑机的变化而不同。

由于注塑过程是把塑料从固态 (粉料或粒料) 向液态 (熔体) 又向固态 (制品) 转变的过程。从粒料到熔体, 再由熔体到制品, 中间要经过温度场、应力场、流场以及密度场等的作用, 在这些场的共同作用下, 不同的塑料 (热固性或热塑性、结晶性或非结晶性、增强型或非增强型等) 具有不同的聚合物结构形态和流变性能。凡是影响到上述“场”的因素必将会影响到塑料制品的物理力学性能、尺寸、形状、精度与外观质量。

这样, 工艺因素与聚合物的性能、结构形态和塑料制品之间的内在联系会通过塑料制品表现出来。分析清楚这些内在的联系, 对合理地拟定注塑加工工艺、合理地设计并按图样制造模具、乃至合理选择注塑加工设备都有重要意义。精密注塑与普通注塑在注塑压力和注射速率上也有区别, 精密注塑常采用高压或超高压注射、高速注射以获得较小的成型收缩率。综合上述各种原因, 设计精密注塑模具时除考虑一般模具的设计要素外, 还须考虑以下几点:

(1) 采用适当的模具尺寸公差。

(2) 防止产生成型收缩率误差。

(3) 防止发生注塑变形。

(4) 防止发生脱模变形。

(5) 模具制造误差降至最小。

(6) 防止模具精度的误差。

(7) 保持模具精度。

防止产生成型收缩率误差

由于收缩率会因注塑压力而发生变化, 因此, 对于单型腔模具, 型腔内的模腔压力应尽量一致;至于多型腔模具, 型腔之间的模腔压力应相差很小。在单型腔多浇口或多型腔多浇口的情况下, 必须以相同的注塑压力注射, 使型腔压力一致。为此, 必须确保使浇口位置均衡。为了使型腔内的模腔压力一致, 最好使浇口入口处的压力保持一致。浇口处压力的均衡与流道中的流动阻力有关。所以, 在浇口压力达到均衡之前, 应先使流通均衡。

由于熔体温度和模具温度对实际收缩率产生影响, 因此在设计精密注塑模具型腔时, 为了便于确定成型条件, 必须注意型腔的排列。因为熔融塑料把热量带入模具, 而模具的温度梯度分布一般是围绕在型腔的周围, 呈以主流道为中心的同心圆形状。

因此, 流道均衡、型腔排列和以主流道为中心的同心圆状排列等设计措施, 对减小各型腔之间的收缩率误差、扩大成型条件的允许范围以及降低成本都是必要的。精密注塑模具的型腔排列方式应满足流道均衡和以主流道为中心排列两方面的要求, 且必须采用以主流道为对称线的型腔排列方式, 否则会造成各型腔的收缩率差异。

由于模具温度对成型收缩率的影响很大, 同时也直接影响注塑制品的力学性能, 还会引起制品表面发花等各种成型缺陷, 因此必须使模具保持在规定的温度范围内, 而且还要使模具温度不随时间变化而变化。多型腔模具的各型腔之间的温差也不得发生变化。为此, 在模具设计中必须采取对模具加热或冷却的温度控制措施, 且为了使模具各型腔间的温差尽量缩小, 必须注意温控-冷却回路的设计。在型腔、型芯温控回路中, 主要有串联冷却与并联冷却两种连接方式。

从热交换效率来看, 冷却水的流动应呈紊流。但是在并联冷却回路中, 成为分流的一条回路中的流量比在串联冷却回路中的流量小, 这样可能会形成层流, 而且实际进入每条回路中的流量也不一定相同。由于进入各回路的冷却水温度相同, 各型腔的温度也应相同, 但实际上因各回路中的流量不同, 且每条回路的冷却能力也不相同, 致使各模腔的温度也不可能一致。采用串联冷却回路的缺点是冷却水的流动阻力大, 最前面的型腔入口处的冷却水温度同最后型腔入口处的冷却水温度有明显的差别。冷却水出入口的温差因流量的大小而变化。对于加工轿车塑料件的小型精密注塑模具而言, 一般从降低模具成本考虑, 采用串联冷却回路较适宜。如果所使用的模温调节控制仪 (机) 的性能能在2℃内控制冷却水的流量, 则各型腔的温差最大也可保持在2℃范围内。

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模具型腔和型芯应有各自的冷却水回路系统。在冷却回路的设计上, 由于从型腔和型芯上所摄取的热量不同, 回路结构的热阻力也不一样, 型腔与型芯入口处的水温会产生很大的温差。若采用同一系统, 冷却回路设计也较困难。一般轿车塑料件用的小型注塑模具型芯都很小, 采用冷却水系统有很大的困难。如有可能, 可以采用被青铜材料制造型芯, 对实心铍青铜型芯则可采用插入式冷却的方法。另外, 在对注塑制品采取防止翘曲的对策时, 也希望型腔与型芯之间保持一定的温差。因此设汁型腔与型芯的冷却回路时应能分别进行温度的调节和控制。

模具精度的保持

为了保持在注塑压力、锁模力下的模具精度, 设计模具结构时必须考虑对型腔零件进行磨削、研磨和抛光等加工的可行性。尽管型腔、型芯的加工已经达到高精度的要求, 而且收缩率也同所预计的一样, 但由于成型时的中心偏移, 其所成型的制品内侧、外侧的相关尺寸都很难达到塑料零部件的设计要求。为了保持动、定模型腔在分型面上的尺寸精度, 除了设置常规模具所常用的导柱、导套定中心外, 还必须加装锥形定位销或楔形块等定位副, 以确保定位精度准确、可靠。

制作精密注塑模具的材料要选择力学性能高、热蠕变小的优质合金工具钢, 制作型腔、浇模具材料要选择经过严格热处理的硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性强、抗热变形的材料, 同时还要考虑金属切削加工、电加工的难易性和经济性。为防止发生时效变化而改变模具的尺寸精度, 必须在设计模具时规定降低模具材料热处理的残存奥氏体组织的回火处理或低温处理。

