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塑膠模具制品的結構設計經(jīng)驗筆談

2017-02-13 15:22:04

摘要：在塑膠模具制品結構設計上我們可能會遇到這樣和那樣的問題

，現(xiàn)在通過多年的經(jīng)驗進行總結分享給大家

。塑膠零件設計常識一般塑膠件設計過程中都會有以下幾項：

a 塑膠件壁厚的厚度設計!(說出你的理由)

b. 塑膠件加強筋的設計

c. 塑膠螺絲柱(自攻)的設計

d.塑膠件止口

，美觀線的設計!

e. 塑膠件材料選擇的原則

1. 壁厚太厚容易浪費材料

，增加成本，更重要的是延長冷卻和固化時間

，容易產(chǎn)生凹陷

，縮孔，夾心等質(zhì)量上的缺陷

。

，所以應該均勻，壁與壁連接處的薄厚不應該相差太大

，并且應盡量用圓弧連接

，否則容易開列。一般是1~5MM

，小件為1.5~2.5

，大件為3~10`MM

2.加強筋高度通常塑件為壁厚的3倍左右，并有2~5度的脫模斜度

，與塑件

壁的連接出及端部

，應用圓弧連接。防止應力集中

。

，加強筋的厚度應為塑件

壁厚的1/2

，如果太大，容易產(chǎn)生癟凹

。

如果要設置多個加強筋，則分布應錯開

，防止破裂

2. 厚度基本上取決于結構強度需要以及跌落實驗高度

。

如果自身的強度不足，又如何能支撐起部品呢

。舉例說電視機前框沒有足夠強度就無法在安裝了顯像管之后在流水線上移動

。但這厚度又多依靠經(jīng)驗值。

我先來一個失敗的實例

，這是一個控制器的面板

，最終的成品是8個疊成在一個機箱中(圖中的結構部分從略)。因為這是我的第一個產(chǎn)品設計

，啥經(jīng)驗也沒有

，反復校核后開模，首樣出來也沒有發(fā)現(xiàn)問題

，但是整機一裝配

，麻煩就來了--控制器與控制器之間居然有3mm左右的間隙存在!難看得要命，簡直就是廢品

。你們可以想象我當時寒風瑟瑟的樣子了

。原因其實在簡單不過，我的拔模斜度設大了

，為2度

，這樣底部和上部因斜度相差就是0.7mm，雙邊1.4mm

，而模具廠縮水考慮不足

，尺寸比圖面尺寸又單邊少0.2mm，雙邊是0.4mm

，這樣塑膠件本身就造成了1.8mm的間隙

，加上機箱本身設計間距1mm，2.8mm的大空隙就這么出來了!

教訓：設定拔模斜度之前不僅僅要考慮注塑工藝要求

，也一定要考慮到由此而產(chǎn)生的其它不良“后遺癥”

。

塑膠模具制品的結構設計經(jīng)驗筆談

3. 選擇材料的考慮因素

任何一件工業(yè)產(chǎn)品在設計的早期過程中，一定牽涉考慮選擇成形物料

。因為在產(chǎn)品生產(chǎn)時

、裝配時、和完成的時間

，物料有著相互影響的關系

。除此之外

，品質(zhì)檢定水平、市場銷售情況和價格的厘定等也是需要考慮之列

。所以這是無法使用概括全面的考慮因素而定出一種系統(tǒng)性處理方法來決定所選擇的材料和生產(chǎn)過程是為最理想

。

4. 不同材料的特性

ABS

用途: 玩具、機殼

、日常用品

特性: 堅硬

、不易碎、可涂膠水

，但損壞時可能有利邊出現(xiàn)

。

設計上的應用: 多數(shù)應用于玩具外殼或不用受力的零件。

用途: 玩具

、日常用品

、包裝膠袋、瓶子

特性: 有彈性

、韌度強

、延伸性大、但不可涂膠水

。

設計上的應用: 多數(shù)應用于一些因要接受drop test而拆件的地方

。

PVC

用途: 軟喉管、硬喉管

、軟板

、硬板、電線

、玩具

特性: 柔軟

、堅韌而有彈性。

設計上的應用: 多數(shù)用于玩具figure

，或一些需要避震或吸震的地方

。

POM

用途: 機械零件、齒輪

、摃桿

、家電外殼

特性: 耐磨、堅硬但脆弱

，損壞時容易有利邊出現(xiàn)

