塑料件结构设计资料
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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。
塑料制品的常见结构设计随着现代产业的不断发展,塑料制品已经成为人们生活和工作中必不可少的一种材料。
它具有质轻、强度高、耐热、耐腐蚀等特点,广泛应用于机车、汽车、飞机以及家居用品、电子产品等领域。
而对于塑料制品的结构设计,其主要的目的在于提高产品的性能、延长使用寿命和增加产品的美观度。
本文将介绍一些常见的塑料制品结构设计方法及其应用。
一、拉伸设计拉伸设计一般用于塑料制品的生产过程中,通过设计塑料的拉伸流程,来改变塑料的分子结构,从而改变其性能和品质。
在拉伸设计中,良好的拉伸流程设计能够使塑料分子链得到整齐有序地排列,提高产品的强度和韧性。
例如,汽车和航空工业中用的塑料材料,通常都经过拉伸设计,以满足其强度、刚度、韧性的要求。
二、杆塞设计在塑料制品的生产过程中,杆塞设计通常用于改善产品的表面和内部质量。
对于塑料制品来说,其内部因为生产过程中加热和冷却的不均匀,可能会出现焊接痕迹、气泡、瑕疵等质量问题,杆塞设计则可通过加入杆塞,改善产品质量。
其设计原理为,通过计算产品内部的气流、温度等信息,确定塑料材料流动的方向、速度及压力等参数,以实现塑料内部的均匀化,达到优化产品内部结构的效果。
三、针轮设计针轮设计是一种常用于塑料制品挤压成型中的提高产品质量的方法。
它通过改善挤压过程中塑料流动的方向和速度,使得塑料分子链得到更加有序地排布,从而提高产品的强度和韧性。
其中,针轮是双螺杆挤出机的关键部件,在挤出过程中不断旋转,挤出材料。
针轮设计的核心在于,通过调节针轮的几何参数,使得塑料在针轮的作用下能够得到更充分的塑性变形和拉伸效应,达到优化材料微观结构的效果。
四、辊子设计辊子设计通常应用于塑料薄膜的生产过程中。
塑料薄膜是一种高强度、美观、防水、防镜面反射等重要用途的塑料制品,其质量关键在于生产过程中的辊子设计。
在辊子设计中,优秀的辊子设计能够使塑料薄膜表面均匀、色彩鲜艳、质地光滑。
其设计原理为,在制膜过程中,通过调整压力、速度和温度等参数,使辊子能够完全与塑料材料接触,并实现微观结构的改变,从而优化防水、防结霜以及降低声学反射等性能。
塑料件结构设计概述塑料件结构设计是指在使用塑料材料制造零部件时所涉及的设计过程。
塑料件的结构设计在产品开发的早期阶段起到至关重要的作用,它直接影响着产品的性能、质量和成本。
在进行塑料件结构设计时,需要考虑材料的特性、制造工艺、产品的使用环境和功能要求等多个因素。
首先,塑料件的结构设计需要考虑材料的特性。
不同的塑料材料具有不同的物理、化学和力学性能,因此在选取塑料材料时需要综合考虑其强度、韧性、刚性、耐热性、耐腐蚀性等特性。
同时,塑料材料的热胀冷缩特性也需要考虑,以避免在使用过程中出现尺寸变化导致的问题。
其次,制造工艺是影响塑料件结构设计的重要因素之一、塑料制品通过注塑成型、挤压成型、吹塑成型等工艺制造,不同的工艺需要不同的结构设计来保证产品的成型质量。
例如,在注塑成型中,需要考虑壁厚的均匀性、产品的冷却时间、模具的设计等因素,以避免产生缺陷,确保产品的精度和质量。
此外,产品的使用环境也是塑料件结构设计需要考虑的重要因素之一、不同的使用环境对塑料件的耐磨性、耐腐蚀性、抗老化性等提出了不同的要求。
例如,在汽车零部件的设计中,需要考虑塑料件对汽油、润滑油、酸碱溶液等的耐腐蚀性和耐高温性能。
最后,塑料件的结构设计还需要考虑产品的功能要求。
不同的产品对塑料件的形状、尺寸、连接方式等都有不同的要求。
在设计过程中,需要根据产品的功能要求确定合理的结构布局和形状设计,以满足产品的使用需求。
综上所述,塑料件结构设计需要考虑材料特性、制造工艺、使用环境和功能要求等多个因素。
