汽车塑料产品结构设计的一般原则及精度

汽车塑料产品结

构设计的一般原则及精度理想的产品简洁化设计基本原则：（1）结构简单，形状对称，避免不规则的几何图形；（2）产品侧孔和侧壁内表面的凹凸形状成型困难，需要在产品成型后进行二次加工，设计时应避免。（3）尺寸设计要考虑成型的可能性，不同的成型工艺对制件的尺寸设计，包括尺寸大小，尺寸变化会有一定的限制。在确定壁厚尺寸时，壁厚均一是一个重要原则。该原则主要是从工艺角度以及由工艺导致的质量方面的问题而提出来的。均匀的壁厚可使制件在成型过程中，熔体流动性均衡，冷却均衡。壁薄部位在冷却收缩上的差异，会产生一定的收缩应力，内应力会导致制件在短期之内或经过一个较长时期之后发生翘曲变形。塑料件最通用料厚是2.5mm，大件适当增加，小件减小，强烈建议通过增加翻边及加强筋的方式而不是增加料厚来保证零件强度；PP塑料的壁厚范围是0.6—3.5mm。（1）厚厚薄交接接处的平平稳过渡渡，当制制件厚度度不可避避免需设设计成不不一致时时，在厚厚薄交接接处应逐逐渐过渡渡，避免免突变，，厚度比比例变化化在一合合适的范范围（一一般不超超过3：：1）。。壁厚过渡渡形式（2）将将尖角改改为圆角角处理，，两个壁壁厚相同同的壁面面成直角角的连接接，破坏坏了壁厚厚均一的的原则。。转角处的的最大厚厚度是壁壁厚的1.4倍，如果果将内角角处理成成圆角而而外角仍仍是直角角，则在在转角处处的最大大厚度（（W）可可增增加加到到壁壁厚厚的的1.6-1.7倍。。正正确确的的设设计计应应是是内内外外角角均均进进行行圆圆角角处处理理，，以以确确保保壁壁厚厚均均匀匀。。圆圆角角处处理理还还可可避避免免应应力力集集中中，，以以及及改改善善塑塑料料成成型型时时熔熔体体的的流流动动性性和和成成型型性性。。（3））厚厚壁壁部部位位减减薄薄，，使使厚厚壁壁趋趋于于一一致致，，壁壁厚厚差差异异大大的的制制件件可可通通过过增增设设工工艺艺孔孔、、开开槽槽或或设设置置加加强强筋筋的的方方式式，，使使厚厚壁壁部部位位减减薄薄，，厚厚薄薄趋趋于于一一致致。。厚壁壁减减薄薄开槽槽设置置加加强强筋筋对制制件件上上有有孔孔洞洞、、切切口口、、拐拐角角等等几几何何不不连连续续部部位位施施加加一一定定的的力力，，在在这这个个部部位位的的断断面面上上将将产产生生远远比比给给予予的的表表观观应应力力大大得得多多的的应应力力，，这这个个现现象象称称为为应应力力集集中中。。局局部部产产生生的的很很大大应应力力对对于于表表现现应应力力之之比比为为应应力力集集中中系系数数。。后果：塑料是是对缺口和尖尖角之类比较较敏感的材料料，在应力作作用下，这些些部位会逐渐渐产生微细裂裂纹，随后逐逐步扩展到大大的裂纹，而而裂纹的不断断延伸终将导导致制件的损损坏。避免应力集中中最直接最有有效的方法就就是在拐角、、棱边、凹槽槽灯等轮廓过过渡与厚薄交交接处采用圆圆弧过渡。图中曲线表明明，半径R与壁厚T之比，即R/T在0.6以后，曲线趋趋于平缓，由由此可知，内内圆角之半径径应至少为壁壁厚的一半，，最好为壁厚厚的0.6-0.75。根据不同的壁壁厚和圆角半半径对应的应应力集中系数数,得出应力集中中系数与半径R与壁厚T之比的关系（1）几何形形状的改变薄壳状的平板板制件，将其其表面设计成成波纹形、瓦瓦楞形、拱形形、球形、抛抛物面，其刚刚性比同样重重量的平板要要高得多（2）加强筋筋的设计和运运用通过加强筋提提高轴套扭转转刚性和弯曲曲刚性容器沿口部位位的设计起到到了边缘增强强的作用，实实质上这种突突变的边缘可可以看作是加加强筋的变异异。（3）嵌件的的加强作用在制件中设置置金属嵌件，，可以提高塑塑料制件局部部或整体的强强度。如汽车方向盘盘、活动手柄柄、塑料门窗窗框、带有金金属嵌件的塑塑料齿轮等。。（4）结构上上的设计，在在产品设计中中，有几种结结构具有比较较高的刚性/质量比。①蜂窝夹层层结构：刚性性的设计效果果好，缺点是是工艺上比较较复杂，成本本和价格较高高。③口字形结构构、T形结结构以及工字字梁结构，与与矩形截面的的实心结构比比较，这种结结构既能节省省材料，又不不降低刚性。。④圆锥体结构构，相对圆柱柱体结构，这这种结构能承承受很大的压压缩载荷，弯弯曲稳定性好好。②结构泡沫：具有致密表皮皮层和呈微孔孔结构的芯部部，这种结构构具有高的比比强度，可应应用在受力结结构中。⑤双壁结构，，有不少工艺艺可成型具有有双壁结构的的制件，这种种结构的制件件有较高的刚刚性、冲击韧韧性和抗弯能能力。