產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師必備之結(jié)構(gòu)篇

1、結(jié)構(gòu)篇塑料的外觀要求：產(chǎn)品表面應(yīng)平整、飽滿、光滑，過渡自然，不得有碰、 劃傷以及縮孔等缺陷。 產(chǎn)品厚度應(yīng)均勻一致，無翹曲變形、飛邊、毛刺、缺料、 水絲、流痕、熔接痕及其它影響性能的注塑缺陷。毛邊、澆口應(yīng)全部清除、修 整。產(chǎn)品色澤應(yīng)均勻一致，表面無明顯色差。顏色為本色的制件應(yīng)與原材料顏 色基本一致，且均勻；?需配顏色的制件應(yīng)符合色板要求。?上、下殼外形尺寸大小不一致，即面刮（面殼大于底殼） 或底刮（底殼大于面?殼）。可接受面刮0.15mm可接受底刮0.1mm所以在無法保證零段差時, 盡量?使產(chǎn)品：面殼 底殼。? 一般來說，上殼因有較多的按鍵孔，成型縮水較大，所以縮水率選擇較大，? 一般選0.5%

2、,底殼成型縮水較小，所以縮水率選擇較小，一般選0.4%。結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則：力求使制品結(jié)構(gòu)簡單，易于成型；壁厚均勻；保證強(qiáng)度和剛度；根據(jù)所要求的功能決定其形狀尺寸 外觀及材料，當(dāng)制品外觀要求較高時，應(yīng)先通過外觀造型在設(shè)計內(nèi)部結(jié)構(gòu)。盡量將制品設(shè)計成回轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ形狀，這種形狀結(jié)構(gòu)工藝性好，能承受較 大的力，模具設(shè)計時易保證溫度平衡，制品不以產(chǎn)生翹曲等變形。應(yīng)考慮塑料 的流動性，收縮性及其他特性，在滿足使用要求的前提下制件的所有轉(zhuǎn)角盡可能設(shè)計成圓角或用圓弧過渡。塑料件設(shè)計要點開模方向和分型線每個塑料產(chǎn)品在開始設(shè)計時首先要確定其開模方向和分型線，以保證盡可 能減少抽芯機(jī)構(gòu)和消除分型線對外觀的影響；開模

3、方向確定后，產(chǎn)品的加強(qiáng)筋、卡扣、凸起 等結(jié)構(gòu)盡可能設(shè)計成與開模 方向一致，以避免抽芯減少拼縫線，延長模具壽命。脫模斜度脫模斜度的要點脫模角的大小是沒有一定的準(zhǔn)則，多數(shù)是憑經(jīng)驗和依照產(chǎn)品的深度來決定。此外，成型的方式，壁厚和塑料的選擇也在考慮之列。一般來講，對模塑產(chǎn)品的任何一個側(cè)壁，都需有一定量的脫模斜度，以便產(chǎn)品從模具中取出。脫模斜度的大小可在0.2°至數(shù)度間變化，視周圍條件而定，一般以0.5°至1°間比較理想。具體選擇脫模斜度時應(yīng)注意以下幾點：a.取斜度的方向，一般內(nèi)孔以小端為準(zhǔn)，符合圖樣，斜度由擴(kuò)大方向取得，外形以大端為準(zhǔn)，符合圖樣，斜度由縮小方向取得。如下圖

4、 1-1 b.凡塑件精度要求高的，應(yīng)選用較小的脫模斜度。c.凡較高、較大的尺寸，應(yīng)選用較小的脫模斜度。d.塑件的收縮率大的，應(yīng)選用較大的斜度值。e.塑件壁厚較厚時，會使成型收縮增大，脫模斜度應(yīng)采用較大的數(shù)值。f.一般情況下，脫模斜度不包括在塑件公差范圍內(nèi)。g.透明件脫模斜度應(yīng)加大，以免引起劃傷。一般情況下，PS料脫模斜度應(yīng)大于3 , ABS及PC料脫模斜度應(yīng)大于2 oh.帶革紋、噴砂等外觀處理的塑件側(cè)壁應(yīng)加3° 5°的脫模斜度，視具體的咬花深度而定，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。咬花深度越深，脫模斜度應(yīng)越大.推薦值為10 +H/0.0254。(H為咬花

5、深度).如 121的紋路脫模斜度一般取3。，122的紋路脫模斜度一般取5。i.插穿面斜度一般為1° 3°。j.外殼面脫模斜度大于等于3°。k.除外殼面外，殼體其余特征的脫模斜度以1。為標(biāo)準(zhǔn)脫模斜度。特別的也可以按照下面的原則來?。旱陀?mm高的加強(qiáng)筋的脫模斜度取 0.5° , 35mm 取1° ,其余取1.5° ;低于3mm®的腔體的月模斜度取 0.5° , 35mnB 10 , 其余取1.5 0外形及壁厚一般不宜小于0.60.9mm,常選取24mma.壁厚要均勻，厚薄差別盡量控制在基本壁厚的25%Z內(nèi)，整個部件的

