汽车内外饰塑料件产品结构设计准则

10/14产品构造设计准则--支柱Boss+M6A-i0Z“O“C:根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裂开。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淌更顺畅。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”Gussetplate的使用亦格外常见。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缺乏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，更有助胶料填充及削减因困气而消灭烧焦的状况。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淌特别适用。收缩痕的大小取决於胶料的收缩率、成型工序的叁数掌握、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削减；不幸地，支柱的强度及抵受外力的力量却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。因此，支柱的设计必要从这两方面取得平衡。1)支2)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外表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供给足够强度，但已改善了外表缩水。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%。假设柱位置接近边壁，则可用一条肋骨将边壁和柱相互连接来支持支柱。PBT支柱通常用於机构上装配，如收螺丝、紧压协作、导入装配等多数情形，支柱外径是内孔径的两倍就足够强壮。支柱设计有如肋骨设计的观念。太厚的切面会产生部件外缩水和内部真空。支柱的位置在边壁旁时可利用肋骨相连，则内孔径的尺寸可增至最大。PC支柱是大部份用来作装配产品用，有时用作支撑其它物件或隔开物体之用。甚至一些很细小的支柱最终会热溶後作内部零件固定用。一些放於边位的支柱是需耍一些肋骨作为相互依附，以增加支柱强度。PS支柱通常用於打入件，收螺丝，导向针，攻牙或作紧迫协作。可能情形之下避开独立一支支柱而无任何支撑。应加一些肋骨以加强其强度。假设支柱离边壁不远应以肋骨将柱和边相连在一起。PSU支柱是用作连接两件部件的。其外径应是内孔径的两倍，高度不应超过外径的两倍。!R0\1}*L*t;o)@产品构造设计准则--扣位SnapJoints根本设计手则扣位供给了一种不但便利快捷而且经济的产品装配方法，由于扣位的组合部份在生产成品的时候同时成型，装配时无须协作其他如螺丝、介子等紧锁配件，只要需组合的两边扣位相互协作扣上即可。扣位的设计虽可有多种几何外形，但其操作原理大致一样：当两件零件扣上时，其中一件零件的勾形伸出部份被相接零件的凸缘部份推开，直至凸缘部份完结为止；及後，藉着塑胶的弹性，勾形伸出部份即时复位，其後面的凹槽亦即时被相接零件的凸缘部份嵌入，此倒扣位置立时形成相互扣着的状态，请参考扣位的操作原理图。扣位的操作原理如以功能来区分，扣位的设计可分为成永久型和可拆卸型两种。永久型扣位的设计便利装上但不简洁拆下，可拆卸型扣位的设计则装上、拆下均格外便利。其原理是可拆卸型扣位的勾形伸出部份附有适当的导入角及导出角便利扣上及分别的动作，导入角及导出角的大小直接影响扣上及分别时所需的力度，永久型的扣位则只有导入角而没有导出角的设计，所以一经扣上，相接部份即形成自我锁上的状态，不简洁拆下。请叁考永久式及可拆卸式扣位的原理图。永久式及可拆卸式扣位的原理假设以扣位的外形来区分，则大致上可分为环型扣、单边扣、球形扣等等，其设计可参阅以下图。球型扣〔可拆卸式〕扣位的设计一般是离不开悬梁式的方法，悬梁式的延长就是环型扣或球型扣。所谓悬梁式，其实是利用塑胶本身的挠曲变形的特性，经过弹性回复返回原来的外形。