对精密注塑模具的易损零件, 尤其是型腔、型芯等易损件, 要在设计时考虑修理的可能性, 以保持模具维修后仍具有较高精度。

结语

塑料制品设计原则 第5篇

〈一〉尺寸

尺寸主要满足使用要求及安装要求，同时要考虑模具的加工制造，设备的性能，还要考虑塑料的流动性，

〈二〉精度

影响因素很多，有模具制造精度，塑料的成份和工艺条件等。

〈三〉表面粗糙度

由模具表面的粗糙度决定，故一般模具表面粗糙比制品要低一级，模具表面要进引研磨抛光，透过制品要求模具型腔与型芯的表面光洁度要一致 Ra 〈 0.2 um

塑件圈上无公差要求的仍由尺寸，一般采用标准中的8 级，对孔类尺寸可以标正公差，而轴类各件尺寸可以标负出差。中心距尺寸可以棕正负公差，配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。

二、脱模斜度

由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象，使塑件紧抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困难，强行取出会导至塑件表面擦分，拉毛，为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模(及轴芯)方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度，一般1°——1°30`。

一般型芯斜度要比型腔大，型芯长度及型腔深度越大，则斜度不减小。

三、壁厚

根据塑件使用要求(强度，刚度)和制品结构特点及模具成型工艺的要求而定:壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难;壁厚太大，增加冷却时间，降低生产率，产生气泡，缩孔等 。

要求壁厚尽可能均匀一致，否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力，引起塑件的变形及开裂。

四、加强筋

设计原则：

〈一〉中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使支承面易于平直。

〈二〉应避免或减小塑料的局部聚积。

〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。

五、支承面

塑件一般不以整个平面作为支承面，而取而代之以边框，底脚作支承面。

六、圆角

要求塑件防有转角处都要以圆角(圆弧)过渡，因尖角容易应力集中。

塑件有圆角，有利于塑料的流动充模及塑件的顶出，塑件的外观好，有利于模具的强度及寿命。

七、孔(槽)

塑件的孔三种成型加工方法：

(1)模型直接模塑出来。

(2)模塑成盲孔再钻孔通。

(3)塑件成型后再钻孔。先模塑出浅孔好。

1、模塑通孔要求孔径比(长度与孔径比)要小些，当孔径〈1.5MM，由于模芯易弯曲折断，不适于模塑 模塑型芯的三种方式。

塑料件结构设计 第6篇

颁奖大会上，中国塑料加工工业协会秘书长马占峰宣读授予浙江温岭市“中国注塑鞋之都称号”的批准文件，并由中国塑料加工工业协会执行副理事长曹俭将“中国注塑鞋之都”牌匾授予浙江省温岭市副市长陈刚，使浙江温岭市又新增一张金名片。

塑料制品业是浙江温岭市八大支柱产业之一，经过20多年的培育和发展，已形成了区域特色明显、产供销配套齐全的产业集群，目前全市从事塑料行业企业2000多家，年产值超过200亿元，其中规模以上企业100多家，产值超亿元企业8家。2010年温岭市被评为“中国日用塑料名城”，温岭已成为全球最大的注塑鞋生产基地。

第二届色彩中国高峰论坛在沪举行

日前，CICE中国国际涂料高峰论坛——“第二届色彩中国高峰论坛”在中国国际涂料博览会上隆重举行。本次论坛由中国涂料工业协会与中国流行色协会共同主办，围绕“跨界联动·色彩营销”的主题，来自海内外多个研究领域的色彩专家济济一堂，为200余名来自建筑、室内、工业设计和制造领域的国内精英设计师、企业经营者带来了一场涂料色彩盛宴。本届高峰论坛由立邦涂料(中国)有限公司特别赞助。论坛在国内知名城市色彩规划专家、中山大学郭红雨教授的主持下顺利召开。中国涂料工业协会会长孙莲英、中国流行色协会副会长胡松、北京涂博国际展览有限公司总经理曲刚等领导嘉宾出席论坛。

在论坛建筑版块里，首先由中国著名色彩专家、中国流行色协会副会长、北京西蔓色彩公司董事长于西蔓带来主题演讲：自然和谐的建筑外立面色彩设计与实现，通过中国城市色彩规划的切身案例，探讨建筑外立面色彩存在的现实问题及解决方案。立邦涂料(中国)有限公司工程事业部色彩设计总监加藤诚则以《城市建筑色彩美学以及流行色解析》为题，围绕城市环境中的色彩作用，探讨了涂料的应用对提高城市环境印象以及如何有效活用色彩这种视觉性信息。

来自法国的国际知名趋势预测机构STYLE-VISION公司创始人金哲女士从帮助企业成功捕获消费者需求的角度，通过具体实例研究阐释影响未来室内设计领域的四大趋势，并发布了相关的色彩范围和设计方向。中国流行色协会发展部设计总监张听瞳也凭借多年色彩培训和色彩咨询服务的经验，通过把复杂的色彩科学同实际的产品项目色彩设计结合，为现场观众带来了室内空间色彩搭配与应用的全新见解。上海交通大学媒体与设计学院工业设计专业主任、中国流行色协会色彩创新中心主任傅炯教授从色彩的角度进行《中国新设计的趋势》这一主题报告，在解读中国消费者生活形态和视觉审美的基础上，启发工业设计领域的新体验。

塑料加工工艺与制件结构设计 第7篇

1 目前塑料的优特点、分类阐述

一般来说, 塑料的特点具备质量轻, 化学性稳定, 不锈蚀, 电气绝缘性能好, 同时根据实践来看, 塑料的刚度与木材相近, 拉伸强度一般在10~500MPa左右。塑料的优点是耐用、防水, 良好的绝缘体, 塑料还可以用于制备工业用料的燃料油和燃料气, 这样可以降低原油消耗。

