塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則

1、confidential1塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則 Paul renconfidential2塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則壁厚 (Thickness) 加強筋(Rib)支柱 (Boss)洞孔 (Hole)扣位(Snap Joint) 出模角(Draft Angle) 螺紋(Screw)文字(Text)咬花(Texture)confidential3一一、塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-壁厚壁厚 壁厚壁厚基本設(shè)計守則基本設(shè)計守則: :u壁厚的大小取決於產(chǎn)品需要承受的外力、是否作為其他零件的支撐、承接柱位的數(shù)量 、尺寸的大小以及選用的塑膠材料而定。 u最理想的

2、壁厚分布是切面在任何一個地方都是均一的厚度。當(dāng)因功能上的需求以致壁厚有所改變時，由厚膠料的地方過渡到薄膠料的地方應(yīng)盡可能順滑。太突然的壁厚過渡轉(zhuǎn)變會導(dǎo)致因冷卻速度不同和產(chǎn)生亂流而造成尺寸不穩(wěn)定和表面問題。 A.采用射出成型的生產(chǎn)方法時，流道、澆口和部件的設(shè)計應(yīng)使塑料由厚膠料的地方流向薄膠料的地方。這樣使模腔內(nèi)有適當(dāng)?shù)膲毫σ詼p少在厚膠料的地方出現(xiàn)縮水及避免模腔不能完全充填的現(xiàn)象。confidential4平面準(zhǔn)則:在大部份熱融過程操作，包括擠壓和射出成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚膠的地方比旁邊薄膠的地方冷卻得比較慢，并且在相接的地方表面在澆口凝固後出現(xiàn)收縮痕。更甚者引致產(chǎn)生撓曲、顏色不同或不

3、同透明度。A.若厚膠的地方漸變成薄膠的是無可避免的話，應(yīng)盡量設(shè)計成漸次的改變，并且在不超過壁厚3:1的比例下。下圖可供叁考 。 一一、塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-壁厚壁厚 confidential5一一、塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-壁厚壁厚轉(zhuǎn)角準(zhǔn)則:A.轉(zhuǎn)角準(zhǔn)則是要求在轉(zhuǎn)角的地方也同樣保證均一的壁厚，以免冷卻時間不一致，造成部件發(fā)生變形和撓曲。此外，尖銳的圓角位通常會導(dǎo)致部件有缺陷及應(yīng)力集中，尖角的位置亦常在電鍍過程後引起不希望的物料聚積。集中應(yīng)力的地方會在受負(fù)載或撞擊的時候破裂。較大的圓角提供了這種缺點的解決方法，不但減低應(yīng)力集中的因素，且令流動的塑料流得更暢順和

4、成品脫模時更容易。下圖可供叁考。confidential6一一、塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-壁厚壁厚轉(zhuǎn)角位的設(shè)計準(zhǔn)則亦適用於懸梁式扣位。因這種扣緊方式是需要將懸梁臂彎曲嵌入，轉(zhuǎn)角位置的設(shè)計圖說明如果轉(zhuǎn)角弧位R太小時會引致其應(yīng)力集中系數(shù)(Stress Concentration Factor)過大，因此，產(chǎn)品彎曲時容易折斷，弧位R太大的話則容易出現(xiàn)收縮紋和空洞。因此，圓弧位和壁厚是有一定的比例。一般介乎0.2至0.6T之間，理想數(shù)值是在0.5T左右。 confidential7一一、塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-壁厚壁厚常用熱塑性塑料的壁厚設(shè)計參考表常用熱塑性塑料的壁厚

5、設(shè)計參考表 : 熱塑性塑料最薄mm平均mm最厚mmABS0.82.33.2PC0.32.49.5PC+ABS0.52.46.4POM0.41.63.2PMMA0.62.46.4PA0.41.63.2PS0.81.66.4成本考慮對于超過4mm的壁厚，易采用發(fā)泡成型或氮氣輔助射出。由于UL安規(guī)要求，通常膠厚不易太薄(=1.3=1.3。 膠料局部過厚會導(dǎo)致如形成縮水痕、空穴、或增加內(nèi)應(yīng)力等不良。對于外觀件需進行縮水驗證。A. 采用加強筋方式連接外壁，或輔以三角或十字加強筋可有效增加強度。confidential14三、三、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-支柱支柱 ( Boss ) 對于外

