塑料制品结构设计要素
1.形状
塑料制品的形状应易于成形,即在开模取出塑件时尽量避免采用复杂的分型与侧面抽芯。
2.壁厚:制作壁厚是塑料产品最重要的结构要素,是设计塑料产品时必须考虑的问题之一
注意的问题:壁厚的设计中一方面要考虑壁厚的大小,另一方面要遵循壁厚均一的原则,壁与壁的连接处尽量用圆弧连模,从而避免壁厚的突然剧变。同时遵循以下原则:
(1)同一个塑料零件的壁厚应尽可能一致。
(2)在满足制品结构和使用条件的条件下,尽可能采用较小壁厚。产品设计中塑料制品的壁厚一般为:电子工程类壳体:2.5~3mm,日常生活用品壳体:1.5~2mm,薄壁类产品壳体:0.5~0.8mm,大型制品:3.2~9.5mm。
3)具有足够的强度和刚度,脱模时能经受脱模机构的冲击与震动;装配时能承受紧固力。
3.脱模斜度:由于塑料制剑的成型是通过磨具实现的,制作冷却后,产生收缩,会紧紧包住模具型芯或型腔中凸出的部分,为了使制作易于从模具中脱出,所以在设计时首先要考虑制件能容易脱模。注意的原则:
(1)在满足制件尺寸公差要求的前提下,尽可能采用较大的脱模斜度;(2)所用塑料材料收缩率越大,其脱模斜度也越大;
(3)制件壁厚较厚时,其成型时制品的收缩量大,所选用的脱模斜度也较大;
(4)制件高度很小时可允许不设计脱模斜度;(5)制件形状越复杂,选用的脱模斜度也越大;
(6)增强塑料宜选较大脱模斜度,含有自润滑剂的塑料可用较小脱模斜度。
4.圆角:早塑料制件的设计中,圆角的设计还可以使塑料物件圆润流畅,表面过度自然。
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塑胶产品结构设计要点
目录
第一章塑胶结构设计规范
1、材料及厚度
1.1、材料选择
1.2、壳体厚度
1.3、零件厚度设计实例
2、脱模斜度
2.1、脱模斜度要点
3、加强筋
3.1、加强筋与壁厚的关系
3.2、加强筋设计实例
4、柱和孔的问题
4.1、柱子的问题
4.2、孔的问题
4.3、“减胶”的问题
5、螺丝柱的设计
6、止口的设计
6.1、止口的作用
6.2、壳体止口的设计需要注意的事项
6.3、面壳与底壳断差的要求
7、卡扣的设计
7.1、卡扣设计的关键点
7.2、常见卡扣设计
7.3、
第一章塑胶结构设计规范
1、材料及厚度
1.1、材料的选取
a.ABS:高流动性,便宜,适用于对强度要求不太高的部件(不直接受冲击,不承受可靠性测试中结构耐久性的部件),如内部支撑架(键板支架、LCD支架)等。还有就是普遍用在电镀的部件上(如按钮、侧键、导航键、电镀装饰件等)。目前常用奇美PA-757、PA-777D等。
b.PC+ABS:流动性好,强度不错,价格适中。适用于作高刚性、高冲击韧性的制件,如框架、壳体等。常用材料代号:拜尔T85、T65。
c.PC:高强度,价格贵,流动性不好。适用于对强度要求较高的外壳、按键、传动机架、镜片等。常用材料代号如:帝人L1250Y、PC2405、PC2605。
d. POM具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和吸水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性等。常用于滑轮、传
模具结构设计 1. 滑块导轨的高至少要为滑块高的1/3 2. 有滑动摩擦的位置注意开设润滑槽,为了防止润滑油外流,不宜把槽开成“开式”,而应 该为“封闭式”,一般可以用单片刀在铣床上直接铣出。
3. 固定模仁的型腔,对小模一般用线割,这样可以提高模具的精度;而较大模的模腔一般铣 削的形式加工出来,加工时注意其垂直度,并且为了防止装配时,模仁不到位,模框的四周应该用铣刀铣深0.2。 4. 入子与模仁,模仁与模仁,模仁与模框的相互穿插一般要加1°的斜度,以防装配时碰 伤。
5. 入子的靠位部分长度公差为-0.02,大小公差为-0.10,模仁相对应的靠位公差为+0.02。 6. 有C角的入子最底端到C角部位的公差为+0.01,以防跑毛边。
7. 本体模具的主体部分用NAK80的材料,入子、梢等用SKH9、SKH51(材料处理:室化处 理,也可以不要)的材料,必要时可以使用VIKING材料。 8. 画好部品之后,应先定滑块的位置、大小,防止发生干涉、及强度不够的现象,然后才定 模仁寸法。