塑料的分类方面我们一般可以把它分为热固性与热可塑性这两大类。而热固性在实际中是无法重新塑造使用的, 热可塑性一般是可再重复生产利用的, 这些在实际应用中一般都接触过。

另外, 塑料高分子的结构基本有两种类型, 第一种是线型结构, 具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物;第二种是体型结构, 笔者认为具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链, 称为支链高分子, 属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联, 但交联较少, 称为网状结构, 属于体型结构。实际操作中两种不同的结构, 表现出两种相反的性能。线型结构高聚物由于有独立的分子存在, 所以有弹性、可塑性, 在溶剂中能溶解, 加热能熔融, 硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在, 因此它没有弹性和可塑性, 不能溶解和熔融, 只能溶胀, 硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有, 由线型高分子制成的是热塑性塑料, 由体型高分子制成的是热固性塑料。

2 塑料加工工艺的方法

据不完全统计, 塑料加工工艺成型的方法大概有30多种。但是无论怎样, 它的选择主要决定于塑料的类型、制品的外形和尺寸及起始形态。加工热塑性塑料常用的方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等, 加工热固性塑料一般采用模压、传递模塑, 也用注射成型。层压、模压和热成型是使塑料在平面上成型。上述塑料加工的方法均可用于橡胶加工。此外, 还有以液态单体或聚合物为原料的浇铸等。但是在这些诸多的方法中, 笔者认为还是以挤出和注射成型用得最多, 也是我们日常用到的最基本的成型方法。下面笔者就简单对其中几种成型方法做一简单介绍, 别的不多累述了。

2.1 塑料挤出成型的方法。

这种方法是按照螺杆旋转加压的方式, 连续地将塑化好的塑料挤进模具, 然后再通过一定形状的口模时, 这样就会得到与口模形状相适应的塑料型材的工艺方法。具体生产线如图1所示。

像这样就会挤出成形占塑料制品的30%左右。产品主要用于截面一定、长度大的各种塑料型材, 它的特点是能连续成形、生产率高、模具结构简单等。另外笔者还分析得出, 除氟塑料外, 几乎所有的热塑性塑料都能挤出成形, 部分热固性塑料也可挤出成形。

2.2 塑料注射成型的方法。

这种方法我们是利用注射机将熔化的塑料快速注入模具中, 并固化得到各种塑料制品的方法。据不完全统计, 目前几乎所有的热塑性塑料均可采用此法, 也可用于某些热固性塑料的成形。笔者也做了个粗略地统计, 像注射成形占塑料件生产中

的比重大概也是30%左右, 它具有能一次成形的特点, 形状复杂件、尺寸精确、生产率高等优点;但设备和模具费用较高, 现在一般地主要用于大批量塑料件的生产过程中。具体生产线如图2所示。

在实际操作中, 我们可以将粉粒状原料从右侧的料斗中加入料筒, 当柱塞推进时原料就会被推入加热区, 再次经过分流梭, 通过喷嘴将熔融塑料注入模腔中, 冷却后开模即得塑料制品。这一种方式比较简单, 容易操作。

2.3 塑料压制成型的方法。

我们所说的这种方法是将固态的粒料或预制的片料加入模具中, 我们对它通过加热和加压的方法, 使其软化熔融, 并在压力的作用下充满模腔, 固化后得到塑料制件的方法。

在实际生产中, 这种方法它具备模具简单, 能生产大型制品, 但经过笔者分析认为, 这种方法在生产时生产周期长、效率低, 较难实现自动化, 难以生产厚壁制品及形状复杂的制品, 一般很少被企业采用。

3 塑料的制件结构设计

上面我们对塑料的工艺成型方法做了探讨, 下面笔者结合实际对塑料的制件结构设计再做进一步的分析叙述, 供大家参考。首先我们先来明确塑料制件结构设计的原则。我们知道任何事情都要讲究个原则性。塑料的设计制作也要讲究这一点。我们应该从它的各种性能特点, 包括缺点在内的各种特性都要考虑到, 首先就是考虑它的总体结构, 主要目的就是要使模具型腔易于制造, 模具抽芯和推出机构要特简单。其次是在保障物理及化学性能基础上, 做到设计的结构简单, 壁厚均匀, 使用要方便。在这之前, 笔者建议要对外观进行造型初步的设计, 再绘制图样, 以便操作。

3.1 塑料制作结构的尺寸、精度的把握。

所谓尺寸就是它的大小程度。这个时候要考虑注射机的注射量、锁模力和模板尺寸的限制等问题, 要综合考虑这些后, 我们再去制作尺寸, 相信会达到完美统一的效果。另外, 所谓的精度, 就是我们所说的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度, 笔者在这建议, 在我们满足需要的前提下, 应尽可能设计得低一些。我们在精确度的确定上一般采用公差代号为MT, 公差等级分7级来做衡量的标准。一般地, MT1级、2级精度最高;MT7级精度最低。另外对于它上孔的公差我们可采用基准孔, 可取表中数值冠以 (+) 号;而对于塑件上轴的公差可采用基准轴, 可取表中数值冠以 (-) 号。

3.2 塑料制作结构表面质量的设定。

在这个规定里面, 我们采用的是GB/T14234《塑料件表面粗糙度标准——不同加工方法和不同材料所能达到的表面粗糙度》标准;而在表面粗糙度选择上我们采用塑件的表面粗糙度一般为Ra0.2~1.25。在实际的设计制作中, 表面粗糙度数值要比塑件低1~2级。这是要注意的。

结语

随着经济的发展, 我国的塑料加工工业也随着逐步发展, 这个时候它的适应能力也会出现较强的态势, 为我国的轻工业发展提供了广阔的市场空间。这个时候, 只要我们的企业抓住时机, 充分利用市场竞争机制, 就能够实现塑料加工业的大发展。但是我们也不能忘记在以下几个方面要大力发展我国的塑料加工工艺及制件结构设计, 主要是有机原料、化工设备、化工印染、胶粘剂等方面加大力度。只有这样, 我们的塑料加工工艺才会迎来发展的新机会。

参考文献

[1]简庆龙.塑料模具制造过程中生产成本分析与研究[D].广州:华南理工大学, 2011.

