结构设计案例

支柱
• 支柱高度一般不要超过支柱直径的两倍半。
支柱靠近外壁的基本设计
支柱远离外壁的基本设计
Screw Æ Ø 2.0 mm
Ød Ø 1.7 mm
ØD Ø 4.3~4.4 mm
Ø 2.3 mm
Ø 2.6 mm
Ø 1.9 mm
Ø 2.3 mm
Ø 4.7~4.8mm
Ø 5.0 mm
Ø 3.0 mm
Ø 3.5 mm
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Kraton（热塑性丁苯橡胶） 用途：摩打垫，手工具把手 特性： 柔软，有弹性，韧度高，延伸性强。 设计上的应用：多数作为摩打垫，吸收摩 打震动，减低噪音。
不同材料的常用壁厚
• 一般不宜小于0.6~0.9mm，常选取2~4mm。 • ABS
– 一般最先选择的材料，壁厚通常为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm，视乎产品的大 小和功能而定。
支柱套
• 跟据一般的安全规格标准，螺丝头必须收藏于不能触摸的 位置，所以高度必须有2.5mm或以上。由于加上支柱套后 会有锐边，所以在每一个支柱套上壳收螺丝的地方，必须 加上R1.0或以上的圆角。
3M螺丝
虚位设计（间隙）
一般零件与零件间的虚位(非活动 件) 零件与零件间的虚位(活动件) 电池门周边与壳身的虚位 需要与其它零件相配的擦穿坑 齿轮及滑轮与牙箱外壳的内壁 齿轮与齿轮之间的虚位(大齿轮半 径+小齿轮半径+虚位)=PCD 电池与电池箱底部平面的虚位 单边0.1mm~0.2mm 单边0.3mm~0.5mm 单边0.2mm~0.4mm 单边0.3mm~0.5mm 1.0mm 虚位=模数×0.18
• Nylon
– 因为缩水率比较高，所以平均料厚和筋骨的比例可比较少。
• Kraton
– 因为多数用作摩打垫或不外露件，所以限制不大。
加强筋
• 一般的设计方法 : 平均壁厚*0.65~0.7
加强筋的基本设计
加强筋的缩水情况
拔模斜度
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出模角的大少是没有一定的准则，多数是依照 产品的深度来决定。 一般的出模角为0.5°~1.0°。 在深入或附有织纹的产品上，出模角的要求是 视乎织纹的深度而相应增加，一般为2°~3°。 一般的晒纹版上已清楚例出可供作参考之用的 要求出模角。
塑料件结构设计总结
不同材料的特性
• ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）
– 用途：玩具、机壳、日常用品、汽车配件（仪表 板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒）、家电外壳； – 特性：坚硬、不易碎、可涂胶水，工作温度50~+70℃，可燃烧，损坏时可能有利边出现。多 数应用于玩具外壳或不用受力的零件。
• PP（聚丙烯）
5＜x≦10mm 10＜x≦15mm x≦5mm 5＜x≦10mm
2mm
1.4~1.5mm
10＜x≦15mm 15＜x≦20mm 20＜x≦25mm 25＜x≦30mm x≦5mm
5＜x≦10mm
2.5mm 1.8mm 10＜x≦15mm 15＜x≦20mm 20＜x≦25mm 25＜x≦30mm
0.5°~1.0°
PCB定位
• 每一块PCB都需要在成品的壳身上加上两支定位而且必须在上下壳身 加上一些定位筋夹着，以防止PCB受力而变形。