6、最小壁厚不得小于 0.4mm,且該處背面不是 A級外觀面，并要求面積不得大于 100mm。b.在厚度方向上的殼體的厚度盡量在1.21.4mm,側(cè)面厚度在1.51.7mm；外鏡片支承面厚度0.8mm內(nèi)鏡片支承面厚度最小0.6mmc. 電池蓋壁厚取0.81.0mmod.塑膠制品的最小壁厚及常見壁厚推薦值見下表。塑料料制品的最小壁厚及常用壁厚推薦值(單位mm)工程塑料最小 壁厚小型制品壁 厚中型制品壁 厚大型制品壁 厚尼龍(PA)0.450.761.502.403.20聚乙烯(PE)0.601.251.602.403.20聚苯乙烯(PS)0.751.251.603.205.40有機(jī)玻璃 (PMMA)

7、0.801.502.204.006.50聚丙烯(PP)0.851.451.752.403.20聚碳酸酯(PC)0.951.802.303.004.50聚甲醛0.451.401.602.403.20(POM)聚碉(PSU)0.951.802.303.004.50ABS0.801.502.202.403.20PC+ABS0.751.502.202.403.20塑料的成型工藝及使用要求對塑件的壁厚都有重要的限制。塑件的壁厚過大，不僅會因用料過多而增加成本，且也給工藝帶來一定的困難，如延長成型 時間（硬化時間或冷卻時間）。對提高生產(chǎn)效率不利，容易產(chǎn)生汽泡，縮孔，凹 陷；塑件壁厚過小，則熔融塑料在模具型

8、腔中的流動阻力就大，尤其是形狀復(fù) 雜或大型塑件，成型困難，同時因為壁厚過薄，塑件強(qiáng)度也差。塑件在保證壁 厚的情況下，還要使壁厚均勻，否則在成型冷卻過程中會造成收縮不均，不僅0K0K泡，凹陷和 同時在塑件 大的內(nèi)應(yīng)力。 要求壁厚與 避免有銳角, 厚度應(yīng)沿著 方向逐漸減造成出現(xiàn)氣 翹曲現(xiàn)象， 內(nèi)部存在較 設(shè)計塑件時 薄壁交界處 過渡要緩和， 塑料流動的 小。決定壁厚的主要因素：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度是否足夠；脫模時能夠經(jīng)受推出 機(jī)構(gòu)的推出力而不變形；能否均勻分散所受的 沖擊力；有嵌入件時能否防止破裂；成型空的部 位的熔合線是否會影響強(qiáng)度；能承受裝配時的 緊固力；棱角及壁厚較薄的部分是否會阻礙材料 流動從而

9、引起填充不足。壁厚太小，熔融塑料在模具型腔中的流動阻力較大，難填充，強(qiáng)度剛度差；壁厚太大，內(nèi)部容易生氣泡，外部易生收縮凹 陷，且冷卻時間長。通常壁厚小于1mm寸稱為薄壁。薄壁制品要用高壓高速來注塑，其熱量很快被模具鑲件帶走，有時無需冷 卻水冷卻。圓角的設(shè)計塑料制品的尖銳轉(zhuǎn)角既不安全，有對成型不利，在尖角處模具容易產(chǎn)生應(yīng) 力開裂。消除塑料制品尖角的轉(zhuǎn)角， 不但可以降低該處的應(yīng)力集中，提高塑料制品 的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，也可以使得塑料材料成型時有流線型的流路，以及成品更易于頂出。另外，從模具的角度去看，圓角也是有益于模具加工和模具強(qiáng)度。塑料制品的所有內(nèi)外側(cè)的周邊轉(zhuǎn)角圓弧都盡可能的大，以消除應(yīng)力集中。但是太大

10、的圓弧肯可能造成收縮，特別是在加強(qiáng)筋或突柱根部的轉(zhuǎn)角圓弧。原則上 ，最小的圓弧轉(zhuǎn)角為0.50.8mm。圓角一般取0.51.5倍壁厚；圓角大小宜?。篟=1.5T r=05T T 壁厚 R 大圓弧r 小圓弧若 R/T<0.3, 則易產(chǎn)生應(yīng)力集中，若R/T>0.8, 則不會。加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋的合理應(yīng)用，可增加產(chǎn)品剛性，減少變形。應(yīng)避免筋的集中，否則引起表面縮印。作用：在不增加壁厚的情況下，加強(qiáng)塑料制品的強(qiáng)度和剛度，避免塑料制品翹曲變形；合理布置加強(qiáng)筋還可以改善充模流動性，減少塑料制品內(nèi)應(yīng)力，避免氣孔縮孔和凹陷等缺陷；在裝配中用于裝配或固定其他零件。根筋倒角：R=T/8 倒角可以改善溶膠流動性

