塑料件設(shè)計基礎(chǔ)指南

塑料件設(shè)計基礎(chǔ)指南

前言(Foreword)塑料件設(shè)計不合理往往導致產(chǎn)品存在一些天生的缺陷。比如零件結(jié)構(gòu)不合理，零件用料過多，質(zhì)量問題頻發(fā)，甚至導致產(chǎn)品設(shè)計失敗，不得不重新設(shè)計。因此，塑料件的設(shè)計直接關(guān)系到我們產(chǎn)品的水準，質(zhì)量和成本。這里收集了一些國內(nèi)外的設(shè)計資料和設(shè)計要點，結(jié)合我們實際開發(fā)過程中常見的問題，整理成塑料件的設(shè)計基礎(chǔ)指南，希望有益于各位工程師，為實際設(shè)計工作提供幫助。前言(Foreword)塑料件設(shè)計不合理往往導致產(chǎn)品存在一些設(shè)計流程(DesignFlow)根據(jù)公司的產(chǎn)品開發(fā)管理制度，塑料件的開發(fā)流程一般為：概念I(lǐng)DCADCAE模具確認概念：根據(jù)立項要求，提出設(shè)計概念I(lǐng)D：工業(yè)造型進行外形表皮設(shè)計CAD：開發(fā)部根據(jù)表皮及設(shè)計需求進行實體設(shè)計CAE：對設(shè)計的零件進行分析評估模具：與模具制造廠家確定模具技術(shù)要求，并確認模具圖紙確認：對模具廠家的模具和樣品進行確認設(shè)計流程(DesignFlow)根據(jù)公司的產(chǎn)品開發(fā)管理制度設(shè)計要素(KeyDesignFactors)塑料件的設(shè)計很大的一部分是要考慮模具結(jié)構(gòu)及注塑工藝，同時要考慮結(jié)構(gòu)對零件的影響。主要考慮的要素有：分模線(PartingLines)拔模角度(DraftAngles)壁厚(WallThickness)倒角(Fillets&Radii)螺柱(Bosses)筋(Ribs)收縮和變形(Shrinkage&Warpage)熔合縫(KnitLines)下面就針對這些設(shè)計要素逐一講解。設(shè)計要素(KeyDesignFactors)塑料件的設(shè)分模線(PartingLines)分模線注意由模具設(shè)計工程師考慮，但有時為了保證零件的質(zhì)量，在設(shè)計階段就要考慮。比如軸的設(shè)計，為了保證軸與孔或軸承的配合精度，分模線要設(shè)計成一個小得平面，如下圖：分模線0.1~0.2mm分模線(PartingLines)分模線注意由模具設(shè)計工程拔模角度(DraftAngles)為了出模方便，設(shè)計時必須考慮拔模角度。拔模角度的一般原則：所有的拔模方向是模具實際脫模的運動方向。表面皮紋深度每增加0.02mm，拔模角需要增加1°筋的拔模角度最小為0.5°，大部分情況下拔模角最小為1.5°。如果使用極限小的拔模角度，筋的深度不應(yīng)該超過15mm，否則，筋就不容易被拋光從而影響出模拔模角度(DraftAngles)為了出模方便，設(shè)計時必須壁厚(WallThickness)塑料件的壁厚的設(shè)計有兩個基本原則：在保證性能和用戶體驗的前提下盡可能薄的壁厚。盡量均勻的壁厚。均勻壁厚的好處是：注塑流動性好，減少外觀縮痕，消除內(nèi)部氣孔，減少注塑后應(yīng)力，減少不同收縮比例帶來的變形。如果實際設(shè)計時很難做到壁厚一致，那么壁厚的變化不應(yīng)超過公稱壁厚的50%。塑料件的一般設(shè)計厚度要求：

