汽车塑料件设计规范
汽车塑料件设计要求——【塑胶模具与塑胶件】
②结构泡沫:具有致密表皮层和呈微孔结构 的芯部,这种结构具有高的比强度,可应用 在受力结构中。
③口字形结构、T 形结构以及工字梁结构,与矩形截面的实心结构比 较,这种结构既能节省材料,又不降低刚性。
④圆锥体结构,相对圆柱体结构,这种结构 能承受很大的压缩载荷,弯曲稳定性好。
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⑤双壁结构,有不少工艺可成型具有双壁结构的制件,这种结构的制 件有较高的刚性、冲击韧性和抗弯能力。
形状和结构的简化 壁厚均一
避免应力集中 加强刚度的设计
抗变形设计 注塑件的精度
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一、 形状和结构的简化
产品形状和结构复杂
产品形状和结构简单
模具结构的复杂性
熔体充模也就越容易
增加模具制造的难度
质量就越有保证
产品性能不稳定性和经济成 本
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理想的产品简洁化设计基本原则:
①有利于成型 加工;
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(3) 尺寸设计要考虑成型的可能性,不同的成型工艺对制件的尺寸 设计,包括尺寸大小,尺寸变化会有一定的限制。
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二、壁厚均一的设计原则
• 在确定壁厚尺寸时,壁厚均一是一个重要原则。该 原则主要是从工艺角度以及由工艺导致的质量方面 的问题而提出来的。均匀的壁厚可使制件在成型过 程中,熔体流动性均衡,冷却均衡。壁薄部位在冷 却收缩上的差异,会产生一定的收缩应力,内应力 会导致制件在短期之内或经过一个较长时期之后发 生翘曲变形。 • 塑料件最通用料厚是2.5mm,大件适当增加,小件 减小,强烈建议通过增加翻边及加强筋的方式而不 是增加料厚来保证零件强度; PP塑料的壁厚范围 是0.6—3.5mm。
• 后果:塑料是对缺口和尖角之类比较敏感的材料, 在应力作用下,这些部位会逐渐产生微细裂纹, 随后逐步扩展到大的裂纹,而裂纹的不断延伸终 将导致制件的损坏。
汽车注塑件(塑料件)设计时需要遵循的14个基本原则
(2)拔模角和高度 通常,筋的拔模角在1-1.5度,最小不能小于0.5度,否则会导致零件脱模困
难。越高的筋顶部往往很薄,导致注塑过程中难以充满也就失去了筋的意义。筋 的顶端厚度一般不低于1毫米,高度一般为零件壁厚的2.5-3倍。当然也会有例外, 需要具体分析。
0.5 deg min 筋厚
Байду номын сангаас
1 min 壁厚
D min D min
塑料件中的柱销也是我们常用到的结构,主要用于提供连接和定位。 • 设计要点:
(1)像筋的设计一样要考虑拔模角度、出模方向、根部厚度与基本壁厚的比 例等。
(2)另外,我们还有一个相互矛盾的问题需要考虑。一方面,我们希望销柱 的厚度(B)尽量薄些,以防止表面出现缩痕。另一方面,我们希望其厚度能厚 一些,以增加结构强度。最终,我们要根据产品结构和材料等综合分析确定。
塑料件翻边结构十分重要,它能够明显提高制件的结构刚度控制变形,是很 有用的结构,我们设计时必须尽量考虑增加翻边结构。 • 设计要点:
(1)翻边的厚度应该与基本壁厚一致。 (2)考虑到零件花纹,我们对翻边的拔模角度有特殊的要求,一般在3-6度之 间。但是不同的花纹会有不同的要求,设计时应根据花纹要求及制造和质量要求 选择适当的拔模角。
P/L P/L
8 有许多种类型的花纹可以用于零件表面的装饰。我们设计时需要针对不同的
花纹选择合适的设计结构。 • 设计要点:
(1)拔模角—总的规则是每增加0.025毫米的花纹深度,需要增加至少1度的拔 模角。关于花纹和拔模角需要设计者和花纹供应商共同检查和确认,并得到 OEM的认可。
(2)翻边—对于翻边结构,花纹和拔模角的关系是最突出的。翻边结构就需 要一定的脱摸角度,以便零件从模具内移出。越长的翻边需要越大的脱模角度, 越深的花纹,也需要越大的脱模角度。如果不注意这点就会产生零件脱模困难, 甚至擦伤零件花纹表面。
汽车塑料件设计要求方案
汽车塑料件设计要求方案一、引言汽车塑料件是指汽车的各种塑料零部件,如前保险杠、车灯壳、内饰板等。
这些塑料件在汽车设计中起到了重要的作用,既能美化外观,又能提高车辆的安全性和舒适性。