[2]周俊阳.基于制件几何形状分析的浇口位置优化[D].郑州:郑州大学, 2011.

[3]刘来英, 周利民, 王振宝.塑料制品和模具的集成设计[A].面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C], 2001.

[4]刘莹.基于微流控芯片的微结构制品注塑成型工艺技术研究[D].大连:大连理工大学, 2012.

[5]卫炜.注塑成型工艺参数多目标优化设计[D].长沙:中南林业科技大学, 2009.

发动机塑料气门室罩盖结构设计 第8篇

塑料气门室罩盖与铝合金件比较, 易发生翘曲、变形等缺陷, 为了保证塑料气门室罩盖的产品性能, 要对产品进行先期设计, 先期设计包括:

一、 原材料

塑料气门室罩盖原材料选择玻璃纤维增强尼龙, 采用纤维增强尼龙可以成倍提高产品的强度, 大幅度提高其热变形温度, 减小产品的翘曲性, 满足产品工作温度-40～150 ℃。原材料性能参数见表1。

二、 紧固设计

气门室罩盖与发动机采用螺栓连接, 罩盖本身安装衬套, 加强结构强度, 减小产品的承受力及产品的变形性, 极大地提高了产品的刚性。

三、 封严胶垫设计

封严胶垫采用丙烯酸脂, 其具有耐高温、耐油等特性。现大多数胶垫均采用T型结构, 具体设计尺寸见表2。

四、 横断面设计

增加产品的横断面结构, 使产品增强自身强度, 减小翘曲。

五、 筋设计

在产品内外表面加筋, 加强产品结构, 减小产品收缩。

六、 模流分析

选择产品进胶的位置, 减小产品的翘曲程度, 保证产品质量。不同颜色代表不同的翘曲程度, 红色翘曲最严重, 蓝色最低。

七、 油气分离分析

油气分离区域:增加结构, 增强油气分离效率。

以上七个方面设计及分析可以增强产品的强度、油气分离的能力, 减小产品的翘曲性, 增加产品的密封性能, 从设计上减少出现问题的几率, 提高产品的合格率, 为后期生产提供更可靠的产品, 减少后期的更改及不必要的费用损失。

摘要：近年来, 国内外汽车、发动机上应用铝、钢材改为复合材料制造发动机气门室罩盖、齿轮室盖、进气管等壳体、管道类零部件, 它能减轻发动机的重量, 降低辐射噪声, 耐温耐腐蚀, 还能减少制造成本, 但铝改塑气门室罩壳存在气密性、油气分离等问题, 需要在前期设计时增强结构的设计, 保证产品性能。

塑料衣架结构注塑模 第9篇

塑件材料ABS树脂又名丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料, 其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良, 易涂装、着色, 还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工, 一种用途极广的热塑性工程塑料。现采用该材料制作一种家用塑料衣架, 具体结构及工艺特点如图1及表1所示。

1 注射机的选择

根据塑料制品的体积或质量, 且根据工厂现有的注塑机型号和规格以及考虑制品的结构特征, 初步选定注塑机型号为HS180A。HS180A注塑机主要技术参数如表2所示。

2 分型面的选择

分型面的选择要有利于脱模, 分型面应取在塑件尺寸的最大处, 故分型面的设计如图2所示。

3 型腔的布置方案的确定

长期大批量、制品较小生产适于采用多型腔结构;制品复杂或精度高, 多腔一致性差, 制造困难, 故适宜一模二腔结构。模具的型腔排列方式如图3所示。

4 型腔型芯尺寸计算

ABS收缩率取S=0.6%。计算成型零件的工作尺寸面对关键的成型零件进行强度和刚度校核。直接运用Pro/E中分模的功能得到成型零间的的尺寸如图4所示。

5 分流道断面形状的设计

等温分流道为便于加工, 一般均设计在分型面上。流道选正圆形, 则分型面恰好在圆的直径上, 是没有出模斜度的。应该将上、下模各半圆的型腔分别磨去0.8~1 mm, 这样出模就容易多了。分流道的直径可选择在4.7~9.5 mm。因此, 本次设计分流道的直径为5 mm。

6 冷却水道的设计

本次设计采用的冷却水道截面形状为圆形孔, 分别设置在动、定模板与型芯和型腔上。冷却水孔的直径选取6 mm, 在定模板与型腔、动模板与型芯间水孔的连接处, 采用O形密封圈密封。

7 模具强度和刚度的校核

在实际生产中, 模具的刚度与强度是否足够直接影响着塑件的顺利生产, 所以在此利用CAD外挂中 (燕秀工具箱) 来验证。而模具所调出的模架方铁间隔是94 mm, 模具的长度为200 mm, 如图5所示。

由图5中得出承板的厚度为27.072 mm, 实际采用厚度为28 mm。模具中承板的设计厚度大于理论值, 满足强度和刚度的要求。所以得出此模具的刚度与强度是足够的。

8 结语

本设计采用CAD/CAM、Pro/E和燕秀工具箱软件设计注塑衣架, 分析了塑料的材料性能、型腔型芯尺寸Pro/E计算等, 同时分析了该模具的注塑动作过程。

参考文献

[1]周峻辰.Pro/Engineer塑料模具[M].北京:中国青年出版社, 2006.

[2]冯炳尧, 韩泰荣, 蒋文生.模具设计与制造简明手册[M].上海:上海科学技术出版社, 1999.

