塑胶产品结构设计概要
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塑胶产品结构设计要点1.胶厚(胶位):塑胶产品的胶厚(整体外壳)通常在0.80-3.00左右,太厚容易缩水和产生汽泡,太薄难走满胶,大型的产品胶厚取厚一点,小的产品取薄一点,一般产品取1.0-2.0为多。
而且胶位要尽可能的均匀,在不得已的情况下,局部地方可适当的厚一点或薄一点,但需渐变不可突变,要以不缩水和能走满胶为原则,一般塑料胶厚小于0.3时就很难走胶,但软胶类和橡胶在0.2-0.3的胶厚时也能走满胶。
2.加强筋(骨位):塑胶产品大部分都有加强筋,因加强筋在不增加产品整体胶厚的情况下可以大大增加其整体强度,对大型和受力的产品尤其有用,同时还能防止产品变形。
加强筋的厚度通常取整体胶厚的0.5-0.7倍,如大于0.7倍则容易缩水。
加强筋的高度较大时则要做0.5-1的斜度(因其出模阻力大),高度较矮时可不做斜度。
3.脱模斜度:塑料产品都要做脱模斜度,但高度较浅的(如一块平板)和有特殊要求的除外(但当侧壁较大而又没出模斜度时需做行位)。
出模斜度通常为1-5度,常取2度左右,具体要根据产品大小、高度、形状而定,以能顺利脱模和不影响使用功能为原则。
产品的前模斜度通常要比后模的斜度大0.5度为宜,以便产品开模事时能留在后模。
通常枕位、插穿、碰穿等地方均需做斜度,其上下断差(即大端尺寸与小端尺寸之差)单边要大于0.1以上。
4.圆角(R角):塑胶产品除特殊要求指定要锐边的地方外,在棱边处通常都要做圆角,以便减小应力集中、利于塑胶的流动和容易脱模。
最小R通常大于0.3,因太小的R模具上很难做到。
5.孔:从利于模具加工方面的角度考虑,孔最好做成形状规则简单的圆孔,尽可能不要做成复杂的异型孔,孔径不宜太小,孔深与孔径比不宜太大,因细而长的模具型心容易断、变形。
孔与产品外边缘的距离最好要大于1.5倍孔径,孔与孔之间的距离最好要大于2倍的孔径,以便产品有必要的强度。
与模具开模方向平行的孔在模具上通常上是用型心(可镶、可延伸留)或碰穿、插穿成型,与模具开模方向不平行的孔通常要做行位或斜顶,在不影响产品使用和装配的前提下,产品侧壁的孔在可能的情况下也应尽量做成能用碰穿、插穿成型的孔。
一文看懂塑胶产品结构设计准则塑胶产品结构设计准则是指在设计塑胶制品时应遵循的一些原则和指导方针,以确保产品具有较好的结构设计、性能和品质。
下面一文将从以下几个方面对塑胶产品结构设计准则进行说明。
一、结构合理性塑胶制品的结构合理性是指在产品的设计中,结构要简洁、紧凑,且能够满足产品的功能要求。
合理的结构设计可以减少零件的数量,简化加工工艺,提高生产效率和降低成本。
此外,结构还应考虑产品的使用要求和使用环境,以确保产品具有较好的使用性能。
二、材料选择在塑胶制品的结构设计中,材料的选择是至关重要的。
合适的材料能够提供较好的强度和耐用性,同时还要满足产品的外观和质感要求。
在材料选择时,要考虑产品的功能要求,包括承受的载荷、环境条件等。
此外,还要考虑材料的加工性能和成本,以确保产品的可制造性和经济性。
三、模具设计塑胶制品的模具设计是确保产品质量和生产效率的重要一环。
模具的设计应考虑产品的结构和外观要求,以及材料的特性和加工工艺。
合理的模具设计可以减少产品的缺陷和变形,提高产品的一致性和精度。
此外,还要注重模具的维护和保养,以延长模具的使用寿命。
四、设计审查设计审查是确保产品设计合理性和质量的重要手段。
设计审查应包括结构设计、材料选择、模具设计等方面。
通过设计审查,可以发现和解决产品设计过程中存在的问题,提高产品的设计质量和可制造性。
五、设计创新在塑胶产品的结构设计中,要注重创新。
