塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、產(chǎn)品測繪與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)課程胡志剛第四講塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)0材料壁厚脫模斜度加強(qiáng)筋支柱/螺絲柱止口卡扣其他塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)0材料1ABSABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）用途：玩具、機(jī)殼、日常用品、汽車配件（儀表板、工具艙門、車輪蓋、反光鏡盒）、家電外殼；特性：堅(jiān)硬、不易碎、可涂膠水，工作溫度-50+70，可燃燒，損壞時(shí)可能有利邊出現(xiàn)。多數(shù)應(yīng)用于玩具外殼或不用受力的零件。 PP（聚丙烯）用途:玩具、日常用品、包裝膠袋、瓶子特性:有彈性、韌度強(qiáng)、延伸性大、但不可涂膠水，工作溫度-30140 。應(yīng)用:多數(shù)應(yīng)用于一些因要接受跌落測試而拆件的地方。 PVC PVC（聚氯乙烯）

2、（聚氯乙烯）用途:軟喉管、硬喉管、軟板、硬板、電線、玩具特性:柔軟、堅(jiān)韌而有彈性，工作溫度-2575 ；200 易分解產(chǎn)生腐蝕、刺激性氣體。 PVC電線、電纜在制造、使用及廢棄處理時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生大量的二惡英、氯氫酸、鉛等有害物質(zhì)。設(shè)計(jì)上的應(yīng)用:多數(shù)用于玩具，或一些需要避震或吸震的地方。 PS PS （聚苯乙烯）（聚苯乙烯）用途：絕緣透明件、裝飾件、化學(xué)儀器、光學(xué)儀器；發(fā)泡PS（保麗龍），建筑隔音、隔熱層，冰箱保溫層，一次性飯盒，頭盔緩沖層；特性：絕緣性好，硬而脆，無色透明，可染色，耐熱。發(fā)泡PS無法回收； PC PC（聚碳酸酯）（聚碳酸酯）用途：車輛前后燈、儀表板、冰箱抽屜、攪拌機(jī)、網(wǎng)線水晶插頭

3、、一次性醫(yī)療器械；特性：無色透明、無毒、可染色、抗沖擊、耐磨、耐腐蝕、抑制細(xì)菌、阻燃，耐高溫和耐低溫（-60120）；應(yīng)用：多數(shù)應(yīng)用于透明零件，代替玻璃。 POM POM 聚甲醛聚甲醛用途:機(jī)械零件、齒輪、家電外殼特性:耐磨、堅(jiān)硬但脆弱，損壞時(shí)容易有利邊出現(xiàn)。應(yīng)用:多數(shù)用于膠齒輪、滑輪、一些需要傳動(dòng)，承受大扭力或應(yīng)力的地方。 Nylon Nylon（尼龍，（尼龍，PAPA）用途：齒輪、滑輪、紡織品特性：堅(jiān)韌、吸水、耐磨、吸震、耐熱，但當(dāng)水份完全揮發(fā)后會(huì)變得脆弱。應(yīng)用：因?yàn)榫珳?zhǔn)度比較難控制，所以大多用于一些模數(shù)較大的齒輪 Kraton Kraton（熱塑性丁苯橡膠）-用途：摩打墊，手工具把手-特

4、性： 柔軟，有彈性，韌度高，延伸性強(qiáng)。-設(shè)計(jì)上的應(yīng)用：多數(shù)作為摩打墊，吸收摩打震動(dòng)，減低噪音。壁厚2一般不宜小于一般不宜小于0.60.9mm0.60.9mm，常選取常選取24mm24mm。ABSABS：一般最先選擇的材料，壁厚通常為1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm，視乎產(chǎn)品的大小和功能而定。PPPP：因?yàn)楸容^軟，而且基于縮水的問題，所以不能太厚，一般為1, 1.2, 1.5mm。薄壁件壁厚0.6mm。PVC：因?yàn)槎嘤糜捎谕庑?，多是?shí)心，所以限制不大。PSPS：1.55.0mm。PC：1.04.0mm。POMPOM：一般為1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm視乎產(chǎn)品大

