80%設(shè)計師都不了解的注塑件的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計
來源:一加一學院
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作者:pmo714
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發(fā)布時間: 2019-04-19
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關(guān)于工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計但凡從業(yè)者手上資料都不在少數(shù)，只是設(shè)計者是否使其發(fā)揮了真正作用，在合適的情景中合理的利用規(guī)范與結(jié)合經(jīng)驗做正確的設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計師必不可少的一環(huán)，下面的內(nèi)容即來自于規(guī)范與經(jīng)驗的整理僅供學習之用。
關(guān)于工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計但凡從業(yè)者手上資料都不在少數(shù)，只是設(shè)計者是否使其發(fā)揮了真正作用，在合適的情景中合理的利用規(guī)范與結(jié)合經(jīng)驗做正確的設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計師必不可少的一環(huán)，下面的內(nèi)容即來自于規(guī)范與經(jīng)驗的整理僅供學習之用。
*材料的選取
ABS：
高流動性，便宜，適用于對強度要求不太高的部件（不直接受沖擊，不承受可靠性測試中結(jié)構(gòu)耐久性的部件），還有就是普遍用在電鍍的部件上（如按鈕、電鍍裝飾件等）。目前常用奇美PA-757、PA-777D等。
PC：
高強度，價格貴，流動性不好。適用于對強度要求較高的外殼、按鍵、鏡片等。PC的透光率在88%以上，鏡片韌性好，耐沖擊。但其表面硬度低，注塑完后表面硬度一般為4B左右，經(jīng)過硬化處理后，硬度也僅為HB左右。鏡片在使用過程中易被劃傷。常用材料代號如：帝人L1250Y、拜耳PC2405、GE的141R。
PC+ABS：
汲取了PC和ABS各自的優(yōu)點，流動性好，強度不錯，價格適中。適用于作高剛性、高沖擊韌性的制件，如框架、殼體等。常用材料代號：拜爾T85、T65。
PMMA：
有極好的透光性，在光的加速老化240小時后仍可透過92%的太陽光，室外十年仍有89%，紫外線達78.5% 。機械強度較高，表面硬度未經(jīng)過硬化也可以達到H以上，通過表面硬化處理后可達到3H以上。有一定的耐寒性、耐腐蝕，絕緣性能良好，尺寸穩(wěn)定，易于成型，質(zhì)較脆，常用于有一定強度要求的透明結(jié)構(gòu)件，如鏡片、遙控窗、導光件等。常用材料代號如：三菱VH001。
*壁厚基本設(shè)計守則
①一般的熱塑性塑料壁厚設(shè)計應(yīng)以4mm為限 ；
②從經(jīng)濟角度來看，過厚的產(chǎn)品不但增加物料成本，延長生產(chǎn)周期（注塑時間、冷卻時間），增加生產(chǎn)成本。
③壁厚要求均勻
④若厚膠與薄膠相接無可避免的話，應(yīng)盡量設(shè)計成漸變的方式。下圖可供參考
汽車內(nèi)飾件為例
①門護板取2.5～3mm
②立柱取2.2～2.8mm
③儀表臺本體取2.8～3.5mm
④后備門取2.2～2.8mm
⑤頂棚取4～5mm⑥植絨地毯取2～4mm
⑦側(cè)后圍下護板取2～3mm
⑧保險杠取3～4.5mm
⑨雜物箱取2.5～3mm
*出模角基本設(shè)計守則
①取斜度的方向
②一般內(nèi)孔以小端為準，符合圖樣，斜度由擴大方向取得；外形以大端為準，符合圖樣，斜度由縮小方向取得。如下圖（左）。
設(shè)計時考慮的分模面往兩側(cè)拔模實體變小原則：如上圖（右）
脫模角的大小
脫模斜度的大小可在0.2°至數(shù)度間變化，視外觀或裝配條件而定，一般以0.5°至1°間比較理想。具體選擇脫模斜度時應(yīng)注意以下幾點:
①凡塑件精度要求高的，應(yīng)選用較小的脫模斜度。
②凡較高的尺寸，應(yīng)選用較小的脫模斜度。
③透明件脫模斜度應(yīng)加大0.5~1°，以免引起劃傷。
④帶革紋、噴砂等外觀處理的塑件側(cè)壁應(yīng)加2°~3°的脫模斜度，視具體的咬花深度而定，一般的曬紋版上已清楚例出可供作參考之用的要求出模角。咬花深度越深，脫模斜度應(yīng)越大.推薦值為1°+H/0.0254°(H為咬花深度）.