创新的设计可以提高产品的竞争力和市场价值。
设计人员应不断学习和积累经验,结合市场需求和技术发展趋势,推进产品的技术创新和结构创新。
总之,塑胶产品结构设计准则是指在设计塑胶制品时应遵循的一系列原则和指导方针。
合理的结构设计、材料选择、模具设计以及设计创新都是塑胶产品结构设计中需要关注的重要方面。
通过遵循这些准则,可以确保塑胶产品具有较好的结构设计、性能和品质。
塑胶件的结构设计(提纲)结构,可以理解为由组成整体的各部分的搭配和安排;产品结构设计可以理解为,为产品设计一个物理的架构,使其能够把组成产品的各零部件组合在一起,并能实现一定的功能(如连接、承载、活动等)。
如果把单个零件拿出来讲的话,组成零件的各个特征,都认为是一种结构,为此,我们把零件的结构分为:功能结构、工艺结构、造型结构三种。
功能结构:是零件设计的核心,主要是指能实现具体功能的结构,如壁厚、加强筋、卡扣、止口、螺丝柱、圆角、孔洞、定位柱(孔)等。
工艺结构:零件在理想状态是不需要工艺结构的,但是由于实际生产制造的原因,必须设计一些利于零件能够顺利生产制造,或能降低零件缺陷产生的结构,如拔模斜度、火山口、美工线等,有时还包括一些搭桥结构,如螺丝柱根部斜顶结构。
造型结构:是指零件的外形,即零件的外观面的形态(指视觉),如平面、曲面、圆形、方型等,同时还包括些局部的特征形态,如渐消面、各类网孔等;还指零件的表面状态(指触觉),如光面、纹面等。
在之前文章有提到,本年度主要分享结构设计的知识多一些,以上就是需要介绍的主题提纲,即由功能结构、工艺介绍、造型结构组成的零件的结构设计。
需要声明的是,是以塑胶件的角度进行介绍,其他诸如压铸件,结构上虽与塑胶件有很大相似之处,但咱不做具体的分析介绍。
以上一些列的结构知识基本上囊括了一件塑胶零件的结构设计内容,(注意:特指结构,不包含CMF相关的内容)。
所以,大家可以随意拿出一件塑胶零件,仔细观察,零件的结构基本都可以从上面提到的三种结构分类找到具体的结构。
大家不要误解零件的结构就是产品的结构,实际上,产品的具体结构设计的内容不单单是零件的结构,还应包括零件之间的分配关系(即拆件)以及配合关系(即装配),这部分内容留到以后介绍,(注意:两个零件通过有些配合关系可视为一个零件,如双色件)。
可能有些小伙伴会问,这些内容太基础了,很多资料网上都有,甚至其他公众号都有相对应的介绍。
塑胶产品结构设计重点一、材料选择塑胶产品的结构设计首先要考虑材料选择。
材料的选择直接关系到产品的性能、质量和成本,因此需要根据产品的具体要求和使用环境,选择适合的塑胶材料。
常见的塑胶材料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酯(PET)等。
在选择材料时需要考虑产品的机械性能、耐热性、耐化学性、耐候性、电气性能、透明度等因素。
同时还需要考虑材料的加工性能,如流动性、热稳定性、收缩率等。
材料的选择不合理会导致产品性能不达标或加工工艺困难,因此需要在产品设计之前进行充分的材料筛选和试验。
二、结构设计塑胶产品结构设计主要包括外形设计和内部结构设计。
外形设计需要考虑产品的功能、美观和人机工程学等因素。
合理的外形设计可以提升产品的市场竞争力和用户体验。
内部结构设计需要考虑产品的强度、稳定性和装配性等因素。
合理的内部结构设计可以提高产品的性能和质量,减少生产和使用过程中的故障和损坏。
此外还需要考虑产品的可制造性和生产效率。
在进行结构设计时,需要采用CAD软件进行三维建模和仿真分析,以验证设计的可行性和优化设计。
三、模具设计塑胶产品的生产需要模具进行注塑成型。