本文将从材料选择、设计要求和制造工艺等方面探讨汽车塑料件的设计方案。
二、材料选择1.耐热性:汽车塑料件需要具备一定的耐高温性,以便适应汽车运行时的高温环境。
因此,选用具有较高熔融温度和热变形温度的工程塑料,如聚苯乙烯、聚碳酸酯等。
2.强度和刚度:汽车塑料件需要具备足够的强度和刚度,以承受行驶中的冲击和振动。
为此,可以采用增强型工程塑料,如增强尼龙、增强聚酰胺等。
3.耐化学腐蚀性:汽车在使用中会接触到各种化学品,如汽油、润滑油等,因此汽车塑料件需要具备很好的耐化学腐蚀性。
选择具有较好耐腐蚀性的塑料,如聚氯乙烯、聚丙烯等。
4.色彩稳定性:汽车塑料件需要具有良好的色彩稳定性,以保证在长时间的使用过程中不会因颜色的变化而影响外观。
因此,选用具有良好稳定性的色粉颜料或采用涂层工艺进行保护。
5.环保性:汽车塑料件的材料选择要符合环保要求,尽可能减少对环境的污染。
在选择时,可以考虑采用可回收的材料或采用无卤素、无铅等环保型材料。
三、设计要求1.外观设计:汽车塑料件是汽车的重要组成部分,其外观设计要与整车风格相协调。
注重形状的流线化、曲线的柔和、比例的协调等,以提高整体的美观性。
2.强度和刚度:对于需要承受冲击的塑料件,要注重强度和刚度的设计,以确保其在受力时不会发生变形和破裂。
3.安装和拆卸便捷性:汽车塑料件需要便于安装和拆卸,以方便维修和更换。
因此,在设计时要考虑到拆卸和装配的方便性,并采用合适的固定件和连接件。
4.密封性:对于需要防水和密封的汽车塑料件,要注重密封性的设计,以避免水汽渗入和气体泄漏。
5.耐久性:汽车塑料件需要具备一定的耐久性,以承受车辆长期使用带来的磨损和老化。
因此,在设计时要考虑到材料的耐候性和耐磨性,并采取适当的保护措施。
汽车塑料产品结构设计的一般原则及精度
②模具
• 对于小尺寸的塑料件,模具的制造误差占塑料公 差的1/3。
• 与模具上运动的零件有关的塑件尺寸,其精度较 低。
• 模具上浇注系统和冷却系统设计不当,会使成型 塑件的收缩不均匀。
• 脱模系统的作用力不当,会使被顶出塑件变形。
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③塑件结构
• 塑料件壁厚均匀一致,形体又对称,可使 塑件收缩均衡。提高塑料件的刚性,如加 强筋的合理设置或采用金属嵌件,能减小 塑件翘曲变形,都有利于提高塑件精度。
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④工艺
• 注射周期各阶段的温度、压力和时间会影 响塑件的收缩、取向和残余应力,存在对 于塑件精度要求的最佳工艺。保证注塑件 精度更重要的是工艺参数的稳定性。成型 条件波动所造成的误差占塑件公差的1/3。
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⑤使用
• 塑料材料对时间、温度、湿度和环境条件 的敏感性,在注射成型制品长期使用后, 会有显现。注塑件的尺寸和形位精度的稳 定性差。
形、瓦楞形、拱形、球形、抛物面,其刚 性比同样重量的平板要高得多
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(2)加强筋的设计和运用
通过加强筋提高轴套扭转刚 性和弯曲刚性
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容器沿口部位的设计起到了边缘增强
的作用,实质上这种突变的边缘可以 看作是加强筋的变异。
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24(3)嵌ຫໍສະໝຸດ 的加强作用• 在制件中设置金属嵌件,可以提高塑料制件局部 或整体的强度。
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1、影响因素
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① 材料
• 注塑模塑的塑料在高温高压的熔融状态下充模流 动。常见的各种熔体温度为170-300℃。然后被冷 却固化,通常脱模温度在20-100℃。
• 下表 列出了常用的注射塑料的成型收缩率。 • 用无机填料填充、用玻璃纤维增强的塑料有较低
汽车塑料件结构设计的一般原则及精度
3 6