塑料进气歧管设计开发 第10篇

进气歧管的结构是根据发动机的类型、布置形式以及其他一些因素所决定的。根据发动机特性参数:功率、扭矩等, 缸盖详细2D/3D图以及歧管周围空间布局, 建模塑料进气歧管3D模型。针对进气歧管型腔, 利用CFD软件进行三维流场模拟, 分析歧管中压力损失和流场分布, 优化歧管型腔各设计参数。在进气歧管型腔设计中, 合理歧管长度、圆滑过渡歧管截面, 以保证歧管轴线曲率连续;并且应特别注意在总损失中占比重很大的稳压腔和进气歧管间过渡圆角尽可能大, 以形成喇叭口结构[1]。

2 快速成型及性能试验

塑料进气歧管设计过程中, 在通过一维仿真和三维模拟对歧管型腔优化的基础上, 对进气歧管进行三维结构造型, 为完成稳态流量测试、空间安装验证和发动机台架性能试验测试等测试, 利用快速原型技术 (RAPID PROTOTYPING, 简称RP技术) 制作塑料进气歧管样件。

“分层制造, 逐层叠加”作为快速原型制造技术的基本成型原理, 在不使用任何刀具、模具及工装卡具的前提下, 快速、直接地制造结构外形复杂的实体样件。STL文件是CAD软件与快速原型切片软件的接口数据格式。将塑料进气歧管的造型设计数据转化为STL格式, 并输入快速原型设备中用切片软件进行模型切片, 快速成型机按照软件中每一切片的形状固化一层ABS材料, 每一层的叠加即可完成实物样件, 然后进行后期固化处理, 增加其强度, 完成实物样件的制作。

塑料进气歧管快速样件进气流量、瞬态流速以及滚流比、缸内涡流等参数可利用气道稳流试验台进行试验, 有助于评价进气歧管的流通能力和多种设计方案的对比。同时, 试验测试结果为一维计算提供初始化参数, 还可用来验证三维流场模拟结果的准确性[2]。

塑料进气歧管性能要求, 以及与发动机物理搭载, 可利用台架试验验证。

3 塑料进气歧管生产工艺研究

3.1 生产工艺路线

发动机附件的塑料化开始自20世纪70年代。发动机工作时所产生的热经过辐射、传导、对流以及受大气环境影响, 发动机周边的温差范围是-40~140℃。对于4G15发动机塑料进气歧管的具体技术要求:

a) 除内壁、法兰面和注射孔外, 其他壁厚均为3.0mm。

b) 泄漏量测试:将进气管和软管接头封闭, 在进气管内部施0.06MPa的气压, 当漏气量≤60ml/min为合格。

c) 制成品外表面应光滑, 无明显的飞边、毛刺、熔接痕、流痕、气孔、玻纤外露等外观缺陷, 不允许有影响性能的焊接缺陷。气道内表面光滑, 要求平整无毛刺, 内表面焊接线溢料≤1mm, 内部清洁度≤10mg。

d) 密封圈安装平整, 无起鼓、凹凸不平等现象。

e) 所有热嵌螺母周围无溢料渗出。

f) 未注线性尺寸公差和角度按GB/T1804-m。

熔芯法、振动摩擦焊、热板焊成为塑料进气歧管制造主要工艺方法, 最近还出现了高温诱导焊和热电阻焊。目前, 多片振动摩擦焊是塑料进气歧管最成熟的生产工艺, 其生产效率高, 成本低。

本项目以摩擦焊作为主要制造方式, 工艺路线定义为:摩擦焊—嵌件安装—检测。

3.2 设备选型

摩擦焊机, 热插机, 冷插机, 位置检测机, 密封试验机, 爆破试验机。

3.3 工艺参数设定

对由连接法兰、支管和总管组成的进气歧管试样进行试验和分析。振动焊接分两次进行, 先将连接法兰与支管焊接在一起, 然后再将总管焊在上述组件上。总管比支管有效直径稍大, 因而所承受的应力最大, 对总管进行工艺参数的试验研究意义重大。通过静压破裂试验, 检查破坏的零件, 确定破裂源产生在焊缝上。焊缝的破裂强度以歧管破裂时施加的压力为参考数据。通过对数据的分析, 夹紧压力是影响歧管的破裂强度 (即焊接强度) 的最大因素, 其次是焊缝的熔化宽度, 最小影响是振动振幅[3]。

综上所述, 合理选择焊接工艺参数, 有效提高歧管的振动焊接强度;降低夹紧压力可提高歧管焊接强度;优化焊缝熔化宽度, 可使歧管获得最大焊接强度, 焊机上位夹具的振幅对歧管的焊接强度的影响不大。

3.4 样件验证实验

3.4.1 爆破实验

3.4.2 性能参数验证

依据GB/T18297-2001《汽车发动机性能试验方法》标准, 通过合理的实验手段, 进一步验证产品的性能指标, 主要试验如下:热老化试验、交变试验、低温循环试验、正压气密试验、冲击试验、嵌件拨出试验、嵌件扭矩试验、耐化学试验、静态强度试验、烟雾试验、振动试验等。

4 结论

经过样品结构强度试验验证以及性能参数试验验证, 确认塑料进气歧管符合技术要求。生产线布置合理, 工艺路线完整, 作业文件齐全, 可转化为实际生产能力, 达到量产标准。

摘要：进气歧管对发动机进气效率和各缸充气均匀性以及整机性能有非常大影响。进气歧管安装在发动机气缸盖上, 承受汽缸盖燃烧室燃料燃烧传递热和振动。自电喷技术广泛应用在发动机上, 更为凸显进气歧管的作用。本文主要对塑料进气歧管的设计进行分析与研究。

关键词：汽油机,塑料进气歧管,非定常流动,计算流体力学,快速成型

参考文献

[1]朱芝培.汽车零部件塑料化发展趋势[J].广东塑料, 2004 (6) :54-58.

[2]张颖.MPI公司谈进气歧管设计需要专业化经验[J].汽车与配件, 2004 (10) :72-74.

