產(chǎn)品開發(fā)的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則：

 

a、結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理：裝配間隙合理，所有插入式的結(jié)構(gòu)均應(yīng)預(yù)留間隙；保證有足夠的強(qiáng)度和剛度(安規(guī)測試)，并適當(dāng)設(shè)計合理的安全系數(shù)。

 

b、塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)綜合考慮模具的可制造性，盡量簡化模具的制造。

 

c、塑件的結(jié)構(gòu)要考慮其可塑性，即零件注塑生產(chǎn)效率要高，盡量降低注塑的報廢率。

 

d、考慮便于裝配生產(chǎn)(尤其和裝配不能沖突)。

 

e、塑件的結(jié)構(gòu)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)、成熟的結(jié)構(gòu)，所謂模塊化設(shè)計。

 

f、能通用/公用的，盡量使用已有的零件，不新開模具。

 

g、兼顧成本

 

大略的匯總下結(jié)構(gòu)中常見的問題注意點，期拋磚引玉，共同提高。

 

1、關(guān)于塑料零件的脫模斜度：

 

一般來說，對模塑產(chǎn)品的任何一個側(cè)面，都需有一定量的脫模斜度，以便產(chǎn)品從模具中順利脫出。脫模斜度的大小一般以0.5度至1度間居多。具體選擇脫模斜度注意以下幾點：

 

a、塑件表面是光面的，尺寸精度要求高的，收縮率小的，應(yīng)選用較小的脫模斜度，如0.5°。

 

b、較高、較大的尺寸，根據(jù)實際計算取較小的脫模斜度，比如雙筒洗衣機(jī)大桶的筋板，計算后取0.15°~0.2°。

 

c、塑件的收縮率大的，應(yīng)選用較大的斜度值。

 

d、塑件壁厚較厚時，會使成型收縮增大，脫模斜度應(yīng)采用較大的數(shù)值。

 

e、透明件脫模斜度應(yīng)加大，以免引起劃傷。一般情況下，PS料脫模斜度應(yīng)不少于2.5°~3°，ABS及PC料脫模斜度應(yīng)不小于1.5°~2°。 

 

f、帶皮紋、噴砂等外觀處理的塑件側(cè)壁應(yīng)根據(jù)具體情況取2°~5°的脫模斜度，視具體的皮紋深度而定。皮紋深度越深，脫模斜度應(yīng)越大。

 

g、結(jié)構(gòu)設(shè)計成對插時，插穿面斜度一般為1°~3°（見后面的圖示意）。

 

2、關(guān)于塑件的壁厚確定以及壁厚處理：

 

合理的確定塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先決定于塑件的使用要求：包括零件的強(qiáng)度、質(zhì)量成本、電氣性能、尺寸穩(wěn)定性以及裝配等各項要求，一般壁厚都有經(jīng)驗值，參考類似即可確定  (如熨斗一般壁厚2mm，吸塵器大體為2.5mm)，其中注意點如下：

 

a、塑件壁厚應(yīng)盡量均勻，避免太薄、太厚及壁厚突變，若塑件要求必須有壁厚變化，應(yīng)采用漸變或圓弧過渡，否則會因引起收縮不均勻使塑件變形、影響塑件強(qiáng)度、影響注塑時流動性等成型工藝問題。

 

b、塑件壁厚一般在1—5mm范圍內(nèi)。而最常用的數(shù)值為2—3mm。

 

c、常用塑料塑件的最小壁厚及常用壁厚推薦值：(mm)

 

d、盡量不要將加強(qiáng)筋和螺釘柱設(shè)計的太厚，一般建議取本體壁厚的一半較保險，否則容易引起縮影等外觀問題

 

e、盡量不要將零件設(shè)計成單獨(dú)的平板，尺寸很小另論，否則變形導(dǎo)致零件不平整

 

 

 

3、關(guān)于塑件的加強(qiáng)：

 

為了確保塑件的強(qiáng)度和剛性，而又不致使塑件的壁厚過厚，可以在塑件的適當(dāng)部位設(shè)置加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋還可以避免塑件的變形，在某些情況下，加強(qiáng)筋還可以改善塑件成型過程中塑料流動的情況。

 

a、加強(qiáng)筋的厚度不應(yīng)大于壁厚的1/2，以免引起塑件表面縮影；同時從成型流動性考慮，最小不宜低于0.8mm。

 

b、在必須采用較大的加強(qiáng)筋時，在容易形成縮痕的部位可以設(shè)計成紋理，來遮蓋縮痕。

 

c、加強(qiáng)筋應(yīng)加脫模斜度，筋應(yīng)標(biāo)注大端尺寸（但是考慮加工工藝，3D圖上可以不做出，模具加工時EDM加工會自然產(chǎn)生斜度，高精度零件另論）