0.08 0.16 0.12 0.22 0.14 0.34 0.18 0.38 0.24 0.44 0.32 0.52 0.48 0.68
±0.12 ±0.22 ±0.16 ±0.26 ±0.24 ±0.34
6 10
0.09 0.18 0.14 0.24 0.16 0.36 0.20 0.40 0.28 0.48 0.38 0.58 0.58 0.78
下表 列出了常用的注射塑料的成型收缩率。 用无机填料填充、用玻璃纤维增强的塑料有较低的成型收 缩率。
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6、注塑件的精度
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②模具
6、注塑件的精度
对于小尺寸的塑料件,模具的制造误差占塑料公差的1/3。 与模具上运动的零件有关的塑件尺寸,其精度较低。 模具上浇注系统和冷却系统设计不当,会使成型塑件的 收缩不均匀。 脱模系统的作用力不当,会使被顶出塑件变形。
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5、抗变形设计 防止变形的措施
前述的避免应力集中以及刚性设计的一些措施,也都有 助于防止或者降低制件的变形。此外,设计时考虑防止产品 变形,在形状上进行规避。
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5、抗变形设计
矩形的薄壁容器的侧壁容易发生内凹变 形,为此可将侧壁设计得稍微外凸一些
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5、抗变形设计
深度较浅的盒类制品,为避免翘曲变形, 可将其底边设计成倒角形状
后果:塑料是对缺口和尖角之类比较敏感的材料,在应 力作用下,这些部位会逐渐产生微细裂纹,随后逐步扩展到 大的裂纹,而裂纹的不断延伸终将导致制件的损坏。
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3、避免应力集中原则
避免应力集中应作为一条基本的准则
避免应力集中最直接最有效的方法就是在拐角、棱边、 凹槽灯等轮廓过渡与厚薄交接处采用圆弧过渡。
5、抗变形设计
5类汽车座椅塑料件设计介绍
5类汽车座椅塑料件设计介绍一、旁侧板一般来说,旁侧板为非结构件,主要用于遮挡坐垫骨架。
旁侧板外观面尽量符合STO,符合一定的审美取向。
1 材料选择旁侧板材料一般选用PP或者PP改性,如果有特殊要求可选用ABS等。
2 外观面设计需要考虑问题1)壁厚,推荐壁厚2.5~3.0mm。
2)外观面尽量符合STO,进行运动校核,边界轮廓避免与运动件存在干涉。
3)设计时考虑拔模角度,如果没有客户输入,推荐拔模角度不小于5度。
4)分型线避免设计在A面上。
5)外观面上圆角要求尽量做大,最小圆角为0.5mm。
6)旁侧板与STO面的最小过盈为6mm。
3 B面结构设计注意事项1)尽量减少加强筋,加强筋尽量薄,并且加强筋不能设计的太密集。
2)尽量减少抽芯的设计。
3)B面结构也需要设计一定的拔模角度,最小应该大于0.5度(尤其指高度较大的加强筋)。
4)避免安装位置在近似一条直线上。
5)如果使用boss柱支撑,boss柱应与支撑板有一定过盈,最小1mm。
4 旁侧板联接方式1)螺钉,尽量选用钝头的螺钉。
2)圣诞树卡。
3)金属卡钉。
4)金属钢丝。
5)倒扣、超声波焊接。
二、椅背板一般来说,椅背板为非结构件,主要用于遮挡靠背骨架。
旁侧板外观面尽量符合STO,符合一定的审美取向。
1 材料选择椅背板材料一般选用PP+T20,如果有特殊要求可选用ABS(包附性好)或者TPO。
2 外观面设计需要考虑问题1)壁厚,推荐3.0mm。
2)外观面尽量符合STO,进行运动校核,边界轮廓避免与运动件存在干涉。
3)设计时考虑拔模角度,如果没有客户输入,推荐拔模角度不小于5度。
4)分型线避免设计在A面上。
5)外观面上圆角要求尽量做大,最小圆角为0.5mm。
6)椅背板与STO面的最小过盈为5mm,但是,椅背板边沿与钣金结构件最小距离15mm。
7)背板压边与STO相切线距离至少10mm以上。
8)背板包住靠背圆角时,背板与STO至少有3mm阶差。
3 B面结构设计注意事项1)尽量减少加强筋,加强筋尽量薄,并且加强筋不能设计的太密集。
汽车一般塑料件设计标准
汽车一般塑料件设计标注标准1 主题内容与适用范围本标准规定了汽车一般塑料件通用技术条件。
