塑料产品结构设计应注意事项
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塑料产品结构设计注意事项
1、塑料产品开发的结构设计原则
⑴、结构设计要合理:装配间隙合理,所有插入式的结构均应预留间隙;保证有足够的强度和刚度(安规测试),并适当设计合理的安全系数。
⑵、塑件的结构设计应综合考虑模具的可制造性,尽量简化模具的制
造。
⑶、塑件的结构要考虑其可塑性,即零件注塑生产效率要高,尽量降低注塑的报废率。
⑷、考虑便于装配生产(特别和装配不能冲突)。
⑸、塑件的结构尽可能采用标准、成熟的结构,所谓模块化设计。
⑹、能通用/公用的,尽量使用已有的零件,不新开模具。
⑺、兼顾成本。
2、材料的选取
⑴、ABS:高流动性,便宜,适用于对强度要求不太高的部件(不直接受冲击,不承受可靠性测试中结构耐久性的部件),如内部支撑架(键板支架、LCD支架)等。还有就是普遍用在电镀的部件上(如按钮、侧键、导航键、电镀装饰件等)。当前常见奇美PA-757、PA-777D等。
⑵、PC+ABS:流动性好,强度不错,价格适中。适用于作高刚性、高冲击韧性的制件,如框架、壳体等。常见材料代号:拜尔T85、T65。
⑶、PC:高强度,价格贵,流动性不好。适用于对强度要求较高的外壳、按键、传动机架、镜片等。常见材料代号如:帝人L1250Y、PC2405、
PC2605。
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⑷、POM具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕
变性和吸水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性等。常见于
滑轮、传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等,常见材料代号如:M90-44。
⑸、PA坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。常见于齿轮、
滑轮等。受冲击力较大的关键齿轮,需添加填充物。材料代号如:CM3003G-
30。
⑹、PMMA有极好的透光性,在光的加速老化240小时后仍可透过92%
的太阳光,室外十年仍有89%,紫外线达78.5%。机械强度较高,有一定的耐寒
性、耐腐蚀,绝缘性能良好,尺寸稳定,易于成型,质较脆,常见于有一定强度要
求的透明结构件,如镜片、遥控窗、导光件等。常见材料代号如:三菱
VH001。
3、结构中常见的问题注意点
3.1、塑料零件的脱模斜度:
参照图材料名称型腔(a1) 型芯(a2)
聚酰胺(普通) 20～40′25～40′
聚酰胺(增强) 20～50′20～40′
聚乙烯25～45′20～45′
聚甲醛35～1°30′30～1°
聚氯醚25～45′20～45′
聚碳酸酯35～1°30～50′
聚苯乙烯35～1°30′30～1°
有机玻璃35～1°30′30～1°
ABS塑料40～1°20′30～1°脱模角的大小是没有一定的准则,多数是凭经验和依照产品的深度来决
定。另外,成型的方式,壁厚和塑料的选择也在考虑之列。一般来说,对模塑产
品的任何一个侧面,都需有一定量的脱模斜度,以便产品从模具中顺利脱出。
脱模斜度的大小一般以0.5°～1°居多。具体选择脱模斜度注意以下几点:
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⑴、塑件表面是光面的,尺寸精度要求高的,收缩率小的,应选用较小的脱模斜度,如0.5°。
⑵、较高、较大的尺寸,根据实际计算取较小的脱模斜度。
⑶、塑件的收缩率大的,应选用较大的斜度值。
⑷、塑件壁厚较厚时,会使成型收缩增大,脱模斜度应采用较大的数值。
⑸、透明件脱模斜度应加大,以免引起划伤。一般情况下,PS料脱模斜度应不少于2.5°～3°,ABS及PC料脱模斜度应不小于1.5°～2°。
⑹、带皮纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应根据具体情况取2°～5°的脱模斜度,视具体的皮纹深度而定。皮纹深度越深,脱模斜度应越大。
⑺、结构设计成对插时,插穿面斜度一般为1°～3°。
⑻、取斜度的方向,一般内孔以小端为准,符合图样,斜度由扩大方向取得,外形以大端为准,符合图样,斜度由缩小方向取得。
⑼、一般情况下,脱模斜度不包括在塑件公差范围内。
⑽、外壳面脱模斜度大于等于3°。除外壳面外,壳体其余特征的脱模斜度以1°为标准脱模斜度。特别的也能够按照下面的原则来取:低于3mm高的加强筋的脱模斜度取0.5°,3～5mm取1°,其余取1.5°;低于3mm高的腔体的脱模斜度取0.5°,3～5mm取1°,其余取1.5°。
3.2、塑件壁厚确定以及壁厚处理
合理的确定塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先决定于塑件的使用要求:包括零件的强度、质量成本、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项
要求,一般壁厚都有经验值,参考类似即可确定,其中注意点如下:
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⑴、塑件壁厚应尽量均匀,避免太薄、太厚及壁厚突变,若塑件要求必须有壁厚变化,应采用渐变或圆弧过渡,否则会因引起收缩不均匀使塑件变形、影响塑件强度、影响注塑时流动性等成型工艺问题。厚薄差别尽量控制在基本壁厚的25%以内,整个部件的最小壁厚不得小于0.4mm,且该处背面不是A 级外观面,并要求面积不得大于100mm²。
⑵、塑件壁厚一般在1～5mm范围内。而最常见的数值为2～3mm。
⑶、尽量不要将加强筋和螺钉柱设计的太厚,一般建议取本体壁厚的一
半较保险,否则容易引起缩影等外观问题。
⑷、尽量不要将零件设计成单独的平板,尺寸很小另论,否则变形导致零件不平整。
⑸、塑胶制品的最小壁厚及常见壁厚推荐值见下表。
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