 

d、除特殊要求外，加強(qiáng)筋應(yīng)盡可能矮，加強(qiáng)筋的高不要超過（3~4）*T（T為零件厚度）

 

小技巧：把表面制成拱形和波形也是增加強(qiáng)度和剛性的方法之一。

 

下圖示意筋的設(shè)計要點：

 

 

 

 

4、關(guān)于塑件的圓角設(shè)計：

 

在塑件設(shè)計過程中，為了避免應(yīng)力集中，提高塑件強(qiáng)度，改善塑件的流動情況及便于脫模，在塑件的各面或內(nèi)部連接處，應(yīng)采用圓弧過度。另外，塑件上的圓角對于模具制造和機(jī)械加工及提高模具強(qiáng)度，也是不可少的。在塑件結(jié)構(gòu)上無特殊要求時，塑件的各轉(zhuǎn)角處均應(yīng)有半徑不小于0.5~1mm的圓角。允許的情況下，圓角應(yīng)盡量大。

 

對于內(nèi)外表面的拐角處，外圓角應(yīng)為內(nèi)圓角加壁厚，可減少內(nèi)應(yīng)力，并能保證壁厚均勻一致。

 

 

 

5、關(guān)于塑件的合頁式結(jié)構(gòu)設(shè)計：

 

 

6、關(guān)于塑件的螺釘柱設(shè)計：

 

塑件之間的連接常采用自攻螺釘?shù)倪B接方式，在螺釘柱的設(shè)計過程中應(yīng)注意以下幾點：

 

a、在允許的情況下，螺釘柱應(yīng)盡量低一點

b、應(yīng)加一字形或十字形斜筋保證螺釘柱的強(qiáng)度，并考慮防止縮影

c、外觀要求嚴(yán)格的表面螺釘柱應(yīng)做斜頂式的結(jié)構(gòu)以防止縮影，見下圖示意：

d、螺釘柱內(nèi)側(cè)應(yīng)加倒角，利于螺釘?shù)陌惭b，倒角大小一般為（1~1.5）X45°，個人建議使用下圖第二個方案：

 

 

螺釘柱的內(nèi)外直徑應(yīng)符合加工工藝性，優(yōu)先選用值：

 

 

7、關(guān)于嵌件設(shè)計：

 

在嵌件的設(shè)計過程中應(yīng)注意以下幾點：

a、嵌件周圍塑料層厚度不宜太薄，否則會因收縮而破裂。

b、嵌件各尖角部位應(yīng)倒圓角，這樣可減少內(nèi)應(yīng)力。

c、嵌件在塑件中應(yīng)固定牢固，可采用開槽、加凸臺，或滾花結(jié)構(gòu)。

d、在設(shè)計中應(yīng)考慮嵌件在模具中便于安裝，正確和牢固定位，成型時有利于塑料流動，模具制造方便。注塑成型時，塑件會收縮，金屬件不會收縮，所以嵌件周圍會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，過大則塑件開裂，解決辦法，其一是塑件包圍嵌件的尺寸不要太薄，其次，選擇彈性較好，收縮率較小的塑膠材料，比如ABS，PC等，而脆性材料則不適合嵌件，比如PS。

 

8、外觀要求及材料、收縮率、分型面：

 

在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計，作為開發(fā)工程師應(yīng)該了解：

 

a、產(chǎn)品使用的材料

b、外觀光潔度要求，如鏡面、皮紋、噴砂、亞光、噴漆等，以及需處理的范圍。

還需與客戶以及模具廠溝通確定以下：

a、分型面的位置、滑塊抽芯允許的分型線位置，允許設(shè)澆口的位置、哪些地方不允許有頂出痕跡…

b、若塑件上需塑出文字、符號等標(biāo)識，應(yīng)落實文字、符號的大小、深度、位置等。

 

c、對塑件成型后難以避免的缺陷如：融接痕、微量收縮等應(yīng)向客戶提出，征得客戶的認(rèn)可。并盡量采取措施減輕缺陷。

d、修飾特征如logo，塑件上刻字等,宜設(shè)計先沉下然后凸起，模具加工時為下凹，加工容易實現(xiàn)。

常用塑料及收縮率如下表：（含添加劑及其他特殊要求的材料視具體牌號及客戶要求定）

 

 

其他見下圖：

1、分型面盡量不要有臺階，可以改為斜面，便于修邊以及模具加工，也便于精度實現(xiàn)；分型面能平面不要斜面，能斜面不要曲面等等。

 

 

2、螺釘柱防止縮影可以加火山口，如下示意：

 

 