本标准适用于汽车一般塑料制品,本标准不适用于已有公司产品标准的特殊塑料零件(如转向盘等)。
2 引用标准GB 8410 汽车内饰材料的燃烧特性GB 4457.3 机械制图字体QC/T 15 汽车塑料制品通用试验方法QCn 29017 汽车模制塑料零件的未注公差尺寸的极限偏差汽车塑料件耐振动试验方法汽车非金属材料零件人工耐候性试验方法汽车非金属材料零件曝露试验后外观评价方法汽车塑料件耐湿性试验方法汽车塑料件耐溶剂试验方法汽车塑料件耐冲击试验方法汽车塑料件耐摩擦色牢度试验方法汽车塑料件色差试验及评价方法汽车非金属制品检验一般规则3术语工矿特性码---一组由大写的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成的表示塑料零件安装位置、使用工矿及特殊要求的分类码。
4零件分类及工矿特性码构成根据塑料零件的安装位置、使用工矿、特殊要求,对零件进行分类,并以工矿特性码定义。
工矿特性码构成4.2.1 装车位置根据零件在车上的位置处分为四类,分别用大写汉语拼音字母表示。
具体规定如下:A ——车身内部零件B ——车身外部零件C ——发动机舱内零件D ——底盘上零件4.2.2 光照根据零件的光照情况分为两种,用一位阿拉伯数字表示,具体规定如下:0 ——不受阳光照射1 ——受阳光照射4.2.3 温度根据零件的温度工况分为四种,用一位阿拉伯的数字表示,具体规定如下:0 ——温度不高工况,如门里板堵盖、轮罩、座椅调节手柄等。
1 ——较高温度工况,如仪表板下挡板、开关固定板、保险杠、灯圈、车门户板等。
2 ——高温工况,如仪表板上部零件、烟灰缸等。
3 ——特高温度工况4.2.4 特殊限定零件有特殊性能要求时,增加特殊限定码,特殊限定码由一位或一组大写汉语拼音字母组成。
具体规定如下:T ——装饰性:用于有装饰性要求的内饰及外装件F ——阻燃性:用于有阻燃要求的内饰件S ——冲击性:用于受冲击作用的零件,冲击性分为三种,具体规定如下:S ——普通冲击S1 ——中冲击S2 ——高冲击4.3 工况特性码在图样上的标注例:仪表板中下挡板ABS-AI该零件安装在车身内部(位置码为A),受阳光照射(光照码为1),在较高温度工况下工作(温度码为1),属内饰件(增加T),有阻燃要求(增加F),有抗中等冲击要求(增加S1)、其工况特性码为:AIITFSI 在图样材料中标注: ABS—AI EQC—300—93AIITFSI EQC—302—945 技术要求5.1 一般规定5.1.1 一般塑料零件必须符合本标准,并严格按经过规定程序批准的图样及有关技术文件制造。
汽车塑料件设计要求方案
汽车塑料件设计要求方案一、引言塑料件在汽车设计和制造过程中起着重要的作用,它们通常用于车身、内饰和底盘部件。
本方案旨在确保汽车塑料件的设计满足各种要求,包括性能、质量、可靠性和环境友好。
二、设计目标1.性能:汽车塑料件在使用过程中应具备良好的强度、刚度、耐热性和耐用性,以确保其长期使用的可靠性和安全性。
2.质量:塑料件的制造质量应符合汽车行业的相关标准和要求,确保其尺寸精确、表面光滑、无毛刺和气泡。
3.可靠性:塑料件的设计应考虑正常使用环境下的振动、冲击和温度变化等因素,以确保其可靠性和寿命。
4.环境友好:塑料件的材料选择应考虑环境友好性,例如使用可回收的塑料材料,减少对环境的负面影响。
三、设计过程1.概念设计:根据汽车的功能需求和外观要求,进行初步的概念设计,包括外形、尺寸和结构等。
2.材料选择:根据塑料件的使用要求,选择合适的塑料材料,主要考虑其强度、耐热性和耐用性等性能指标。
3.结构设计:在概念设计的基础上,采用CAD软件进行详细的结构设计,包括结构件和连接方式等。
4.模具设计:根据结构设计的CAD模型,进行模具的设计和制造,确保塑料件的生产过程中能够精确复制设计要求。
5.实验验证:利用模具制备出样品进行实验验证,包括强度测试、耐热性测试和可靠性测试等,以确保设计要求的满足。
6.优化改进:根据实验结果,对设计进行优化改进,以提高塑料件的性能和可靠性。
四、质量控制1.原材料检验:对进货的塑料材料进行检验,包括外观、尺寸和性能测试等,确保原材料的质量符合设计要求。
2.生产过程控制:在塑料件生产过程中,采用严格的控制措施,确保良品率和尺寸精度的控制。
3.产品验收:对塑料件进行全面的验收,包括外观、尺寸和功能测试等,确保产品质量符合客户的要求。
4.售后服务:建立健全的售后跟踪服务体系,及时解决客户的问题和反馈,确保客户满意度。
五、环境友好1.材料选择:优先选择可回收的塑料材料,减少对环境的污染。
