塑胶产品设计规范(公司内部培训专用)
塑料产品设计规范
塑料制品设计特点：
塑料产品的设计与其它材料如钢,铜,铝,木材等的设计有些是类似的; 但是, 由于塑料材料组成的多样性,结构、形状的多变性，使得它比起其它材料有更理想的设计特性；特别是它的形状设计，材料选择,制造方法选择,更是其它大部分材料无可比拟的.因为其它的大部分材料,其设计者在外形或制造上,都受到相当的限制,有些材料只能利用弯曲、熔接等方式来成形.当然,塑料材料选择的多样性,也使得设计工作变得更为困难,如我们所知,目前已经有一万种以上的不同塑料被应用过, 虽然其中只有数百种被广泛应用,但是,塑料材料的形成并不是由单一材料所构成,而由一群材料族所组合而成的, 其中每一种材料又有其特性, 这使得材料的选择, 应用更为困难.
塑料制品设计原则：
1. 依成品所要求的机能决定其形状，尺寸，外观，材料
2. 设计的成品必须符合模塑原则，既模具制作容易，成形及后加工容易，但仍保持成品的机能
塑料制品设计程序: 为了确保所设计的产品能够合理而经济,在产品设计的初期,在外观设计者，机构工程师,制图
员,模具制造者,成形厂以及材料供应厂之间的紧密合作是必须的,因为没有一个设计者,能够同时拥有
如此广泛的知识和经验,而从不同的事业观点所获得的建议,将是使产品合理化的基本前提；除此之外, 一个合理的设计考虑程序也是必须的；以下将就设计的一般程序作出说明:
一. 确定产品的功能需求,外观.
在产品设计的初始阶段,设计者必须列出对该产品的目标使用条件和功能要求；然后根据实际的考虑,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,它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:
1. 产品的功能?
2. 产品的组合操作方式?
3. 产品的组合是否是可以靠着塑料的应用来简化?
4. 在制造和组合上是否可能更为经济有效?
5. 所需要的公差?
6. 空间限制的考虑?
7. 界定产品使用寿命?
8. 产品重量的考虑?
9. 有否承认的规格?
10. 是否已经有相类似的应用存在?
结构考虑:
1. 使用负载的状态?
2.
3.
4.环境:使用负载的大小? 使用负载的期限? 变形的容许量?
1.
2.
3.
4. 外观: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?
1.外形
2. 颜色
3. 表面加工如咬花,喷漆等. 经济因素:
1. 产品预估价格?
2. 目前所设计产品的价格?
3. 降低成本的可能性?
. 绘制预备性的设计图: 当产品的功能需求,外观被确定以后,设计者可以根据选定的塑料材料性质,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.
三.制作原型模型:
原型模型让设计者有机会看到所设计的产品的实体,并且实际的核对其工程设计.原型模型的制作一般有两种方式,第一种就是利用板状或棒状材料依图加工再接合成一完整的模型,这种方式制作的模型,经济快速,但是,缺点是量少,而且较难作结构测试;另一种方式,是利用暂用模具,可作少量生产, 需花费较高的模具费用,而且所费的时间较长,但是,所制作的产品较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）,可做一般的工程测试,而且建立的模具,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.
四.产品测试每一个设计都必须在原型阶段,接受一些测试,以核对设计时的计算和假想和实体之间
的差异产品在使用时所需要做的一些测试,大部分都可以籍着原型做有效的测试;此时,面对了所有设计的功能要求,并且能够达成一个完整的设计评估.
仿真使用测试通常在模型产品阶段就必须开始,这种型态的测试价值,取决于使用状态被模拟的程度而定.
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.
五.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.
六.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所必须符合的要求,它应该包括: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.
七.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,模具的设计必须谨慎并
咨询专家的意思,因为不适当的模具设计和制造,将会使得生产费用提高,效率降低,并用可能造成质量的问题.
八. 质量的控制
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,另外,相关人员,如品管者或设计者也应与成形厂联合订定一个质量管理的程序,以利于在生
产的产品能够符合规格的要求.