塑料件结构设计 第11篇

关键词 塑料成型工艺与模具设计 考核方法 改革探索

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2014）01-0001-02

为适应社会经济发展，三本院校以培养面向生产、建设、管理第一线的应用型高级人才为目标。注重学生素质、能力和知识的全面发展，在学习专业基础知识的同时，加强专业技能培养，提高实践能力和创新能力，增强就业弹性。教学过程中，无论是教学方法、教学内容、实践环节和管理模式都应有其独特的地方，符合培养学生应用型能力的目标。

对于传统的以期末“一考定成绩”的评价方式，制约了教学水平和教育质量的提高，不利于素质教育和创新教育的顺利开展，不符合应用型人才培养的目标。为此，根据《塑料成型工艺与模具设计》课程理论性和实践性都很强的特点，对课程的考核方法进行了改革探索。把传统的一次考试评定，分散到学习过程中，侧重实践能力的培养，将考核贯穿到日常教学中，以学生为主体激发学生学习动力，避免考前死记硬背，充分发挥考核的积极功能。

一、传统考核方法及存在的问题

由于课程为机械设计类课程，理论性和实践性都很强，传统的考核方法通过期末考试一次决定优劣，缺乏公平公正性，不能如实的反应学生对本门课程知识的应用情况。

1.考核内容欠合理

三本是在全日制高校基础上创办的，很多教学方法、考核方式都是沿用的传统高校教书育人的标准。在课程考核中，仍普遍强调对理论知识的考查，表现为基本理论知识与记忆性成分比例过大，客观性试题与解题技巧所占比例过高，对理论知识的实践应用能力及应用性技能考核还很不够，课程对专业的服务支撑力度明显不足。

2.考核形式单一，缺乏公正性

传统的课程考试绝大部分安排在每个学期末进行，学生成绩的优劣主要取决于期末考试成绩。一次考试涵盖一个学期的知识，并且要求学生在短短的两个小时内反映出自己获取的知识水平和综合运用知识的能力，难以公平有效的评价学生整个学期的学习效果，缺乏学生学习过程监控，往往导致学生学习的目的只是为了考试过关，而不注重应用能力的发展。这在相当程度上扼杀了学生的创新意识、忽视了学生的个性发展。使得学生学与用相脱节，无法满足社会对应用型人才的需求。

二、考核方法改革

1.确立考核目标

树立以培养应用型人才为考核目标的课程考核理念，建立以检测能力、素质和创新为主体的考核内容，采用灵活多样的考核办法，突出多样性、针对性和生动性。将与课程有关的创新活动与成果纳入到考核评价中，以此激励学生参与创新活动。

2.设计考核内容

根据本课程需要，采用课堂讨论、实例分析、小组答辩、课程论文、实验操作和实验报告等多种形式进行。课程的教学活动包括理论、实验、课外设计实例等方面。在理论教学中，先根据设计实例引出理论知识，以多媒体和PPT，展示、阐明基本概念、基本设计原则等理论，启发学生结合理论，进行课后设计、实例分析，考核形式以课堂提问讨论、课后辅助小作业为主；实验教学中，主要为模具的拆装实验，了解掌握不同的模具结构，教师先进行规范的演示，在直观生动的条件下，对模具结构与理论知识进行讲解，然后学生分组动手拆装，考核形式主要是实验操作和绘制模具结构图；课程设计大作业，在教学开始就鼓励学生自己选择身边用到的塑件进行设计，分组设计不同塑件结构，同时要求组内塑件结构相同，但塑件材料和尺寸不同，即可以互相讨论，又可以避免个别同学完全抄袭别人设计成果的现象，考核形式以小组答辩、课程论文及设计总装图为主。

考评体系将平时的考察、实验过程、具体实例设计有机结合，既有理论知识掌握程度的反映，也有实践教学过程的记录，这对师生双方都是一种约束，不仅规范了学生成绩评定的客观和公正，也提高了教学质量。

3.分配考核中比例

教学是一个动态的持续过程，在期末考试中考试题目的分配，应该以基本知识、基本理论和基本技能的掌握为核心（60%），这是教学的基本目的，在此基础上为综合性的问题（30%），而更高的层次的考核内容必须具备创新思维和创新能力才能解答（10%）。考试作为教学质量的评价手段，要达到客观评价的目的同时又能起到激励引导学生的作用，其评价活动应该贯穿整个教学过程。根据课程特点，对学生考核权重分配为：理论课平时成绩（15%）+实验成绩（20%）+大作业成绩（15%）+期末考试成绩（50%）。

三、从考核方法改革效果

本课程考试过后就试行的班级来看，新的考核方法能调动学生学习思考的主动性、学习积 极性，这种主动学习和总结的过程无形中提高了学生的学习能力，从而达到了教学改革的目的。因考核中加大了平时成绩，提高了学生对平时学习过程的重视，另外大作业的完成，使得学生对于学习理论知识更有目的性，能够现学现用，即提高了理论知识的应用能力，又使得学生在用的过程中能发现问题解决问题，学习积极性大大提高。

从考核班级的成绩来看，新的考核方式使班级成绩的及格率大大提高，中等偏上的学生成绩明显增多，不及格的人数明显减少，通过对实行新的考核方法的班级进行学生反馈信息的了解，大部分学生认为新的考核方法能更好地发挥学生的潜力和学生学习的主动性；还有一部分学生认为新的考核方法能兼顾到所有的学生，设计过程的组内讨论能再次弥补有些同学学习过程中不足，发现知识漏洞，无形中缩小了学生学习两极分化的差距，由此为专业课的学习奠定良好的基础，分析问题和解决问题的能力也有了相应的提高。

考试方法的选择正确与否直接关系到学校人才培养模式的成败，应充分发挥考试对课程的指导监控性作用，以应用能力培养为主线，真正达到教、学、考三者的和谐统一。将高等学校的机械课程引向向社会培养真正掌握设计应用能力，能够利用所学知识胜任现阶段社会中各层次工作需要的有创新精神的新型人才。

