工业塑胶产品结构设计案例

1、塑料件结构设计总结 课件整理人：赵莉红课件整理人：赵莉红 时时 间：间：2017.12.132017.12.13 不同材料的特性 ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物） 用途：玩具、机壳、日常用品、汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒）、家 电外壳； 特性：坚硬、不易碎、可涂胶水，工作温度-50+70，可燃烧，损坏时可能有利边出现。 多数应用于玩具外壳或不用受力的零件。 PP（聚丙烯） 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，工作温度-30140 。 应用:多数应用于一些因要接受跌落测试而拆件的地方。 PVC（聚氯乙烯） 用途:软喉管、硬喉管

2、、软板、硬板、电线、玩具 特性:柔软、坚韧而有弹性，工作温度-2575 ；200 易分解产生腐蚀、刺激性气 体。 PVC电线、电缆在制造、使用及废弃处理时，都会产生大量的二恶英、氯氢酸、铅等 有害物质。 设计上的应用:多数用于玩具，或一些需要避震或吸震的地方。 PS（聚苯乙烯） 用途：绝缘透明件、装饰件、化学仪器、光学仪器；发泡PS（保丽龙），建筑隔音、隔热层 ，冰箱保温层，一次性饭盒，头盔缓冲层； 特性：绝缘性好，硬而脆，无色透明，可染色，耐热。发泡PS无法回收； PC（聚碳酸酯） 用途：车辆前后灯、仪表板、冰箱抽屉、搅拌机、网线水晶插头、一次性医疗器械； 特性：无色透明、无毒、可染色、抗冲

3、击、耐磨、耐腐蚀、抑制细菌、阻燃，耐高温和耐 低温（-60120）； 应用：多数应用于透明零件，代替玻璃。 POM 聚甲醛 用途:机械零件、齿轮、家电外壳 特性:耐磨、坚硬但脆弱，损坏时容易有利边出现。 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。 Nylon（尼龙，PA） 用途：齿轮、滑轮、纺织品 特性：坚韧、吸水、耐磨、吸震、耐热，但当水份完全挥发后会变得脆弱。 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 Kraton（热塑性丁苯橡胶） 用途：摩打垫，手工具把手 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

4、音。 一般不宜小于0.60.9mm，常选取24mm。 ABS 一般最先选择的材料，壁厚通常为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm，视乎产品的大小和功能而 定。 PP 因为比较软，而且基于缩水的问题，所以不能太厚，一般为1, 1.2, 1.5mm。薄壁件壁 厚0.6mm。 PVC 因为多用由于外形，多是实心，所以限制不大。 PS 1.55.0mm。 PC 1.04.0mm。 POM 一般为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm视乎产品大小而定。 Nylon 因为缩水率比较高，所以平均料厚和筋骨的比例可比较少。 Kraton 因为多数用作摩打垫或不外露件，所以限制不大。 不同

5、材料的常用厚度 结构设计的主要因素 加强筋 加强筋的缩水情况 加强筋的基本设计 一般的设计方法 : 平均壁厚*0.650.7 拔模斜度 出模角的大少是没有一定的准则，多数是依照产品的深度来决定。 一般的出模角为0.51.0。 在深入或附有织纹的产品上，出模角的要求是视乎织纹的深度而相应增加，一般为23。 一般的晒纹版上已清楚例出可供作参考之用的要求出模角。 支柱远离外壁的基本设计 支柱靠近外壁的基本设计 支柱高度一般不要超过支柱直径的两倍半。 支柱 支柱的出模角一般会以支柱顶部的平面为中性面， 而且角度一般为0.51.0。如支柱的高度超过 15.0mm的时候，为加强支柱的强度，可在支柱连 上些

6、加强筋，作结构加强之用。 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。 支柱套 跟据一般的安全规格标准，螺丝头必须收藏于不能触摸的位置，所以高度必须有2.5mm 或以上。由于加上支柱套后会有锐边，所以在每一个支柱套上壳收螺丝的地方，必须加上 R1.0或以上的圆角。 3M螺丝 虚位设计（间隙） 扣位 永久式三瓣爪 可卸式三瓣爪 l速度快， 周期很短，使用标准机器每分钟可处理 三十件工作。 l效果一致 ，只要接头设计完善，焊接参数调校正 确，便能获得清洁及一致的焊接效果，因为焊接

7、 效果不受操作人员的操作情况所影响。 l强度高 将塑料熔合起来，因此能产生出无内应力 的高强的接合。 l不需夹紧 当工件离开机器后便告完成，不需进 行焊接后加工。 l用途较广 可用来焊接那些不能用任何其它黏合剂 的物料。 l安全性 由于不需使用化学物品，因此不会产生化 学中毒。 l若要超声焊接头达致所需要强度及美观程度，那 么接头必须设计恰当，以及就要个别应用情况及 个别塑料性质来设计。 超声波焊接 LCD的装配 橡胶按键 Rubber key的平面与PCB最少必须要有1.0mm的行程空间。 key cover与rubber key需要有单边0.15mm的虚位。 Reset bottom与壳身

