塑料件结构设计基本原则.docx

'可怜的机械狗之塑料件结构设计基本原则（一）一，产品结构设计前言正式进入话题之前，咱先抱怨两句，机械工程的待遇可真不咋地，奉劝想要进入机械行业的童鞋们三思后行。待遇低，工作环境差就算了，可美女咋也凤毛麟角呢！都说机械好就业，工作稳定，可那初始工资真是没得说，就说自己刚毕业时，每月2000块，去厂房里做装配工，铁块在手里滚来滚去，整天脏兮兮的，还累的跟狗一样。可相比较其他呢，那些学计算机的，学财务，学管理的，那待遇真是没法比，想我当时就是因为看这个专业名字好听，就跳坑里了。虽然这个说，可梦想仍在，咱还是要向着那里走着，一点一点地走。进入正题，在玩具，消费类电子产品，大小家电，汽车等相关行业中，都离不开产品的结构设计，各种有形的产品，配件等都必须先确定其外形，所以是产品结构设计是产品研发阶段的核心之一。就拿消费类电子产品来说，结构，硬件，软件是产品研发的三个主要工作团体，而硬件与结构又是结合最紧密的。一般公司要研发一款产品，首先是市场部签发开发指令，经过部门评审后，研发部开始进行结构外观建模，然后再进行建模评审，评审通过后，才开始内部的结构设计，然后才是做手板，开模，试模，试产，量产等。而其中的内部结构设计就是产品结构设计师最主要的工作内容。在我国，工业外观设计跟结构设计是分开的，就是说决定产品初步外观的并不是机构工程师，而是工业设计师，他们会依照市场调差和基本的性能需要去绘制产品的外观，这个当然需要一定绘画艺术和审美能力。可怜大多说人都怀疑作为理工科的结构工程师欠缺这些细胞，可事实好像也是这样。最近接手国外的一个充电器产品，是他们已经做好了3D图，要我们来开模生产，可是拿到手后根本开不了膜，不符合开模要求，当然做个样品可以用3D打印做出来，可想要大批量的还是要靠传统模具。这体现了结构工程师的作用了，尽可能保证产品用料，外观，性能，工艺，装配的最佳化，就是在各个环节省钱省时省力，想想就够累的啊！二，塑料件料厚我们接触的很多产品是塑料件，其大部分塑料件都是通过塑胶模具注塑成型，而料厚是塑料件最基本的设计要求。1，塑料件料厚可依据产品外形尺寸来选择，一般范围0.6~6.0mm，常用范围1.5mm~3.0mm。小型产品（小于80mm）一般料厚选1.0~1.4mm，中型产品（80mm~200mm之间）一般料厚选1.4~2.0mm，大型产品（大于200mm）选2.0mm~6.0mm。依据材质不同略微有所调整。当然我们不一定按着这个规定来，要根据实际情况来设计，最好是问一下做模具的厂商，他们对自己的工艺最了解，对于可不可行，他们最有发言权。2，塑料件料厚尽量均匀，不均匀可能引起变形、局部凹陷等不良，当然，不可能每个产品全是统一料厚，在料厚变换的地方，我们需要均匀过度，以方便塑料溶体的流动，避免应力集中。三，塑料件的脱模斜度脱模斜度的设定就是为了顺利脱模，与于产品的外观、材料、外形尺寸等有关，具体可以概括为：产品的外观要求高、精度高、表面光亮、尺寸大的，脱模斜度要小。产品外形粗糙、外形复杂、塑料溶体流动性差、料厚大、收缩率大、透明的塑料件，脱模斜度要大。实际工作中，重要配合面拔模斜度要给出，其他如筋位等不重要的面无需给出，模具设计师自己会加上。 1，产品外观以大端为基准，斜度采用减胶拔模方向向小端取得。（如下图）2，内孔以小端直径为基准，斜度采用减胶拔模方式向扩大方向取得。（如下图）3，筋位以大端为基准，斜度采用减胶拔模方向向小端取得。（如下图） 4，特殊情况，可一侧减胶一侧加胶。四，塑料件的圆角设计圆角的设计是为了提高产品强度，避免应力集中和便于脱模。1，无特殊要求时，过度圆角由产品料厚决定，内侧圆角取0.5t~1.5t（t为产品料厚）。2，为保持产品料厚均匀，外拐角圆角半径等于内圆角半径加上料厚。3，产品的分型面上不能有圆角，会增加模具费用，外观也会不良。4，产品外观面不能有尖角利边，要做圆角处理。以上最小圆角半径不要小于0.3mm。五，塑料件加强筋设计设计加强筋能增加塑料件的强度和刚度，可防止产品变形，也有助于塑料溶体的流动。1，加强筋设计要求：大端厚度A取值0.4t~0.6t，一般取0.5t。加强筋高度B一般不大于3t。两加强筋距离C一般不小于4t。加强筋离表面距离D一般不小于1mm。2，螺丝柱加强筋：当螺丝柱过高或者受力时，需要要给螺丝柱加加强筋。 加强筋平面宽度A不小于0.5mm。加强筋底部宽度B是螺丝柱高度的0.2~0.5倍。加强筋表面离柱顶距离C不小于1.0mm。六，塑料件上文字、图案设计及塑料件支撑面设计1，塑料产品上的文字或者图案有凹凸两种，但最好采用凸出表面的方式，这样会使模具容易加工。如果文字图案不允许突出表面（为保持表面平成）时，可先在产品表面凹去一块，再在凹下的这块凸出文字。凸出表面高度一般为0.15~0.3mm，凹进去深度为0.15~0.25mm。其他如：笔划宽度A不小于0.25mm。两字符间距B不小于0.4mm。字符离边缘的距离C、D不小于0.6mm。2，塑料件的底面来支撑产品重量，如果使用平面就不利于底部的平整，特别对一些大尺寸产品很不利。所以要设计一些凸边或者凸台，再或者贴上脚垫来支撑。支撑面尺寸高度一般取0.3mm~2.0mm。七，塑料件孔的设计孔分为圆孔和非圆孔，要注意孔的位置，减少模具加工难度。1，孔设计一般要求：孔之间的距离A不小于D（D<3.0mm），或者A取0.7D（D>3.0mm）。孔距边的距离B不小于D。 2，孔径与孔深的关系（非螺丝柱孔）：盲孔深度A不大于5D。通孔深度B不大于10D。3，螺丝头孔的选用：螺丝头孔优先选用（a）,如果特殊需要，比如表面要就平整的产品，选用了平头螺丝，螺丝孔选用（b），锥形面低于端面不小于0.5mm。'