在设计过程中,需要综合考虑这些因素,并通过合理的结构布局和形状设计来满足产品的性能、质量和成本要求。
通过科学合理的塑料件结构设计,可以提高产品的可靠性和竞争力。
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。
塑料产品结构设计参考资料塑料制品广泛应用于各个领域,如家居、电子产品、家电、玩具等。
为了设计出更好的塑料产品,需要参考一些专业的资料和指南。
以下是一些常用的塑料产品结构设计参考资料。
1.《塑料制品结构设计手册》这本手册是塑料制品设计的经典参考书之一,是中国塑料加工协会塑料制品工程技术中心编著的一本实用手册。
书中详细介绍了塑料制品的设计原则、结构设计方法、结构设计实例等内容,对于塑料制品的结构设计有很大的指导作用。
2.《塑料制品设计辅助软件》软件在塑料制品结构设计中扮演着重要的角色。
这本参考资料介绍了常用的塑料制品设计辅助软件,包括3D建模软件、模具设计软件、注塑模流分析软件等。
通过使用这些软件,可以提高设计效率和准确性。
3.行业标准和规范各个行业都有自己的标准和规范,这些文件对塑料制品结构设计起到了指导作用。
比如,对于家电产品的设计,可以参考相关的国家标准;对于玩具产品的设计,可以参考国际玩具安全标准等。
通过遵守行业标准和规范,可以确保产品的质量和安全性。
4.专业杂志和期刊塑料制品设计领域有许多专业的杂志和期刊,可以从中获取最新的设计理念和技术。
比如,《塑料工业》、《塑料热加工》等杂志。
这些期刊中通常刊登了行业动态、新材料、新技术和成功案例等,对于塑料制品结构设计也有很好的参考价值。
5.塑料制品供应商和制造商与塑料制品相关的供应商和制造商也是宝贵的参考资源。
他们通常具有丰富的经验和专业知识,可以提供有关材料选择、生产工艺和成本控制等方面的建议。
与他们保持良好的合作关系,可以获得更好的设计支持和定制服务。
除了以上这些参考资料,还可以通过参观展览会、参加培训课程等途径获取更多的塑料制品结构设计知识。
总之,塑料制品结构设计是一个综合性的工作,需要不断学习和积累经验。
通过不断地参考资料,可以提高自己的设计水平和创新能力。
塑胶产品结构设计资料塑胶产品是指由塑料材料制成的各种产品,具有轻质、耐腐蚀、易加工等特点,广泛应用于工业、家居、日常生活等领域。
塑胶产品的结构设计是指根据产品的使用要求和功能,合理设计产品的形状、尺寸、连接方式等要素,以获得理想的性能和外观。
在进行塑胶产品的结构设计时,需要考虑以下几个方面:1.产品功能:根据产品的使用功能和需求,决定产品的结构设计。
例如,如果是储存容器,则需要考虑容器的密封性和容量;如果是家具,则需要考虑结构的稳定性和承重能力。
2.材料选择:不同的塑料材料有不同的性能和特点,适用于不同的产品结构设计。
如聚丙烯适用于制作坚固耐用的容器,而聚氯乙烯适用于制作柔软的管道。
3.形状设计:产品形状设计是指根据产品的功能和外观要求,确定产品的整体形状和曲线设计。
例如,食品容器可以设计成圆筒形或方形,根据使用的便捷性和存储空间的利用效率进行选择。
4.尺寸设计:尺寸设计考虑产品的大小、长度、宽度、高度等尺寸参数,以确保产品的使用效果和空间占用。
例如,家具的尺寸设计要考虑到人体工程学,以确保舒适性和健康性。
5.连接方式:塑胶产品的连接方式包括粘合剂、机械连接和热熔连接等。
根据产品的特点和要求选择适当的连接方式,以确保连接处的强度和密封性。
6.表面处理:塑胶产品的表面处理包括光面、亚光面和哑光面等。
根据产品的用途和外观要求选择合适的表面处理方式,以获得优美的外观效果。
7.模具设计:塑胶制品的生产需要根据产品结构设计制作相应的模具,因此模具设计是塑胶产品结构设计中的重要环节。
模具设计要考虑产品的结构和尺寸,以确保产品的精度和一致性。