5、小而定?；驹O(shè)計(jì)原則一般塑料件的厚度為23mm，如我們油煙機(jī)大面板壁厚就是23mm，熱塑性塑料最大設(shè)計(jì)壁厚為4mm。壁厚的大小取決于：n a 產(chǎn)品需要承受的外力；n b 是否作為其他零件的支撐；n c 承接柱位的數(shù)量；n d 加強(qiáng)筯的多少；n e 選用的塑料材料。產(chǎn)品過厚從經(jīng)濟(jì)角度來看，不但增加物料成本，延長生產(chǎn)周期冷卻時(shí)間，增加生產(chǎn)成本。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度來看，增加導(dǎo)致產(chǎn)生空穴氣孔的可能性，大大削弱產(chǎn)品的剛性及強(qiáng)度，增加產(chǎn)品的縮痕。壁厚2平面原則 最理想的壁厚分布無疑是切面在任何一個(gè)地方都是均一的厚度，但為滿足功能上的需求以致壁厚有所改變總是無可避免的。壁厚的地方比旁邊壁薄的地方冷卻得比較慢，并

6、且在相接的地方表面在澆口凝固后出現(xiàn)收縮痕。更甚者導(dǎo)致產(chǎn)生收縮印、熱內(nèi)應(yīng)力、撓曲部份歪曲、顏色不同或不同透明度。若壁厚的地方漸變成壁薄的是無可避免的話，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成塑料由壁厚的地方流向壁薄的地方，不同平面過度要漸次的改變，并且在不小于壁厚3:1的比例下。下圖可供參考。平面原則 轉(zhuǎn)角準(zhǔn)則 壁厚均一的要訣在轉(zhuǎn)角的地方也同樣需要，以免冷卻時(shí)間不一致。冷卻時(shí)間長的地方就會(huì)有收縮現(xiàn)象，因而發(fā)生部件變形和撓曲。此外，尖銳的圓角位通常會(huì)導(dǎo)致部件有缺陷及應(yīng)力集中，尖角的位置也常在電鍍過程后引起不希望的物料聚積。集中應(yīng)力的地方會(huì)在受負(fù)載或撞擊的時(shí)候破裂。較大的圓角提供了這種缺點(diǎn)的解決方法，不但減低應(yīng)力集中的因素，

7、且令流動(dòng)的塑料流得更暢順和成品脫模時(shí)更容易。圓弧位和壁厚是有一定的比例。一般介乎0.2至0.6之間，理想數(shù)值是在0.5左右。下圖可供參考之用。轉(zhuǎn)角準(zhǔn)則壁厚設(shè)計(jì)脫模斜度3基本設(shè)計(jì)原則塑料產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上通常會(huì)為了能夠輕易的使產(chǎn)品由模具脫離出來而需要在邊緣的內(nèi)側(cè)和外側(cè)各設(shè)有一個(gè)傾斜的出模角。否則如果產(chǎn)品垂直外壁并且與開模方向相同的話，模具在塑料成型后需要很大的開模力才能打開，而且，在模具開啟后，產(chǎn)品脫離模具的過程也相信十分困難。另外如果強(qiáng)行脫模的話，會(huì)在產(chǎn)品上留下頂拔痕。如果該產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的過程中已預(yù)留出模角及所有接觸產(chǎn)品的模具零件在加工過程當(dāng)中經(jīng)過高度拋光的話，脫模就變成輕而易舉的事情。因注塑件冷卻收

8、縮后多附在凸模上，為了使產(chǎn)品壁厚平均及防止產(chǎn)品在開模后附在較熱的凹模上，出模角對應(yīng)于凹模及凸模是應(yīng)該相等的。不過，在特殊情況下若然要求產(chǎn)品于開模后附在凹模的話，可將相接凹模部份的出模角盡量減少，或刻意在凹模加上適量的倒扣位。出模角的大少是沒有一定的準(zhǔn)則，多數(shù)是依照產(chǎn)品的深度來決定。 一般的出模角為0.5-1.0。 在深入或附有織紋的產(chǎn)品上，出模角的要求是視乎織紋的深度而相應(yīng)增加，一般為2-3。 一般的曬紋版上已清楚例出可供作參考之用的要求出模角。加強(qiáng)筋4加強(qiáng)筋在塑料部件上是不可或缺的功能部份，它能增加產(chǎn)品的剛性和強(qiáng)度而無需大幅增加產(chǎn)品切面面積。加強(qiáng)筋最有效的形狀如”工”字鐵般，對一些經(jīng)常受到壓

