塑料件结构设计及材料选取2

第四讲塑料件结构设计塑料件结构设计要点0材料壁厚脱模斜度加强筋支柱/螺丝柱止口卡扣其他塑料件结构设计要点0材料1ABS（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-30℃～140℃。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、软板、硬板、电线、玩具特性:柔软、坚韧而有弹性，工作温度-25℃～75℃；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、抗冲击、耐磨、耐腐蚀、抑制细菌、阻燃，耐高温和耐低温（-60~120℃）；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、纺织织品特性：坚韧、、吸水、耐磨磨、吸震、耐耐热，但当水水份完全挥发发后会变得脆脆弱。应用：因为精精准度比较难难控制，所以以大多用于一一些模数较大大的齿轮Kraton（热塑性丁苯橡橡胶）-用途：摩打垫垫，手工具把把手-特性：柔软，有弹性性，韧度高，，延伸性强。。-设计上的应用用：多数作为为摩打垫，吸吸收摩打震动动，减低噪音音。壁厚2一般不宜小于于0.6~0.9mm，常选取2~4mm。ABS：一般最先选择择的材料，壁壁厚通常为1,1.2,1.5,2,2.5,3mm，视乎产品的的大小和功能能而定。PP：因为比较软，，而且基于缩缩水的问题，，所以不能太太厚，一般为为1,1.2,1.5mm。薄壁件壁厚厚0.6mm。PVC：因为多用由由于外形，多多是实心，所所以限制不大大。PS：1.5~5.0mm。PC：1.0~4.0mm。POM：一般为1,1.2,1.5,2,2.5,3mm视乎产品大小小而定。基本设计原则则一般塑料件的的厚度为2～3mm，如我们油烟烟机大面板壁壁厚就是2～3mm，热塑性塑料料最大设计壁壁厚为4mm。壁厚的大小取取决于：a产品需要承受受的外力；b是否作为其他他零件的支撑撑；c承接柱位的数数量；d加强筯的多少少；e选用的塑料材材料。产品过厚从经经济角度来看看，不但增加加物料成本，，延长生产周周期冷却时间间，增加生产产成本。从产产品设计角度度来看，增加加导致产生空空穴气孔的可可能性，大大大削弱产品的的刚性及强度度，增加产品品的缩痕。壁厚2平面原则最理想的壁厚分布无疑是切切面在任何一一个地方都是是均一的厚度，但为为满足功能上上的需求以致致壁厚有所改改变总是无可可避免的。壁壁厚的地方比比旁边壁薄的的地方冷却得得比较慢，并并且在相接的的地方表面在在浇口凝固后后出现收缩痕。更甚者导致致产生收缩印、热内应力、、挠曲部份歪曲、颜色不同或不不同透明度。若壁厚的地地方渐变成壁壁薄的是无可可避免的话，，应尽量设计计成塑料由壁壁厚的地方流流向壁薄的地地方，不同平平面过度要渐次的改变，并且且在不小于壁壁厚3:1的比例下。下下图可供参考考。平面原则转角准则壁厚均一的要诀在转角角的地方也同同样需要，以以免冷却时间间不一致。冷冷却时间长的的地方就会有有收缩现象，，因而发生部部件变形和挠曲。此外，尖锐锐的圆角位通通常会导致部部件有缺陷及及应力集中，尖角的位置置也常在电镀过程后引起不不希望的物料聚积。集中应力的的地方会在受受负载或撞击击的时候破裂。较大的圆角角提供了这种种缺点的解决决方法，不但但减低应力集集中的因素，，且令流动的的塑料流得更更畅顺和成品品脱模时更容容易。圆弧位位和壁厚是有有一定的比例。一般介乎0.2至0.6之间，理想数数值是在0.5左右。下图可可供参考之用用。转角准则壁厚设计脱模斜度3基本设计原则则塑料产品在设设计上通常会会为了能够轻易的使产品由模模具脱离出来而需要在在边缘的内侧侧和外侧各设设有一个倾斜斜的出模角。。否则如果产产品垂直外壁壁并且与开模模方向相同的的话，模具在在塑料成型后后需要很大的开模力力才能打开，而而且，在模具具开启后，产产品脱离模具具的过程也相相信十分困难难。另外如果果强行脱模的的话，会在产产品上留下顶拔痕。如果该产品品在设计的过过程中已预留留出模角及所所有接触产品品的模具零件件在加工过程程当中经过高高度抛光的话话，脱模就变变成轻而易举举的事情。因注塑件冷却却收缩后多附附在凸模上，，为了使产品品壁厚平均及及防止产品在在开模后附在在较热的凹模模上，出模角对应于于凹模及凸模模是应该相等等的。