6、觀件，當(dāng)有螺絲柱子，需要進行縮水驗證，依照上頁圖示意，塑膠壁厚1.5 ，螺絲柱子外徑3.4，驗證結(jié)果 NG:(1.8-1.5)/1.5:(1.8-1.5)/1.5* *100%=20% 8%100%=20% 8%。外觀面有可能會有縮水痕跡。改善方案如下圖：改善方案如下圖：u當(dāng)縮水驗證NG時，可在增加火山口及加深螺絲孔深度來改善。u外觀部品綜合考慮縮水與螺絲柱子強度，塑膠壁厚要求大于1.3。u適當(dāng)?shù)妮o以三角或十字加強筋方式，可大幅度提高強度和改善料流填充。confidential15三、三、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-支柱支柱 ( Boss ) 普普 通通 牙牙 螺螺 絲塑膠件螺孔

7、尺寸建議絲塑膠件螺孔尺寸建議：普普 通通 牙牙 螺螺 絲絲 單位：單位：mm螺絲規(guī)格1.41.72.0孔徑要求孔徑公差孔徑公差孔徑公差塑料名稱ABS1.1 01.4 01.7 0 0.05 0.05 0.05 PC+ABS1.1 01.4 01.7 0 0.05 0.05 0.05 PC1.1 0.051.4 0.051.7 0.05 0 0 0 PC+GF%1.1 0.051.4 0.051.7 0.05 0 0 0 HIPS1.1 01.4 01.7 0 0.05 0.05 0.05 POM1 0.051.3 0.051.6 0.05 0 0 0 PA1 0.051.3 0.051.6 0

8、.05 0 0 0confidential16三、三、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-支柱支柱 ( Boss ) confidential17四、四、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-洞孔洞孔 (Hole) 作用及常見孔的類型：在塑膠件上開孔使其和其它部件相接合或增加產(chǎn)品功能上的組合是常用的手法，洞孔的大小及位置應(yīng)盡量不會對產(chǎn)品的強度構(gòu)成影響或增加生產(chǎn)的復(fù)雜性， 常見孔的類型如下：孔離邊位或內(nèi)壁邊之要點孔離邊位或內(nèi)壁邊之要點 ：confidential18四、四、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-洞孔洞孔 (Hole) u 盲孔是靠模具上的鑲針形成，而鑲針的設(shè)計只能單

9、邊支撐在模具上，因此很容易被溶融的塑料使其彎曲變形，造成盲孔出現(xiàn)橢圓的形狀，所以鑲針的長度不能過長。 盲孔深度最大是直徑的3倍，考慮模具鑲針強度要求直徑最小0.8mm。u外觀件上的各種凹槽，如雕刻文字等，要求棱線分明，導(dǎo)致過渡太急，易產(chǎn)生氣痕，如果凹槽無功能要求，底部設(shè)計圓滑過渡，避免氣痕。0,30,51,5通孔設(shè)計要點通孔設(shè)計要點：u 通孔的做法可以是靠單一邊針兩端同時固定在模具上、或兩枝邊針相接而各有一端固定在模具上。當(dāng)應(yīng)用第二種方法時，兩條邊釘?shù)闹睆綉?yīng)稍有不同以避免因為兩條邊釘軸心稍有偏差而引致產(chǎn)品出現(xiàn)倒扣的情況。直徑小于1.5mm的細(xì)長孔，要求長度小于10mm.confidential

10、19四、四、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-洞孔洞孔 (Hole) u 對于塑膠部品，結(jié)合線處強度較弱，受力容易破裂。當(dāng)通孔處于產(chǎn)品邊部，同時有配合力量要求時，要求孔壁距離外側(cè)壁1.5mm（如因結(jié)構(gòu)原因無法保證1.5mm, 采用模具設(shè)置冷料槽成型后再剪除，但最小要1.0mm），對于卡勾槽盡量采用盲孔。1孔洞邊緣要求：孔洞邊緣要求：為便于尺寸管理及模具加工洞孔的邊緣應(yīng)預(yù)留最少0.2mm的直邊，如下圖參考：confidential20五、五、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-扣位扣位 ( Snap Joints ) 扣位操作原理：扣位操作原理：當(dāng)兩件零件扣上時，其中一件零件的勾形