参考文献：

[1] 荀烨.从创新教育的角度谈高校考试改革[J]. 河南社会科学，2001， 9（3）：79-81

[2] 高娃，杜元虎，于新.高校考试制度改革与创新能力培养[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2006， 19（5）：43-45

[3] 刘建国.创新型人才培养与高校考试改革[J].现代大学教育，2006， （2）：107-200

塑料件结构设计 第12篇

1 工程概况

本工程位于天津市北辰区北辰西道沿线, 工程内容主要包括沿北辰西道自东向西新建一排d1 000 mm~d1 200 mm的污水重力流管道, 总长约4.4 km。北辰西道污水干管收水范围西起新京福路、京沪高铁、东至南曹铁路, 北起七纬路、南至津霸线共计约14.7 km2。收集污水主要包含生活污水和工业废水。根据现状调研情况可知, 由于企业污水排放含有腐蚀性物质, 导致现状钢筋混凝土管出现破损、渗漏现象严重。结合本工程实际情况, 在管材选取上采用耐腐蚀性好的玻璃钢夹砂管。由于北辰西道为现状道路, 两侧存在房屋、高压铁塔, 同时管道沿线需要穿越京沪高铁、京福公路等重要节点, 且管道埋深均在5 m以上, 因此本工程采用玻璃纤维增强塑料顶管全线顶管施工。管道施工段地层土质自上至下分别为素填土、粉土、黏土、粉质黏土, 管道穿越的地层主要为黏土和粉质黏土。污水干管工程位置示意图见图1。

2玻璃纤维增强塑料顶管管材结构参数计算

为保证全线玻璃纤维增强塑料顶管施工的安全性, 施工前对管道的结构进行验算, 通过验算得出安全可靠的管材数据, 为后期实际施工做好有利的理论数据支撑。

2.1 管材设计参数

根据设计条件、GB/T 21492—2008《玻璃纤维增强塑料顶管》及管材厂家提供管道试验参数, 本工程设计确定的玻璃纤维增强塑料顶管管材在设计计算中所用的基本参数见表1。

根据CECS190∶2005《埋地玻璃纤维增强塑料夹砂管道结构设计规程》中相关计算公式推算出以下技术参数。

1) 管材环向等效折算抗拉强度标准值fth, k=8.14 MPa。

2) 管材环向抗拉强度分项系数γh=1.4, 则管材环向等效折算抗拉强度设计值fth=5.81 MPa。

3) 管材环向等效折算抗弯强度标准值ftm, k=60.65 MPa。

4) 管材环向抗弯强度分项系数γm=1.2, 则管材环向等效折算抗弯强度设计值Ftm=50.54 MPa。

2.2 管道作用力分析

1) 管顶竖向土压力。根据设计图纸管顶覆土深度HS=6.3 m, 其他参数:回填土容重γS=18 k N/m3;管顶土的内摩擦角ψ=30°;影响宽度Bt=2.02 m;管顶竖向土压系数Cj=1.645。通过以上数据计算管顶上部竖向土压力标准值Fsv, k=59.78 k。

2) 管侧土的综合变形模量。根据设计条件, 管侧土的综合变形模量。

3) 设计内水压力。根据设计条件, 管道工作压力Fwk=0.10 MPa, 则设计内水压力标准值Fwd, k=0.14 MPa。

4) 真空压力标准值。根据CECS190∶2005, 管道运行过程中可能出现的真空压力按0.05 MPa计算, 即。

5) 地面堆积荷载标准值。根据CECS190∶2005, 地面堆积荷载标准值。

6) 地面车辆荷载传递到管道顶部的竖向压力。根据设计要求, 地面车辆荷载等级:汽20重车;自车行地面至管顶的深度HS=6.3 m。其他设计参数:动力系数µd=1;车轮着地分布长度a=0.2 m;车轮着地分布宽度b=0.6 m;车轮总数量n=4;车轮承担单个轮压标准值Qv, k=60 k N;轴距L1=1.4 m;轮距L2=1.8 m。通过以上数据计算轮压传递到管道顶部的竖向压力标准值。

7) 初始失效压力验算。根据CECS190:2005, 管材初始失效压力应满足下式要求f0≥6Fwd, k, 经计算:f0/Fwd, k≥11.25>6, 满足验算要求。

2.3 管道结构安全性验算

根据CECS246:2008, 《给水排水工程顶管技术规程》技术要求, 管道结构安全性应该从管道的内压强度、弯曲强度、组合强度三方面进行验算, 要求管材强度必须满足下面3式的要求:γ0Ψcσth≤fth, γ0σtm≤ftm, ηγ0 (Ψcσth+σfσtm) ≤fth。

1) 管道内压强度验算。根据CECS246∶2008《给水排水工程顶管技术规程》设计要求, 设计内水压力作用分项系数取值:γQ=1.4;管道强度计算可变作用组合系数为:Ψc=0.9;管道的重要性系数为γ0=1.0。通过以上数据计算管道内设计压力产生的管壁环向等效折算拉应力:σth=3.04 MPa;γ0Ψcσth=2.73 MPa;已知fth=5.81 MPa, 故, 满足要求。

2) 管道弯曲强度验算。已知:环向等效折算弯曲强度设计值ftm=50.54 MPa;管道形状系数Df=3.4, 变形滞后效应系数DL=1.0, 通过以上数据计算管道最大长期竖向变形:Wd, max=16.27 mm。管壁环向等效折算弯曲拉应力:σtm=15.44 MPa, 则推出γ0σtm=15.44 MPa, 已知:ftm=50.54 MPa, 故, 满足验算要求。

3) 管道组合强度验算。已知:应力调整系数η=0.8;管材环向等效折算拉伸强度设计值与弯曲等效折算强度设计值之比αf=0.115;可变荷载组合系数Ψc=0.9;管道压力影响系数γc=1。通过以上数据计算:ηγ0 (Ψcσth+σfσtm) =3.61, 已知fth=5.81 MPa, 故ηγ0 (Ψcσth+σfσtm) ≤fth, 满足验算要求。

