塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)于定炎目錄第一章塑料的定義及分類第二章塑料的特性第三章塑膠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)第一章塑料的定義樹脂：由為數(shù)眾多的低分子有機(jī)化合物藉共鍵構(gòu)成鏈聚合而成的分子量

較大的化合物，稱為合成樹脂或合成橡膠和合成纖維。

塑料：指有機(jī)合成樹脂為主要成份，加入或不加入其它配合材料而構(gòu)成

的人造材料，稱之為塑料。塑料的來(lái)源塑料的基本原料是低分子碳、氫化合物。它是從石油、天然氣或煤裂解物中提煉和合成出來(lái)的人造樹脂。1.1塑料定義的解釋塑料的英文名是plastic，俗稱：塑膠；它是世界三大有機(jī)高分子材料之一（三大高分子材料是塑料，橡膠，纖維）；塑料的分子量一般都在1萬(wàn)----100萬(wàn)塑料都是由C，H，O三種元素組成；它可以多種型態(tài)存在例如液體固體膠體溶液等；它可以成形，可以用不同的加工方法；用途廣泛產(chǎn)品呈現(xiàn)多樣化。1.2塑料之分類塑料分類熱塑性塑料熱固性塑料通用塑膠工程塑料合膠結(jié)晶性非結(jié)晶性PE，PPPS，PVCABS，PMMA泛用工程塑膠高性能工程料結(jié)晶性非結(jié)晶性PA，POM，PBTPC，PP0結(jié)晶性PPS，LCP，PVDF（氟塑料）PSUABS/PC，PPO/PS，PA/PP非結(jié)晶性PU（聚氨基甲醇乙酯），UF（尿素塑料），PE（酚醛樹脂），環(huán)氧樹脂1.2.1、按塑料的物理化學(xué)性能分類——熱塑性塑料和熱固性塑料：熱塑性塑料：在特定的溫度范圍內(nèi),能反復(fù)加熱軟化和冷卻變硬的塑料。(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PA等)。它可以再回收利用。熱固性塑料：受熱后成為不熔的物質(zhì),再次受熱不再具有可塑性，不能再回收利用的塑料。(如:酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、聚胺酯、發(fā)泡聚苯乙烯等).熱塑性塑料的成型工藝特性七大工藝特性：1.收縮性。2.流動(dòng)性3.結(jié)晶型4.熱敏性及易水解性。5.應(yīng)力開(kāi)裂及熔體破裂。6.熱性能及冷確速度。7.吸濕性1.2.2、

按塑料的應(yīng)用分類

——通用塑料和工程塑料:通用塑料：產(chǎn)量大、價(jià)格低、性能一般。(如:PE、PP、PVC、PS、ABS等)工程塑料：優(yōu)異的綜合性能,可作結(jié)構(gòu)性材料。(如:PC、POM、PA、PET、PBT等,工程塑料的產(chǎn)量相對(duì)較少,價(jià)格較貴)第二章塑料的特性優(yōu)點(diǎn):(1)一次成型，加工效率高于金屬，成本低。(2)重量輕（鋼的1/6-1/7，鋁的1/3-1/4），可節(jié)約能源。(3)可任意配色，提高商品價(jià)值。(4)耐化學(xué)藥品，不像金屬易生銹腐蝕。(5)不易傳熱，保溫性好。(6)既能制做導(dǎo)電部件,又能制作絕緣產(chǎn)品。(7)可以成型各種復(fù)雜的曲面。缺點(diǎn)

:(1)與金屬相比，耐熱性差、易于燃燒。(2)隨著溫度的變化，性能也會(huì)大大改變。(3)與同樣體積的金屬相比，機(jī)械強(qiáng)度較低。(4)耐久性差，易老化。(5)表面硬度較低，易劃傷。(6)收縮率高，尺寸穩(wěn)定性差。塑料材料的物性表中的幾項(xiàng)重要參數(shù)1.看比重(密度)2.看流動(dòng)系數(shù)3.看收縮率4.看拉伸強(qiáng)度5.看沖擊強(qiáng)度6.硬度(HRB(洛式硬度,HD肖式硬度)7.溫度序號(hào)中文名稱英文密度[g/cm3]平均比熱K)]加工溫度[℃]模具溫度[℃]收縮率[%]1丙烯晴-丁二烯-苯乙烯ABS1.061.4210-27550-900.4-0.72聚丙烯PP0.9150.84-2.5250-27050-751.0-2.54聚苯乙烯PS1.051.3180-280100.3-0.65軟質(zhì)聚氯乙烯PVC-S1.380.85170-20015-50>0.56硬質(zhì)聚氯乙烯PVC-R1.380.83-0.92180-21030-500.57低密度聚乙烯LDPE0.9542.0-2.1160-26050-701.5-5.08高密度聚乙烯HDPE0.922.3-2.5260-30030-701.5-3.09聚氧甲烯（乙縮烯）POM1.421.47-1.5200-210>901.9-2.310聚苯乙烯，HI-PS1.051.21170-2605-750.5-0.611聚苯乙烯-丙烯晴SAN1.081.3180-27050-800.5-0.712苯烯晴-苯乙烯-丙烯酸ASA1.071.3230-26040-900.4-0.613聚苯撐氧或聚氧化亞苯PPO1.061.45250-30080-1000.5-0.714聚碳酸脂PC1.21.3280-32080-1000.815尼龍66原料PA661.151.7260-29070-1200.5-2.5常用塑料的特性第三章塑膠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