扣位的设计是需要计算出来，如装配时之受力，和装配後应力集中的渐变行为，是要从塑料特性中考虑。常用的悬梁扣位是恒等切面的，假设要悬梁变形大些可承受渐变切面，单边厚度可渐减至原来的一半。其变形量可比恒等切面的多百分之六十以上。不同切面形式的悬梁扣位及其变形量之比较扣位装置的弱点是扣位的两个组合部份：勾形伸出部份及凸缘部份经屡次重覆使用後简洁产生变形，甚至消灭断裂的现象，断裂後的扣位很难修补，这状况较常消灭於脆性或掺入纤维的塑胶材料上。由于扣位与产品同时成型，所以扣位的损坏亦即产品的损坏。补救的方法是将扣位装置设计成多个扣位同时共用，使整体的装置不会由于个别扣位的损坏而不能运作，从而增加其使用寿命。扣位装置的另一弱点是扣位相关尺寸的公差要求格外严谨，倒扣位置过多简洁形成扣位损坏；相反，倒扣位置过少则装配位置难於掌握或组合部份消灭过松的现象。不同材料的设计要点PA免时，特别的造模零件是可以达致以上效果。另一种可得到倒扣效果的设计是考虑塑胶物料的特性。利用塑胶松软的变型，将倒扣的地方强顶出模具，但通常要留意不会把倒扣的地方括伤。以下是扣位的计算方式。尼龙的百份比在5%左右。脱模角大一点和倒扣的地方离底部高时是可有10%。PBT扣位有分内扣和外扣，外扣的可利用分模面做成，内扣的可用变形方式或对碰方式出模。内扣的可利用算式计算扣位百份率，一般在6%左右，玻璃充填的约在1%左右。PBT外扣位设计方式PBT用对碰方式的内扣方式 PBT内扣位设计的算法POM扣位必需为弧形或转角弧度要大，便利塑胶成品简洁滑过模具外表。并且削减脱落时应力集中的现象。内置扣位通常比外置扣位难脱模，因塑胶收缩时将模蕊抓紧，外置式的就刚好相反而易於脱模。较高的模具温度使成品较热，易於弯曲变形而易於顶出模具，POM5%。POMPS根本上扣位的设计是不鼓舞，但由於设计上的需要，则模具上使用凸轮、模蕊推出或其它装置以达成设计要求。塑料件构造设计1．胶厚〔胶位〕：塑胶产品的胶厚〔整体外壳〕0.80-3.00左右，太厚简洁缩水和产生汽泡，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，在不得已的状况下，局部地方可适当的厚一点或薄一点，但需渐变不行突变，要以不缩水和能走满胶为原则，0.30.2-0.3的胶厚时也能走满胶。2．xx〔骨位〕：塑胶产品大局部都有加强筋，因加强筋在不增加产品整体胶厚的状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0.5-0.70.7倍则简洁缩水。加0.5-1的斜度〔因其出模阻力大〕，高度较矮时可不做斜度。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〕和有特别要求的除外〔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，2度左右，具体要依据产品大小、高度、外形而定，以能顺当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〕0.1以上。圆角〔R角〕：塑胶产品除特别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、利于塑胶的流淌和简洁脱模。最小R0.3，因太小的R模具上很难做到。x:从利于模具加工方面的角度考虑，孔最好做成外形规章简洁的圆孔，尽可能不要做成简单的异型孔，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简洁断、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、可延长留〕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状况下也应尽量做成能用碰穿、插穿成型的孔。〔BOSS〕：凸台通常用于两个塑胶产品的轴－孔形式的协作，或自攻螺丝的装配。