增強材料：0.75mm到3mm

非增強材料：0.5mm到7mm筋的厚度設(shè)計要求：50%~75%基體壁厚壁厚(WallThickness)塑料件的壁厚的設(shè)計有兩個壁厚(WallThickness)縮痕內(nèi)部縮孔不均勻壁厚產(chǎn)生的收縮壁厚(WallThickness)縮痕內(nèi)部縮孔不均勻壁厚產(chǎn)壁厚(WallThickness)不合理的設(shè)計改進的設(shè)計壁厚(WallThickness)不合理的設(shè)計改進的設(shè)計壁厚(WallThickness)不合理的設(shè)計改進的設(shè)計不合理的設(shè)計改進的設(shè)計s3s1.5tt壁厚(WallThickness)不合理的設(shè)計改進的設(shè)計不倒角(Fillets&Radii)倒角的一般原則：盡可能在根部，聯(lián)接處位置加圓角如果設(shè)計允許，倒角應(yīng)該大一些盡量避免在分模面處加不必要的圓角圓角設(shè)計要求：50%~60%基體（或筋）的厚度帶圓角處根部的厚度原則上不大于壁厚的125%圓角處太薄圓角處太厚正確的設(shè)計倒角(Fillets&Radii)倒角的一般原則：圓角處螺柱(Bosses)螺柱設(shè)計的一般原則：螺柱盡可能不要獨立布置，盡量與殼體用筋相連（圖1）或用三角筋加強（圖2）考慮是否會引起過多的壁厚而導致縮痕2-2.5DD1.5mmt最大0.3t不正確設(shè)計正確設(shè)計一般尺寸要求0.6t螺柱(Bosses)螺柱設(shè)計的一般原則：2-2.5DD1.5螺柱(Bosses)自攻螺釘螺柱的設(shè)計t不同材質(zhì)自攻螺釘螺柱的設(shè)計參數(shù)材料螺柱內(nèi)孔直徑(d)螺柱外徑(OD)ABS0.8D2DABS+PC0.8D2DPC0.85D2.5DPA60.75D1.85DPA660.75D1.85DPP0.7D2DPS0.8D2DPOM0.75D1.95DOD注意：螺紋的旋入深度一般取2D~2.5D螺柱(Bosses)自攻螺釘螺柱的設(shè)計t不同材質(zhì)自攻螺釘螺柱螺柱(Bosses)0.5T0.5T0.7T0.25T縮痕圖1圖2注意以下幾點：三角筋的厚度盡量不超過0.5T。螺柱外徑盡量取2D加三角筋以減少縮痕的風險。螺柱(Bosses)0.5T0.5T0.7T0.25T縮痕圖螺柱(Bosses)降低縮痕的螺柱設(shè)計孔太淺孔太深圓角合適圓角太大螺柱(Bosses)降低縮痕的螺柱設(shè)計孔太淺孔太深圓角合適圓螺柱(Bosses)長螺孔的設(shè)計（螺柱長度大于5倍其外徑）不正確正確正確正確抽芯太長螺柱(Bosses)長螺孔的設(shè)計（螺柱長度大于5倍其外徑）不收縮和變形（Thrinkage&Warpage)窄筋無玻纖有玻纖窄筋寬筋不同的材料，不同的加強筋，其收縮變形的方向是不同的寬筋收縮和變形（Thrinkage&Warpage)窄筋無玻收縮和變形（Thrinkage&Warpage)易變形不易變形收縮和變形（Thrinkage&Warpage)易變形不筋(Ribs)一般原則：對于不考慮表面質(zhì)量的加強筋，筋的厚度(t)應(yīng)在75%~85%的基體壁厚(T)。對于有表面質(zhì)量要求的加強筋，如果表面為毛面,筋的厚度(t)不應(yīng)超過基體壁厚(T)的50%。如果為光面，筋的厚度(t)應(yīng)控制在基體壁厚(T)的30%以下。為保證加強筋起到加強作用，筋的高度至少是基體壁厚(T)的2.5~3倍。加強筋的最小拔模角度為0.5°，一般1.5°。加強筋的根部需要倒圓角，圓角至少R0.5,一般為筋厚度(t)的0.5倍。如果需要多條筋加強，筋之間的距離至少是基體壁厚(T)的2倍以上。最小最小最小0.5最小筋(Ribs)一般原則：最小最小最小0.5最小筋(Ribs)不同材質(zhì)加強筋厚度的設(shè)計參考（相對基體壁厚）材料最小的縮痕輕微縮痕PC50%（高亮表面40%）66%ABS40%60%PC+ABS50%66%PA30%40%PA增強33%50%PP30%40%PP增強33%50%筋(Ribs)不同材質(zhì)加強筋厚度的設(shè)計參考（相對基體壁厚）材筋(Ribs)較好的設(shè)計理想的設(shè)計不合理的設(shè)計不不合理的設(shè)計改進的設(shè)計改進的設(shè)計筋(Ribs)較好的設(shè)計理想的設(shè)計不合理的設(shè)計不不合理的設(shè)計筋(Ribs)不正確的設(shè)計正確的設(shè)計不正確的設(shè)計正確的設(shè)計料流軌跡該處排氣不好為了避免筋位出現(xiàn)排氣問題，導致局部材料不足或燒焦現(xiàn)象，獨立的筋應(yīng)該做成三角形或帶倒角。筋(Ribs)不正確的設(shè)計正確的設(shè)計不正確的設(shè)計正確的設(shè)計料熔合縫(KnitLines/WeldLines)熔合縫的產(chǎn)生主要與澆口的布置有關(guān)系。雖然這是模具工程師的問題，但在與模具廠交流過程中，為了防止熔合縫導致的外觀及強度問題，我們有必要對其提出要求。2Gate熔合縫單澆口無熔合縫雙澆口產(chǎn)生熔合縫熔合縫(KnitLines/WeldLines)熔合縫的熔合縫(KnitLines/WeldLines)螺柱的熔合縫澆口位置熔合縫當澆口位置的布置而可能產(chǎn)生熔合縫時，需要在該處增加一加強筋來增加強度。加強筋熔合縫(KnitLines/WeldLines)螺柱的熔熔合縫最大的問題是導致零件強度下降，下表是兩種材料的比較。