11、，避免制品產(chǎn)生應(yīng)力開裂。但倒角太大制品背面也會產(chǎn)生收縮凹痕。加強(qiáng)筋的厚度一般為壁厚的1/31/2 ;筋與筋之間的距離大于4倍壁厚;筋的高度小于3 倍壁厚；加強(qiáng)筋的脫模角度一般0.52.0 度。為了增加塑件的強(qiáng)度和剛性，寧可增加加強(qiáng)筋的數(shù)量，而不增加其壁厚。塑料制品表面有蝕紋或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的應(yīng)加大脫模角，最大可達(dá)到2 度，這是因為形狀復(fù)雜的制品脫模阻力大，拔模太小易產(chǎn)生拉花現(xiàn)象；加強(qiáng)筋盡量對稱分布，避免塑件局部應(yīng)力集中；加強(qiáng)筋交叉處易產(chǎn)生過厚膠位，導(dǎo)致反面產(chǎn)生收縮凹痕，應(yīng)注意在此減料。凸起設(shè)計作用：減少配合接觸面積，不至于因制品變形而造成裝配困難，同時也使模具制作和修改更加方便。凸起飛高度一般為0.

12、4mm 當(dāng)凸起或骨位引起內(nèi)部收縮，表面出現(xiàn)凹陷時，可在凹陷位增設(shè)花紋等造型?？椎脑O(shè)計孔包括圓孔異型孔和螺紋孔，而任何一種孔又包括通孔臺階孔和盲孔。孔的形狀和位置的選擇，必須以避免造成塑料制品在強(qiáng)度上的減弱以及生產(chǎn)上的復(fù)雜化為原則。a. 孔與孔之間的距離，一般應(yīng)取孔徑的2倍以上。b. 孔與塑件邊緣之間的距離，一般應(yīng)取孔徑的3 倍以上 ， 如因塑件設(shè)計的限制或作為固定用孔，則可在孔的邊緣用凸臺來加強(qiáng)。c. 側(cè)孔的設(shè)計應(yīng)避免有薄壁的斷面，否則會產(chǎn)生尖角，有傷手和易缺料的現(xiàn)象。薄壁通孔周邊的壁厚宜加強(qiáng)，切開的孔周邊也要加強(qiáng)。/盲孔深不宜超過孔徑的4倍，而對于孔徑在1.5mm一下的Z盲孔，孔深更不得超過

13、孔徑的2倍。若要加深盲孔深度嬤臻Hi則可以臺階孔。NG除圓孔之外的孔都稱為異型孔，成型時應(yīng)盡量采用碰穿。異型孔拐角要做圓角，否則會因應(yīng)力集中而開裂。異型孔空口加倒角而不加圓角，目的是有利于裝配。成型螺紋制品上的螺紋用于連接，加工方法有注射成型機(jī)械加工 自攻及嵌件。內(nèi)螺紋成型分：強(qiáng)行脫模和采用特殊的內(nèi)螺紋脫模機(jī)構(gòu)。避免使用螺距0.75mm以下的螺紋，最大可用5mm長螺紋會因收縮的關(guān)系使螺距失真，應(yīng)避免使用。螺紋不得一延長至成品末端，因為這樣產(chǎn)生的尖銳部位會使模具及螺紋的斷面崩裂，一般與0.8mm的直身部分。螺紋需要有24度的脫模角。螺絲柱的設(shè)計長度不超過本身直徑的 3陪，否則必須加設(shè)加強(qiáng)筋，因為

14、太長會引起困氣 充填不足推出變形等。如支柱的高度超過15.0mm的時候，為加強(qiáng)支柱的強(qiáng)度必須加加強(qiáng)筋，作結(jié) 構(gòu)加強(qiáng)之用。一般在獨立存在，螺絲柱較高，外徑較小，受力較大時都要考慮做加強(qiáng)肋。螺絲柱的作用是連接兩個制品，位置不能太接近轉(zhuǎn)角或側(cè)壁否則模具容易 破邊，也不能太遠(yuǎn)，否則會連接效果不好。由于圓柱根部與制品壁連接處的壁厚會加大，會導(dǎo)致制品表面產(chǎn)生收縮痕 跡。這時，模具上必須在圓柱根部加鋼減小壁厚，這種結(jié)構(gòu)俗稱火山口。嵌件的設(shè)計在塑料制品內(nèi)嵌入金屬或其他材料零件形成不可拆卸的連接，所嵌入的零件稱嵌件。目的是為了提高制品的局部強(qiáng)度硬度 耐磨性 導(dǎo)電性 導(dǎo)磁性或增加制品的尺寸和形狀的穩(wěn)定性，降低材料

