塑胶产品结构设计

塑胶产品结构设计
塑胶产品结构设计

产品的结构设计

2007-10-15 18:59:47

一个完整产品的结构设计过程

1.ID造型;

a.ID草绘............

b.ID外形图............

c.MD外形图............

2.建模;

a.资料核对............

b.绘制一个基本形状............

c.初步拆画零部件............

1.ID造型;

一个完整产品的设计过程,是从ID造型开始的,收到客户的原始资料(可以是草图,也可以是文字说明),ID即开始外形的设计;ID绘制满足客户要求的外形图方案,交客户确认,逐步修改直至客户认同;也有的公司是ID绘制几种草案,由客户选定一种,ID 再在此草案基础上绘制外形图;外形图的类型,可以是2D 的工程图,含必要的投影视图;也可以是JPG彩图;不管是哪一种,一般需注名整体尺寸,至于表面工艺的要求则根据实际情况,尽量完整;外形图确定以后,接下来的工作就是结构设计工程师(以下简称MD)的了;

顺便提一下,如果客户的创意比较完整,有的公司就不用ID直接用MD做外形图;

如果产品对内部结构有明确的要求,有的公司在ID绘制外形图同时MD就要参与进来协

助外形的调整;

MD开始启动,先是资料核对,ID给MD的资料可以是JPG彩图,MD将彩图导入PROE后

描线;ID给MD的资料还可以是IGES线画图,MD将IGES线画图导入PROE后描线,这种方法精度较高;此外,如果是手机设计,还需要客户提供完整的电子方案,甚至实物;

2。建摸阶段,

以我的工作方法为例,MD根据ID提供的资料,先绘制一个基本形状(我习惯用BASE作

为文件名);BASE就象大楼的基石,所有的表面元件都要以BASE的曲面作为参考依据;所以MD做3D的BASE和ID做的有所不同,ID侧重造型,不必理会拔模角度,而MD不

但要在BASE里做出拔模角度,还要清楚各个零件的装配关系,建议结构部的同事之间做一下小范围的沟通,交换一下意见,以免走弯路;

具体做法是先导入ID提供的文件,要尊重ID的设计意图,不能随意更改;

描线,PROE是参数化的设计工具,描线的目的在于方便测量和修改;

绘制曲面,曲面要和实体尽量一致,也是后续拆图的依据,可以的话尽量整合成封闭曲

面局部不顺畅的曲面还可以用曲面造型来修补;

BASE完成,请ID确认一下,这一步不要省略建摸阶段第二步,在BASE的基础上取面,拆画出各个零部件,拆分方式以ID的外形图为依据;

面/底壳,电池门只需做初步外形,里面掏完薄壳即可;

我做MP3,MP4的面/底壳壁厚取1.50mm,手机面/底壳壁厚取2.00mm,挂墙钟面/底壳壁厚取2.50mm,防水产品面/底壳壁厚可以取3.00mm;

另外面/底壳壁厚4.00mm的医疗器械我也做过,是客人担心强度一再坚持的,其实3.00mm 已经非常保险了,壁厚太厚很容易缩水,也容易产生内应力引起变形,担心强度不足完

可以通过在内部拉加强筋解决,效果远好过单一的增加壁厚;

建摸阶段第三步,制作装配图,将拆画出各个零部件按装配顺序分别引入,选择参考中心

重合的对齐方式;放入电子方案,如LCD,LED,BATTERY,COB。。。将各个零部件引入装配图时,根据需要将有些零部件先做成一个组件,然后再把组件引入装配图时。

例如做翻盖手机时,总装配图里只有两个组件,上盖是一个组件,下盖是一个组件。上盖组件里面又分为A壳组件,B壳组件和LCD组件。下盖组件里面又分为C壳组件,D壳组件,主板组件和电池组件等。还可以再往下分

3、初始造型阶段:分三个方面;

A:由造型工程师设计出产品的整体造型(ODM);可由客户选择方案或自主开发。

B: 客户提供设计资料,例如:IGS档(居多)或者是图片(OEM)。

C: 由原有的外形的基础上更改;可由客户选择方案或自主开发。

4 建摸阶段第四步,位置检查,一般元件的摆放是有位置要求的。

例如:LCD的位置可以这样思考,镜片厚度1.50mm,双面帖厚度0.20mm,面壳局部掏薄厚度0.60mm,则LCD到最外面的距离就是 2.30mm;元件之间不能干涉,且有距离要求。如电波钟设计时,为保障接收效果,接收天线到电池之间的距离要求大于20mm;为了设计方便,装配图内的元件最好设置为不同颜色,以便区分;所有大元件摆放妥当之后,我还是建议,为保险起见,请ID再确认一次外形效果;

5 谈一下自主设计方式,就是上面的A方案:

a、由造型工程师做出油泥模型或用三维软件模拟出造型并做一个发泡的实物模型,由多方进行评估(按照UL或EN的标准确定用什么材料,检查并确定进出风口通道的结构,

进出风口的结构,出线窗的形式,开关和卷线按钮的机构,风量管的机构等。)后造型的方案确定,这阶段大约需要一到两个月左右的时间。

b、进行结构的设计:由上面得到的外形(油泥模型需要抄数,做好面)薄壳后做内部的结构;真空室的设计,真空室门锁的设计;进风过滤装置的设计,电机室的设计;出风结构的设计,卷线器室的设计等,这期间要与造型工程师,供应商和模具工程师要经常探讨一下,例如:外形与结构的冲突,材料的选用及结构方面是否与模具有冲突等并可以用软件进行一些相关的分析。

c、以上设计经过评审合格后进行手板的制作,手板完成后按照安规要求做相关的测试,包括:性能,装配,结构,噪音,跌落等测试,并与设计输入对比后进行设计变更。

d、投模!经过40~50天后(这期间要与模厂经常沟通,保证结构尺寸的准确性并及时掌握进度。)模具完成。进行样品制作并发样给客户,而且还要测试。通过信息的反馈后在进行第二次及第三次的设计变更后可以量产。

6 我们公司的实际情况:

a.客户给出他自己的idea,一张JPG图片格式或者是扫描出来的手绘图

b.在AutiCAD里描线,产生产品各个角度的视图和剖截面以及尺寸

c.在三维软件如PRO/E里画出基本的外形,然后逐渐完善细节,拆分零件

d.将三维图挡交给模具厂加工

7 建模完成,就象大楼的框架已经构建好了,现在可以依托框架由下而上,完善每一个楼层了;以一款电子产品为例,介绍一下一个完整产品的结构设计过程;

这款电子产品的设计,我的做法是:

LENS结构-----LCD结构-----夜光结构-----通关柱结构-----防水结构------按键结构------

PCB结构-----电池结构-----辅助结构-----尺寸检查------手板跟进------模具跟进LENS结构:

一般镜片要求1.5mm,条件不足也可以是1.0mm,手机镜片还可以再薄点;(注意:如果要丝印尽量把丝印面做成平面;手机镜片受外形影响,两侧都是曲面的,可以用模内转印)镜片要固定,通常用双面胶,双面胶需预留0.15-0.20mm的空间,也有镜片做扣固定的;如果有防水要求,镜片还可以用超声波焊接,不过结构上要预留超声波线;

LCD结构:

对电子产品来说,LCD(液晶显示屏)就象她的眼睛,结构的好坏直接影响到显示的效果;LCD通常做成方形,必要时可以切角,做成多边形;LCD厚度通常是2.70mm,超薄的也有1.70mm;单块的LCD需和主板(以下称COB)相连才能显示,常用连接方式有导电胶条和热压斑马纸;其中导电胶条要有预压量,通常预压量为10%-15%,预压量太少LCD 容易缺画,预压量太多LCD容易被顶绿;热压斑马纸不需预压,但成本较高,连接时要用到热压啤机, PITCH脚位密的还要用到精密热压啤机;LCD与LENS不能直接贴合,贴合容易产生水纹.也有LCD直接固定在LENS上的情况,我在LENS的VA 显示区开了一个方形凹槽,间隙留足0.30mm;通常LENS外装,LCD内装,中间用面壳隔开,面壳局部掏胶至少0.50mm;LENS到LCD之间也要保持洁净,通常做成封闭结构,数码产品中LCD常做成组件,用铁框或塑料框包成一个整体,内有PCB,IC,信号由一片软性PCB输出,末端有插头,装拆方便.数码产品中LCD组件与面壳之间留0.30mm的间隙,用0.50mm的海绵隔开,也可以防尘;

夜光结构:

常用的夜光光源有LAMP(灯),LED(发光二极管),EL片,常用的夜光结构有反光罩,反光片,EL支架等;LAMP光较散,通常配合反光罩使用,反光罩成锅状,内喷白油,LAMP 套上不同颜色的灯套,可得到红绿蓝等彩色效果.LAMP也可配合反光片使用;LED光路较为集中,通常配合反光片使用,为有效提高亮度,反光片厚度最好大于2.0.反光片可做成楔型(横截面),背面喷白油,光线从侧面进入,可均匀反射到前面,如果想提高亮度,

可在侧面也喷上白油(入光口除外),以减少光线流失.LED本身有红,橙,绿,蓝,紫等彩色供选择;EL片的发光效果比较均匀,配合EL支架和EL导电胶条使用,有绿色,蓝色可供选择,通常做成与LCD显示区域一样形状,一样大小,EL片使用时,需用火牛升压供电,故成本较高;

笔记本电脑的反光结构较特殊,我见过一款笔记本的反光结构,是用圆形的LED射入一根长的玻璃棒,玻璃棒均匀发亮再从反光片侧边均匀进入,得到相当不错的背光效果.反光

片的背面还有一些圆形结构的小凸点,光线在小凸点位置发生漫射,就象一个小光源一样亮,在靠近玻璃棒位置小凸点比较疏,而远离玻璃棒位置小凸点比较密,这样整个反光片的亮度都比较均匀了.手机和MP3的夜光结构直接做到OLED组件里面了,设计时省事不少;另外,投影钟把时间直接投影到墙上,其结构是用高亮的红色LED圆灯,照射反白的LCD,得到时间的显示,然后通过两个凸透镜放大射到墙上,至于清晰度则是调节两个凸透镜间的距离实现的;最后提一点,要用到夜光结构的LCD通常是半透明的或超透明的,

通关柱结构和防水结构:

通关柱是连接面壳和底壳的螺丝柱,其结构直接影响到整机的装配效果和可靠性;通关柱可以在结构设计的最后再做,但规划应该在建模的时候就考虑清楚,例如一款产品因为要做防水结构,防水圈是围绕通关柱设置的,所以先把通关柱位置定下来;通关柱的设计先要考虑整机受力情况,一般要求吃牙深度至少在3圈以上,孔内要留容屑空间0.30mm以上;有通关柱的地方外壁较厚,易导致缩水影响外观,通常在螺丝孔底部减薄壁厚至1.00mm;挂墙钟通关柱通常用 2.60mm的螺丝,螺丝内径2.20mm,螺丝外径5.00mm,螺丝间距拉得较宽;小电子产品通关柱通常用2.00mm的螺丝,螺丝内径 1.60mm,螺丝外径4.00mm,螺丝间距视需要而定,外观上尽量看不到螺丝,必要时可以做到电池门内或藏在易拆件的下面,也可以做扣取代某一侧的螺丝。电波钟在天线轴线方向上要尽量避免螺丝,手机天线附近也要尽量避免螺丝;例如一款防水钟用1.70mm的螺丝,螺丝内径1.40mm,螺丝外径 3.60mm,因为要防水,故采用不锈钢螺丝;曾有一款MP3整机只用一颗1.40mm的螺丝,螺丝内径1.10mm,螺丝外径2.60mm,另一侧做扣,螺丝藏在镜

片下面;另外一款翻盖手机的A壳B壳在转轴位置下两颗1.40mm的螺丝,配合铜螺母使用,铜螺母外径2.50mm,加热后压入 2.30mm的孔内。另一端做两个深1.00mm的死扣,A壳B壳两侧则用0.50mm的活扣,方便拆卸;空间允许的话,长螺丝周围可以拉些火箭脚,除了改善受力,还能使注塑时走胶顺畅;这款产品要求防水,整机防水可以用防水圈,按键防水怎么办呢?还是用防水圈,做成活塞结构,既可以防水,有可以移动。用一根金属针,开一圈凹槽单边固定防水圈。金属针一头顶按键帽,另一头顶PCB板上的窝仔片,按下按键窝仔片就被按下,功能实现。为保证防水效果,金属针与针孔间隙

0.05-0.10mm,配合防水油使用,针孔要求光滑;一款产品主防水圈横截面为直径1.20mm 的正圆,预压量要大于30%,压缩 0.40mm,所以防水槽设计宽度为1.20mm,深度为0.80mm,0.80mm大于防水圈横截面直径,配合防水油使用,放入防水槽后翻转也不会掉出来;另外为保证防水效果,通关柱螺丝在防水圈外侧,通关柱之间的距离不要超过20.00mm;有的防水产品电池门一侧做扣,一侧用一颗螺丝压紧,压缩量 0.40mm显然不够,至少0.60怎么办?人家有高招,横截面做成速效丸子形状,上下两个半圆,中间一端直升位,这样就可以增加压缩量了;顺便提一下,如果防水要求不高的话,这款机的镜片还可以直接用双面胶粘接,粘接面光滑,粘接时吹干净异物即可;

有的防水产品电池门一侧做扣,一侧用一颗螺丝压紧,压缩量0.40mm显然不够,至少0.60怎么办?人家有高招,横截面做成速效丸子形状,上下两个半圆,中间一端直升位,这样就可以增加压缩量了;增加直升位的目的在于可以增加压缩量,增加压缩量更容易防水;

(附图,压缩量0.60mm比压缩量0.40mm更容易防水,稍微有点离壳变形没关系的)

按键结构:

常用按键有窝仔片,橡胶按键,机械按键,可根据空间大小,行程要求,手感要求来选择;

窝仔片行程短,一般为0.20mm~0.50mm,金属材质,可靠性好,占用空间小,带脚的窝仔片可以配合PCB上的通孔定位安装,这一款产品上用的就是带脚的窝仔片。手机键盘也是用窝仔片,但不带脚,粘接时需精确定位;

橡胶按键行程长,一般为1.00mm,也有0.50mm的,橡胶材质,可靠性不如窝仔片好,占用空间大,优点是按键手感好。电话机里常用橡胶按键,而且橡胶按键连成一片,方便安装;

机械按键,其实里面还是金属窝仔片性能和窝仔片差不多,但有辅助机构,按键手感比窝仔片容易调整到最佳状态,MP3,MP4通常采用机械按键,而且还可以作成五位键;顺便提一下机械推制,可以加推制帽使用,档位感不容易控制,装配间隙不足都有可能影响档位感。我比较倾向于用塑胶推制,档位感容易控制,一般2.00mm一档,最小可以做到 1.50mm一档;