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，BOSSBOSS和柱子〔BOSS〕协作时，其协作0.05-0.10BOSS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0.1-0.2M3.0的自攻螺丝装配时，BOSS的内孔通常做Ф2.60-2.80。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需能完全、准确、牢靠的定位，还要考虑嵌件必需与成型局部连接结实，当包胶太薄时则不简洁结实。还要考虑不能漏胶。产品外表纹面：塑料产品的外表可以是光滑面〔模具外表省光〕、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。文字：塑料产品外表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简洁做到，凹字在模具上要做凸型心较困难。螺纹：塑胶件上的螺纹通常精度都不很高，还需做特地的脱螺纹机构，对于精度要求不高的可把其构造简化成可强行脱模的构造。支撑面：塑胶产品通常不用整个面做支撑面，而是单独做凸台、凸点、筋做支撑。因塑胶产品很难做到整个较大确实定平面，其简洁变形翘曲。塑胶产品的装配形式：超声线接合装配法，其特点是模具上简洁做到，但装配工序中需特地的超声机器，本钱增大，且不能拆卸。超声线的横截面通常做成0.300.3高的三5-10MM2MM；自攻螺丝装配法,其特点是模具上简洁做到，但增加装配工序，本钱增大，拆卸麻烦；卡钩－扣位装配法，其特点是模具加工较简单，但装配便利，且可反复拆卸，屡次使用。卡钩的形式有多种，要避开卡钩处局部胶位太厚，还要考虑卡钩处模具做模便利。卡钩要做到协作松紧适宜，装拆便利，其协作面为贴合，其他面适当留间隙。4.BOSS轴－孔形式的装配法，其特点是模具加工便利，装配简洁，拆卸便利，但其缺点是装配不是很结实。齿口：两个塑胶产品的协作接触面处通常做齿口，齿口的深度通常在0.8-2.5左右0.11-52度，深度浅时可不作斜度。齿口的上下协作面通常为贴合〔0间隙〕。美观线：两个塑胶产品的协作面处通常做美观线，美观线的宽度常取0.2-1.0，视产品的整体大小而定。塑胶产品的外表处理方法：常用的有喷油、丝印、烫金、印刷、电镀、雕刻、蚀纹、抛光、加颜色等。常用到的金属材料有：不锈钢、铜合金〔黄铜、青铜、磷铜、红铜〕、弹簧钢、弹簧、铝合金、锌合金。金属材料常用的防锈方法：电镀、涂防锈油、喷防锈漆。且将两个焊面注成磨砂外表，可增加摩擦和掌握熔化，改善整个焊接的质0.07mm-0.15mm。C：在焊接不易熔接的树脂或不规章外形时，为了获得密封效果，则有必要插1819所示为薄壁零件的焊接，比方热成形的硬纸板〔带塑料涂层〕，与一个塑料盖的焊接。焊接线的设计焊接线是超声波直接作用熔化的局部，其根本的两种设计方式：○1能量导向○2剪切设计能量导向能量导向是一种典型的在将被子焊接的一个面注塑出突超三角形柱，能量导向的根本功能是：集中能量，使其快速软化和熔化接触面。能量导向允许快速焊接，同时获得最大的力度，在这种导向中，其材料大局部流向接触面，能量导向是非晶态材料中最常用的方法。能量导向柱的大小和位置取决于如下几点：○1材料○2塑料件构造○3使用要求7所示为能量导向柱的典型尺寸，当使用较易焊接的材料，如聚苯乙烯0.25mm。当材料为半晶体材料或高温混合树脂时〔如聚乙碳〕，0.5mm，当用能量导始终焊接半晶体树脂时〔如乙缩荃、尼龙〕，最大的连接力主要从能量柱的底盘宽带度来获得。没有规章说明能量导向应做在塑料件哪一面，特别状况要通过试验来确定，当两个塑料件材质，强度不同时，能量导向一般设置在熔点高和强度低的一面。依据塑料件要求〔例如水密、气密性、强度等〕，能量导向设计可以组合、分段设计，例如：只是需要肯定的强度的状况下，分段能量导向常常承受〔例如手机电池等〕，8所示。能量导向设计中对位方式的设计上下塑料件在焊接过程中都要保证对位准确，限位高度一般不低于1mm，0.05mm，根本的能量导向可合并为连接设计，而不是简洁的对接，包括对位方式，承受能量导向的不同连接设计的例子包括以下几种：插销定位：9所示为根本的插销定位方式，插销定位中应保证插销件的强度，防此超声波震断。