注塑件设计工艺准则——设计准备第二节
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第 1 页 共 4 页 设计程序
3.1、设计原则
a、充分考虑成型工艺性,如流动性;
b、形状在保证使用要求的前提下,应有利于充模、排气、补缩,同时能适应高效冷却硬化;
c、设计应考虑成型模具的总体结构,特别是抽芯与脱出制品的复杂程度,同时应充分考虑到模具零件的形状及制造工艺,以便使制品具有较好的经济性;
d、设计主要内容是零件的形状、尺寸、壁厚、孔、圆角、加强筋、螺纹、嵌件、表面粗糙度的设计。
3.2、设计程序
⑴、确定产品的功能需求,外观
在产品设计初始阶段,必须列出对该产品目标使用条件和功能要求;然后根据实际考虑,决定设计因子的范围,以避免在稍后的产品发展阶段造成可能的时间和费用的漏失。下表为产品设计的核对表,将有助于确认各种的设计因子。
产品设计的核对表
一般数据 产品的功能?产品的组合操作方式?产品的组合是否是可以靠着塑料的应用来简化?在制造和组合上是否可能更为经济有效?所需要的公差?空间限制的考虑?界定产品使用寿命?产品重量的考虑?有否承认的规格?是否已经有相类似的应用存在?
第 1 页 共 4 页 结构考虑 使用负载的状态?使用负载的大小?使用负载的期限?变形的容许量?
环境 使用在什么温度环境?化学物品或溶剂的使用或接触?温度环境?在该种环境的使用期限?
外观 外形、颜色、表面加工如咬花,喷漆等。
经济因素 产品预估价格?目前所设计产品的价格?降低成本的可能性?
⑵、绘制预备性的设计图
当产品功能需求、外观确定以后,根据选定塑料材料性质,开始绘制预备性的产品图,以作为先期估价,检讨以及原则模型的制作。
⑶、制作原型模型
原型模型制作一般有两种方式:
①、利用板状或棒状材料依图加工合成完整的模型,这种方式制作的模型,经济快速,但缺点是量少,且较难作结构测试;
②、利用暂用模具,可作少量生产,需花费较高的模具费用,且所费时间较长,但所制作的产品类似于真正量产的产品(需要特殊模具机构的部分,可能成形后再以机械加工成形),可做一般工程测试,且建立的模具,成形经验,将有助于产品针对实际模具制作,成形需要而作正确的修正或评估。
第 1 页 共 4 页 ⑷、产品测试
每一个设计都必须在原型阶段接受一些测试,以核对设计和实体之间的差异。产品在使用时所需要做的一些测试,大部分都可籍着原型做有效的测试;此时,面对所有设计的功能要求,并且能够达成一个完整的设计评估。机械和化学性质的加速化测速通常被视为模型产品评估的重要项目。
⑸、设计的再核对与修正
对设计的检讨将有助于回答一些根本的问题:所设计的产品是否达到预期的效果?价格是否合理?甚至于在此时,许多产品为了生产的经济性或是为了重要的功能和外形的改变,必须被发掘并改善,当然,设计上的重大改变,可能需要做完整的重新评估;假若所有的设计都经过这种仔细检讨,则能够在这个阶建立产品的细节和规格。
⑹、制定重要规格
规格的目的在于消除生产时任何的偏差,以使产品符合外观,功能和经济的要求,规格上必须明确说明产品符合的要求:制造方法,尺寸公差,表面加工,分模面位置,毛边,变形,颜色以及测试规格等。
⑺、开模生产
当规格被谨慎而实际的订定之后,模具就可以开始被设计和制作。
⑻、品质的控制
第 1 页 共 4 页 对照一个已知的标准,订定对生产产品的规律检测是良好的检测作法,而检测表应该列出所有应该被检查的项目,以利于在生产的产品能够符合规格的要求。
4、选材
4.1、塑料选材的一般程序
选材在设计过程中是个关键步骤,对于指定部件的选材,最主要的是考虑部件的功能和决定部件功能的有关材料性能,同时还要考虑诸如部件的特点和禁忌、使用时的外界条件、临界条件、使用寿命和使用方式、维修方法、制品尺寸和尺寸精度、成型加工工艺、生产数量、生产速度、成本、原料来源和经济效益等等。这些因素包括两方面,一方面是使用环境介质和环境条件。另一方面是搬运、勤务处理或操作时,制品可能遭到外力作用,甚至是意外的外力作用的影响。充分考虑这些因素才能明确所要求的综合性能。
了解生产数量是为了从经济上考虑恰当的成型加工方法。所需数量是几个至几十个,就不必要制造模具,可直接用板材或棒材加工;需要数量是几百个左右时,可酌情采用简易模具或树脂-金属模、低熔点合金模等;当需要量更多时则应采用正规的模具成型。设计的部件要急于使用,则考虑材料货源是主要的;如要设计宇航零件,则性能因素是最重要的;如设计通用产品,则应综合考虑性能和成本。
4.2、塑料一般选材
对零部件列出使用条件和重要选材因素、然后合理地选材。包括以下三个步骤:
第 1 页 共 4 页 (1)、据应用目的,列出部件全部功能要求,并尽可能定量化。
①、在额定连续载荷下允许的最大变形量;
②、使用和运输过程中所受的应力种类和大小:是否长期受力,是动态或是静态应力;
③、最高工作温度;
④、在工作温度下允许的尺寸变化;
⑤、零部件允许的尺寸公差;
⑥、零部件的使用性能要求;
⑦、部件是否要求着色、粘接、电镀等;
⑧、要求贮存期多长,是否在户外使用;
⑨、有无耐燃性要求等等。
(2)、据部件功能要求,考虑使用工程性能数值和设计数据,提出部件材料的性能数值,并通过这些性能要求来选定材料。
(3)、最后通过部件工程性能要求与材料性能的比较来确定候选材料。
选择塑料时应注意下面几个问题:
①、必须对选用塑料性能有较全面的了解,然后根据使用条件去考虑配方、工艺和制品设计等。
②、塑料一般导热性低,选用和设计时要充分注意。
③、塑料的线胀系数一般比金属大,有的易吸水,因此尺寸变化较大,选用和设计时要考虑恰当的配合间隙和公差范围。
④、有的塑料有应力开裂的倾向,选用和设计时要尽量减少应力,
第 1 页 共 4 页 制品设计要避免应力集中,或作适当的后处理,并要严格控制加工工艺。
⑤、有的塑料有蠕变和后收缩或变形的倾向,选用和设计时应充分注意。
⑥、各种塑料有一定的使用强度范围和允许接触的介质以及能承受的压力和速度极限,选用和设计时应该考虑。