按键结构有一点要特别注意,按下去不能被卡住,应该可以顺利回弹,这种不良情况多出现在行程较长的橡胶按键上,对策是加高按键深度,如行程为1.00mm的橡胶按键,上面的塑胶按键帽要高出面壳表面1.00mm以上,如果塑胶按键帽高出面壳表面不许超过1.00mm的,也可以在面壳表面以下起围骨加深,效果一样;MP3, MP4通常会让按键高出面壳表面0.30mm;数码产品操作时用户会把注意力更多的放在按键表面,所以设计师会在按键表面效果上极尽奢华之能事。常用的按键表面处理工艺有电镀,在模具上做文章可以做成雾面面效果,边缘处做成高亮效果,还可以做刀刻纹效果;

PCB结构:

PCB是电子元件附着的载体,一般小电子产品的推制板厚度选用0.80mm,主控制板(以下简称COB)厚度选用1.00mm;一般大电子产品(如挂墙钟)的推制板厚度选用1.00mm,COB 厚度选用1.20~1.60mm;如果PCB面积有限不足以满足布线要求,可以采用增加跳线,单面板改双面板,双面板改多层板(如电脑的主板);PCB上的电子元件按大小可分为普通元件和贴片元件,普通元件如线圈,火牛,大电容等;贴片元件如贴片电阻,贴片

电容,贴片IC;小电子产品(如电子钟)的反光片和COB之间的间隙是要留给IC的,因为IC最好靠近LCD的PITCH位置以方便走线。IC经过邦定封胶,至少需要1.50mm

的高度,前面说过反光片截面成楔形,也有利于摆放IC;如果LCD和COB之间是用导电胶条连接的,压紧导电胶条的螺丝之间的间距不要超过15.00mm,以免出现缺画;PCB上的按键位置是需要受力的,可以的话应尽量离螺丝柱和卡槽近点,必要时反面加支撑点;数码产品常用到的电源插座和耳机插座也是要受力的,可以在PCB上插座对应的另一侧加支撑骨;在PCB上布线是需要条件和时间的,我的做法是建模时就提供初步裁板图给电子工程师试LAY,以确定PCB面积离需要不要相差太多;结构设计的中间过程中,大元件,敏感元件的摆放也要和电子工程师进行沟通和协调(如做蓝牙耳机时通常把天线放在靠近嘴的一端);做完所有结构后再出正式的裁板图,电子工程师LAY板的时候,结构这边在做手板,做完手板,PCB打板也差不多回来了,正好装功能样板。把问题解决在前面,这样会节约许多时间;就这一个小电子产品的结构设计过程而言,做完PCB 就差完成一半了,接下来是电池结构;(蓝牙耳机采用机械按键,让按键高出面壳表面0.30mm,蓝牙耳机电池直接粘贴在PCB板上,没有问题,但底壳也要尽可能地起骨在锂电池侧边稍微定一下位,有好处的;厚度方向要预留间隙(一般为0.50mm),防止锂电池充电后膨胀

电池结构:

电池通常通常摆在PCB的背面或侧边,按照形状可分为纽扣电池,干电池,锂电池等;电池箱体是根据电池形状和在机身内放置的方式而设计的,一般壁厚 1.00mm,里面大包围做箱体,箱体内侧底部做电池放置指示的雕字,外面加盖做电池门。电池在PCB的背面,箱体通常做在底壳上。电池在PCB的侧边,箱体可以做在底壳上也可以做在面壳上;接下来放置电池片,纽扣电池和干电池常用的电池片有五金片的,也有弹簧的;电池片通常跟箱体做在一起,在箱体外起螺丝柱固定电池片,在箱体上开缺口,电池片伸进去和电池导通;电池片到PCB的连接可以飞线,也可以直接焊在PCB上,直接焊在PCB上

需要在PCB上开孔,电池片插在PCB的孔内定位后再焊接;电池门的一般壁厚1.50mm,装配通常靠扣位,常用主扣的有弹弓扣或按扣(另一侧配合内插扣),倒勾扣(另一侧配合龙门扣);

注意:不管是电池片还是扣位在箱体上开缺口,打开电池门从机身外面能看到PCB,走线和电子元件都不雅,建议起围骨遮一遮,这也是选择电池片位置的参考依据,尽可能的不让内部结构外露;蓝牙耳机的电池为可充电的锂电池,内置,无须做电池箱,电池到PCB的连接直接飞线,但要在锂电池侧边起骨定位,厚度方向要预留间隙(一般为0.50mm),防止锂电池充电后膨胀;手机电池结构先从功能的需要开始进行,先根据功能的需要确定电池容量的规格,再根据容量的规格计算出电池芯合适的厚度长度和宽度,再在电池芯外侧做电池框;

辅助结构:

除了前面提到的常见步骤外,结构设计中还有一些结构也是重要的,种类较多,要靠平时的经验积累,:

a挂勾结构,有的电子产品有挂钩,可以方便的挂在旅行袋上,里面用到转轴和弹簧,转轴为塑料材质直径2.50mm,单边间隙0.10mm,塑料转轴太细强度不够,太粗根部容易缩水;设计时选用的弹簧为0.20mm,找供应商打板时,我同时要了0.15mm,0.20mm和0.25mm三种规格,试装第一次就对比出了合适的规格,搞定;

b翻盖结构,有的产品有一面盖,不用时合上,用时打开,有的电子钟翻盖从机身下翻过后面,还可以当脚仔起支撑作用,因为要受力,建议壁厚取1.50mm,也可以只在面盖边缘起骨加强;手机的翻盖结构的档位感多是靠机械转轴来实现的,有现成的直径5.00mm 或5.80mm的机械转轴可供选择;一头套机械转轴,另一头做空芯轴过软性PCB(简称FPC),以翻开角度150度为例,因为翻开角度在0度和150度时,我们要求有一定的预压,不能够刚刚好,否则使用一段时间后可能会出现开合不到位的情况,怎么办?我选用180度的机械转轴,多出的30度,在闭合时多转过20度(相当于预压了20度),在打开时多转过10度(相当于预压了10度),这样问题就解决了。另外,根据回弹力的

变化,机械转轴又左右之分,选用时需注意;

c挂墙孔结构,挂墙钟的挂墙孔设计成葫芦形状,螺钉头既可以塞进去又能卡住,但注意螺钉头伸进去太深有可能顶伤PCB,此处的技巧是从底壳起围骨,包住螺钉头,但又不要做行位,做碰穿位,挂墙的电话也是采用这种结构,虽然简单,却是一个很好的思路,这种碰穿的技巧在底壳上做配电池门的扣位时非常有用,倒勾扣,弹弓扣,龙门扣,反插扣都可以用到;

尺寸检查:

结构设计初步完成,要进行一系列检查:

a干涉检查,这是一个看似简单,却又必不可少的步骤,即使是有经验的工程师,即使在拆图过程中用到过截面进行过检查的,也难免出现疏漏。在没有PRO-E 之前,大家用2D软件做结构,装配图上所有结构零件都要求能在三个方向上看到,复杂零件进行干涉检查还要求绘制剖视图剖面图,相当烦琐。引入PRO-E之后,干涉检查完全交给电脑进行了,快捷而又准确;

b最小壁厚检查,做扣位的过程中,摆放元件的时候,难免要掏胶减胶,这就会出现局部壁厚过薄,最薄壁厚不要低于0.50mm,特别是受力的位置;

c扣位强度检查,做扣位不难,但问题往往出在强度上,如果够空间,加点支撑骨,哪怕支撑骨厚度只有0.30mm,都可以使强度增加不少;

d运动检查,弹弓扣的电池门在开合的过程中弹弓位不得撞到电池箱。摄像头在翻转过程中头部不会碰到支架。翻盖手机在开合的全过程都要保证A壳B壳不会撞到C壳转轴;手板跟进:结构设计完成后,一般要求做手板进行试装,因为很多装配问题在电脑上是表现不出来的,需要借助于实物;手板材料一般采用和结构零件相对应的材料,塑胶件手板一般用ABS板材,厚度选用比零件略厚一点的,采用机械加工制作,高级一点的用CNC加工成型,多用于高精度的复杂零件,如手机壳的手板; 塑胶件手板也有用面粉(或石膏粉)为材料制做的,这种工艺在美国早就有了,面粉一层一层刷上来,每层约0.10mm厚, 每刷一层,就在上面喷上胶水, 胶水所在的区域,刚好是塑胶件实体在这一高度上的横截面形

状,所有层都刷完后,胶水所在的位置刚好是塑胶件的形状,吹去多余位置上的面粉,就得到所需要的面粉板了,经过处理还可以得到较高的机械硬度; 面粉板特点是需要专用设备,成型极快,成本低,但精度受温度湿度影响较大,不好控制,表面打磨和喷油处理较麻烦; 多用于低精度的复杂零件,如一般电子产品的手板;再高级一点的就不用面粉而用塑胶,喷胶水也改为激光扫描,特点也是成型极快,但成本较高;有的手板厂已经形成了较完善的产业链,手板厂提供全套的手板制做服务,一般的如表面喷油丝印雕刻字,手板厂都自己做,再高级一点的如手机壳上的电镀,镭雕,刀刻纹,UV 处理,金属片冲网格(需要电铸的雾面效果除外), 手板厂都有相关的供应商配套服务,一般都可以为客户提供一站式服务,效率高,质量也不错;由于手板是机械加工出来的,硬度强度上不要做太多苛求,扣位,螺丝柱也较弱,试装时要小心,按键手感也会较差,没关系,这些是小问题,可以在开模后再去配; 手板要关注的是装机顺序,可行性,易操作,易拆卸,有夜光功能的最好装上反光片和LED测试灯光效果,有干涉的零件一定要改正,不能把重大问题拖到开模之后;建议手板试装完成后,请结构部的同事集体检讨一下,耽误一点时间,后面的工作会顺畅很多;

模具跟进:

在开模前最好和模厂有些沟通:有哪些件要开模,几套模,如何分布,入水方式怎样,哪些地方要做行位, 哪些地方要做斜顶,哪些地方可以做碰穿位,哪些地方要配合好, 哪些地方要预留间隙,都要说清楚,这样比较保险; 经过多次反复仔细认真检查的结构,开模出来还是会有一些问题,主要出现在一些公差尺寸的配合上,这也是经常碰到的,只要前期工作做到位,后面的问题会相对少很多;结构设计师把尺寸设计到位,但模厂总喜欢保守一点,因为加胶远比减胶来得容易,镜片和面壳间隙留大了,要加回来很容易,叫自己模厂配间隙都可以, 如果镜片做大了装不下去,要减胶减回来,可就有点头疼了;

做数码产品特别是手机,我一般都不留间隙,面壳底壳在侧边间隙配到零对零, 装饰件和面壳之间的间隙也配到零对零,让模厂自己去留加工余量,试装机的时候这些地方都要检查,装配有没有问题,是否到位,起级,顶起;

打螺丝时要检查螺丝柱有无滑丝,发白,打穿;

电子元件是否顶塑胶壳,走线有没有什么问题,是否影响合面底壳;

整机装配完成,接下来就是一系列品质测试:跌落测试,防水测试,防静电测试,声压测试,温湿度测试,灵敏度测试,按键可靠性测试,推制可靠性测试,脚仔站立测试等,装配封箱

后还有

震荡测试,堆高测试等;在这些测试中出现的问题都属于模具跟进要解决的,也有一些问

题是

设计之初就可以预防的,这就要看结构工程师的经验和责任心了!

有些公司的设计工作,大的工作量用在把ID意向转换成3D的过程中,对个人的绘图能力的要求比较高.工作量大些.大公司的就是用3D软件造的型,结构设计者可直接用.

最重要的工作在于把3D造型如何拆分零部件,组装固定拆卸,保证零部件的功能特性:这些直接决定整个产品的结构强度,装配工艺性能;每个零部件的模具结构;及其零部件啤塑状况.同时是检验ID造型成功与否的重要阶段ID会PROE不容易,能用做到建模阶段更不容易,不同的公司不有不同的要求;

有些公司希望ID集中精力在创意上面,结构也为ID提供技术支持,这样,ID/MD都可以专一点,强一些;ID能给出PRO格式的档案,对后面的工作帮助很大,如摄像头等结构简单的产品,ID就可以唱主角了;

8 一款收录机产品开发过程:

a.ID用coreldraw或屡牛造型后交给客户确认直到客户ok

b MD把ID的图转到autocad中进行描线描好线后把视图转成三综合维图形,然后另存为DXF格式档案

c 把DXF档案调入PROE中进行3D造型完成后,请ID工程师确认,如果没问题就进行结

构设计

d结构设计首先把一些重要的部件摆进去如果发现部件摆不下那可能要改ID,所以这下步很重要。不要一把整体轮廓建好就忙着拆分部件到时有问题又得重来浪费时间和精力e拆分成组件,并进行内部的结松设计

f干涉检察

g出2D图

h交给工模部开模

i产品出来后组装进行改良

j做样机送客户确认

k试产

l量产

9 设计开发补充

a 结构设计工程中,必须要注意和电子部门的协同设计,需要电子人员的确认

b 产品设计完成,即所有的零件基本选定完后,我们必须要制作E-BOM ,即物料系统

c 对所有零件包括外购件,我们不许要进行零件的功能评估。确认

d 出正规资料发放存档。

10 **厂的流程:

a.首先是客户提供有手绘图或是图片,如果要跟其它的产品配合的话,客户还会给配合零件的图档或是实物(这是做OEM的),如果是自己厂里开发的话,先是会有新产品开发会议,电子,结构还有外观的人都会在场,确定产品要实现一些什么功能,然后用到什么型号的IC,用什么类型的电池什么的,然后就是ID弄出创意,做了效果图后大家再来开会确认外形;

b.ID将做好的外形图(有的时候是cdr格式的2D图或是图片,也有时候是用Rhino做

好了外形面的)传至结构处,我们再结合平面图和效果图来做结构,我这边主要是做计算器及电波钟或是太阳能充电器什么的,所以,我们在做结构的时候,首先会以LCD做为整个产品的设计基准,然后,再要将按键和电池什么的定下来(因为按键不是每套新产品都会新做按键模具的,会共用其它产品的),定下按键之后再来结合外观看是采用斑马条(zebra)或是斑马纸,如果可能的话,尽量用斑马条(稳定性好一些),定下电池后,电池门的尺寸及位置也就可以定下来了,相应的在这一部就要看用什么类型的电池片;

c.将电子原件放好后,再根据ID的资料来做外形,不过,要注意的是,通常ID是不会靠虑到脱模斜度的,所以,我们在做大外形(即主体零件)的时候就要尽量把脱模斜度做好(如果外观允许的话,脱模斜度通常会在3至5度之间),而且ID通常对于间隙的预留也不会很严格的,在做这一步的时候,要特别留心。做好外形之后,就可以给ID 确认一次;

d.拆件做各部分的结构,如果有必要的话,可能会在外形上面跟ID有少许的出入(通常会比ID的总体外形大2至3mm左右,因为ID对于脱模斜度及螺丝柱太靠边易造成缩水不会考虑得很周全),所以,在把结构做好之后,还需要将产品的外形图转给ID,让他们核对丝印位置及大小是否能符合要求,而且,在做结构的过程中,需要经常跟电子工程师沟通,并尽可能地把需要用到的电子元件(诸如电容什么的)以最大外形绘制于结构图中,并且须注意的一点是,电子零件的公差可能会比较大,且在焊锡及装配的过程中不可能做到如塑胶件般精确(特别是手工焊元件尤为如此),如有可能应尽量以最大外形再预留至少1mm以上的空间,如果电子部分要“飞线”的话,可考虑做线槽,将线材尽可能固定,以免装配的时候压坏或是拉断.....