模具设计是塑胶产品结构设计中非常重要的一部分,直接影响产品的质量和生产效率。
模具设计需要考虑产品的尺寸、形状和结构特点,选择合适的注塑工艺,确定模具的结构和加工工艺。
模具的设计要求高精度、高效率、长寿命和低成本,需要充分考虑模具的结构强度、冷却系统、顶出系统、塑胶流道等因素。
合理的模具设计可以提高产品的精度和表面质量,降低生产成本和生产周期。
四、加工工艺塑胶产品的加工工艺是塑胶产品结构设计的最后一步,直接影响产品的成型质量和效率。
常见的塑胶加工工艺有注塑成型、吹塑成型、挤出成型、压缩成型等。
在选择和优化加工工艺时,需要考虑产品的形状、尺寸、材料特性和生产要求等因素。
合理的加工工艺可以提高产品的质量和生产效率,降低生产成本和能耗。
塑胶产品结构设计要点1.胶厚(胶位):塑胶产品的胶厚(整体外壳)通常在0.80-3.00左右,太厚容易缩水和产生汽泡,太薄难走满胶,大型的产品胶厚取厚一点,小的产品取薄一点,一般产品取1.0-2.0为多。
而且胶位要尽可能的均匀,在不得已的情况下,局部地方可适当的厚一点或薄一点,但需渐变不可突变,要以不缩水和能走满胶为原则,一般塑料胶厚小于0.3时就很难走胶,但软胶类和橡胶在0.2-0.3的胶厚时也能走满胶。
2.加强筋(骨位):塑胶产品大部分都有加强筋,因加强筋在不增加产品整体胶厚的情况下可以大大增加其整体强度,对大型和受力的产品尤其有用,同时还能防止产品变形。
加强筋的厚度通常取整体胶厚的0.5-0.7倍,如大于0.7倍则容易缩水。
加强筋的高度较大时则要做0.5-1的斜度(因其出模阻力大),高度较矮时可不做斜度。
3.脱模斜度:塑料产品都要做脱模斜度,但高度较浅的(如一块平板)和有特殊要求的除外(但当侧壁较大而又没出模斜度时需做行位)。
出模斜度通常为1-5度,常取2度左右,具体要根据产品大小、高度、形状而定,以能顺利脱模和不影响使用功能为原则。
产品的前模斜度通常要比后模的斜度大0.5度为宜,以便产品开模事时能留在后模。
通常枕位、插穿、碰穿等地方均需做斜度,其上下断差(即大端尺寸与小端尺寸之差)单边要大于0.1以上。
4.圆角(R角):塑胶产品除特殊要求指定要锐边的地方外,在棱边处通常都要做圆角,以便减小应力集中、利于塑胶的流动和容易脱模。
最小R通常大于0.3,因太小的R模具上很难做到。
5.孔:从利于模具加工方面的角度考虑,孔最好做成形状规则简单的圆孔,尽可能不要做成复杂的异型孔,孔径不宜太小,孔深与孔径比不宜太大,因细而长的模具型心容易断、变形。
孔与产品外边缘的距离最好要大于1.5倍孔径,孔与孔之间的距离最好要大于2倍的孔径,以便产品有必要的强度。
与模具开模方向平行的孔在模具上通常上是用型心(可镶、可延伸留)或碰穿、插穿成型,与模具开模方向不平行的孔通常要做行位或斜顶,在不影响产品使用和装配的前提下,产品侧壁的孔在可能的情况下也应尽量做成能用碰穿、插穿成型的孔。
塑料产品结构设计资料目录一、零件壁厚 (1)二、脱模斜度 (4)三、圆角设计 (5)四、加强筋的设计 (7)五、支柱的设计 (8)六、螺丝柱的设计 (9)七、孔的设计 (10)八、止口的设计 (11)九、卡扣的设计 (13)十、反止口的设计 (18)零件设计必须满足来自于零件制造端的要求,对通过注射加工工艺而获得的塑胶件也是如此。
在满足产品功能、质量以及外观等要求下,塑胶件设计必须使得注射模具加工简单、成本低,同时零件注射时间短、效率高、零件缺陷少、质量高,这就是面向注射加工的设计。
现将详细介绍塑胶件设计指南,使得塑胶件设计是面向注射加工的设计。
一、零件壁厚在塑胶件的设计中,零件壁厚是首先考虑的参数,零件壁厚决定了零件的力学性能、零件的外观、零件的可注射性以及零件的成本等。
