塑料件结构设计要点概述

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（尼龙龙，PA）用途：：齿轮轮、滑滑轮、、纺织织品特性：：坚韧韧、吸吸水、、耐磨磨、吸吸震、、耐热热，但但当水水份完完全挥挥发后后会变变得脆脆弱。。应用：：因为为精准准度比比较难难控制制，所所以大大多用用于一一些模模数较较大的的齿轮轮Kraton（热塑性性丁苯苯橡胶胶）-用途：：摩打打垫，，手工工具把把手-特性：：柔软，，有弹弹性，，韧度度高，，延伸伸性强强。-设计上上的应应用：：多数数作为为摩打打垫，，吸收收摩打打震动动，减减低噪噪音。。壁厚2一般不不宜小小于0.6~0.9mm，常选取取2~4mm。ABS：一般最最先选选择的的材料料，壁壁厚通通常为为1,1.2,1.5,2,2.5,3mm，视乎乎产品品的大大小和和功能能而定定。PP：因为比比较软软，而而且基基于缩缩水的的问题题，所所以不不能太太厚，，一般般为1,1.2,1.5mm。薄壁壁件壁壁厚0.6mm。PVC：因为为多用用由于于外形形，多多是实实心，，所以以限制制不大大。PS：1.5~5.0mm。PC：1.0~4.0mm。POM：一般为为1,1.2,1.5,2,2.5,3mm视乎产产品大大小而而定。。基本设设计原原则一般塑塑料件件的厚厚度为为2～3mm，如我我们油油烟机机大面面板壁壁厚就就是2～3mm，热塑塑性塑塑料最最大设设计壁壁厚为为4mm。壁厚的的大小小取决决于：：a产品需需要承承受的的外力力；b是否作作为其其他零零件的的支撑撑；c承接柱柱位的的数量量；d加强筯筯的多多少；；e选用的的塑料料材料料。产品过过厚从从经济济角度度来看看，不不但增增加物物料成成本，，延长长生产产周期期冷却却时间间，增增加生生产成成本。。从产产品设设计角角度来来看，，增加加导致致产生生空穴穴气孔孔的可可能性性，大大大削削弱产产品的的刚性性及强强度，，增加加产品品的缩缩痕。。壁厚2平面原原则最理想想的壁厚分布无无疑是是切面面在任任何一一个地地方都都是均一的厚度度，但但为满满足功功能上上的需需求以以致壁壁厚有有所改改变总总是无无可避避免的的。壁壁厚的的地方方比旁旁边壁壁薄的的地方方冷却却得比比较慢慢，并并且在在相接接的地地方表表面在在浇口口凝固固后出出现收缩痕痕。更甚甚者导导致产产生收缩印印、热内内应力力、挠挠曲部部份歪曲、颜色不不同或或不同同透明明度。若壁壁厚的的地方方渐变变成壁壁薄的的是无无可避避免的的话，，应尽尽量设设计成成塑料料由壁壁厚的的地方方流向向壁薄薄的地地方，，不同同平面面过度要要渐次次的改变变，并并且在在不小小于壁壁厚3:1的比例例下。。下图图可供供参考考。平面原原则转角准准则壁厚均均一的要诀诀在转转角的的地方方也同同样需需要，，以免免冷却却时间间不一一致。。冷却却时间间长的的地方方就会会有收收缩现现象，，因而而发生生部件件变形和和挠曲曲。此外外，尖尖锐的的圆角角位通通常会会导致致部件件有缺缺陷及及应力集集中，尖角角的位位置也也常在在电镀过程后后引起起不希希望的的物料聚聚积。集中中应力力的地地方会会在受受负载载或撞撞击的的时候候破裂。较大大的圆圆角提提供了了这种种缺点点的解解决方方法，，不但但减低低应力力集中中的因因素，，且令令流动动的塑塑料流流得更更畅顺顺和成成品脱脱模时时更容容易。。圆弧弧位和和壁厚厚是有有一定定的比例。一般般介乎乎0.2至0.6之间，，理想想数值值是在在0.5左右。。