塑胶产品结构设计准则--加强筋篇

产品结构设计准则--加强筋篇 基本设计守则 加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。加强筋有效地如『工』字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,但没有如『工』字铁般出现倒扣难於成型的形状问题,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。 加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话,末端部份亦不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。 加强筋一般的设计 加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,不过为了满足一些生产上或结构上的考虑,加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。

长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易 加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过份中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。此外,底部的宽度须较相连外壁的厚度为小,产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例,但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时,图中可见此部份相对外壁的厚度增加大约50%,因此,此部份出现缩水纹的机会相当大。如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b),相对位置厚度的增幅即减至大约20%,缩水纹出现的机会亦大为减少。由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜,但当使用多条加强筋时,加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。加强筋的形状一般是细而长,加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则。留意过厚的加强筋设计容易产生缩水纹、空穴、变形挠曲及夹水纹等问题,亦会加长生产周期,增加生产成本。 产品厚度与加强筋尺寸的关系 除了以上的要求,加强筋的设计亦与使用的塑胶材料有关。从生产的角度看,材料的物理特性如熔胶的黏度和缩水率对加强筋设计的影响非常大。此外,塑料的蠕动(creep)特性从结构方面来看亦是一个重要的考虑因数。例如,从生产的角度看,加强筋的高度是受制於熔胶的流动及脱模顶出的特性(缩水率、摩擦系数及稳定性),较深的加强筋要求胶料有较低的熔胶黏度、较低的摩擦系数、较高的缩水率。另外,增加长的加强筋的出模角一般有助产品顶出,不过,当出模角不断增加而底部的阔度维持不变时,产品的刚性、强度,与及可顶出的面积即随着减少。顶出面积减少

塑料产品结构设计-----第五章 加强筋

第五章加强筋(含凸台、角撑) 基本设计守则 加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。加强筋有效地如『工』字型,增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,但没有如『工』字型筋,倒扣结构将难於成型,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。 加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话,末端部份亦不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。 加强筋一般的设计 加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,不过为了满足一些生产上或结构上的考虑,加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。 长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易

加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力过分集中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。此外,底部的宽度须较相连外壁的厚度为小,产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例,但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时,图中可见此部分相对外壁的厚度增加大约50%因此,此部份出现缩水纹的机会相当大。如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b),相对位置厚度的增幅即减至大约20%,缩水纹出现的机会亦大为减少。由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜,但当使用多条加强筋时,加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。加强筋的形状一般是细而长,加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则。留意过厚的加强筋设计容易产生缩水纹、空穴、变形挠曲及夹水纹等问题,亦会加长生产周期,增加生产成本。 产品厚度与加强筋尺寸的关系 为避免缩水,筋的根部为0.6T,筋的高度为2 T (最大不过3T), 底部圆角为R=0.125T, 拔模斜度为0.5°~1.5°, 筋的方向最好和GATE同向. 筋间的距离尽可能在壁厚两倍以上. L<3T

塑胶产品结构设计常识

塑胶产品结构设计小常识目录: 第一章塑胶结构设计规范 1、材料及厚度 1.1、材料选择 1.2、壳体厚度 1.3、零件厚度设计实例 2、脱模斜度 2.1、脱模斜度要点 3、加强筋 3.1、加强筋及壁厚的关系 3.2、加强筋设计实例 4、柱和孔的问题 4.1、柱子的问题 4.2、孔的问题 4.3、“减胶”的问题 5、螺丝柱的设计 6、止口的设计 6.1、止口的作用 6.2、壳体止口的设计需要注意的事项

6.3、面壳及底壳断差的要求 7、卡扣的设计 7.1、卡扣设计的关键点 7.2、常见卡扣设计 8、装饰件的设计 8.1、装饰件的设计注意事项 8.2、电镀件装饰斜边角度的选取 8.3、电镀塑胶件的设计 9、按键的设计 9.1 按键(Button)大小及相对距离要求 10、旋钮的设计 10.1 旋钮(Knob)大小尺寸要求 10.2 两旋钮(Knob)之间的距离 10.3 旋钮(Knob)及对应装配件的设计间隙 11、胶塞的设计 12、镜片的设计 12.1 镜片(LENS)的通用材料 12.2 镜片(LENS)及面壳的设计间隙 13、触摸屏及塑胶面壳配合位置的设计 13.1、触摸屏相对应位置塑胶面壳的设计注意事项

第一章塑胶结构设计规范 1、材料及厚度 1.1、材料的选取 a. 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)。目前常用奇美PA-757、PA-777D等。 b. 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。常用材料代号:拜尔T85、T65。 c. 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。常用材料代号如:帝人L1250Y、PC2405、 PC2605。 d. 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。常用于滑轮、 传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等,常用材料代号如:M90-44。 e. PA坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。常用于齿轮、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。 f. 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,常用于有 一定强度要求的透明结构件,如镜片、遥控窗、导光件等。常用材料代号 如:三菱VH001。

塑胶产品结构设计常识

塑胶产品结构设计常识 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0.5-15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。6.凸台(BOSS):凸台通常用于两个塑胶产品的轴-孔形式的配合,或自攻螺丝的装配。当BOSS不是很高而在模具上又是用司筒顶出时,其可不用做斜度。当BOSS很高时,通常在其外侧加做十字肋(筋),该十字肋通常要做1-2度的斜度,BOSS看情况也要做斜度。当BOSS和柱子(或另一BOSS)配合时,其配合间隙通常取单边0.05-0.10的装配间隙,以便适合各BOSS加工时产生的位置误差。当BOSS用于自攻螺丝的装配时,其内孔要比自攻螺丝的螺径单边小0.1-0.2,以便螺钉能锁紧。如用M3.0的自攻螺丝装配时,BOSS的内孔通常做Ф2.60-2.80。 7.嵌件:把已经存在的金属件或塑胶件放在模具内再次成型时,该已经存在的部件叫嵌件。当塑胶产品设计有嵌件时,要考虑嵌件在模具内 必须能完全、准确、可靠的定位,还要考虑嵌件必须与成型部分连接牢固,当包胶太薄时则不容易牢固。还要考虑不能漏胶。 8.产品表面纹面:塑料产品的表面可以是光滑面(模具表面省光)、火花纹(模具型腔用铜工放电加工形成)、各种图案的蚀纹面(晒纹面)和雕刻面。当纹面的深度深、数量多时,其出模阻力大,要相应的加大脱模斜度。 9.文字:塑料产品表面的文字可以是凸字也可以是凹字,凸字在模具上做相应的凹腔容易做到,凹字在模具上要做凸型心较困难。 10.螺纹:塑胶件上的螺纹通常精度都不很高,还需做专门的脱螺纹机构,对于精度要求不