11、伸出部份被相接零件的凸緣部份推開，直至凸緣部份完結(jié)為止；此後，藉著塑膠的彈性，勾形伸出部份即時復(fù)位，其後面的凹槽亦即時被相接零件的凸緣部份嵌入，此倒扣位置立時形成互相扣著的狀態(tài)，扣位的操作原理圖如下。confidential21五、五、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-扣位扣位 ( Snap Joints ) 扣位設(shè)計要點：扣位設(shè)計要點：扣位的設(shè)計一般是采用懸梁式的方法，懸梁式的延伸就是環(huán)型扣或球型扣。所謂懸梁式，其實是利用塑膠本身的撓曲變形的特性，經(jīng)過彈性回復(fù)返回原來的形狀。常用的懸梁扣位是恒等切面的，若要懸梁變形大些可采用漸變切面，漸變切面其變形量可遠(yuǎn)大于恒等切面?？畚坏脑O(shè)計是需要

12、計算出來，如裝配時之受力，和裝配後應(yīng)力集中的漸變行為，要根據(jù)塑料特性驗證是否合理?？畚谎b置的弱點是扣位的兩個組合部份，勾形伸出部份及凸緣部份經(jīng)多次重覆使用後容易產(chǎn)生變形，甚至出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，這情況較常出現(xiàn)於脆性或摻入纖維的塑膠材料上?？畚慌c產(chǎn)品通常同時成型，所以扣位的損壞亦即產(chǎn)品的損壞。補救的辦法是將扣位裝置設(shè)計成多個扣位同時共用，使整體的裝置不會因為個別扣位的損壞而不能運作，從而增加其使用壽命。A. 扣位裝置的另一弱點是扣位相關(guān)尺寸的公差要求十分嚴(yán)謹(jǐn)，倒扣位置過多容易形成扣位損壞；相反，倒扣位置過少則裝配位置難於控制或組合部份出現(xiàn)過松的現(xiàn)象。confidential22五、五、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)

13、構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-扣位扣位 ( Snap Joints ) 扣位類型：扣位類型：如以功能來區(qū)分，扣位的設(shè)計可分為成永久型和可拆卸型兩種。 永久型扣位的設(shè)計方便裝上但不容易拆下，可拆卸型扣位的設(shè)計則裝上、拆下均十分方便。其原理是可拆卸型扣位的勾形伸出部份附有適當(dāng)?shù)膶?dǎo)入角及導(dǎo)出角方便扣上及分離的動作，導(dǎo)入角及導(dǎo)出角的大小直接影響扣上及分離時所需的力度，永久型的扣位則只有導(dǎo)入角而沒有導(dǎo)出角的設(shè)計，所以一經(jīng)扣上，相接部份即形成自我鎖上的狀態(tài)，不容易拆下。請叁考永久式及可拆卸式扣位的原理圖。 confidential23五、五、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-扣位扣位 ( Snap

14、Joints ) 以扣位的形狀來區(qū)分，則大致上可分為單邊扣、環(huán)型扣、球形扣等，其設(shè)計可參閱下圖。confidential24五、五、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-扣位扣位 ( Snap Joints ) A 鉚合B 鉚合幾種常用扣位尺寸建議幾種常用扣位尺寸建議 confidential25五、五、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-扣位扣位 ( Snap Joints ) C (T/W）confidential26五、五、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-扣位扣位 ( Snap Joints ) D (前后蓋等，最常用類型）45 以 下 (單 側(cè) 即 可 )設(shè) 計 時

15、 要 考 慮 周 圍 的 空 間 , 同 時 要注 意 不 要 超 出 容 許 折 彎 應(yīng) 力 .LLdL1tR0. 3以 上R0. 4以 上0. 2以 上 dL1thh建 議 尺 寸 , 單 位 :m m符 號建 議 尺 寸BB90 (小 于 90 難 以 脫 離 )confidential27五、五、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-扣位扣位 ( Snap Joints ) 扣位組裝（拆解）力量扣位組裝（拆解）力量 W=F*tg()confidential28五、五、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-扣位扣位 ( Snap Joints ) DSCDSC扣位注意事項：扣位注

16、意事項： 1.前后蓋等外觀件，配合外觀配合間隙要求：u 因角部易產(chǎn)生縫隙，要求扣位距離機臺角部在20mm以內(nèi)；u 中部扣位距離50mm以內(nèi)。2.電池蓋等活動部件采用可拆卸型扣位(導(dǎo)入導(dǎo)出角），要求關(guān)閉和打開都有合適的力量(Max 1Kg)。特別當(dāng)操作點不在兩個扣合位置的正中間時，要考慮力的平衡，兩個扣位要設(shè)計不同的尺寸(力量）。 confidential29六、六、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-出出(拔拔)模角模角 基本設(shè)計守則：基本設(shè)計守則：A. 注塑件冷卻收縮後多附在凸(公)模上，為了使產(chǎn)品壁厚平均及防止產(chǎn)品在開模後附在較熱的凹(母)模上，出模角對應(yīng)於凸(公)及凹(母)是應(yīng)該相