9. 入子大小公差设为-0.01,模仁上入子孔对应的公差为+0.01。 10. 模仁上的线割方孔尖角部分用R0.20过度,对应的入子部分也为R0.20,以对应线切割时的 线径影响,同时可以防止尖角部分磨损,而产生益边。
11. 与定位珠相对应的小凹坑寸法一般为底径φ3夹角90°-120°的圆锥孔。 12. 固定侧的拔模角应该大于可动侧,以便离型留在可动侧;而且可以防止部品变形,尤其是 壁薄,件长容易变形的零件,固定侧对它的拉力不均容易使部品翘曲,或留在固定侧。
13. 对于侧面抽芯力大而部品精度要求又严的零件,最好采用二次抽芯结构。 14. 斜梢的斜度+2°=压紧块的斜度(一般为18°或20°或22°). 15. 模具组立时,应该养成如下习惯: a. 用空气枪清理模仁、模腔、入子、流道板、分模面的表面。
b. 装配前用油石打光模仁、模腔、入子、分模面的表面,以便装配时顺tang。 c. 注意清角,以防干涉、碰伤。
d. 装配前应该考虑后面的工作如何进行。 16. 大模具模仁的侧面压紧块应该设计成锁紧后底于分模面0.5-1.0mm,以防干涉。
17. PC+GF20收缩率3/1000 18. POM收缩率正常为20/1000,但有时局部会达30/1000。 19. 为防止潜伏式浇口在部品顶出时刮伤部品,在流道离潜伏式浇口2-4mm处增加一锲形块, 高约为流道一半,夹角为单边10°,供顶出时折断浇口。
20. 主流道拉料井,采用深8-10mm,夹角为单边10°,顶径为流道宽的倒圆锥;这样的好处是 可防止单边磨成锲形的拉料在顶出时勾住流道,造成离型不良。 21. 开闭器有两种:1.橡胶制成,靠中心的螺杆调节变形量,来调节拉力。
2.用弹簧钢制成。 其作用都为:延迟可动侧与固定侧的开模时间,应用于小水口模。
22. 为了确保模具的顶针和斜销是否复位,有些模具安装了早回机构(母的装在108板上,公 的装在102板上,公的类似于顶针,底部用无头螺钉堵住,一般布置两个)或微动开关(在108和109板[装电器元件]之间)。 23. 考虑注塑机装夹模具时的螺杆长度,需要注意上下固定板的厚度,必要时四个角应该铣低 一些,同时,为了提高安全性,上下固定板上可以根据注塑机上孔的位置,钻四个螺栓孔。
24. 斜销的成型端有一段直面,一般长4-6mm,为了在顶出时斜销在107与108板间滑动顺烫 底部应该倒0.5mm-1mm的R角。 25. 需要咬花的外观品,拔模斜度的设计需要考虑咬花的程度,以免造成外观拉伤。
有些突出 部位,考虑咬花后截面会变大,实际加工时应该单边小0.02-0.03。 26. 考虑固定侧与可动侧合模会形成断差,固定侧比可动侧单边小0.03-0.05。
27. 有滑块的模具中,有时需要在滑块上的滑块与压紧块相靠的斜面开设油沟;此外,如果不 影响成形的前提下,在模板上表面开设油沟比在滑块底部开设油沟加工效率更高。 28. 不应该把分型面选在表面有要求的位置。
29. 加纤的收缩率为流动方向小千分之1-2,垂直于流动方向大;不加纤的则正好相反。 30. 齿顶圆的收缩率比齿根圆的收缩率小千分之1-2。
31. 模具在使用一段时间后,需要进行型修,修模仁的过程中,尽量不要用油石,因为多次使 用油石会使模具变形;最好用削好的软木或软竹筷。 32. 有滑块的模具中,#102与#103板之间应该加四个支撑拄。
33. 成形里面夹有入子外面包有模仁的部品时,要考虑二次抽芯机构,以免脱 模困难,造成部 品损伤;如果入子在固定侧或滑块上,常常先抽入子;如果入子在可动侧,又与固定侧靠破,可以把入子的沉孔做深些,顶出时先把部品顶出,再脱出入子。如不靠破,则应先脱入子,则应该变更相应的模具结构。
34. 固定侧与可动侧之间的靠破面如果为非垂直开模方向的平面,则应该设计成斜面,以减少 因摩损而形成飞边的可能,同时也使靠破时形成预压,加强两个面的贴合,设计时长度方向应该设计成+0.02的正公差,但是应该注意的是当固定侧与可动侧有脱模斜度时,要小心考虑因固定侧与可动侧脱模斜度方向相反,在靠破的斜面处会形成与部品设计原图不符的接痕,考虑不周还会形成难以消除的毛边或断插。 35. 当固定侧需要咬花时,固定侧的外形尺寸应。
由于塑料的物理性能、化学性能与其他材料不同,因此注塑制品的设计亦有它独特的一面,一般来说,塑件结构设计的基本原则如下。
(1)形状力求简单、造型优美在满足塑件使用要求的情况下,塑件结构要尽量简单,以便于模塑。为此,注塑制品内外表面的形状应有利于开模取出塑件,则尽可能不采用瓣合分型机构、抽芯机构等结构复杂的机构。