• PCB与壳身之间至少必须要有1.0mm的空间，定位Pin的 距离则越远越好，因为这样才可以保持PCB的位置而不会 移位。
• 当完成PCB的大细及位置的设定后，便需要在PCB的底部 及面部加上一些余量，用作表示电子零件的避空位置。而 且在PCB上，加上Solid以表示可摆放电子零件的空间。
叉骨
擦穿位与碰穿位的设计
• 擦穿位是以前后模钢料之间的接触而形成在胶件上的穿孔， 因为擦穿位是以钢材的接触而形成，所以擦穿位的设计是 会直接影响到模具的寿命。基于生产时的注塑周期是很短， 相对模具的开合次数增加,如设计不当,模具内的擦穿位便 很容易损坏。
碰穿 擦穿
• 便需要在成品图的擦穿位加上适当的拔模斜度。擦穿位的 拔模斜度视乎成品的大小，一般为3°~5°，但是一定不 可以少于3°
Wall thickness
Rib thickness
Height of Rib (x) x≦5mm
Draft Angle 1.0°~1.5° 0.5°~0.8° 0.5° 1.0°~1.5° 1.0°~1.5° 0.5°~1.0° 0.8° 0.5° 0.5° 1.0°~1.5°
1.5mm
1.1~1.2mm
• PP
– 因为比较软，而且基于缩水的问题，所以不能太厚，一般为1, 1.2, 1.5mm。 薄壁件壁厚0.6mm。
• PVC
– 因为多用由于外形，多是实心，所以限制不大。
• PS
– 1.5~5.0mm。
• PC
– 1.0~4.0mm。
• POM
– 一般为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm视乎产品大小而定。
• PS（聚苯乙烯）
– 用途：绝缘透明件、装饰件、化学仪器、光学仪 器；发泡PS（保丽龙），建筑隔音、隔热层， 冰箱保温层，一次性饭盒，头盔缓冲层； – 特性：绝缘性好，硬而脆，无色透明，可染色， 耐热。发泡PS无法回收；
• PC（聚碳酸酯）
– 用途：车辆前后灯、仪表板、冰箱抽屉、搅拌 机、网线水晶插头、一次性医疗器械； – 特性：无色透明、无毒、可染色、抗冲击、耐 磨、耐腐蚀、抑制细菌、阻燃，耐高温和耐低 温（-60~120℃）； – 应用：多数应用于透明零件，代替玻璃。
绞链设计
• 永久式绞位
– 以胶柱再配以擦穿位,在以胶料的弹性及胶柱上的导入角互相配合。
• 可脱式绞位
– 以圆头的胶柱配以擦穿位,因为是圆头的关系，所以当 柱身的零件受力时便会脱落，而减低零件损坏的机会。
• 门绞
– 以铁轴穿过两件或以上零件的擦穿位,令零件可 以像门绞般活动。
结构设计案例
• • • • 万用表 门铃仪 数码相机 吸尘器
Ø 2.6 mm
Ø 3.0 mm
Ø 5.5 mm
Ø 6.0 mm
支柱的出模角一般会以支柱顶部的平面为 中性面，而且角度一般为0.5º ~1.0º 。如支 柱的高度超过15.0mm的时候，为加强支柱 的强度，可在支柱连上些加强筋，作结构 加强之用。
• 如支柱需要穿过PCB的时候，同样在支柱连上些加强筋，而且在加强 筋的顶部设计成平台形式，此可作承托PCB之用，而平台的平面与丝 筒项的平面必须要有2.0 ~ 3.0mm。
电池门轴与壳身的擦穿坑虚位单边 0.5mm
电池与电箱的骨位及电池门的虚位 0.2mm 0.3mm
扣位
• 永久式三瓣爪
• 可拆卸式三瓣爪
超声波焊接