总之,塑胶产品的结构设计是一个综合性的工作,需要考虑产品的使用功能、材料选择、形状设计、尺寸设计、连接方式、表面处理和模具设计等因素。
通过合理的结构设计,可以获得优秀的产品性能和外观效果。
第一章结构建模第一节结构建模简述1、建模就是构建模型,在产品结构设计中,建模指的是构建三维外观模型,通过专业的三维设计软件对看得见但摸不着的ID平面进行立体的呈现。
第二节产品模板介绍及自顶向下的设计理念1、自顶向下的设计理论1)首先创建一个顶级组件,也就是总装配图,后续工作是指围绕这个构建展开;2)给这个顶级组件创建一个骨架,骨架相当于地基,骨架在自顶向下设计理念中是最重要的部分,骨架做得好坏,直接影响后续好不好修改。
3)创建子组件,并在子组件中创建零件,所有子组件与零件装配方式按默认(缺省)装配;4)所有子组件主要零件参照骨架绘制,其外形大小与装配位置由骨架来控制;5)零件如需改动外形尺寸与装配位置,只需要改动骨架,重生零件即可。
第三节构建骨架模型1、构建骨架基本要求如下:1)外形要尽量贴近ID外形,外观曲面模具不走行位(行位又称滑块,是模具解决倒扣的机构),拔模角不小于3º;2)要求前壳能偏面(抽壳)不小于3mm,底壳不少于3mm;3)尺寸要方便修改,外形尺寸要能加长、加宽、加厚至少2mm,零件重生后而特征不失败;4)零碎曲面要尽可能少。
2、做骨架的基本步骤如下:1)参照ID图构建外形曲线;2)构建前壳曲面;3)构建底壳曲面;4)构建公共曲面;5)绘制前壳其他曲线;6)绘制底壳其他曲线;7)绘制左右前后侧面曲线。
第二章产品结构布局设计第一节前壳与底壳的止口设计1、止口分为公止口、母止口:2、止口的作用:1)限位。
防止壳体装配时错位、产生段差。
止口的作用是防止前壳朝外变形,同时防止前壳朝外变形,同时防止底壳朝内缩。
2)防ESD。
止口也称为静电墙,可以阻挡静电从外进入内部,从而保护内部电子元器件,所以在设计时尽可能保留整圈止口的完整。
3、止口设计的原则:1)公止口一般做在厚度薄的壳体上;2)母止口一般做在厚度厚的壳体上;4、公止口尺寸说明:1)尺寸a为公止口的高度,常用范围为0.60~1.00mm;2)尺寸b为公止口根部宽度,常用范围为0.60~0.80mm,最小尺寸要保证拔模后顶部最小宽度不少于0.5mm;3)尺寸c1、c2是公止口两侧拔模尺寸,2º~3º即可;4)尺寸d倒角尺寸,好装配,常用0.25~0.30mm。
塑料产品结构设计参考资料一、塑料制品壁厚设计参考一、止口和美工线尺寸ID设计的止口和美工线简画法。
其中美工线a=0.2-1.0。
一、加强筋的设计加强筋的尺寸不宜过大,以矮一些,多一些为好。
加强筋高度通常不超过壁厚的3倍,并有2~4度的拔模角度。
加强筋之间的中心距应大于2倍壁厚。
一、角部加强筋设计被置于部件边缘地方的加强筋还可以帮助塑料流入边缘的空间。
一、壁厚为2的止口筋一、对叉筋一、支柱、支柱套设计1. 塑料件螺孔尺寸规格2.BOSS柱外径与内径之差不小于2.4mm,壁厚最薄不小于1.0mm3.螺牙吃进BOSS塑胶最少三牙4.螺丝尾端距离孔底最少预留0.3~0.5mm。
一、靠边高支柱设计一、不靠边高支柱设计一、可安装PCB的支柱示例如支柱需要穿过PCB的时候,同样在支柱连上些加强筋,而且在加强筋的顶部设计成平台形式,此可作承托PCB之用,而平台的平面与丝筒项的平面必须要有2.0 ~ 3.0mm。
一、支柱和支柱套的配合一、支柱与支柱套的设计示例(以ST2.9螺丝为例)一、定位销一、¢4挂孔设计(未加围筋)一、标准扣件尺寸一、壳盖壁厚为2的扣件连接尺寸上下盖连接扣件分布间距一、电池盖卡扣一、 Rubber key的一般结构一、电池规格液晶显示LCD(Liquid Crystal Display)A:LCD A.Aθ:人眼看LCD的视角B=T*tgθ,通常用经验值:B=0.5mm. C:Lens 可视区, C=A+2BD:LENS 与外壳X。