2.工艺改进:改进生产工艺,减少废料产生和能源消耗,提高生产效率。
汽车内外饰塑料件产品结构设计准则
产品结构设计准则--支柱( Boss )+ M6 A- i0 Z" O" C:基本设计守则支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开物件及支撑承托其他零件之用。
空心的支柱可以用来嵌入件、收紧螺丝等。
这些应用均要有足够强度支持压力而不致於破裂。
支柱尽量不要单独使用,应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用,目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。
此外,因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气,所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。
加强支柱的强度的方法”尤其是远离外壁的支柱,除了可使用加强筋外,三角加强块”Gusset plate的使用亦十分常见。
一个品质好的螺丝/支柱设计组合是取决於螺丝的机械特性及支柱孔的设计,一般塑胶产品的料厚尺寸是不足以承受大部份紧固件产生的应力。
固此,从装配的考虑来看,局部增加胶料厚度是有需要的。
但是,这会引致不良的影响,如形成缩水痕、空穴、或增加内应力。
因此,支柱的导入孔及穿孔”避空孔的位置应与产品外壁保持一段距离。
支柱可远离外壁独立而处或使用加强筋连接外壁,後者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力,更有助胶料填充及减少因困气而出现烧焦的情况。
同样理由,远离外壁的支柱亦应辅以三角加强块,三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。
收缩痕的大小取决於胶料的收缩率、成型工序的叁数控制、模具设计及产品设计。
使用过短的哥针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利於收缩痕的减少;不幸地,支柱的强度及抵受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。
因此,支柱的设计须要从这两方面取得平衡。
1)支柱位置2)支柱设计不同材料的设计要点ABS一般来说,支柱的外径是内径的两倍已足够。
有时这种方式结果支柱壁厚等於或超过胶料厚度而增加物料重量和在表面产生缩水纹及高成型应力。
严格的来说支柱的厚度应为胶料厚度的50-70%。
如因此种设计方式而支柱不能提供足够强度,但已改善了表面缩水。
汽车注塑件设计基本规则
汽车注塑件设计基本规则
(3)翻边的边缘应该进行导圆角或圆弧过渡设计,避免任何锋利锐边的产生。 当然,分模线也会相应的留在圆角边与拔模方向的切点上,也会增加模具匹配的 难度。
汽车注塑件设计基本规则
7 分模线的设计 Parting Line 分模线是由模具型腔开模时相对运动的结构在零件上所形成的一条或几条明
R0.3 MIN
(3)根部导角 为了防止筋的根部产生应力开裂,我们通常加一个R=0.3的圆角。
(4)模具方面的考虑 筋的布置尽量考虑模具简化,应与出模方向保持一致,尽量减少不必要的倒
扣、滑块结构,否则模具成本和加工时间都会增加。
汽车注塑件设计基本规则
3 倒扣结构设计 Undercuts 倒扣结构是汽车注塑件常用的普通的设计结构。我们应该很好的掌握和应用
(2)均匀一致的壁厚 不合理的壁厚容易导致,零件刚度和强度不足或材料浪费、生产效率低、成 本增加。壁厚不均匀的注塑件对生产过程和零件功能都有很大影响。容易产生表 面局部凹陷、空穴、制件变形、缩痕、尺寸不稳定及其他可见的表面缺陷。 ----例外:当然这不是绝对的,有时根据设计需要也会存在一些例外情况,如局 部增加料厚防止表面产生缩痕。
汽车注塑件设计基本规则
2 筋的设计 Ribs ——注塑件的筋是很有用的结构,它可以提高零件的刚度和强度,防止制件
变形,为零件装配提供连接与定位。但我们也不能随意填加,必须仔细考虑来确 保产品的外观质量和功能要求。否则,不恰当的筋会给产品生产和产品质量造成 很多难以控制的缺陷。 • 设计要点:(1)最大的筋厚与壁厚比,通常我们遵循如下规则(供参考):
杆
基座
倒扣 出模方向
侧出方向 H
L
X
汽车注塑件设计基本规则
汽车研发:塑料件的工艺设计要求及注意事项!