速度快 周期很短，使用标准机器每分 钟可处理三十件工作。 效果一致 只要接头设计完善，焊接参 数调校正确，便能获得清洁及一致的焊 接效果，因为焊接效果不受操作人员的 操作情况所影响。 强度高 将塑料熔合起来，因此能产生 出无内应力的高强的接合。 不需夹紧 当工件离开机器后便告完成， 不需进行焊接后加工。 用途较广 可用来焊接那些不能用任何 其它黏合剂的物料。 安全性 由于不需使用化学物品，因此 不会产生化学中毒。 若要超声焊接头达致所需要强度及美观 程度，那么接头必须设计恰当，以及就 要个别应用情况及个别塑料性质来设计。
一般PCB的常用厚度: 0.8mm, 1.0mm, 1.5mm，视乎产品的 大小和PCB的尺寸而 定。
• 在图纸上标出PCB形状的大小，坑位的尺寸，可摆放电子 零件的位置和尺寸，方便电子设计。
电池仓
• 电池与电池之间一定要有胶料分隔。
加防水槽
电池门
• 加上加强筋作强化作用。
• 如电池门的位置是在成品的中央，而且在电池门的四周没 有凹坑的时候。必须加上一凹形的手指位，作方便开启电 池门之用。
0.5°~1.0° 0.5° 0.5° 0.5°
x≦5mm
5＜x≦10mm 10＜x≦15mm 3mm 2.1mm 15＜x≦20mm 20＜x≦25mm
1.0°
1.0° 1.0° 1.0° 0.5°~1.0°
25＜x≦30mm
30＜x≦35mm 35＜Байду номын сангаас≦40mm
0.5°~1.0°
0.5°~0.8° 0.5°~0.8°
止口
• 真止口
– 用途: 生产装配时作较对之用，而且可作涂胶水之用。
• 假止口
– 用途: 在外形上可作遮丑之用。
• 半假止口
– 用途: 如平均料厚有2.0mm或以上时，因为凹 槽太深的关系，所以需要在止口的位置加多一 层料，保持成品外形的美观。
• 双止口
– 用途:多用于一些需要有防水功能的成品上。而 且，会以超音波焊接法作装配，加强较对效用。
• POM 聚甲醛
– 用途:机械零件、齿轮、家电外壳 – 特性:耐磨、坚硬但脆弱，损坏时容易有利边出 现。 – 应用:多数用于胶齿轮、滑轮、一些需要传动， 承受大扭力或应力的地方。
• Nylon（尼龙，PA）
– 用途：齿轮、滑轮、纺织品 – 特性：坚韧、吸水、耐磨、吸震、耐热，但当 水份完全挥发后会变得脆弱。 – 应用：因为精准度比较难控制，所以大多用于 一些模数较大的齿轮
– 用途:玩具、日常用品、包装胶袋、瓶子 – 特性:有弹性、韧度强、延伸性大、但不可涂胶 水，工作温度-30℃～140℃ 。 – 应用:多数应用于一些因要接受跌落测试而拆件 的地方。
• PVC（聚氯乙烯）
– 用途:软喉管、硬喉管、软板、硬板、电线、玩 具 – 特性:柔软、坚韧而有弹性，工作温度-25℃～ 75℃ ；200 ℃ 易分解产生腐蚀、刺激性气体。 – PVC电线、电缆在制造、使用及废弃处理时， 都会产生大量的二恶英、氯氢酸、铅等有害物 质。 – 设计上的应用:多数用于玩具，或一些需要避震 或吸震的地方。
• 当完成电池门与电池仓的设计后，便可在Pro/E的 Assembly档内进行一次电池门的模拟装配过程。此举可 方便检查出电池、电池门和壳身，在装配的过程中是否有 干涉发生。
• 如成品的长度和宽度不足以放置要求的电池数量的时候， 可以用电池匣作代替。
喇叭
• 必须要有一个喇叭筒来围着喇叭的四周，以便声 波在成品内发生共鸣，扩大音量。
LCD的装配
橡胶按键
• Rubber key的平面与PCB最少必须要有1.0mm的行程空间。 • key cover与rubber key需要有单边0.15mm的虚位。 • Reset bottom与壳身的平面必须要有最少0.2mm的级差， 防止不必要的接触。 • 如rubber key需要与PCB组合后才与壳身装配，便需要在 rubber key上定位pin作装配之用。