9、關(guān)于強(qiáng)制脫模的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點：

 

尺寸允許如下，且強(qiáng)脫的地方全部做成斜面和R角過渡，不能尖角。

 

 

10、一些結(jié)構(gòu)優(yōu)化舉例：

 

關(guān)于產(chǎn)品一些圓角處理的地方。

下圖是一個產(chǎn)品扣線卡槽，以前的產(chǎn)品在設(shè)計時是沒有加小圓角的，后來再才發(fā)現(xiàn)一個松下的產(chǎn)品上不是這樣做的，他們是在轉(zhuǎn)角的地方加了一個小圓角，防止線材破皮，這樣小小的人性化設(shè)計。

 

 

上圖：需要加圓角的地方，如果直接加上圓角的話會有倒扣出不了模，所以結(jié)構(gòu)上要改進(jìn)一下，如下圖所示：

 

 

如何改進(jìn)呢？我們可以在圓角處再起一級：

 

 

脫模檢測分析，模具問題解決。

 

再看另外一個常見的例子。

如圖所示：對于這樣的矩形通孔，往往會忘記做一些圓角處理，如果要在四個拐角處加上小圓角，出來的效果也許就不一樣，避免一些不必要的小缺陷。這樣做的目的很簡單，防止在出模時由于應(yīng)力集中，會有拉白拉裂等現(xiàn)象，一般留個0.5mm左右的小圓角就行了，也不影響外觀和功能。

 

 

關(guān)于產(chǎn)品保修貼，規(guī)格貼的一些問題。

象這些諸如標(biāo)貼凹槽，還有一些孔位，我們都要說明清楚是要留出來，還是需要鑲出來，不同做法出來的效果也是不同的，如下圖：

這個地方前模上需要留出，所以會有相應(yīng)的小圓角，如果需要利角的話就需要鑲出來。在圖紙上盡量表達(dá)出來，這些小的細(xì)節(jié)，工程師不去提出來，往往模廠會遺漏掉。

 

 

關(guān)于合殼螺釘柱的一些細(xì)節(jié)。緊固的螺釘柱要注意其強(qiáng)度問題，根據(jù)產(chǎn)品的要求，要經(jīng)得起跌落實驗這一關(guān)，另外也常遇到跌落時，連根撥起的現(xiàn)象和打螺釘爆裂的情況。因此在設(shè)計過程中要考慮到這些問題，留有一定的余量。

對于螺孔的內(nèi)外徑要給出合適的尺寸，外徑不宜過大，大了有可能縮水，內(nèi)徑偏小容易爆裂，過大了要容易滑牙，根據(jù)對產(chǎn)品特性的了解給出恰當(dāng)?shù)慕?jīng)驗值。

舉個簡單的小例子：

如下圖：鎖殼螺絲柱的配合端面，更改之前第一個圖，更改后見第二個圖。

 

 

模具對插結(jié)構(gòu)。

 

 

結(jié)構(gòu)中常見散熱孔，不建議直接切槽散熱，這樣透光可以看見內(nèi)配線，給人產(chǎn)品低檔的感覺，可以改為側(cè)面散熱，即做成百葉窗式的結(jié)構(gòu)：

 

 

其他細(xì)節(jié)：手穿過的尺寸不少于30*90,若出口到歐美，建議30*100以上，手持式的，手握的尺寸，如手柄，(25~30)*(30~35)，手提的面積尺寸不少于15mm，指甲摳起的尺寸不少于4~5mm。

 

11、塑件自攻螺釘規(guī)格尺寸表：

 

 

 

 

 

12、3D結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，工程師自檢以及開模前與模具廠需要檢討的：

 

a、自檢：零件有沒有未完全約束的情況；零件是否有干涉(結(jié)構(gòu)設(shè)計時經(jīng)常干涉分析)，配合的間隙是否合理；所有的設(shè)計數(shù)據(jù)是否可以在裝配模式下再生成功(結(jié)構(gòu)設(shè)計時經(jīng)常再生分析)……

b、自檢：產(chǎn)品厚度是否分布均勻（多做剖視圖檢查）

c、自檢：產(chǎn)品是否有拔模，或存在倒勾（拔模檢測，做剖視圖檢查）

d、模具廠討論：產(chǎn)品分模線的具體位置，是否可以接受，對外觀的影響程度

e、模具廠討論：模具的進(jìn)料方式，進(jìn)料點以及所產(chǎn)生的結(jié)合線是否接受

f、模具廠討論：斜頂、滑塊的位置是否足夠，產(chǎn)生的分型線是否被接受

g、模具廠討論：其它特殊要求，比如模具的材質(zhì)和壽命，產(chǎn)品表面的要求，咬花面的規(guī)格等等……