汽车研发:塑料件的工艺设计要求及注意事项!小姐姐的“美”是由颜值、身材和才华组成,而才华又占了很大的比例!就像汽车由不同的零件组成,每个零件根据自身性能及功能的需求,又由不同的材料组成,其中塑料就是汽车上十分重要的材料,塑料件占了很大的比例!今天漫谈君就带你一起来看看塑料件的工艺设计要求及注意事项漫谈君说一、漫谈君为大家准备了如下干货:1、56集CATIA基础教程,在公众号后台回复“56”,即可领取!2、全套汽车标准,在公众号后台回复“标准”,即可领取!3、特斯拉专利,在公众号后台回复“特斯拉专利”,即可领取!4、《Model X及Model 3中文用户手册》,在公众号后台回复“中文用户手册”,即可领取!二、汽车大漫谈汽车研发技术群加群:汽车大漫谈7群已满员,专注探索汽车研发技术,有需要进群的工程师童鞋,请加漫谈君微信:autotechstudy01,备注名称+专业哟,方便邀请进群!一前言本文主要介绍的是塑料件的分模线、拔模方向、拔模角度的选择以及塑料件B面结构设计时加强筋的布置、滑块斜顶行程的校核等,本文介绍的只适合注塑成型的塑料件,可能对其他成型工艺不具备参考意义。
二拔模方向拔模方向是塑料件从模具中被顶出的方向。
可以简单地把它理解为一个杯形蛋糕远离杯形蛋糕盘的方向。
这个盘的顶部平面的方向就是拔模方向。
拔模方向也可以比作“最小阻力方向”。
1内孔脱模内孔脱模以尺寸小的一端为准,以保证与内孔配合零件的尺寸及配合间隙,脱模方向为尺寸扩大的方向取得,同时也保证分型线不外露,如下图所示:2外形尺寸外形尺寸以大端为准,脱模斜度向尺寸缩小的方向取得,保证零件与周围的配合间隙,同时要保证零件的工艺美观要求,如下图所示:三拔模角度要求由于塑料冷却时出现收缩,会使塑件紧包在成型芯上。
为了便于脱模,与脱模方向平行的塑件表面,都应设计合理的拔模角度。
塑料件设计中的拔模角度要求如下:1皮纹外表面及零件翻边和配合边•无皮纹的外表面及零件的翻边和配合边,-般要3°以上的拔模角度,如果实现困难,最小1.5°但翻边宽度要窄;•细皮纹一般要3°拔模角。
汽车塑料件设计规范
汽车塑料件设计规范编制:校对:审核:批准:2015-03-15 发布2015-03-15 实施XX公司发布一、形状和结构的简化产品形状结构复杂-磨具结构复杂-增加磨具制造难度-产品性能不稳定性和经济成本。
产品形状结构简单-熔体冲模容易-质量有保证理想的产品简洁化设计基本原则:(1)有利于成型加工;(2)节约原材料,降低成本;(3)简洁美观。
简化设计的建议和提示:(1)结构简单,形状对称,避免不规则的几何图形。
结构简单容易成型对称设计°|o77——TTr—J — --(2)产品侧孔和侧壁内表面的凹凸形状成型困难,需要在产品成型后二次加工,设计时应避免设计改进避免侧向抽芯EZ^(a)(b)(c)(3)尺寸设计要考虑成型的可能性,不同的成型工艺对制件的尺寸设计,包括尺寸大小,尺寸变化有一定的限制。
二、壁厚均一的设计原则在确定壁厚尺寸时,壁厚均一是一个重要原则。
该原则主要是从工艺角度以及由工艺导致的质量方面的问题而提出来的。
均匀的壁厚可使制件在成型过程中,熔体流动性均衡,冷却均衡。
壁薄部位在冷却收缩上的差异,会产生一定的收缩应力,内应力会导致制件在短期之内或经过一个较长时期之后发生翘曲变形。
塑料件最通用料厚是2.5mm大件适当增加,小件减小,强烈建议通过增加翻边及加强筋的方式而不是增加料厚来保证零件强度;PP塑料的壁厚范围是0.6 —3.5mm壁厚不均匀造成制件翘曲变形不均匀壁厚部位设置圆孔,由于收缩不均匀,难以成为正圆壁厚不均匀时常处理办法(1)厚薄交接处的平稳过渡,当制件厚度不可避免需设计成不一致时,在厚薄交接处应逐渐过渡,避免突变,厚度比例变化在一合适的范围(一般不超过3:1)壁厚过渡形式(a)阶梯式过渡,应尽力避免;(b)锥形过渡,比较好;(c )圆弧过渡,应是最好的。
(b)的原则。
丄丄转角处的最大厚度是壁厚的体的流动性和成型性。
WT(2)将尖角改为圆角处理,两个壁厚相同的壁面成直角的连接,破坏了壁厚均 开槽或设置加强筋的方式,使厚壁部位减薄,厚薄趋于一致(3)厚壁部位减薄,使厚壁趋于一致,壁厚差异大的制件可通过增设工艺孔 1.4倍,如果将内角处理成圆角而外角仍是直角,则在圆角处理,以确保壁厚均匀。
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2015-03-15发布 2015-03-15实施