塑胶产品结构设计要点

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

产品结构设计准则壁厚篇

产品结构设计准则壁厚篇 基本设计守则 壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看,过厚的产品不但增加物料成本,延长生产周期”冷却时间〔,增加生产成本。从产品设计角度来看,过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性,大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度,但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形,由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说,当收缩率”Shrinkage Factor〔低於 0.01mm/mm时,产品可容许厚度的改变达;但当收缩率高於0.01mm/mm 时,产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说,太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热,形成废件。此外,纤维填充的热固性塑料於过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过,一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等,如厚薄均匀,最低的厚度可达0.25mm。

此外,采用固化成型的生产方法时,流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方,则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。 平面准则 在大部份热融过程操作,包括挤压和固化成型,均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢,并且在相接的地方表面在浇口凝固後出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话,应尽量设计成渐次的改变,并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。 转角准则

塑胶结构设计资料

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:

塑胶产品结构设计常识

塑胶产品结构设计小 常识 第一章塑胶结构设计规范 1、材料及厚度 1.1 、材料选择 1.2 、壳体厚度 1.3 、零件厚度设计实例 2、脱模斜度 2.1 、脱模斜度要点 3、加强筋 3.1 、加强筋与壁厚的关系 3.2 、加强筋设计实例 4、柱和孔的问题 4.1 、柱子的问题 4.2 、孔的问题 4.3 、“减胶”的问题 5、螺丝柱的设计 6、止口的设计

6.1 、止口的作用 6.2 、壳体止口的设计需要注意的事项

6.3 、面壳与底壳断差的要求 7、卡扣的设计 7.1 、卡扣设计的关键点 7.2 、常见卡扣设计 8、装饰件的设计 8.1 、装饰件的设计注意事项 8.2 、电镀件装饰斜边角度的选取 8.3 、电镀塑胶件的设计 9、按键的设计 9.1 按键() 大小及相对距离要求 10、旋钮的设计 10.1 旋钮() 大小尺寸要求 10.2 两旋钮() 之间的距离 10.3 旋钮() 与对应装配件的设计间隙 11、胶塞的设计 12、镜片的设计 12.1 镜片()的通用材料 12.2 镜片()与面壳的设计间隙 13、触摸屏与塑胶面壳配合位置的设计 13.1 、触摸屏相对应位置塑胶面壳的设计注意事项

第一章塑胶结构设计规范 1、材料及厚度 1.1 、材料的选取 a. :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、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)。目 前常用奇美757、777D 等。 b. :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。常用材料代号:拜尔T85 、T65 。 c. :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。常用材料代号如:帝人L1250Y 、2405、2605 。 d. 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。常用于滑轮、传动齿轮、 蜗轮、蜗杆、传动机构件等,常用材料代号如:M90-44 。 e. 坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。常用于齿轮、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:3003G30 。 f. 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,常用于有一定强度要求 的透明结构件,如镜片、遥控窗、导光件等。常用材料代号如:三菱001。 1.2 壳体的厚度 a. 壁厚要均匀,厚薄差别尽量控制在基本壁厚的25%以内,整个部件的最小

塑胶产品结构设计基本规则

塑胶产品结构设计基本规则 设计基本规则 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胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看,过厚的产品不但增加物料成本,延长生产周期”冷却时间〔,增加生产成本。从产品设计角度来看,过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性,大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度,但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形,由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说,当收缩率”Shrinkage Factor〔低于0.01mm/mm时,产品可容许厚度的改变达;但当收缩率高于0.01mm/mm时,产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说,太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热,形成废件。此外,纤维填充的热固性塑料于过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过,一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等,如厚薄均匀,最低的厚度可达0.25mm。 此外,采用固化成型的生产方法时,流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的 压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方,则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。 平面准则

在大部份热融过程操作,包括挤压和固化成型,均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢,并且在相接的地方表面在浇口凝固后出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话,应尽量设计成渐次的改变,并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。 转角准则 壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要,以免冷却时间不一致。冷却时间长的地方就会有收缩现象,因而发生部件变形和挠曲。 此外,尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中,尖角的位置亦常在电镀过程后引起不希望的物料聚积。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法,不但减低应力集中的因素,且令流动的塑料流得更畅顺和成品脱模时更容易。下图可供叁考之用。

塑胶件结构设计规范

塑胶零件结构设计规范
摘要 随着公司的不断发展和产品的增加,为了造型的需要产品结构件中塑料零件用 的越来越多。那么在具体设计塑料零件的结构时需要考虑哪些方面的问题?怎样合理地设计 塑料零件的结构?如何选择塑料零件的材料?壁厚选择多少合适?等等。 本文对这些具体问 题进行了详细的总结。希望对大家在今后的设计中有所帮助并希望大家一起来补充完善。 关键词 塑料零件、壁厚、脱模斜度、加强筋、材料选择 1、零件的形状应尽量简单、合理、便于成型 1.1 在保证使用要求前提下,力求简单、便于脱模,尽量避免或减少抽芯机构,如采用下 图例中(b)的结构,不仅可大大简化模具结构,便于成型,且能提高生产效率。
1.2 利用转换区的方法来防止突然的递变。

1.3 利用肋及浮凸物和铸空法使设计更合理。
1.4 转角处用圆弧过渡。

1.5 尽量让浮凸物与外壁或肋相连。
1.6 如果肋本身即与外壁间隔相当远,则最好加上角板。
2、零件的壁厚确定应合理 塑料零件的壁厚取决于塑件的使用要求, 太薄会造成制品的强度和刚度不足, 受力后容 易产生翘曲变形 , 成型时流动阻力大 , 大型复杂的零件就难以充满型腔。 反之, 壁厚过大, 不但浪费材料,而且加长成型周期,降低生产率,还容易产生气泡、缩孔、翘曲等疵病。因 此制件设计时确定零件壁厚应注意以下几点: 2.1 在满足使用要求的前提下,尽量减小壁厚; 2.2 零件的各部位壁厚尽量均匀, 以减小内应力和变形。 不均匀的壁厚会造成严重的翘曲 及尺寸控制的问题; 2.3 承受紧固力部位必须保证压缩强度; 2.4 避免过厚部位产生缩孔和凹陷; 2.5 成型顶出时能承受冲击力的冲击。

塑料产品结构设计准则

产品结构设计准则--壁厚篇 基本设计守则 壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看,过厚的产品不但增加物料成本,延长生产周期”冷却时间〔,增加生产成本。从产品设计角度来看,过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性,大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度,但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形,由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说,当收缩率”Shrinkage Factor〔低於0.01mm/mm时,产品可容许厚度的改变达;但当收缩率高於0.01mm/mm时,产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说,太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热,形成废件。此外,纤维填充的热固性塑料於过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过,一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等,如厚薄均匀,最低的厚度可达0.25mm。 此外,采用固化成型的生产方法时,流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方,则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。 平面准则 在大部份热融过程操作,包括挤压和固化成型,均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢,并且在相接的地方表面在浇口凝固後出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话,应尽量设计成渐次的改变,并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。