产品设计细节确定:
一．分模线之选定
1. 不得位于明显影响外观的位置
2. 开模时不形成死角(undercut) 的位置
3. 位于模具易加工的位置
4. 位于成品后加工容易的位置
5. 位于不影响尺寸精度的位置( 尺寸关系重要的部分尽量放在模具的同一边)
脱模斜度
脱模斜度是为了便于产品从模具中脱出而设置的。
脱模斜度一采用1~2度，最小不小于0.5度。具体数值视成品形状，成形材料的类别，模具结
构，表面精度，以及加工方等会有所不同。在不影响产品质量的前提下，脱模斜度愈大愈好。
产品外形及肉厚
产品外形尽量采用流线外形，避免突然的变化，以免在成形时因塑料在此处流动不顺引起气泡等缺陷；并且此处模具易产生磨损。
决定肉厚的主要因素：
1. 结构强度是否足够
2. 能否抵脱模力
3. 能否均匀分散所受的冲击力
4. 有埋入件时，能否防止破裂，如产生熔合线是否会影响强度
5. 成形孔部位的熔合线是否会影响强度
6. 尽可能肉厚均匀，以防止产生缩水
7. 棱角及肉厚较薄部分是否会阻碍材料流动，从而引起充填不足
肉厚不均对成形性的影响：
1. 成形品之冷却时间取决于肉厚较厚的部分，使成形周期延长，生产性能降低
2. 肉厚不均则成品冷却后收缩不均，造成缩水，产生内应力，变形，破裂等
我们经常用的材料有：PC,ABS,PMM>等几种,它们的标准肉厚如下：
PC:1.5-5.0 ABS:1.2-3.5 PMMA:1.5-5.0
四. 加强与防止变形方法：
1. 转角部位加R
塑料产品的尖锐转角常常是造成产品破坏的最大因素 ?消除产品尖锐的转角，不但可以降低该处 的应力集中，提高产品的结构强度，也可以使得塑料材料成形时有流线型的流路，以及成品更易于顶出 另外,从模具的观点，园角也是有益于模具加工和模具强度?
产品所有的内侧和外侧的周边转角园弧都必须尽可能的大 ，以消除应力集中；但是，太大的园弧可
能造成缩水,特别是在肋或突柱根部转角园弧?原则上,最小的转角园弧为0.5到0.75mm.
综上所述，园角对于成形品的设计会有以下的一些优点：
(1) 圆角使得成形品提高强度以及降低应力.
(2) 尖锐转角的消除，自动地降低了龟裂的可能性，就是提高对突然的震动或冲击的抵抗能力.
(3) 塑料的流动状态将被重大的改善，圆形的转角，使得塑料能够均匀，没有滞留现象以及较少应 力的流入模穴内所有的断面，并且改善成形品断面的密度之均匀性.
(4) 模具强度获得改善，以避免模具内尖锐的转角，造成应力集中，导致龟裂,特别是对于需要热 处理或受力较高的部分，园弧转角更为重要.
园角加大，应力集中减少.
内圆角R<0.3T ----应力剧增
内圆角R>0.8T ----几乎无应力集中
2. 增设加强肋
肋根部厚度约为(0.5~0.7)T
3 0 2.5 2 0
0 0.? 0.4 0 6 0 & 10 \ 2
14 —R/T 話
力
孫
數*1
PC,PPO T<0.6T
PA,PE T<0.5T
PMMA,ABS T<0.5T
PS T<0.6T
肋间间距＞4T 肋高L＜3T
3. 利用变化肉厚及形状
1）侧壁加强
既可防止变形，也可改善流动性
2）边缘加强
用变化的边缘形状来加强，防止变形
3）周边加强
较大的平面易发生翘曲变形，用周边凹凸或波浪形来防止变形
4）底部加强
箱形件底部，为加强及防变形常采用如下方法：
五.BOSS＞设计
1.BOSS勺长度一般不超过本身直径的两倍，否则必须加加强肋。（长度太长时会引起气孔，烧焦，
充填不足等）
2.BOSS勺位置不能太接近转角或侧壁
T l
T r
模仁梢比起两端都有支撑的模仁梢会高出 48倍的变形量）
3. BOSS 勺形状以圆形为主，设计在底部时取 3个（其它形状则加工不易，且流动性也不好）
4. BOS 澗围可用除去部分肉厚来防收缩下陷
六. 孔及凹陷之设计
孔的形状和位置的选择，必须避免造成产品的脆弱性以及生产上的复杂性 .
在成形孔的一般方法中，塑料被射出模穴，然后沿着心梢的周边流动而形成孔，因此，当塑料在心梢 一端会合时，会形成接合线,这些接合线位置就成为成品本身的潜在脆弱性?
1.孔与孔之间距离为孔径2倍以上
2.孔与成品边缘之间距离为孔径3倍以上
3. 孔与侧壁之间距离为孔径3/4倍以上
孔周边的肉厚宜加强（尤其针对有装配性，受力的孔），切开的孔周边也宜加强
5.
垂直于材料流动方向的盲孔，孔径在 1.5mm 以下时，孔深不
得超过孔径的 2倍（
只有一端支撑的
4. 可
h~L<2D
6.孔径不变的通孔不宜设计为两边对合成形，会产生偏心，可将任一边的孔径加大，或设计为不用
对合成形的孔
孔的形状设计比较:
七.成形螺纹及辊纹设计NOT THIS THIS
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