下图图可供供参考考之用用。转角准准则壁厚设设计脱模斜斜度3基本设设计原原则塑料产产品在在设计计上通通常会会为了了能够够轻易的使产产品由由模具具脱离出来而而需要要在边边缘的的内侧侧和外外侧各各设有有一个个倾斜斜的出出模角角。否否则如如果产产品垂垂直外外壁并并且与与开模模方向向相同同的话话，模模具在在塑料料成型型后需需要很大的的开模模力才能打打开，，而且且，在在模具具开启启后，，产品品脱离离模具具的过过程也也相信信十分分困难难。另另外如如果强强行脱脱模的的话，，会在在产品品上留下顶顶拔痕痕。如果果该产产品在在设计计的过过程中中已预预留出出模角角及所所有接接触产产品的的模具具零件件在加加工过过程当当中经经过高高度抛抛光的的话，，脱模模就变变成轻轻而易易举的的事情情。因注塑塑件冷冷却收收缩后后多附附在凸凸模上上，为为了使使产品品壁厚厚平均均及防防止产产品在在开模模后附附在较较热的的凹模模上，，出模角角对应应于凹凹模及及凸模模是应应该相相等的的。不过过，在在特殊殊情况况下若若然要要求产产品于于开模模后附附在凹凹模的的话，，可将将相接接凹模模部份份的出出模角角尽量量减少少，或或刻意意在凹凹模加加上适适量的的倒扣扣位。。出模角角的大大少是是没有有一定定的准准则，，多数数是依依照产产品的的深度度来决决定。。一般的的出模模角为为0.5°-1.0°°。在深入入或附附有织织纹的的产品品上，，出模模角的的要求求是视视乎织织纹的的深度度而相相应增增加，，一般般为2°-3°°。一般的的晒纹纹版上上已清清楚例例出可可供作作参考考之用用的要要求出出模角角。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，，应该该渐次地将高高度减低，直至至完结结，从从而减减少出出现困困气、、填充充不满满及烧烧焦痕痕等问问题，，这些些问题题经常常发生生在排排气不不足或或封闭闭的位位置上上。加强筋筋的缩缩水情情况1、为防防止缩缩水缺缺陷及及保证证加强强筋强强度，，加强强筋的的宽度度一般般取壁厚的的1/2～2/3；2、加强强筋应应加脱脱模斜斜度，，在允允许的的情况况下，，斜度越越大越越好；3、为保保证塑塑件基基本平平整，，加强强筋的的端面面不应应与塑塑件的的支撑撑面相相平，，应低于支支撑面面至少少0.5mm。支柱/螺丝柱柱4支柱/螺丝柱柱4支柱高高度一一般不不要超超过支支柱直直径的的两倍倍半。。支柱远远离外外壁的的基本本设计计支柱靠近近外壁的的基本设设计ScrewÆØdØDØ2.0mmØ1.7mmØ4.3~4.4mmØ2.3mmØ1.9mmØ4.7~4.8mmØ2.6mmØ2.3mmØ5.0mmØ3.0mmØ2.6mmØ5.5mmØ3.5mmØ3.0mmØ6.0mm支柱的出出模角一一般会以以支柱顶部的平平面为中中性面，而且角角度一般般为0.5ºº~1.0º。如支柱柱的高度度超过15.0mm的时候，，为加强强支柱的的强度，，可在支支柱连上上些加强强筋，作作结构加加强之用用。支柱套跟据一般般的安全全规格标标准，螺丝头必须收藏于不能触触摸的位位置，所所以高度度必须有有2.5mm或以上。。由于加加上支柱柱套后会会有锐边边，所以以在每一一个支柱柱套上壳壳收螺丝丝的地方方，必须须加上R1.0或以上的的圆角。3M螺丝止口5止口5真止口用途:生产装配配时作较较对之用用，而且且可作涂涂胶水之之用。假止口用途:在外形上上可作遮遮丑