此外,在形状上还要注意塑件的造型优美,节省材料,尽一切可能降低塑件制造成本。(2)根据使用目的选择材料塑件的工作强度、工作环境千差万别,负荷有大有小,温度有高有低,腐蚀性有强有弱等等,因此,需要根据塑。
注塑制品的结构设计选择应注意哪些问题? 塑料制品注塑成型,对其结构的设计选择及尺寸的确定,一定要注意参考制品用原料的特性和注塑制品用设备及工艺条件的合理性。
在按制品的工作条件需要设计结构和决定各部位形状尺寸时,不仅要考虑到塑料制品注塑成型时的可行性,同时也要注意注塑制品用成型模具的设计、制造的可行性及经济性。最后,把这些条件综合在一起,结合各项经济指标的比较,找出较为合理的制品结构设计方案。
具体的结构设计注意事项如下。 ① 在满足制品应用条件的基础上,设计制品的结构形状要尽量简单,以节省制造用原料,同时,也应注意制品的造型艺术性,尽一切可能降低注塑制品的制造费用。
② 制品用原料的选择要根据制品的工作强度和工作环境的需要,按原料的物理机械强度、刚度、韧性、吸湿性和对应力的敏感性等条件,进行比较、衡量后选择。 ③ 要注意原料的注塑成型中的工艺特点,即原料塑化熔融后的流动性、结晶速率对温度及压力的敏感性及制品凝固成型后的收缩率等。
④ 注意注塑制品的结构形状对成型模具结构形状设计的影响及模具在机械加工制造中的可行度和经济性。 ⑤ 制品的结构形状尺寸的选择,要有利于成型模具结构的简化,便模具的结构组成零件尽量减少,组成零件结构简单、容易制造。
有塑胶产品结构工程师吗?可以参考一下下面产品结构工程师的职责。
产品结构工程师的主要职责
一般来说,产品结构工程师的主要职责包括:
1、参与产品项目立项可行性调研,参与系统方案设计;
2、拟制结构设计方案和项目计划,研究开发新结构新技术,,提升产品性能和质量;
3、承担产品结构、零部件的详细设计;
4、承担样机的研制、调试和相关技术;
5、公差分析和DFMA(面向制造和装配的设计)检查;
6、与制造工程师进行模具检讨;
7、模具样品检讨、设计更改和零件最终的承认;
8、为EMI、ESD、安全和可靠性等各种测试提供机械支持;
9、解决产品开发中的问题、问题跟踪以及与客户讨论技术问题;
10、为产品的量产提供技术支持;
一般来说,一个优秀的产品结构工程师需要掌握的主要技能包括:
1、基本的机械设计知识;
2、熟练掌握塑胶件、钣金和压铸等零件设计;即面向制造的设计;保证零件设计简单、质量高、缺陷少、制造成本低,同时相应的模具结构简单、模具制造和加工容易。
3、熟练掌握产品的装配设计技巧;即面向装配的设计;产品的装配同产品的制造同样重要,产品的装配应当使得装配工序简单、装配效率高、装配缺陷少、装配成本低和装配质量高等;常用的装配设计指南包括减少零件数量、简化产品结构、零件标准化、产品模块化、设计稳定的基座、设计导向特征、零件先定位后固定、防错的设计、人机工程学的设计等。详细的指南可参考由机械工业出版社出版的《面向制造和装配的产品设计指南》。该书还包括塑胶件设计指南、钣金件设计指南、压铸件设计指南以及公差分析等;熟练掌握这些设计指南能够保证产品设计产品以最短的时间、最低的成本和最高的质量进行。
4、掌握公差分析知识;能够利用公差分析优化产品的设计质量和解决产品开发中碰到的实际问题;
5、熟悉相关的材料、模具和表面处理工艺等知识;
6、具有分析问题和解决问题的能力;产品开发中不可避免的会出现很多问题,分析问题和解决问题的能力至关重要。
7、熟悉产品的开发流程,特别是面向制造和装配的产品开发流程,良好的产品开发流程能够帮助产品结构工程师减少设计变更、缩短产品开发时间和提高产品开发质量;
8、熟悉相关的产品测试要求,例如EMI、ESD、安全和可靠性等,并设计产品满足这些要求;
9、熟悉相关的产品行业标准;
10、3D和2D软件知识,常用的3D软件包括Pro/E, UG, Solidworks, Catia等,熟练掌握其中一种即可;常用2D软件是AutoCAD;
11、良好的创新精神;可学习TRIZ的相关理论知识。
12、团队精神;产品开发的成功离不开团队的合作,产品结构工程师不可能完全掌握产品制造和装配、测试等方面的知识,产品工程师应当可以通过与制造工程师和装配工程师以及测试工程师等团队合作,从而提高产品开发的质量。
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