不过，在特特殊情况下若若然要求产品品于开模后附附在凹模的话话，可将相接接凹模部份的的出模角尽量量减少，或刻刻意在凹模加加上适量的倒倒扣位。出模角的大少少是没有一定定的准则，多多数是依照产产品的深度来来决定。一般的出模角角为0.5°-1.0°。在深入或附有有织纹的产品品上，出模角角的要求是视视乎织纹的深深度而相应增增加，一般为为2°-3°。一般的晒纹版版上已清楚例例出可供作参参考之用的要要求出模角。。加强筋筋4加强筋筋在塑塑料部部件上上是不不可或或缺的的功能能部份份，它它能增加产品的的刚性和和强度度而无需需大幅幅增加加产品品切面面面积积。加加强筋筋最有有效的的形状状如”工”字铁般般，对对一些些经常常受到到压力力、扭扭力、、弯曲曲的塑塑料产产品尤尤其适适用，，但如如”工”字铁般般形状状有倒倒扣，，难于于脱模模，一般设设计成成『⊥』』字形。此外外，加加强筋筋更可可充当当内部部流道道，有有助模模腔充充填，，对帮帮助塑塑料流流入部部件的的支节节部份份很大大的作作用。。加强筯筯的布布置加强筋筋一般般被放放在塑塑料产产品的的非接触触面，其伸伸展方方向应应跟随随产品品最大大应力力和最最大偏偏移量量的方方向，，选择择加强强筋的的位置置也受受制于于一些些生产产上的的考虑虑，如如塑料流流动方方向、收缩缩方向向及脱脱模方方向等等。加强筯筯的形形状加强筋筋的长长度可可与产产品的的长度度一致致，两两端相相接产产品的的外壁壁，或或只占占据产产品部部份的的长度度，用用以局局部增增加产产品某某部份份的刚刚性。。要是是加强强筋没没有接接上产产品外外壁的的话，，末端端部份份也不不应突突然终终止，，应该该渐次次地将将高高度度减低低，直直至至完完结结，，从从而而减减少少出出现现困困气气、、填填充充不不满满及及烧烧焦焦痕痕等等问问题题，，这这些些问问题题经经常常发发生生在在排排气气不不足足或或封封闭闭的的位位置置上上。。加强强筋筋的的缩缩水水情情况况1、为为防防止止缩缩水水缺缺陷陷及及保保证证加加强强筋筋强强度度，，加加强强筋筋的的宽宽度度一一般般取取壁厚厚的的1/2～2/3；2、加加强强筋筋应应加加脱脱模模斜斜度度，，在在允允许许的的情情况况下下，，斜度度越越大大越越好好；3、为为保保证证塑塑件件基基本本平平整整，，加加强强筋筋的的端端面面不不应应与与塑塑件件的的支支撑撑面面相相平平，，应应低于于支支撑撑面面至至少少0.5mm。支柱柱/螺丝丝柱柱4支柱柱/螺丝丝柱柱4支柱柱高高度度一一般般不不要要超超过过支支柱柱直直径径的的两两倍倍半半。。支柱柱远远离离外外壁壁的的基基本本设设计计支柱柱靠靠近近外外壁壁的的基基本本设设计计ScrewÆØdØDØ2.0mmØ1.7mmØ4.3~4.4mmØ2.3mmØ1.9mmØ4.7~4.8mmØ2.6mmØ2.3mmØ5.0mmØ3.0mmØ2.6mmØ5.5mmØ3.5mmØ3.0mmØ6.0mm支柱柱的的出出模模角角一一般般会会以以支支柱柱顶部部的的平平面面为为中中性性面面，而而且且角角度度一一般般为为0.5ºº~1.0ºº。如如支支柱柱的的高高度度超超过过15.0mm的时时候候，，为为加加强强支支柱柱的的强强度度，，可可在在支支柱柱连连上上些些加加强强筋筋，，作作结结构构加加强强之之用用。。支柱柱套套跟据据一一般般的的安安全全规规格格标标准准，，螺丝丝头头必须须收藏藏于不不能能触触摸摸的的位位置置，，所所以以高高度度必必须须有有2.5mm或以以上上。。由由于于加加上上支支柱柱套套后后会会有有锐锐边边，，所所以以在在每每一一个个支支柱柱套套上上壳壳收收螺螺丝丝的的地地方方，，必必须须加加上上R1.0或以以上上的的圆角角。3M螺丝丝止口口5止口口5真止止口口用途途:生产产装装配配时时作作较较对对之之用用，，而而且且可可作作涂涂胶胶水水之之用用。。假止止口口用途途:在外外形形上上可可作作遮遮丑丑之之用用。。半假假止止口口如平平均均料料厚厚有有2.0mm或以以上上时时，，因因为为凹凹槽槽太太深深的的关关系系，，所所以以需需要要在在止止口口的的位位置置加加多多一一层层料料，，保保持持成成品品外外形形的的美美观观。。双止止口口用途途:多用用于于一一些些需需要要有有防防水水功功能能的的成成品品上上。。而而且且，，会会以以超超音音波波焊焊接接法法作作装装配配，，加加强强较较对对效效用用。设计计实实作作案例例01设计计总总结结1、选选材材；；2、外外形形设设计计：：采用用复复制制几几何