塑料件结构设计详解-精

塑料件结构设计

通用塑胶零件设计 1、术语和定语 1.1 缩水、缩痕 制品表面产生凹陷的现象,由塑胶体积收缩产生,常见于局部内厚区域,如加强肋或 柱位与面交接区域。 1.2 缩孔 制品局部肉厚处在冷却过程中由于体积收缩所产生的真空泡,叫缩孔。 1.3 气泡 塑胶熔体含有空气、水份及挥发性气体时,在注塑成型过程空气、水份及挥发性气体 进入制品内部而残留的空洞叫气泡。 1.4 缺胶、不饱模 塑胶熔体未完全充满型腔。 1.5 毛边、批锋 塑胶熔体流入分模面或镶件配合面将发生锁模力足够,但在主浇道与分 流道会合处产 生薄膜状多余胶料为 1.6 烧焦 一般所谓的烧焦,包括制品表面因塑胶降解导致的变色及制品的填充末端焦黑的现象; 烧焦是指滞留型腔内的空气在塑料熔体填充时未能迅速排出(困气),被压缩而显著升 温,将材料烧焦。

通用塑胶零件设计 1.7 熔接痕、夹水纹 模具采用多浇口进浇方案时,胶料流动前锋相互汇合;孔位和障碍物区域,胶料流动前锋也会被一分为二;壁厚不均匀的情况也会导致熔接痕。 1.8 喷痕、蛇纹 高速通过浇口的塑胶熔体直接进入型腔,然后接触型腔表面而固化,接着被随后的塑 胶熔体推挤,从而残留蛇行痕迹。侧浇口,塑胶经过浇口后无滞料区域或滞料区域不 充足时,容易产生喷痕。 1.9 银丝、银条 制品表面或表面附近,沿塑料流动方向呈现的银白色条纹。 银丝的产生一般是塑胶中的水分或挥发物或附着模具表面的水分等气化所致,注塑机 螺杆卷入空气有时也会产生银条。 1.10破裂、龟裂 制品表面裂痕严重而明显者为破裂,制品表面呈毛发状裂纹,制品尖锐角处常呈现此 现象谓之龟裂,也常称为应力龟裂。 1.11表面光泽不良 制品表面失去材料本来的光泽,形成乳白色层膜、模糊状态等皆可称为表面光泽不 良。

(仅供参考)塑胶产品结构设计--卡扣

2.4,扣位 2.4.1,扣位也称卡扣,是塑胶件连接固定的常用结构,在强度要求不高的情况下可以用于代替螺丝固定.扣位设计在于“扣”,需要结合紧密,保证测试强度,达到安装目的即可.卡扣常做在装饰件固定,面底壳组装,屏固定,按键限位,盖体扣合,方向球等结构处. 2.4.2,卡扣分公扣,母扣,公扣为凸,母扣为凹.卡扣原理: 扣合前:有导向斜角引导扣合方向,公母扣均做导入角,一般取60°,45°. 扣合中:公扣弹性臂变形压入,弹性臂要保证变形,强度要足够,一般变形量≧扣合量. 扣合后:公扣凸与母扣凹贴合,分离方向不易取出,要求扣合面或扣合角小于导向斜角. 2.4.3,卡扣常见形式及尺寸 a.装饰件扣合,一般为一端插入,另一端扣合,扣合量0.3-0.7mm,插入0.6-1.5mm,如装饰片,电池盖,屏固定及充电器面底壳扣合等,也有全扣位结构,扣位较多,还会增加辅助导向骨.如手机盖,在此不做介绍. 图2.4.3a b.下图结构常见内部隐藏扣,不易拆卸,死扣结构;在公扣部件上做插穿结构,可通过插穿孔方便拆卸. 如路由器将公扣结构作在面壳壁厚内侧,母扣做在底壳内部,很难拆卸.液晶显示屏外壳也做类似死扣. 图2.4.3b c.下图结构常见面底壳组装,第一组图在组合后常会在公扣端加管位骨限制错开,第二组则可以不用特别要求.母扣与公止口组合,公扣与母止口组合;和母扣与母止口组合,公扣与公止口组合的两种情况可以按下面两组图结构进行相应修改即可,安装方式类似.

图2.4.3c d.强脱扣位,由材质,韧性决定,材质越软可以强脱越多.一般单边强脱ABS:0.3mm,PC:0.5,PP:0.8, TPE:1.5等,强脱同所承载的壁厚韧性有关,韧性足可以稍微加大强脱深度.具体依结构实际情况定. 图2.4.3d e.手感扣,通常作在滑动结构上,如电池盖,旋转环等结构.一端为弹扣状,另一端为齿或圆柱. 另一种不作弹扣,直接强扣强出,扣合量一般在0.3-0.8之间.

塑料产品结构设计-----第三章 拔模斜度

第三章拔模斜度 基本设计守则 塑胶产品在设计上通常会为了能够轻易的使产品由模具脱离出来而需要在边缘的内侧和外侧各设有一个倾斜角为出模角。若然产品附有垂直外壁并且与开模方向相同的话,则模具在塑料成型後需要很大的开模力才能打开,而且,在模具开启後,产品脱离模具的过程亦相信十分困难。要是该产品在产品设计的过程上已预留出模角及所有接触产品的模具零件在加工过程当中经过高度抛光的话,脱模就变成轻而易举的事情。因此,出模角的考虑在产品设计的过程是不可或缺的,因注塑件冷却收缩後多附在凸模上,为了使产品壁厚平均及防止产品在开模後附在较热的凹模上,出模角对应於凹模及凸模是应该相等的。不过,在特殊情况下若然要求产品於开模後附在凹模的话,可将相接凹模部份的出模角尽量减少,或刻意在凹模加上适量的倒扣位。 出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。此外,成型的方式,壁厚和塑料的选择也在考虑之列。一般来说,高度抛光的外壁可使用1/8度或1/4度的出模角。深入或附有织纹的产品要求出模角作相应的增加,习惯上每0.025mm深的织纹,便需要额外1度的出模角。出模角度与单边间隙和边位深度之关系表,列出出模角度与单边间隙的关系,可作为叁考之用。此外,当产品需要长而深的筋及较小的出模角时,顶针的设计须有特别的处理,见对深而长加强筋的顶针设计图。 出模角度与单边间隙和边位深度之关系表

拔模斜度:为便于拔模,塑件壁在出模方向上应具有倾斜角度α,其值以度数表示(参见表2-4)。 3.1拔模斜度确定要点 (1) 制品精度要求越高,拔模斜度应越小。 (2) 尺寸大的制品,应采用较小的拔模斜度。 (3) 制品形状复杂不易拔模的,应选用较大的斜度。 (4) 制品收缩率大,斜度也应加大。 (5) 增强塑料宜选大斜度,含有自润滑剂的塑料可用小斜度。 (6) 制品壁厚大,斜度也应大。

塑胶件结构设计基础知识

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。主要注意间隙配合和公差的控制。 1.2.1止口 指的是上壳与下壳之间的嵌合。设计的名义尺寸应留0.05~0.1mm 的间隙, 嵌合面应有1.5~2°的斜度。端部设倒角或圆角以利装入。 上壳与下壳圆角的止口配合。应使配合内角的R 角偏大,以增大圆角之间 的间隙,预防圆角处的干涉。 1.2.2扣位 主要是指上壳与下壳的扣位配合。在考虑扣位数量位置时,应从产品的总体 外形尺寸考虑,要求数量平均,位置均衡,设在转角处的扣位应尽量靠近转角, 确保转角处能更好的嵌合,从设计上预防转角处容易出现的离缝问题。