增強抗拉強度(Mpa)熔合縫導致強度下降比例PA66無79773%PA6640%玻纖19910348%PP無373214%PP30玻纖692366%可見，熔合縫對于不同材料導致的強度下降也有很大不同。尤其是我們常用的加增強的材料，熔合縫會大大降低材料的強度。熔合縫(KnitLines/WeldLines)熔合縫最大的問題是導致零件強度下降，下表是兩種材料的比較。沉頭螺釘孔處的熔合縫會導致該處開裂澆口位置澆口位置改成盤頭及向內(nèi)移動孔位改進設(shè)計熔合縫(KnitLines/WeldLines)沉頭螺釘孔處的熔合縫會導致該處開裂澆口位置澆口位置改成盤頭及美工線美工線的目的有兩個：在一個面上噴不同顏色的油漆時，需要設(shè)計一細槽來分色，因此也叫分油線。另外一個零件表面要做不同皮紋的處理時，也需要美工線。在兩個機殼合縫時，為了保證合縫嚴密，一般也設(shè)計有美工線（如下圖），也叫美縫線。美工線美工線美工線的目的有兩個：美工線0.8T0.2Tg3°0.10.65T止口筋止口筋g美工線美工線的設(shè)計：尺寸g的取值一般在0.2~1.0mm之間。工程師需根據(jù)不同的產(chǎn)品大小、機殼壁厚、模具精度、零件材料等來進行取值。一般電動工具可取0.3~0.5，園林工具0.5~0.8mm，大型產(chǎn)品可以取到1.0mm。

美工線的設(shè)計一定要做止口筋，否則容易導致錯位0.8T0.2Tg3°0.10.65T止口筋止口筋g美工線美結(jié)構(gòu)優(yōu)化加強筋對強度的影響X1.5X13.3X27X30X結(jié)構(gòu)優(yōu)化加強筋對強度的影響X1.5X13.3X27X30X結(jié)構(gòu)優(yōu)化流動性和結(jié)構(gòu)設(shè)計澆口澆口此結(jié)構(gòu)導致零件材質(zhì)不均勻改進設(shè)計控制材料流動結(jié)構(gòu)優(yōu)化流動性和結(jié)構(gòu)設(shè)計澆口澆口此結(jié)構(gòu)導致零件材質(zhì)不均勻改進結(jié)構(gòu)優(yōu)化六角嵌件容易使塑料開裂改進后的設(shè)計結(jié)構(gòu)優(yōu)化六角嵌件容易使塑料開裂改進后的設(shè)計標記塑料件重量大于25g或者面積大于200mm2，需要在塑料件上打上生產(chǎn)日期、材料及回收標記。模具如為多穴結(jié)構(gòu)，需要在模具上標有模號。日期標記可以是圓形或者方形。材料標記按GB/T1844(ISO1043)的要求。材料回收標記按下面的圖形：標志編碼材料PET或PETE聚對苯二甲酸乙二酯PE-HD或HDPE高密度聚乙烯PVC或V聚氯乙烯PE-LD或LDPE低密度聚乙烯PP聚丙烯PS聚苯乙烯O或Other所有其他的塑膠9或ABSABS標記塑料件重量大于25g或者面積大于200mm2，需要在塑料樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。10月-2210月-22Wednesday,October19,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。14:37:5514:37:5514:3710/19/20222:37:55PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。10月-2214:37:5514:37Oct-2219-Oct-22加強交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。14:37:5514:37:5514:37Wednesday,October19,2022安全在于心細，事故出在麻痹。10月-2210月-2214:37:5514:37:55October19,2022踏實肯干，努力奮斗。2022年10月19日2:37下午10月-2210月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。19十月20222:37:55下午14:37:5510月-22嚴格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十月222:37下午10月-2214:37October19,2022作業(yè)標準記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/10/1914:37:5514:37:5519Octo