可以说,零件壁厚的选择和设计决定了零件设计的成功与失败。
1、零件壁厚必须适中由于塑胶材料的特性和注射工艺的特殊性,塑胶件的壁厚必须在一个合适的范围内,不能太薄,也不能太厚。
壁厚太小,零件注射时流动阻力大,塑胶熔料很难充满整个型腔,不得不通过性能更高的注射设备来获得更高的充填速度和注射压力。
壁厚太大,零件冷却时间增加,零件成型周期增加,零件生产效率低;同时过大的壁厚很容易造成零件产生缩水、气孔、翘曲等质量问题。
零件壁厚可根据材料的不同及产品外形尺寸的大小来选择,其范围一般为0.6~6.0mm,常用的厚度一般在1.5~3.0mm之间。
表1是常用塑料件料厚推荐值,小型产品是指最大外形尺寸L<80.0mm,中型产品是指最大外形尺寸为80.0mm<L<200.0mm,大型产品是指最大外形尺寸L>200.0mm。
表1 常用塑料件料厚推荐值(单位mm)2、尽量减少零件壁厚决定塑胶件壁厚的关键因素包括:1)零件的结构强度是否足够。
一般来说,壁厚越大,零件强度越好。
但零件壁厚超过一定范围时,由于缩水和气孔等质量问题的产生,增加零件壁厚反而会降低零件强度。
塑胶产品结构设计要点塑胶产品的结构设计是指根据产品功能和使用要求,通过合理的结构布局和构造设计,使产品能够满足使用功能和质量要求,以及具备良好的外观和实用性。
在进行塑胶产品结构设计时,应注意以下要点:1.确定产品功能和使用要求:了解产品的使用功能和要求,包括产品的使用环境、使用寿命、承载能力、阻燃性能、耐磨性等方面的要求。
根据这些要求来确定产品的结构设计目标。
2.材料选择:根据产品的使用要求,选择适合的塑胶材料。
根据材料的物理性质、化学性能、加工性能以及市场价格等因素进行综合考虑,选择最合适的材料。
3.结构布局:根据产品的功能要求和外观要求,设计出合理的结构布局。
合理的结构布局可以提高产品的使用效果和降低生产成本。
在进行结构布局时,要考虑产品的各个功能部件的位置、载荷传递路径、连接方式等因素。
4.强度设计:对于承载载荷的部件,需要进行强度设计。
通过选用合适的截面形状、增加加强筋和加大材料厚度等手段,确保产品在使用过程中不会发生断裂、变形和塑胶疲劳等现象。
5.组装和拆卸设计:对于复杂的塑胶产品,需要考虑组装和拆卸的方便性。
通过设计合理的连接方式、采用模块化结构等手段,简化组装和拆卸过程,提高产品的维修和更换部件的便利性。
6.注塑成型设计:在进行塑胶产品结构设计时,需要考虑塑胶材料的注塑成型工艺。
通过优化产品的结构设计,减少成型缺陷和变形,提高产品的成型质量。
7.外观设计:塑胶产品通常需要具备良好的外观。
在进行结构设计时,应注意产品的外观效果,设计合理的形状和曲线,避免尖锐边缘和毛刺等缺陷。
8.安全设计:塑胶产品在使用过程中,需要考虑安全性。
对于与人体直接接触的部件,应采用无毒、无害的材料,并设计合理的圆角和平滑表面,避免刺伤和损伤。
9.可维修性设计:对于长期使用的塑胶产品,需要考虑其可维修性。
合理的结构设计可以方便产品的维护和更换损坏部件,延长产品的使用寿命。
总之,塑胶产品的结构设计是一个复杂而综合的过程,需要综合考虑产品的功能要求、材料性能、工艺要求、外观要求和安全要求等因素。
塑胶模具结构设计要点1.极坐标原则:塑胶模具结构设计先确定要制作的塑件形状和尺寸,根据塑件的形状和尺寸确定模具的轮廓线形。
轮廓线形可用赫曼H曲线进行设计。
模具的开模方向应尽量与塑件的最大轮廓线形相垂直,以便于塑料注入时的填充和排气。
2.模具的完整性:塑胶模具设计要保证模具结构的完整性,所有零部件安装框架结构要紧凑,布局合理,尽量减少模具的整体尺寸。
模具的底板和基础要够厚实,以便于承受注塑过程中的压力和热应力。
