塑料件结构设计及材料选取.方案

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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
的地方,不同平面过度要渐次的改变,并且在不小于壁
厚3:1的比例下。下图可供参考。
平面原则
转角准则
壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要,以免冷却时间
不一致。冷却时间长的地方就会有收缩现象,因而发生部
件变形和挠曲。此外,尖锐的圆角位通常会导致部件有缺
陷及应力集中,尖角的位置也常在电镀过程后引起不希望
PP(聚丙烯) –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。
设计实作
案例01
设计总结
1、选材; 2、外形设计:采用复制几何和发布几何拆分壳体; 3、壁厚:根据材料和零件大小设定; 4、拔模斜度:每设计完一个特征,注意检查斜度; 5、止口:采用偏移工具,注意虚位配合;非活动 虚位(0.1),活动虚位(0.3) 6、支柱:采用拉伸工具,注意拉伸顺序,查尺寸 表; 7、加强筋:采用电火花加工出,两侧不需要设置 拔模斜度。 8、干涉检查
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 。
第四讲
塑料件结构设计
0 塑料件结构设计要点
材料
壁厚
脱模斜度
加强筋
支柱/螺丝柱
止口
卡扣
其他
1 材料
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。
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。
2 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。 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。
2 壁厚
基本设计原则 一般塑料件的厚度为2~3mm,如我们油烟机大面板壁 厚就是2~3mm,热塑性塑料最大设计壁厚为4mm。 壁厚的大小取决于: a 产品需要承受的外力; b 是否作为其他零件的支撑; c 承接柱位的数量; d 加强筯的多少; e 选用的塑料材料。 产品过厚从经济角度来看,不但增加物料成本,延长 生产周期冷却时间,增加生产成本。从产品设计角度 来看,增加导致产生空穴气孔的可能性,大大削弱产 品的刚性及强度,增加产品的缩痕。
3M螺丝
5
止口
5
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 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。
因注塑件冷却收缩后多附在凸模上,为了使产品壁厚平均
及防止产品在开模后附在较热的凹模上,出模角对应于凹
模及凸模是应该相等的。不过,在特殊情况下若然要求产
品于开模后附在凹模的话,可将相接凹模部份的出模角尽
量减少,或刻意在凹模加上适量的倒扣位。
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。
平面原则
最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一
的厚度,但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是
无可避免的。壁厚的地方比旁边壁薄的地方冷却得比较
慢,并且在相接的地方表面在浇口凝固后出现收缩痕。
更甚者导致产生收缩印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜
色不同或不同透明度。若壁厚的地方渐变成壁薄的是无
可避免的话,应尽量设计成塑料由壁厚的地方流向壁薄
1、为防止缩水缺陷及保证加 强筋强度,加强筋的宽度一 般取壁厚的1/2~2/3; 2、加强筋应加脱模斜度,在 允许的情况下,斜度越大越 好; 3、为保证塑件基本平整,加 强筋的端面不应与塑件的支 撑面相平,应低于支撑面至 少0.5mm。 加强筋的缩水情况
4
支柱/螺丝柱
4
支柱/螺丝柱
• 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 Ø 2.3 mm Ø 2.6 mm Ø 3.0 mm Ø 3.5 mm
Ød Ø 1.7 mm Ø 1.9 mm Ø 2.3 mm Ø 2.6 mm Ø 3.0 mm
ØD Ø 4.3~4.4 mm Ø 4.7~4.8mm Ø 5.0 mm Ø 5.5 mm Ø 6.0 mm
•加强筯的布置 加强筋一般被放在塑料产品的非接触面,其伸展方向应 跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的 位置也受制于一些生产上的考虑,如塑料流动方向、收 缩方向及脱模方向等。
•加强筯的形状 加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外 壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部 份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话,末端部 份也不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结, 从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问 题经常发生在排气不足或封闭的位置上。
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。
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加强筋
加强筋在塑料部件上是不可或缺的功能部 份,它能增加产品的刚性和强度而无需大 幅增加产品切面面积。加强筋最有效的形 状如”工”字铁般,对一些经常受到压力、 扭力、弯曲的塑料产品尤其适用,但如” 工”字铁般形状有倒扣,难于脱模,一般 设计成『⊥』字形。此外,加强筋更可充 当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料 流入部件的支节部份很大的作用。
的物料聚积。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破
裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法,不但减低应
力集中的因素,且令流动的塑料流得更畅顺和成品脱模时
更容易。圆弧位和壁厚是有一定的比例。一般介乎0.2至
0.6之间,理想数值是在0.5左右。下图可供参考之用。
转角准则
壁厚设计
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脱模斜度
离出来而需要在边缘的内侧和外侧各设有一个倾斜的出模 角。否则如果产品垂直外壁并且与开模方向相同的话,模 具在塑料成型后需要很大的开模力才能打开,而且,在模 具开启后,产品脱离模具的过程也相信十分困难。另外如 果强行脱模的话,会在产品上留下顶拔痕。如果该产品在 设计的过程中已预留出模角及所有接触产品的模具零件在 加工过程当中经过高度抛光的话,脱模就变成轻而易举的 事情。
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Baidu Nhomakorabea,作结构加强之用。
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。
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