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一、形状和结构的简化
产品形状结构复杂-磨具结构复杂-增加磨具制造难度-产品性能不稳定性和经济成本。
产品形状结构简单-熔体冲模容易-质量有保证
理想的产品简洁化设计基本原则:
(1)有利于成型加工;
(2)节约原材料,降低成本;
(3)简洁美观。
简化设计的建议和提示:
(1)结构简单,形状对称,避免不规则的几何图形。
结构简单容易成型
对称设计
(2)产品侧孔和侧壁内表面的凹凸形状成型困难,需要在产品成型后二次加工,
设计时应避免。
设计改进避免侧向抽芯
(3)尺寸设计要考虑成型的可能性,不同的成型工艺对制件的尺寸设计,包括尺寸大小,尺寸变化有一定的限制。
二、壁厚均一的设计原则
在确定壁厚尺寸时,壁厚均一是一个重要原则。
该原则主要是从工艺角度以及由工艺导致的质量方面的问题而提出来的。
均匀的壁厚可使制件在成型过程中,熔体流动性均衡,冷却均衡。
壁薄部位在冷却收缩上的差异,会产生一定的收缩应力,内应力会导致制件在短期之内或经过一个较长时期之后发生翘曲变形。
塑料件最通用料厚是2.5mm,大件适当增加,小件减小,强烈建议通过增加翻边及加强筋的方式而不是增加料厚来保证零件强度; PP塑料的壁厚范围是0.6—3.5mm。
壁厚不均匀造成制件翘曲变形
不均匀壁厚部位设置圆孔,由于收缩不均匀,难以成为正圆
壁厚不均匀时常处理办法
(1)厚薄交接处的平稳过渡,当制件厚度不可避免需设计成不一致时,在厚薄交接处应逐渐过渡,避免突变,厚度比例变化在一合适的范围(一般不超过3:1)。
壁厚过渡形式
(a)阶梯式过渡,应尽力避免;
(b)锥形过渡,比较好;
(c)圆弧过渡,应是最好的。
(2)将尖角改为圆角处理,两个壁厚相同的壁面成直角的连接,破坏了壁厚均一的原则。
转角处的最大厚度是壁厚的1.4倍,如果将内角处理成圆角而外角仍是直角,则在转角处的最大厚度(W)可增加到壁厚的1.6-1.7 倍。
正确的设计应是内外角均进行圆角处理,以确保壁厚均匀。
圆角处理还可避免应力集中,以及改善塑料成型时熔体的流动性和成型性。
(3)厚壁部位减薄,使厚壁趋于一致,壁厚差异大的制件可通过增设工艺孔、开槽或设置加强筋的方式,使厚壁部位减薄,厚薄趋于一致。
壁厚减薄
三、避免应力集中
对制件上有孔洞、切口、拐角等几何不连续部位施加一定的力,在这个部位的断面上将产生远比给予的表观应力大得多的应力,这个现象称为应力集中。
局部产生的很大应力对于表现应力之比为应力集中系数。
后果:塑料是对缺口和尖角之类比较敏感的材料,在应力作用下,这些部位会逐渐产生微细裂纹,随后逐步扩展到大的裂纹,而裂纹的不断延伸终将导致制件的损坏。
避免应力集中应作为一条基本准则
避免应力集中最直接最有效的方法就是在拐角、棱边、凹槽灯等轮廓过渡与厚薄交接处采用圆弧过渡。
根据不同的壁厚和圆角半径对应的应力集中系数,得出应力集中系数与半径R 与壁厚T之比的关系
图中曲线表明,半径R 与壁厚T之比,即R/T 在0.6 以后,曲线趋于平缓,由此可知,内圆角之半径应至少为壁厚的一半,最好为壁厚的0.6-0.75。
四、加强刚度的设计
刚性不足—外载和自重—引起变形、翘曲、蠕变
(1)几何形状的改变
薄壳状的平板制件,将其表面设计成波纹形、瓦楞形、拱形、球形、抛物面,其刚性比同样重量的平板要高得多
(2)加强筋的设计和运用
通过加强筋提高轴套扭转刚性和弯曲刚性
容器沿口部位的设计起到了边缘增强的作用,实质上这种突变的边缘可以看作是加强筋的变异。
(3)嵌件的加强作用
在制件中设置金属嵌件,可以提高塑料制件局部或整体的强度。
如汽车方向盘、活动手柄、塑料门窗框、带有金属嵌件的塑料齿轮等。
(4)结构上的设计,在产品设计中,有几种结构具有比较高的刚性/质量比。
①蜂窝夹层结构:刚性的设计效果好,缺点是工艺上比较复杂,成本和价格较高。
②结构泡沫:具有致密表皮层和呈微孔结构的芯部,这种结构具有高的比强度,可应用在受力结构中。
③口字形结构、T 形结构以及工字梁结构,与矩形截面的实心结构比较,这种结构既能节省材料,又不降低刚性。
④圆锥体结构,相对圆柱体结构,这种结构能承受很大的压缩载荷,弯曲稳定性好。
⑤双壁结构,有不少工艺可成型具有双壁结构的制件,这种结构的制件有较高的刚性、冲击韧性和抗弯能力。
五、抗变形设计
(一)由内应力引起的制件变形