（一）由内应应力引起的制制件变形这种变形由制制件内的内应应力所导致。。通常不均匀的的内应力分布布是翘曲变形形的主要原因因，而内应力力的不均匀分分布则可能是是加工条件（（如温度、压压力的不均匀匀分布，收缩缩率的各向异异性等）、材材料组成（结结晶型材料的的百年形倾向向较大）、模模具结构（特特别是浇口设设计）和制品品形状共同作作用的结果。。前述述的的避避免免应应力力集集中中以以及及刚刚性性设设计计的的一一些些措措施施，，也也都都有有助助于于防防止止或或者者降降低低制制件件的的变变形形。。此此外外，，设设计计时时考考虑虑防防止止产产品品变变形形，，在在形形状状上上进进行行规规避避。。（二二））抗抗热热变变形形设设计计温度度对对制制件件的的影影响响与与材材料料的的耐耐热热性性直直接接有有关关。。当材材料料确确定定之之后后，，在在产产品品设设计计时时，，应应采采取取各各种种有有效效措措施施，，来来减减少少和和避避免免温温度度对对制制品品使使用用性性能能的的影影响响，，延延长长产产品品的的使使用用寿寿命命。。1、、影影响响因因素素①材材料料注塑塑模模塑塑的的塑塑料料在在高高温温高高压压的的熔熔融融状状态态下下充充模模流流动动。。常常见见的的各各种种熔熔体体温温度度为为170-300℃℃。。然然后后被被冷冷却却固固化化，，通通常常脱脱模模温温度度在在20-100℃℃。。下表列列出了常常用的注注射塑料料的成型型收缩率率。用无机填填料填充充、用玻玻璃纤维维增强的的塑料有有较低的的成型收收缩率。。②模具对于小尺尺寸的塑塑料件，，模具的的制造误误差占塑塑料公差差的1/3。与模具上上运动的的零件有有关的塑塑件尺寸寸，其精精度较低低。模具上浇浇注系统统和冷却却系统设设计不当当，会使使成型塑塑件的收收缩不均均匀。脱模系统统的作用用力不当当，会使使被顶出出塑件变变形。③塑件结结构塑料件壁壁厚均匀匀一致，，形体又又对称，，可使塑塑件收缩缩均衡。。提高塑塑料件的的刚性，，如加强强筋的合合理设置置或采用用金属嵌嵌件，能能减小塑塑件翘曲曲变形，，都有利利于提高高塑件精精度。④工艺注射周期期各阶段段的温度度、压力力和时间间会影响响塑件的的收缩、、取向和和残余应应力，存存在对于于塑件精精度要求求的最佳佳工艺。。保证注注塑件精精度更重重要的是是工艺参参数的稳稳定性。。成型条条件波动动所造成成的误差差占塑件件公差的的1/3。⑤使用塑料材料对时时间、温度、、湿度和环境境条件的敏感感性，在注射射成型制品长长期使用后，，会有显现。。注塑件的尺尺寸和形位精精度的稳定性性差。2、模塑塑料料件尺寸公差差工程塑料模塑塑塑料件尺寸寸公差标准准GB/T14486-93，模塑塑尺寸公差代代号为MT。。公差等级分分为七级。该标准规定了了热固性和热热塑性工程塑塑料模塑塑料料件的尺寸公公差。它适用于注塑塑、压塑、传传递和浇铸成成型的工程塑塑料模塑的塑塑料件，不适适用于挤塑成成型、吹塑成成型、烧结和和泡沫制品。。此标准只规定定公差，基本本尺寸的上、、下偏差可根根据工程的实实际需要分配配。标准规定了模模塑收缩率VS,在常温温下模塑件与与所用模具相相应尺寸的差差，同模具相相应尺寸之比比，以百分数数表示。LF……模塑塑成型后标准准环境下放置置24h后后的塑料件尺尺寸，mm;LW……模模具的相应尺尺寸，mm;标准对成型模模塑尺寸分成成两类：①不受模具具活动部分影影响的尺寸a，如图所示示，它是指在在同一动模或或定模的零件件中成型的尺尺寸。②受模具活活动部分影响响的尺寸b，如图所示示，它是指可可活动的模具具零件共同作作用所构成的的尺寸。例如如壁厚和底厚厚尺寸；受动动模零件、定定模零件和滑滑块共同影响响的尺寸。塑料件的螺钉钉连接1：簧片螺母连接接，应用于板板类零件与塑塑料件之间的的连接；板类零件与塑塑料件之间大大量使用簧片片螺母连接塑料件的螺钉钉连接2：塑料螺母连接接；应用于板板类零件与钣钣金件之间的的连接。（钣钣金件方孔开开口7*7））板类零件与钣钣金件之间大大量使用塑料料螺母连接塑料件的螺钉钉连接3：自攻螺钉柱及及螺钉沉台的的连接；应用用于机壳类塑塑料件之间的的连接；机壳类塑料件件通过自攻螺螺钉柱及螺钉钉沉台连接塑料件的弹片片夹子连接：：应用于最后安安装的需要经经常拆装的面面板类塑料件件于主体间之之间的连接；；主体塑料件上上开装配方孔孔弹片夹子卡装装在面板类塑塑料件上塑料件的卡扣扣连接：卡扣