Y方向间隙, D=0.1mm.E:双面胶厚度, E=0.15mm.F:双面胶与外壳外圈间隙 F=0.2mm.G:双面胶宽度,因为模切要求H\U+22651.3,特殊情况可做到\U+22651.0mm.H:双面胶与外壳内圈间隙。
F=0.4mm.理论上要求当生产线贴偏间隙跑单边时,另一边不会有胶超出外壳内况,导致粘灰。
实际上以手机为例,现在手机空间很紧,一般做到0.3,特殊情况,双面胶宽度不够时可以做到0.2,要求装配单位做夹具贴双面胶。
塑料件结构设计1 第一章塑料制品的结构设计塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。
?1.1 塑料制品设计的一般程序和原则 1.1.1 塑料制品设计的一般程序 1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 2、选定塑料品种 3、制定初步设计方案绘制制品草图形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等 4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 5、制品设计??嬷普嬷破吠贾?6、编制文件包括塑料制品设计说明书和技术条件等。
1.1.2 塑料制品设计的一般原则 1、在选料方面需考虑 1 塑料的物理机械性能如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等2 塑料的成型工艺性如流动性、结晶速率对成型温度、压力的敏感性等3 塑料制品在成型后的收缩情况及各向收缩率的差异。
2、在制品形状方面能满足使用要求有利于充模、排气、补缩同时能适应高效冷却硬化热塑性塑料制品或快速受热固化热固性塑料制品等。
3、在模具方面应考虑它的总体结构特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。
同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺以便使制品具有较好的经济性。
4、在成本方面要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限尽可能降低成本。
?1.2 塑料制品的收缩塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象收缩的大小用收缩率表示。
10000×??LLLS 式中S——收缩率 L0——室温时的模具尺寸 L——室温时的塑料制品尺寸。
2 影响收缩率的主要因素有 1 成型压力。
型腔内的压力越大成型后的收缩越小。
非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。
2 注射温度。
温度升高塑料的膨胀系数增大塑料制品的收缩率增大。
但温度升高熔料的密度增大收缩率反又减小。
两者同时作用的结果一般是收缩率随温度的升高而减小。
3 模具温度。
通常情况是模具温度越高收缩率增大的趋势越明显。
4 成型时间。
塑胶件结构设计基础知识一、塑胶件塑胶件设计时尽可能做到一次成功,对某些难以保证的地方,考虑到修模时给模具加料难、去料易,可预先给塑料件保留一定的间隙。
常用塑料介绍常用的塑料主要有ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM 等,其中常用的透明塑料有PC、PMMA、PS、AS。
高档电子产品的外壳通常采用ABS+PC;显示屏采用PC,如采用PMMA则需进行表面硬化处理。
日常生活中使用的中低档电子产品大多使用HIPS 和ABS 做外壳,HIPS因其有较好的抗老化性能,逐步有取代ABS 的趋势。