3.模腔的设计:塑胶模具的模腔设计要满足塑件的形状和尺寸要求,注意避免模腔中出现深浅不一的地方,以免造成填充不均匀和塑件变形。
模腔的表面质量要求高,尽量避免切削、铣削等加工,以减少模腔的表面粗糙度。
4.模具的冷却系统设计:塑胶模具在注塑过程中会产生大量的热量,冷却系统的设计对模具的使用寿命和生产效率有重要影响。
冷却系统应尽量覆盖整个模具,确保模腔中的塑料在注塑过程中均匀冷却,防止产生内应力和变形。
冷却水的供给要充分,流速要适宜,冷却水口要布置合理,以确保整个模具的冷却效果。
5.浇口和排气系统设计:浇口的设计应考虑塑料的流动性和塑件的外观要求,浇口位置要选择在模具的最厚点或处于最大壁厚改变处,以保证注塑过程中的充填和射出平稳。
排气系统的设计要保证塑料在充填过程中的排气畅通,避免产生气泡或虚线。
6.抽芯装置设计:塑胶模具中的一些塑件需要采用抽芯装置进行成型,抽芯装置的设计要满足塑件的形状和尺寸要求,确保塑件在脱模过程中不变形或损坏。
抽芯装置的操作要方便,可靠,要考虑到抽芯力和脱模力的大小,以确保抽芯的顺畅和模具的寿命。
7.快速更换系统设计:塑胶模具在生产过程中需要频繁更换不同的模腔,快速更换系统的设计能够极大地提高模具的使用效率和生产效率。
快速更换系统要求模腔结构尽量简单,易于拆卸和装配,以及固定方式的可靠性。
8.模具的加工工艺:塑胶模具的制作工艺要选择合适的材料和加工工艺,以确保模具的成型精度和表面质量。
工业设计是以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行的设计。
1、产品外观设计(ID);
2、产品结构设计(MD);
3、电子电路设计(HD)
4、手板检验
5、模具设计;
6、模具制造;
7、试产;
8、量产;
9、设计变更(包括:设计变更资料的输出和制作工程变更通知单)
10、结案
产品设计工程师素质:
作为一个合格的结构工程师要求您对下列知识有一定的了解
1、熟练一门3维软件和一门平面CAD软件;
2、对模具的了解(塑胶模具及五金模具);
3、塑胶性能的认识;
4、表面工艺了解;
5、机械相关知识、机械制图;
6、生产装配工艺;
7、品质安规相关知识。
对一门3维设计软体的熟悉程度(pro/E、UG等),直接决定你做一款产品的速度,如有的人做一款产品要半个月,而有的人做同样的产品只要一4-5天,虽然不是绝对和软件使用熟练程度有关,但软件使用方面还是占据大量的份额,那么除了与软件使用有关外另一个要点就是和你对产品结构的熟悉程度也有很大关联。
对模具结构的了解程度决定了你设计产品的易制造程度,严重时可能无法出模或者是很复杂的模具结构,
如:产结构设计时在不影响外观的前提条件下可以设计成插穿的结构就不做成行位的结构,要以最简单的模具结构达到所需求产品功能(如下图)。
插穿结构
插穿结构顶视图
对塑胶性能的了解程度决定了你设计产品时用料的合理程度(包括:塑性、硬度、透明、耐高温、防火、超声等),如果对这方面不了解,可能设计出来的产品会出现贵料乱用,或者产品强度不够,以及一些其他方面问题,所以设计结构时在满足产品需要的前提下另外考虑的就是塑胶的价格因素,因为产品的用料成本直接关系到产品的价格(如下图的产品)。
POM
对表面工艺的了解程度决定了你设计出的产品后期表面处理是否容易(尤其对视听数码类产品突显重要)如:多色喷油要做槽、烫金要做高出面、铝合金固定方法、产品增加电镀挂钩等(如下图)
电铸按钮
对机械知识的了解程度决定了你设计出的产品结构是否优越、机构是否可行、和用户使用该产品时是否很方便的操作(这就是所谓的人机工程学),如按钮的摆放、大小、手握位的形状等(如下图)