15、的消耗等。嵌件的四周易產(chǎn)生應(yīng)力開裂，嵌入的嵌件應(yīng)與塑料收縮率相當(dāng)，不能有尖角銳邊，在模具中必須可靠地定位，高度不得超過其定位部分直徑的2倍。標(biāo)記產(chǎn)品標(biāo)識一般設(shè)置在產(chǎn)品內(nèi)表面較平坦處，并采用凸起形式；選擇法向與開模方向盡可能一致的面處設(shè)置標(biāo)識，可以避免拉傷搭扣的設(shè)計又叫鎖扣，直接在塑件制品上成型，注意用于裝配。分為永久型和可拆拆卸型，與單邊扣，環(huán)形扣和球形扣等。1. 數(shù)量與位置：設(shè)在轉(zhuǎn)角處的扣位應(yīng)盡量靠近轉(zhuǎn)角；2. 結(jié)構(gòu)形式與正反扣：要考慮組裝、拆卸的方便，考慮模具的制作；3. 卡扣處應(yīng)注意防止縮水與熔接痕；4. 朝殼體內(nèi)部方向的卡扣，斜銷運動空間不小于5mm；扣位從產(chǎn)品的總體形象考慮，要求數(shù)量

16、平均，位置均衡，設(shè)在轉(zhuǎn)角處的扣位盡量靠近轉(zhuǎn)角，確保轉(zhuǎn)角處能更好的嵌合，從設(shè)計上預(yù)防轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)離縫問題，設(shè)計扣位應(yīng)考慮預(yù)留間隙。止口的設(shè)計止口的作用1、殼體內(nèi)部空間與外界的導(dǎo)通不會很直接，能有效地阻隔灰塵/ 靜電等的進(jìn)入2、 上下殼體的定位及限位殼體止口的設(shè)計需要注意的事項1、 嵌合面應(yīng)有35°的脫模斜度，端部設(shè)計倒角或圓角，以利于裝配2、 上殼與下殼圓角的止口配合，應(yīng)使配合內(nèi)角的R 角偏大，以增加圓角之間的間隙，預(yù)防圓角處相互干涉3、 止口方向設(shè)計，應(yīng)將側(cè)壁強(qiáng)度大的一端的止口設(shè)計在里邊，以抵抗外力4、止口尺寸的設(shè)計，位于外邊的止口的凸邊厚度為0.8mm位于里邊的止口的凸邊厚度為0.5

17、mm； B1=0.0750.10mm； B2=0.20mm、 美工線設(shè)計尺寸：0.50 x 0.50mm是否采用美工線，可以根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行真止口用途: 生產(chǎn)裝配時作較對之用，而且可作涂膠水之用。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或以上時，因為凹槽太深的關(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 用途 : 多用于一些需要有防水功能的成品上。而且，會以超音波焊接法作裝配，加強(qiáng)較對效用。面殼與底殼斷差的要求裝配后在止口位，如果面殼大于底殼，稱之為面刮；底殼大于面殼，則稱之為底刮，如圖6-1所示?？山邮艿拿婀?.15mm可接受的底刮0.10

18、mm無 論如何制作，段差均會存在，只是段差大小的問題，盡量使產(chǎn)品裝配后面殼大 于底殼，且縮小面殼與底殼的段差虛位設(shè)計（間隙）一般零件與零件間的虛位（ 非活動件 ） 單邊 0.1mm0.2mm零件與零件間的虛位（ 活動件） 單邊 0.3mm0.5mm電池門周邊與殼身的虛位單邊0.2mm0.4mm電池門軸與殼身的擦穿坑虛位單邊0.5mm需要與其它零件相配的擦穿坑單邊0.3mm0.5mm齒輪及滑輪與牙箱外殼的內(nèi)壁1.0mm齒輪與齒輪之間的虛位（ 大齒輪半徑+小齒輪半徑+虛位）=PCD 虛位=模數(shù)X0.18電池與電箱的骨位及電池門的虛位0.2mm電池與電池箱底部平面的虛位0.3mm按鍵設(shè)計按鍵的用途（手機(jī)類、工業(yè)產(chǎn)品類還是遙控器類）；按鍵的要求（觸摸類還是壓觸類）；按鍵的防水性（防水和不防水的結(jié)構(gòu)有差異）；按鍵的手感（需大行程還是小行程） ；按鍵的數(shù)量和排布；按鍵的表面處理對于手機(jī)類按鍵，噴UV油預(yù)留單邊0.10mm電鍍預(yù)留單邊0.10mm導(dǎo)航鍵 單邊UV或電鍍均留0.15mm以上數(shù)據(jù)均為了改善手感）；對于有些低端產(chǎn)品，按鍵噴 PU的,大多數(shù)為手工操作，有時油厚0.15mm所以要預(yù)留0.25mm;對于純硅膠