台阶定位：10所示为根本的台阶定位方式，如h大于焊线的高度，则会在塑料件外0.25mm左右，创出更吸引人的外观，而两个零件之间的差异就不易觉察。1112所示台阶定位，则可能产13所示台阶定位为双面定位，可防止内外溢料。○1企口定位：14所示，承受这种设计的好处是防止内外溢料，并供给校准，材料简洁有加强密封性的获得，但这种方法要求保证凸出零件的斜位缝隙，因此使零件更难能贵重于注塑，同时，减小于焊接面，强度不如直接完全对接。○2底模定痊：15所示，承受这种设计，塑料件的设计变得简洁，但对底模要求高，通常会引致塑料件的平行移位，同时底模固定太紧会影响生产效果。○3焊头加底模定位：16所示，承受这种设计一般用于特别状况，并不有用及常用。○4其它状况：A：17所示，为大型塑料件可用的一种方式，应留意的是下支撑模具必需支撑住凸缘，上塑料件凸缘必需接触焊头，上塑料件的上外表离凸缘不能太远，如必要状况下，可承受多焊头构造。B：如连接中承受能量导向，且将两个焊面注成磨砂外表，可增加摩擦和掌握0.07mm-0.15mm。C：在焊接不易熔接的树脂或不规章外形时，为了获得密封效果，则有必要插1819所示为薄壁零件的焊接，比方热成形的硬纸板〔带塑料涂层〕，与一个塑料盖的焊接。剪切式设计在半晶体塑料〔如尼龙、乙缩醛、聚丙烯、聚乙烯和热塑聚脂〕的熔接中，承受能量导向的连接设计或许达不到抱负的效果，这是由于半晶体的树脂会很快从固态转变成溶化状态，或者说从溶化状态转化为固态。而且是经过一个相对狭窄的温度范围，从能量导向柱流出的溶化物在还没与相接界面融合时，又将很快再固化。因此，在这种状况下，只要几何原理允许，我们推举使用剪切连接的构造。承受剪切连接的设计，首先是熔化小的和最初触的区域来完成焊接，然后当零件嵌入到下起时，连续沿着其垂直壁，用受控的接触面来溶化。如图20所示，这样可能性获得强劲构造或很好的密封效果，由于界面的熔化区域不会让四周的空气进来。由于此缘由，剪切连接尤其对半晶体树脂格外有用。剪切连接的熔接深度是可以调整的，深度不同所获得的强度不同，熔接深0.8-1.5mm，当塑件壁厚及较厚及强度要求高时，熔接深度建议为1.25X壁厚。21所示为几种根本的剪切式构造：剪切连接要求一个塑料壁面有足够强度能支持及防止焊接中的偏差，有需要时，底模的支撑高于焊接位，供给关心的支撑。下表所示为零件大小尺寸和接触面、零件误差的或许尺寸：90mm时，或零件有不规章的外形时，建议不承受剪切连接。这时由于注塑时很难掌握误差及变形使其保持全都。假设是上述状况，建议承受能量导向的形式。22所示为双面剪切式设计23所示为扣式焊线设计，用于高强度，但上下塑料件不接触的状况下，在特别状况下，可用于增加密封圈的状况。塑料件的设计代注塑方式能有效供给比较完善的焊接用塑胶件。光我们打算用超声波焊接技术完成熔合时，塑料件的构造设计必需首先考虑如下几点：焊缝的大小〔即要考虑所需强度〕是否需要水密、气密是否需要完善的外观避开塑料熔化或合成物的溢出是否适合焊头加工要求焊接质量可能通过下几点的掌握来获得：材质塑料件的构造焊接线的位置和设计焊接面的大小上下外表的位置和松紧度焊头与塑料件的妆触面顺畅的焊接路径底模的支持为了获得完善的、可重复的熔焊方式，必需遵循三个主要设计方向：最初接触的两个外表必需小，以便将所需能量集中，并尽量削减所需要的总能量〔即焊接时间〕来完成熔接。找到适合的固定和对齐的方法，如塑料件的接插孔、台阶或企口之类。围围着连接界面的焊接面必需是统一而且相联系互严密接触的。假设可能的话，接触面尽量在同一个平面上，这样可使能量转换时保持全都。下面就对塑料件设计中的要点进展分类举例说明：整体塑料件的构造塑料件的构造塑料件必需有肯定的刚性及足够的壁厚，太薄的壁厚有肯定的危急性，超2-6kgf/cm2。所以塑料件必需保证在加压状况下根本不变形。罐状或箱形塑料等，在其接触焊头的外表会引起共振而形成一些集中的能量聚拢点，从而产生烧伤、穿孔的状况〔1所示〕，在设计时可以罐状顶部做如下考虑○1xx塑料件○2xx○3焊头中间位置避空尖角假设一个注塑出来的零件消灭应力格外集中的状况，比方尖角位，在超声波的作用下会产生折裂、溶化。这种状况可考虑