常见表面处理介绍表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。
ABS、HIPS、PC 料都有较好的表面处理效果。
而PP料的表面处理性能较差,通常要做预处理工艺。
近几年发展起来的模内转印技术(IMD)、注塑成型表面装饰技术(IML)、魔术镜(HALF MIRROR)制造技术。
IMD与IML的区别及优势:1. IMD膜片的基材多数为剥离性强的PET,而IML的膜片多数为PC.2. IMD注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合,而IML是整个膜片履在树脂上3. IMD是通过送膜机自动输送定位,IML是通过人工操作手工挂1.1外形设计对于塑胶件,如外形设计错误,很可能造成模具报废,所以要特别小心。
外形设计要求产品外观美观、流畅,曲面过渡圆滑、自然,符合人体工程。
现实生活中使用的大多数电子产品,外壳主要都是由上、下壳组成,理论上上下壳的外形可以重合,但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响,造成上、下外形尺寸大小不一致,即面刮(面壳大于底壳)或底刮(底壳大于面壳)。
可接受面刮<0.15mm,可接受底刮<0.1mm。
所以在无法保证零段差时,尽量使产品:面壳>底壳。
一般来说,上壳因有较多的按键孔,成型缩水较大,所以缩水率选择较大,一般选0.5%。
底壳成型缩水较小,所以缩水率选择较小,一般选0.4%。
即面壳缩水率一般比底壳大0.1%1.2装配设计指有装配关系的!#_5$____零部件之间的装配尺寸设计。
1.0 选择材料的考虑因素任何一件工业产品在设计的早期过程中,一定牵涉考虑选择成形物料。
因为在产品生产时、装配时、和完成的时间,物料有着相互影响的关系。
除此之外,品质检定水平、市场销售情况和价格的厘定等也是需要考虑之列。
所以这是无法使用概括全面的考虑因素而定出一种系统性处理方法来决定所选择的材料和生产过程是为最理想。
1.1 不同材料的特性1. ABS•用途:玩具、机壳、日常用品•特性:坚硬、不易碎、可涂胶水,但损坏时可能有利边出现设计上的应用:多数应用于玩具外壳或不用受力的零件。
2.PP•用途:玩具、日常用品、包装胶袋、瓶子•特性:有弹性、韧度强、延伸性大、但不可涂胶水。
•设计上的应用:多数应用于一些因要接受drop test(跌落测试)而拆件的地方。
3.PVC•用途:软喉管、硬喉管、软板、硬板、电线、玩具•特性:柔软、坚韧而有弹性。
•设计上的应用:多数用于玩具figure(人物),或一些需要避震或吸震的地方。
4.POM•用途:机械零件、齿轮、摃杆、家电外壳•特性:耐磨、坚硬但脆弱,损坏时容易有利边出现(Fig. 1.1.6)。
•设计上的应用:多数用于胶齿轮、滑轮、一些需要传动,承受大扭力或应力的地方。
5. Nylon (尼龙)•用途:齿轮、滑轮•特性:坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。
•设计上的应用:因为精准度比较难控制,所以大多用于一些模数较大的齿轮。
6. Kraton (克拉通)用途: 摩打垫特性: 柔软,有弹性,韧度高,延伸性强。
设计上的应用: 多数作为摩打垫,吸收摩打震动,减低噪音。
Table 1.1.1 一般胶料的特性与用途2.0 壁厚 [Wall Thickness]壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其它零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑料材料而定。
一般的热塑性塑料的壁厚设计应以4mm为限。
从经济角度来看,过厚的产品设计不但增加物料成本,延长生产周期(冷却时间),增加生产成本。