17、等的。特殊情況若要求產(chǎn)品於開模後附在凹模的話，可將相接凹(母)模部份的出模角盡量減少，或刻意在凹(母)模加上適量的倒扣位。外形線大于87度時，對脫模較不利。對于同在公(母)模一側(cè)的特征，內(nèi)孔以小端為準(zhǔn)，符合圖樣，斜度向擴大方向取得；外形以大端為準(zhǔn)，符合圖樣，斜度向縮小方向取得。如右圖：confidential30六、六、塑膠塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-出出(拔拔)模角模角 拋光的外壁可使用1/8或1/4度等較小的出(拔)模角，如表面咬花的產(chǎn)品要求出模角作相應(yīng)的增加，一般上每0.025mm深的蝕紋，便需要額外1度的出(拔)模角。正確的出模角可向蝕紋供應(yīng)商取得。 出(拔)模角度增大，相關(guān)

18、零件的配合間隙會隨之加大，特別是對較大的深度尺寸，要進行間隙驗算，單邊間隙和出(拔)模角度及拔模深度之關(guān)系見附表(下頁）。DSC外觀雕刻文字出(拔)模角，要求=2mm; 外螺紋直徑=4mm；螺距=0.5；螺紋擰合長度=69.01.0u螺紋需能承受鎖入10Kg*cm的扭矩及外拉10Kg的拉力；uScrew gauge 標(biāo)準(zhǔn)：GO=2.5圈；NO GO=0.2+/-0.034ID設(shè)計值+/-0.05（+/-0.1 for 客戶）5ID設(shè)計值+/-0.05（+/-0.1 for 客戶）60.20.3+/-0.0375060(拔模角)+/-0.508尖角放電自然RR=0.2+/-0.034ID設(shè)計值+

19、/-0.05（+/-0.1 for 客戶）5ID設(shè)計值+/-0.05（+/-0.1 for 客戶）60.2+/-0.0375060(拔模角)+/-0.508尖角放電自然RR=0.1案例圖示案例圖示八、雕刻文字，符號八、雕刻文字，符號 凸字規(guī)範(fàn)confidential38九、九、咬花咬花(Texture(Texture)咬花分類咬花分類 ：咬花噴砂化學(xué)蝕刻梨地皮紋柄紋.幾何圖形.木紋.髮線咬花深度范圍2umm3mm;咬花注意事項:確定咬花範(fàn)圍，有無配合的關(guān)連品 ( 成品 ).模具鋼材的確定，模具的硬度 ( 熱處理,氮化 ).脫模角度成形材料的種別.1) 確認(rèn)咬花番號confidential39咬

20、咬 花花 粗粗 度度 比比 較較 / 精精 密測密測 試試 表面粗度測定器：德國 HOMMEL TESTER T1000 型主要符號: Ra: 算 術(shù)平 均 粗 度 值; Rz: 山 谷 平 均 值; Rm: 最 大 山 谷 深 度 值 噴 砂 NO:12 梨 地 NO:9 皮 紋 NO:NH4044 寫 真 柄NO:26 Lt = 15 mmLc = 2.5 mmRa = 04.53 UmRz = 26.92 UmRm = 32.16 UmNr = 00057/cmLt = 15 mmLc = 2.5 mmRa = 12.18 UmRz = 58.84 UmRm = 64.88 UmNr =

21、 00023/cmLt = 15 mmLc = 2.5 mmRa = 09.81 UmRz = 56.24 UmRm = 64.32 UmNr = 00032/cmLt = 15 mmLc = 2.5 mmRa = 23.79 UmRz = 91/.16UmRm = 92.64 UmNr = 00012/cm九、咬花九、咬花(Texture)confidential40TEXTURE #DRAFT DEEP.TEXTURE #DRAFT DEEP.1.5 1.5 1.5 2.5 3 3 3.5 1.5 2 2.5 2.5 3 3.5 3.5 NIHON ETCHING 咬花製作參考資料S半光澤;G全光澤HN3000HN3001HN3002HN3003HN3004HN3005HN3006HN3007HN3008HN3009HN3010HN3011HN3012HN3013 4 - 5 u5- 67 - 98 - 1110 - 1516 - 1817