对机械制图的熟悉程度决定了你输出产品工程图是否标准、是否产生了错误的标注和标识,这会直接影响模具制造人员是否易于看懂你输出的工程图纸(如下图)。
对生产装配工艺的了解决定了你设计出来的产品是否易于装配,表面上看起来是否易于装配好像与设计无关,其实这点对于零件较多的产品尤为重要,因为不易装配就是增加产品装配工时,也就增加了产品的成本,这也就有了产品设计时的防呆设计说法,所谓的防呆设计就是让生产人员无法错误装配的设计方法(如下图)
掌握品质安规方面的知识主要是用来自己制作或协助他人员制作一些检验检测标准,如产品的跌机测试标准、产品验检测标准都需要结构设计人员来制作或协助他人制作,对安规的了解就更为重要,特别是玩具类产品:如小产品的配件是否易于被小孩吞食、有金属片状或刀片类的部件是否易于松脱等现象都会影响产品的安规证书是否易于通过(后附跌机测试高度)。
1、试验范围
a 新产品结构及包装定型、
b 包装工艺、材料、结构有较大改变
c 产品结构有较大改变
2、试验环境:
一般室内环境下进行,混凝土地面应平整
3、试验高度:
0<w<=10 (kg) 770mm
10<w<=25 (kg) 620mm
25<w<=50 (kg) 460mm
注:w一般指毛重,跌落高度指产品跌落前最低点离地面的距离!
4、试验方法:就是你说的一角三棱六面,但跌落顺序是反的:即先面、后棱再角
结
以上列了8大点是结构设计人员必备的知识,也不是说结构设计人员只需会上述八大点就可拿高薪,反而我们要不断学习新知识,不断积累工作经验,不断总结自己曾经范过的错误(目的是为了下一次不范同样的错误),这点相当重要,为什么现行企业招聘人才对经验都要求很高,因为有经验的人范的错多,那么以后的工作中范的错就少,这就叫做经验,经验对结构设计人员来说特别重要,我们要从改模中来寻求完美的结构,开始入这行时,最易范的错就是产品静态干涉或者运动干涉(关于运动干涉也就是要运动的零件在静止状态没有干涉但运动后就会产生干涉,附电池合图)。
1、以最简单的结构做出最优良的产品(这叫性价比,降低制
造成本提高成品市场竟争力);
2、以与产品结构性能最匹配的材料做为产品的首选材料;
3、壁厚不宜过厚并且要尽量均匀(壁厚理论上取产品长度的
1/10)一般1.2、1.5、2.0、2.2、2.5、3.0等;
4、产品配合位设计时不能设计成零对零(即两零件之间不能
没有间隙,后附图),一般都要预留0.1的间隙,结构设计中把0.15以下称死配合,0.15以上称运动配合(后附图)
、在进行产品结构设计时产品外形的直身位和涉及到装配位都要加上脱模斜度,产品内部无关紧要的特征可以让模具设计人来增加脱模斜度,结构设计人员只需要在后期的工程图加上未注脱模斜度多少度的字样(如后附图),给脱模斜度时尽量给到2度以上(如果表面晒粗纹甚至要给7度以上,一般来说晒纹深度加0.01,脱模斜度增加2度,后附晒纹图),另前模部份脱模斜度可加大,可以防止产品在注塑时留前模(如附图和3D图)
留前模产品
、产品设计要秉承加胶容易减胶难的设计原则,特别对一些要进行紧配合的产品如笔盖与笔筒(后附图),可以先行做松一点再进行适当的加胶进行紧配合,那么为什么加胶容易,因为一般的加胶在改模时只要用铜公再打一次火花就可以,减胶则要烧焊(分型面加胶除外,如枕位处加胶则也要烧焊,后附图),
筒图
、装配零件前端斜度做大和加导角
、档骨及一些散热孔尽量做成圆形不要做方形,因圆形加工较方形容易,圆形件一般车床加工较方便,而方形件要线割或铣削都很耗时
、能做插穿孔结构就不要做成行位结构
、深柱(骨)位加筋,防止注塑时变形和增加柱位强度
、能取平面不取弧面
束语
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