設計上的應用: 多數(shù)用于膠齒輪

、滑輪、一些需要傳動

，承受大扭力或應力的地方

。

Nylon

用途: 齒輪、滑輪

特性: 堅韌

、吸水

、但當水份完全揮發(fā)后會變得脆弱

。

設計上的應用: 因為精準度比較難控制，所以大多用于一些模數(shù)較大的齒輪

。

Kraton

用途: 摩打墊

特性: 柔軟

，有彈性，韌度高

，延伸性強

。

設計上的應用: 多數(shù)作為摩打墊，吸收摩打震動

，減低噪音。

壁厚的大小取決于產(chǎn)品需要承受的外力

、是否作為其它零件的支撐

、承接柱位的數(shù)量、伸出部份的多少以及選用的塑料材料而定

。一般的熱塑性塑料的壁厚設計應以4mm為限

。從經(jīng)濟角度來看，過厚的產(chǎn)品設計不但增加物料成本

，延長生產(chǎn)周期(冷卻時間)

，增加生產(chǎn)成本。從產(chǎn)品設計角度來看

，過厚的產(chǎn)品增加引至產(chǎn)生空穴(氣孔)的可能性

，大大削弱產(chǎn)品的剛性及強度。最理的壁厚分布無疑是切面在任何一個地方都是均一的厚度

，但為滿足功能上的需求以致壁厚有所改變總是無可避免的

。在此情形，由厚膠料的地方過渡到薄膠料的地方應盡可能順滑

。太突然的壁厚過渡轉變會導致因冷卻速度不同和產(chǎn)生亂流而造成尺寸不穩(wěn)定和表面問題

。

5. 不同材料的常用壁厚，對塑膠模具的影響

ABS

一般最先選擇的材料

，壁厚通常為1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm

，視乎產(chǎn)品的大細和功能而定。

因為比較軟身

，而且基于縮水的問題

，所以不能太厚，一般為1, 1.2, 1.5mm

。

PVC

因為多用由于figure上和多是實心

，所以限制不大。

POM

一般為1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm視乎產(chǎn)品大細而定

。

Nylon

因為縮水率比較高

，所以平均料厚和筋骨的比例可比較少

。

Kraton

因為多數(shù)用作摩打墊或不外露件，所以限制不大

。加強筋在塑料部件上是不可或缺的功能部份

。加強筋有效地如『工』字鐵般增加產(chǎn)品的剛性和強度而無需大幅增加產(chǎn)品切面面積，但沒有如『工』字鐵般出現(xiàn)倒扣難于成型的形狀問題

，對一些經(jīng)常受到壓力

、扭力、彎曲的塑料產(chǎn)品尤其適用

。此外

，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)部份很大的作用

。

加強筋一般被放在塑料產(chǎn)品的非接觸面，其伸展方向應跟隨產(chǎn)品最大應力和最大偏移量的方向

，選擇加強筋的位置亦受制于一些生產(chǎn)上的考慮

，如模腔充填、縮水及脫模等

。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，未端部份亦不應突然終止

，應該漸次地將高度減低

，直至完結，從而減少出現(xiàn)困氣

、填充不滿及燒焦痕等問題

，這些問題經(jīng)常發(fā)生在排氣不足或封閉的位置上。而且因為縮水的問題

，筋骨的厚度不能大過平均壁厚的厚度

。一般的設計方法 : 平均壁厚’0.65~0.7

對于料厚我的總體看法是:能薄不厚,但對不同的產(chǎn)品應有不同之對待.可一個重要的問題就是要盡量保持平均料厚.在不能保持平均料厚的時候,也要讓過度保持平滑.因為塑膠流動每通過一個轉折帶或料厚變化區(qū)都會有壓力損失(等同射壓就要增加).而且易產(chǎn)生縮水缺陷.應盡量避免. 尤其象PC這樣流動性較差的材料更應該注意.

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