9、力、扭力、彎曲的塑料產(chǎn)品尤其適用，但如”工”字鐵般形狀有倒扣，難于脫模，一般設(shè)計(jì)成字形。此外，加強(qiáng)筋更可充當(dāng)內(nèi)部流道，有助模腔充填，對幫助塑料流入部件的支節(jié)部份很大的作用。加強(qiáng)筯的布置加強(qiáng)筋一般被放在塑料產(chǎn)品的非接觸面，其伸展方向應(yīng)跟隨產(chǎn)品最大應(yīng)力和最大偏移量的方向，選擇加強(qiáng)筋的位置也受制于一些生產(chǎn)上的考慮，如塑料流動(dòng)方向、收縮方向及脫模方向等。加強(qiáng)筯的形狀加強(qiáng)筋的長度可與產(chǎn)品的長度一致，兩端相接產(chǎn)品的外壁，或只占據(jù)產(chǎn)品部份的長度，用以局部增加產(chǎn)品某部份的剛性。要是加強(qiáng)筋沒有接上產(chǎn)品外壁的話，末端部份也不應(yīng)突然終止，應(yīng)該漸次地將高度減低，直至完結(jié)，從而減少出現(xiàn)困氣、填充不滿及燒焦痕等問題，這些

10、問題經(jīng)常發(fā)生在排氣不足或封閉的位置上。編輯ppt加強(qiáng)筋的縮水情況 1、為防止縮水缺陷及保證加強(qiáng)筋強(qiáng)度，加強(qiáng)筋的寬度一般取壁厚的1/22/3； 2、加強(qiáng)筋應(yīng)加脫模斜度，在允許的情況下，斜度越大越好；3、為保證塑件基本平整，加強(qiáng)筋的端面不應(yīng)與塑件的支撐面相平，應(yīng)低于支撐面至少0.5mm。編輯ppt支柱/螺絲柱4編輯ppt支柱/螺絲柱4 支柱高度一般不要超過支柱直徑的兩倍半。 支柱遠(yuǎn)離外壁的基本設(shè)計(jì) 支柱靠近外壁的基本設(shè)計(jì) Screw dD 2.0 mm 1.7 mm 4.34.4 mm 2.3 mm 1.9 mm 4.74.8mm 2.6 mm 2.3 mm 5.0 mm 3.0 mm 2.6 m

11、m 5.5 mm 3.5 mm 3.0 mm 6.0 mm支柱的出模角一般會(huì)以支柱頂部的平面為中性面，而且角度一般為0.51.0。如支柱的高度超過15.0mm的時(shí)候，為加強(qiáng)支柱的強(qiáng)度，可在支柱連上些加強(qiáng)筋，作結(jié)構(gòu)加強(qiáng)之用。 支柱套 跟據(jù)一般的安全規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，螺絲頭必須收藏于不能觸摸的位置，所以高度必須有2.5mm或以上。由于加上支柱套后會(huì)有銳邊，所以在每一個(gè)支柱套上殼收螺絲的地方，必須加上R1.0或以上的圓角。 3M螺絲止口5止口5 真止口真止口用途: 生產(chǎn)裝配時(shí)作較對之用，而且可作涂膠水之用。 假止口假止口用途: 在外形上可作遮丑之用。 半假止口半假止口如平均料厚有2.0mm或以上時(shí)，因?yàn)榘疾厶畹年P(guān)系，所以需要在止口的位置加多一層料，保持成品外形的美觀。雙止口雙止口用途:多用于一些需要有防水功能的成品上。而且，會(huì)以超音波焊接法作裝配，加強(qiáng)較對效用。設(shè)計(jì)實(shí)作案例01設(shè)計(jì)總結(jié)1、選材；2、外形設(shè)計(jì)：