这种变形由制件内的内应力所导致。
通常不均匀的内应力分布是翘曲变形的主要原因,而内应力的不均匀分布则可能是加工条件(如温度、压力的不均匀分布,收缩率的各向异性等)、材料组成(结晶型材料的百年形倾向较大)、模具结构(特别是浇口设计)和制品形状共同作用的结果。
防止变形的措施
前述的避免应力集中以及刚性设计的一些措施,也都有助于防止或者降低制件的变形。
此外,设计时考虑防止产品变形,在形状上进行规避。
矩形的薄壁容器的侧壁容易发生内凹变形,为此可将侧壁设计的稍微外凸一点
深度较浅的盒类制品,为避免翘曲变形,可将其底边设计成倒角形状
因壁厚不同,壁厚处的塑料完全固化之后,会对先行固化的薄壁部位施以拉力,导致之间出现变形
(a)采用均匀壁厚的办法;
(b)采用增加筋的高度的办法。
采用加强筋防止框型结构变形
U形注塑件由于熔体流动过程中热扩散不均,引起直角方向上的收缩,因而会产生图(a)所示的翘曲变形。
解决这种现象的办法除设加强筋外也可如(b)所示,在直角部位开一小槽。
(二)抗热变形设计
温度对制件的影响与材料的耐热性直接有关。
当材料确定之后,在产品设计时,应采取各种有效措施,来减少和避免温度对制品使用性能的影响,延长产品的使用寿命。
避免受热部位过热导致变形的几种方案:
(1)使产品中的零部件与热源保持有一段距离;
(2)在塑料部件和发热体之间,设置像铝箔之类的反射性能良好的反射体,可以减少热量的吸收;
(3)可采用对流的设计,在适当部位设计格栅或开设不同形状的散热窗口,也有利于热量的散发;
(4)在用于温度过高的部位时,应采用热导率低的隔热材料进行隔热。
六、注塑件的精度
1、影响因素:材料、模具、塑件结构、工艺、使用
(1)材料
注塑模塑的塑料在高温高压的熔融状态下充模流动。
常见的各种熔体温度为170-300℃。
然后被冷却固化,通常脱模温度在20-100℃。
下表列出了常用的注射塑料的成型收缩率。
用无机填料填充、用玻璃纤维增强的塑料有较低的成型收缩率。
(2)模具
对于小尺寸的塑料件,模具的制造误差占塑料公差的1/3。
与模具上运动的零件有关的塑件尺寸,其精度较低。
模具上浇注系统和冷却系统设计不当,会使成型塑件的收缩不均匀。
脱模系统的作用力不当,会使被顶出塑件变形。
(3)塑件结构
塑料件壁厚均匀一致,形体又对称,可使塑件收缩均衡。
提高塑料件的刚性,如加强筋的合理设置或采用金属嵌件,能减小塑件翘曲变形,都有利于提高塑件精度。
(4)工艺
注射周期各阶段的温度、压力和时间会影响塑件的收缩、取向和残余应力,存在对于塑件精度要求的最佳工艺。
保证注塑件精度更重要的是工艺参数的稳定性。
成型条件波动所造成的误差占塑件公差的1/3。
(5)使用
塑料材料对时间、温度、湿度和环境条件的敏感性,在注射成型制品长期使用后,会有显现。
注塑件的尺寸和形位精度的稳定性差。
2、模塑塑料件尺寸公差
工程塑料模塑塑料件尺寸公差标准GB/T14486-93,模塑尺寸公差代号为MT。
公差等级分为七级。
该标准规定了热固性和热塑性工程塑料模塑塑料件的尺寸公差。
它适用于注塑、压塑、传递和浇铸成型的工程塑料模塑的塑料件,不适用于挤塑成型、吹塑成型、烧结和泡沫制品。
此标准只规定公差,基本尺寸的上、下偏差可根据工程的实际需要分配。
标准规定了模塑收缩率VS,在常温下模塑件与所用模具相应尺寸的差,同模具相应尺寸之比,以百分数表示。
LF……模塑成型后标准环境下放置24h 后的塑料件尺寸,mm;
LW ……模具的相应尺寸,mm;
标准对成型模塑尺寸分成两类:
①不受模具活动部分影响的尺寸a,如图所示,它是指在同一动模或定模的零件中成型的尺寸。
②受模具活动部分影响的尺寸 b,如图所示,它是指可活动的模具零件共同作用所构成的尺寸。
例如壁厚和底厚尺寸;受动模零件、定模零件和滑块共同影响的尺寸。
3、塑料件连接结构
塑料件的螺钉连接1:
簧片螺母连接,应用于板类零件与塑料件之间的连接;
塑料件的螺钉连接2:
塑料螺母连接;应用于板类零件与钣金件之间的连接。
(钣金件方孔开口7*7)
塑料件的螺钉连接3:
自攻螺钉柱及螺钉沉台的连接;应用于机壳类塑料件之间的连接;
塑料件的弹片夹子连接:
应用于最后安装的需要经常拆装的面板类塑料件于主体间之间的连接;
塑料件的卡扣连接:
1.卡扣连接是塑料件结构优势之一:结构简单,不需要增加零件,制造成本低廉,连接可靠,装配简易;
2.缺点:拆卸困难,卡扣损坏后难以修复;
3.应用与小型塑料件之间的连接;。