⑤插穿面和枕位面斜度一般為1°~3°
*枕位、插穿、碰穿的區(qū)別
枕位一般指分型面高低變化的一個特征。類似于一個枕頭。
插穿指一個孔位由于內(nèi)有分型面高低變化，需要前后模對插實現(xiàn)孔位通透。
分模前：
分模后：
利用插穿可以消除側(cè)孔倒扣。
碰穿指孔位分型面平整無高低變化的一個分模特征。
*柱子基本設(shè)計守則
①設(shè)計柱子時，應(yīng)考慮膠位是否會縮水。
A）柱子的縮水的改善方式1：
改善前柱子的膠太厚，易縮水；改善后不易縮水。
B）柱子的縮水的改善方式2：
柱子足夠大時，可以在中間開孔減膠，以防縮水。
如擔心柱子位置反面縮水，螺柱底部可設(shè)計火山口減膠。
常用最大可容滾動球大小來判定縮水與否。
衡量公式：(D-T)/T*100%<8%才不容易縮水。
D為滾動球直徑 T為一般膠厚
柱子盡量不要單獨使用，應(yīng)盡量連接至外壁或與加強筋一同使用，目的是加強支柱的強度及使膠料流動更順暢。此外，因過高的柱子會導致塑膠部件成型時困氣，所以柱子高度一般是不會超過柱子直徑的兩倍半。（做內(nèi)飾件時最高最好不要超過30mm以上，否則出模有問題，并且柱子容易斷，在制品表面易產(chǎn)生縮痕）
自攻螺釘柱
通過預(yù)制孔自鉆出螺紋實現(xiàn)膠殼的結(jié)合，下圖為常用自攻螺釘及預(yù)制孔的選擇參照供參考：
*加強筋基本設(shè)計守則
①加強筋有效地增加產(chǎn)品的剛性和強度而無需大幅增加產(chǎn)品截面面積
②加強筋更可充當內(nèi)部流道，有助模腔充填，對幫助塑料流入部件的支節(jié)部份的作用很大。
③加強筋的長度可與產(chǎn)品的長度一致，兩端相接產(chǎn)品的外壁，或只占據(jù)產(chǎn)品部份的長度，用以局部增加產(chǎn)品某部份的剛性。要是加強筋沒有接上產(chǎn)品外壁的話，末端部份亦不應(yīng)突然終止，應(yīng)該漸次地將高度減低，直至完結(jié)，從而減少出現(xiàn)困氣、填充不滿及燒焦痕等問題 。
④長方形的加強筋必須改變形狀使生產(chǎn)更容易，加強筋的兩邊必須加上出模角（1~5 °）以減低脫模頂出時的摩擦力，底部相接產(chǎn)品的位置必須加上圓角以消除應(yīng)力過份集中的現(xiàn)象，圓角的設(shè)計亦給與流道漸變的形狀使模腔充填更為流暢。
④為防止縮水缺陷及保證加強筋強度，加強筋的寬度一般取壁厚的1/2～2/3；
⑤設(shè)計加強筋時，應(yīng)使中間筋低于外壁0.5～1mm，以減少支承面積，達到平直要求。
*卡扣基本設(shè)計守則
卡扣利用塑膠的彈性形變提供了一種不但方便快捷而且經(jīng)濟的產(chǎn)品裝配方法，因為卡扣的組合部份在生產(chǎn)成品的時候同時成型，裝配時無須配合其他如螺絲、介子等緊鎖配件，只需要組合的兩邊卡扣互相配合扣上即可。
卡扣的設(shè)計雖可有多種幾何形狀，但其操作原理大致相同：當兩件零件扣上時，其中一件零件的勾形伸出部份被相接零件的凸緣部份推開，直至凸緣部份完結(jié)為止；借著塑膠的彈性，勾形伸出部份即時復(fù)位，其后面的凹槽亦即時被相接零件的凸緣部份嵌入，此倒扣位置立時形成互相扣著的狀態(tài)，請參考卡扣的操作原理圖：
卡扣設(shè)計的要點
①位置設(shè)在轉(zhuǎn)角處的卡扣應(yīng)盡量靠近轉(zhuǎn)角, 否則角位容易翹起。
②卡扣設(shè)計數(shù)量以卡扣相互之間距離或與螺絲緊固位置距離不大于100mm為宜。
③結(jié)構(gòu)形式與正反扣的選擇要考慮組裝、拆卸和模具制作的方便。
朝殼體內(nèi)部方向的卡扣，考慮模具設(shè)計斜頂厚度不小于8mm,運動空間不小于 5mm
為增加卡扣的彈性，通常在卡扣兩側(cè)開槽，使卡扣與兩側(cè)膠位脫離連接，從而增加卡扣彈性變形長度。
為增加卡扣的強度，可在卡扣背面加1~ 3條加強筋；也可在卡扣正面兩側(cè)各加一條加強筋。
*公差
大部份的塑膠產(chǎn)品可以達到高精密配合的尺寸公差，而一些收縮率高及一些軟性材料則比較難于控制。因此在產(chǎn)品設(shè)計過程時是要考慮到產(chǎn)品的使用環(huán)境，塑膠材料，產(chǎn)品形狀等來設(shè)定公差的嚴謹度。除著顧客的要求愈來愈高，以往的可以配合起來的觀念慢慢的要修正過來。配合、精密和美觀要同時在產(chǎn)品上發(fā)揮出來。
復(fù)雜的模具尺寸很難一次設(shè)計制造合格，需要兩次或多次試驗補償，然后滿足尺寸要求，故在模具開發(fā)日程計劃上要預(yù)留多一些時間用于模具修正。