8、的平面必须要有最少0.2mm的级差，防止不必要的接触。 如rubber key需要与PCB组合后才与壳身装配，便需要在rubber key上定位pin作装配 之用。 每一块PCB都需要在成品的壳身上加上两支定位而且必须在上下壳身加上一些定位筋夹着， 以防止PCB受力而变形。 PCB定位 PCB与壳身之间至少必须要有1.0mm的空间，定位Pin的距离则越远越好，因为这样才可 以保持PCB的位置而不会移位。 当完成PCB的大细及位置的设定后，便需要在PCB的底部及面部加上一些余量，用作表 示电子零件的避空位置。而且在PCB上，加上Solid以表示可摆放电子零件的空间。 一般PCB的常用厚度: 0.

9、8mm, 1.0mm, 1.5mm，视乎产品的大小 和PCB的尺寸而定。 在图纸上标出PCB形状的大小，坑位的尺寸，可摆放电子零件的位置和尺寸，方便 电子设计。 电池仓 电池与电池之间一定要有胶料分隔。 加防水槽 电池门 加上加强筋作强化作用。 如电池门的位置是在成品的中央，而且在电池门的四周没有凹坑的时候。必须加上一凹形 的手指位，作方便开启电池门之用。 当完成电池门与电池仓的设计后，便可在Pro/E的Assembly档内进行一次电池门的模拟装 配过程。此举可方便检查出电池、电池门和壳身，在装配的过程中是否有干涉发生。 如成品的长度和宽度不足以放置要求的电池数量的时候，可以用电池匣作代替。

10、必须要有一个喇叭筒来围着喇叭的四周，以便声波在成品内发生共鸣，扩大音量。 喇叭 止口 真止口 用途: 生产装配时作较对之用，而且可作涂胶水之用。 假止口 用途: 在外形上可作遮丑之用。 半假止口 用途: 如平均料厚有2.0mm或以上时，因为凹槽太深的关系，所以需要在止口的位置加多 一层料，保持成品外形的美观。 双止口 用途: 多用于一些需要有防水功能的成品上。而且，会以超音波焊接法作装配，加强较对效 用。 叉骨 碰穿碰穿擦穿擦穿 擦穿位与碰穿位的设计 擦穿位是以前后模钢料之间的接触而形成在胶件上的穿孔，因为擦穿位是以钢材的接触而 形成，所以擦穿位的设计是会直接影响到模具的寿命。基于生产时的注塑

11、周期是很短，相 对模具的开合次数增加,如设计不当,模具内的擦穿位便很容易损坏。 便需要在成品图的擦穿位加上适当的拔模斜度。擦穿位的拔模斜度视乎成品的大小，一般 为35，但是一定不可以少于3 永久式绞位 以胶柱再配以擦穿位,在以胶料的弹性及胶柱上的导入角互相配合。 铰链设计 可脱式绞位 以圆头的胶柱配以擦穿位,因为是圆头的关系，所以当柱身的零件受力时便会脱落，而减低 零件损坏的机会。 门绞 以铁轴穿过两件或以上零件的擦穿位,令零件可以像门绞般活动。 万用表 门铃仪 数码相机 吸尘器 结构设计案例 设计工业产品时的要求： 在进行工业产品设计时，要考虑到产品对人类社会生活的存在价值、产品与社会环境

12、的关系，设计产品对人的动作行为是否合理而有效率，以及生产技术的可能性、经济 的合理性，同时要求产品在形式与功能上均能符合各种要求，既能满足使用者生理上、 心理上的要求，又能合理进行生产，以客观分析的结果为依据来进行设计工作，才能 提高产品开发的成功率和市场的占有率。 目的：工业设计是一种创造性活动，其目的是为物品、过程、服务以及它们在整个生命周 期中构成的系统建立起许多方面的品质。因此，设计既是创新技术人性化的重要因素，也 是经济文化交流的关键因素。 任务：工业设计致力于发现和评估下列项目在结构、组织、功能、表现和经济上的关系： 增强全球可持续发展和环境保护（全球道德规范）； 给全人类、个人和

13、集体带来利益和自由； 兼顾最终用户、制造者和市场经营（社会道德规范） 在世界全球化的背景下支持文化的多样性（文化道德规范）； 赋予产品、服务和系统以表现性的形式（语义学）并与它们的内涵相协调（美 学）。 工业设计的程序：发现问题、分析问题、解决问题。 工业设计的基本要求：工业设计是一种创造性的行为；工业设计是将生产者与使用者双方 的需要具体化；工业设计是针对在批量生产的前提下对产品及系统加以分析；工业设计追 求的是公共审美意识；工业设计不同于单纯的工程技术设计 工业设计的原则：实用性原则、易用性原则、经济性原则、审美性原则、认知性 原则、社会性原则。 实用性原则：实用性是工业设计最重要、最基本的设计原则；实用性原则体现了 工业设计的本质与创造精神。 易用性原则的含义：有效性、