2.4 管道稳定性验算

1) 管道抗浮验算。根据地勘资料可知:管道重力密度ρ=18 k N/m3;地下水水位 (从地表算起) HW=0.5 m;地下水重力密度γW=10 k N/m3;通过以上数据计算:沿管线单位长度抗浮作用标准值∑FGK=59.39 k N/m;沿管线单位长度托浮力Ff=12.87 k N/m。由此可知∑FGK/Ff=4.62, 故∑FGK/, 满足验算要求。

2) 管道环向稳定性验算。管道环向稳定在管材今后长期使用中起到关键作用, 已知:管材的泊桑比vp=0.3;管侧回填土的泊桑比vs=0.4;管壁失稳时的折邹波数n=2;管侧土的综合变形模量Ed=3.5 MPa;稳定性抗力系数Kst=2.5;通过以上数据计算Kst (Fsv, k/D1+qk×10-3+Fvk) =0.299 MPa;管壁截面环向失稳临界压力Fcr, k=1.21 MPa, 故Kst (Fsv, k/D1+qk×10-3+Fvk) ≤Fcr, k, 满足验算要求。

2.5 管道变形验算

已知:地面作用传递至管顶压力的准永久值系数Ψq=0.5;竖向压力作用下管的竖向变形系数Kb=0.089;最大长期竖向挠曲限值 (3%变形) Wd=37.2 mm。根据管道弯曲强度验算中得出管道最大长期竖向变形Wd, max=16.27 mm, 可知, 满足验算要求。

2.6 管道顶力验算

根据已知设计条件d1 200 mm玻璃钢夹砂顶管采用5 mm刚套环, 故管端最小管壁厚度t1=30 mm。其他设计条件:管道设计顶进长度L=100 m;管道外壁与土壤的平均摩擦阻力fk=4.5 k N/m2;使用顶管机外径Dg=1.29 m;安全系数kj=3.5。通过以上数据计算:管端允许顶力Fa1=3 372 k N;管身允许顶力Fa2=2 806 k N;则管道最大允许顶力Fa=min (Fa1, Fa2) =2 806 k N;迎面阻力 (大刀盘切削) NF=148 k N;总顶力F0=1 958 k N, 故, 满足验算要求。

通过计算分析, 本工程采用的管道设计参数是科学的、合理的, 满足施工要求。在本工程中除以上计算中使用的d1 200 mm管道外还使用d1 000 mm管道, 并进行同样管道验算工作, 经验算后总结本工程中2种管道规格见表2。

3 管道接口构造设计

针对该工程的特点, 对原玻璃钢夹砂顶管接口进行改造。管道采用承插口连接方式, 管道承口是由钢套环经打磨除锈处理, 涂刷一层树脂防腐, 钢套环与管道接缝处用树脂腻子填补缝隙, 外层用玻璃纤维和树脂糊制。

在管道接口防水处理方面主要采用双胶圈连接、实木垫块、橡胶垫块3种物质对接口联合密封, 起到防水保压的作用, 保证管道接口处无渗漏。玻璃纤维增强塑料顶管接口处理见图2。

这种接口的主要特点有以下几点。

1) 防渗性能好。通过楔形胶圈和球形胶圈的双胶圈使用, 即使在有一定偏角的情况下仍能够很好地起到防渗的作用。

2) 安装连接简单方便。多级台阶构造、承插口连接, 使得现场施工易于操作。

4 施工情况分析及注意事项

在本次施工中顶管最大一次性顶离达到120 m (理论计算值100 m) , 顶管单节长度为6 m。施工中为保证安全性, 采取注浆减阻措施, 通过注浆处理后将管道外壁与土壤的平均摩擦阻力fk从4.5 k N/m2降低至3.2 k N/m2, 进而更有效保证顶管的施工安全。通过良好的注浆处理增大管道的理论顶进距离, 但是此方法有一定风险性, 施工中实际顶进距离不宜超出理论计算一次顶进距离。

通过本次玻璃纤维增强塑料顶管施工发现, 由于顶管施工需要进行纠偏工作, 而纠偏会导致管材管口承受力面减小, 小管径玻璃钢夹砂管顶管的壁厚较小, 所以在设计时应充分考虑纠偏影响, 适当加大管道的壁厚, 保证施工过程安全可靠;大管径玻璃钢夹砂顶管的壁厚较大, 可以不考虑增加壁厚。本次施工中未发生由于纠偏导致管道破损情况, 进一步证明管道设计参数满足施工要求。

工程中顶管工作坑均采用沉井施工, 并设置单排止水帷幕。避免明开挖基坑和降水对周边房屋、道路的不利影响。顶管施工完成后沉井基坑直接作为检查井使用, 减少后期二次浇注检查井的工作, 但是由于沉井施工的工作周期较长对本工程整体工期有一定影响。玻璃纤维增强塑料顶管施工基坑现场图见图3。

5 结语

通过工程前期对d1 000 mm~d1 200 mm玻璃纤维增强塑料顶管的理论计算, 保证4.4 km污水干管全线顶管施工的顺利完成, 其中单程顶进最大距离达120 m, 进而使得管道的理论计算成功应用到实际工程之中。与此同时, 采用玻璃纤维增强塑料顶管施工还具有工期短、施工便捷及节省地下空间等优点。本工程对促进非开挖技术和玻璃钢管道行业的发展起到积极的推进作用。

摘要：以天津市北辰西道污水干管工程为例, 研究玻璃纤维增强塑料顶管管道的结构参数计算以及在施工中的使用情况和注意事项。为玻璃钢夹砂顶管技术提供设计方法、施工技术及相应的实践与理论依据, 有助于玻璃钢夹砂顶管的进一步推广和应用。

关键词：玻璃纤维增强塑料顶管,顶管施工,污水管道,管道结构计算

参考文献