塑胶产品结构设计准则--洞孔

塑胶产品结构设计准则--洞孔 (Hole) 在塑胶件上开孔使其和其它部件相接合或增加产品功能上的组合是常用的手法,洞孔的大小及位置应尽量不会对产品的强度构成影响或增加生产的复杂性,以下是在设计洞孔时须要考虑的几个因素。 相连洞孔的距离或洞孔与相邻产品直边之间的距离不可少於洞孔的直径,如孔离边位或内壁边之要点图。与此同时,洞孔的壁厚理应尽量大,否则穿孔位置容易产生断裂的情况。要是洞孔内附有螺纹,设计上的要求即变得复杂,因为螺纹的位置容易形成应力集中的地方。从经验所得,要使螺孔边缘的应力集中系数减低至一安全的水平,螺孔边缘与产品边缘的距离必须大於螺孔直径的三倍。 孔离边位或内壁边之要点 穿孔

从装配的角度来看,穿孔的应用远较盲孔为多,而且较盲孔容易生产。从模具设计的角度来看,穿孔的设计在结构上亦较为优胜,因为用来穿孔成型的边钉的两端均可受到支撑。穿孔的做法可以是靠单一边钉两端同时固定在模具上、或两枝边钉相接而各有一端固定在模具上。一般来说,第一种方法被认为是较好的;应用第二种方法时,两条边钉的直径应稍有不同以避免因为两条边钉轴心稍有偏差而引致产品出现倒扣的情况,而且相接的两个端面必须磨平。 盲孔 盲孔是靠模具上的哥针形成,而哥针的设计只能单边支撑在模具上,因此很容易被溶融的塑料使其弯曲变形,形成盲孔出现椭圆的形状,所以哥针的长度不能过长。一般来说,盲孔的深度只限於直径的两倍。要是盲孔的直径只有或於1.5mm,盲孔的深度更不应大於直径的尺寸。 盲孔的设计要点 钻孔

大部份情况下,额外的钻孔工序应尽量被免,应尽量考虑设计孔穴可单从模具一次成型,减低生产成本。但当需要成型的孔穴是长而窄时”即孔穴的长度比深度为大〔,因更换折断或弯曲的哥针构成的额外成本可能较辅助的後钻孔工序为高,此时,应考虑加上後钻孔工序。钻孔工序应配合使用钻孔夹具加快生产及提高品质,亦可减少因断钻咀或经常番磨钻咀的额外成本及时间;另一做法是在塑胶成品上加上细而浅的定位孔以代替使用钻孔夹具。 侧孔 侧孔往往增加模具设计上的困难,特别是当侧孔的方向与开模的方向成一直角时,因为侧孔容易形成塑胶产品上的倒扣部份。一般的方法是使用角针”Angle Pin〔及活动侧模”Split Mould〔,或使用油压抽哥。留意哥针在胶料填充时会否受压变形或折断,此情况常见於长而直径小的哥针上。因模具的结构较为复杂,模具的制造成本比教高,此外,生产时间亦因模具必须抽走哥针才可脱模而相应增加。 其他设计考虑 有关孔穴在产品设计上的考虑,尚有下列各点: 1. 多级”多个不同直径但相连的孔〔的孔可容许的深度比单一直径的孔长;此外,将模具件部份孔位偷空,亦可将孔的深度缩短,下图说明这两种方法的应用。

塑胶产品结构设计注意事项

塑胶产品结构设计注意事项 目录 第一章塑胶结构设计规范 1、材料及厚度 1.1、材料选择 1.2、壳体厚度 1.3、零件厚度设计实例 2、脱模斜度 2.1、脱模斜度要点 3、加强筋 4 5 6 7、 1 前常用奇美PA-757、PA-777D等。 b.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。常用材料代号:拜尔T85、T65。 c.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。常用材料代号如:帝人L1250Y、PC2405、PC2605。

d.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。常用于滑轮、传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等,常用材料代号如:M90-44。 e.PA坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。常用于齿轮、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。 2。

1.3、厚度设计实例 塑料的成型工艺及使用要求对塑件的壁厚都有重要的限制。塑件的壁厚过大,不仅会因用料过多而增加成本,且也给工艺带来一定的困难,如延长成型时间(硬化时间或冷却时间)。对提高生产效率不利,容易产生汽泡,缩孔,凹陷;塑件壁厚过小,则熔融塑料在模具型腔 2 图1-1 b.凡塑件精度要求高的,应选用较小的脱模斜度。 c.凡较高、较大的尺寸,应选用较小的脱模斜度。 d.塑件的收缩率大的,应选用较大的斜度值。 e.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。 f.一般情况下,脱模斜度不包括在塑件公差范围内。

塑胶产品结构设计准则--壁厚篇

塑胶产品结构设计准则--壁厚篇 基本设计守则 壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看,过厚的产品不但增加物料成本,延长生产周期”冷却时间〔,增加生产成本。从产品设计角度来看,过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性,大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度,但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形,由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说,当收缩率”Shrinkage Factor〔低于0.01mm/mm 时,产品可容许厚度的改变达;但当收缩率高于0.01mm/mm时,产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说,太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热,形成废件。此外,纤维填充的热固性塑料于过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过,一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等,如厚薄均匀,最低的厚度可达0.25mm。 此外,采用固化成型的生产方法时,流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方,则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。 平面准则

在大部份热融过程操作,包括挤压和固化成型,均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢,并且在相接的地方表面在浇口凝固后出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话,应尽量设计成渐次的改变,并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。 转角准则 壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要,以免冷却时间不一致。冷却时间长的地方就会有收缩现象,因而发生部件变形和挠曲。此外,尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中,尖角的位置亦常在电镀过程后引起不希望的物料聚积。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法,不但减低应力集中的因素,且令流动的塑料流得更畅顺和成品脱模时更容易。下图可供叁考之用。

塑胶产品结构设计准则-支柱

塑胶产品结构设计准则--支柱(Boss) 一、基本设计守则 支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开物件及支撑承托其他零件之用。空心的支柱可以用来嵌入件、收紧螺丝等。这些应用均要有足够强度支持压力而不致於破裂。 支柱尽量不要单独使用,应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用,目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。此外,因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气,所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。加强支柱的强度的方法”尤其是远离外壁的支柱,除了可使用加强筋外,三角加强块”Gusset plate的使用亦十分常见。 一个品质好的螺丝/支柱设计组合是取决於螺丝的机械特性及支柱孔的设计,一般塑胶产品的料厚尺寸是不足以承受大部份紧固件产生的应力。固此,从装配的考虑来看,局部增加胶料厚度是有需要的。但是,这会引致不良的影响,如形成缩水痕、空穴、或增加内应力。因此,支柱的导入孔及穿孔”避空孔的位置应与产品外壁保持一段距离。支柱可远离外壁独立而处或使用加强筋连接外壁,後者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力,更有助胶料填充及减少因困气而出现烧焦的情况。同样理由,远离外壁的支柱亦应辅以三角加强块,三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。 收缩痕的大小取决於胶料的收缩率、成型工序的叁数控制、模具设计及产品设计。使用过短的哥针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利於收缩痕的减少;不幸地,支柱的强度及抵受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。因此,支柱的设计须要从这两方面取得平衡。

二、不同塑胶材料的设计要点 ABS 一般来说,支柱的外径是内径的两倍已足够。有时这种方式结果支柱壁厚等於或超过胶料厚度而增加物料重量和在表面产生缩水纹及高成型应力。严格的来说支柱的厚度应为胶料厚度的50-70%。如因此种设计方式而支柱不能提供足够强度,但已改善了表面缩水。斜骨是可以加强支柱的强度,可由最小的尺寸伸延至支柱高的90%。若柱位置接近边壁,则可用一条肋骨将边壁和柱相互连接来支持支柱。

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