塑膠制品設(shè)計(jì)特點(diǎn)﹕塑膠材料組成的多樣性,結(jié)構(gòu)﹑形狀的多變性,使得它比起其他材料有更理想的設(shè)計(jì)特性;特別是它的形狀設(shè)計(jì),材料選擇,制造方法選擇,更是其他大部分材料無(wú)可比擬的；其他的大部分材料,其設(shè)計(jì)者在外形或制造上,都受到相當(dāng)?shù)南拗?有些材料只能利用彎曲﹑熔接等方式來(lái)成形；塑膠材料選擇的多樣性,也使得設(shè)計(jì)工作變得更為困難。塑膠制品設(shè)計(jì)原則﹕依產(chǎn)品所要求的性能決定其形狀﹐尺寸﹐外觀﹐材料設(shè)計(jì)的產(chǎn)品必須符合模塑原則﹐既模具制作容易﹐成形及后加工容易﹐但仍滿足產(chǎn)品的性能要求塑膠產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程確定產(chǎn)品外形及功能需求繪制預(yù)備性的設(shè)計(jì)圖制作原型模型產(chǎn)品測(cè)試設(shè)計(jì)的再核對(duì)與修正制定重要規(guī)格開(kāi)模生產(chǎn)質(zhì)量的控制一.確定產(chǎn)品外形及功能需求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初始階段,設(shè)計(jì)者必須列出對(duì)該產(chǎn)品的目標(biāo)使用條件和功能要求;然后根據(jù)實(shí)際的考量,決定設(shè)計(jì)因子的范圍,以避免在稍后的產(chǎn)品發(fā)展階段造成可能的時(shí)間和費(fèi)用的漏失.下表為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核對(duì)表,它將有助于確認(rèn)各種的設(shè)計(jì)因子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核對(duì)表一般資料:1.產(chǎn)品的功能?2.產(chǎn)品的組合操作方式?3.產(chǎn)品的組合是否是可以靠著塑膠的應(yīng)用來(lái)簡(jiǎn)化?4.在制造和組合上是否可能更為經(jīng)濟(jì)有效?5.所需要的公差?6.空間限制的考慮?7.界定產(chǎn)品使用壽命?8.產(chǎn)品重量的考慮?9.有否承認(rèn)的規(guī)格?10.是否已經(jīng)有相類似的應(yīng)用存在?結(jié)構(gòu)考慮:

1.使用負(fù)載的狀態(tài)?

2.使用負(fù)載的大小?3.使用負(fù)載的期限?4.變形的容許量?環(huán)境:1.使用在什么溫度環(huán)境?2.化學(xué)物品或溶劑的使用或接觸?3.溫度環(huán)境?4.在該種環(huán)境的使用期限?外觀:1.外形2.顏色3.表面加工如咬花,噴漆、印刷等.經(jīng)濟(jì)因素:1.產(chǎn)品預(yù)估價(jià)格?2.目前所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的價(jià)格?3.降低成本的可能性?二.繪制預(yù)備性的設(shè)計(jì)圖:當(dāng)產(chǎn)品的功能需求,外觀被確定以后,設(shè)計(jì)者可以根據(jù)選定的塑膠材料性質(zhì),開(kāi)始繪制預(yù)備性的產(chǎn)品圖,以作為先期估價(jià),檢討以及原型模型的制作.

三.制作原型模型:原型模型讓設(shè)計(jì)者有機(jī)會(huì)看到所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的實(shí)體,并且實(shí)際的核對(duì)其工程設(shè)計(jì).原型模型的制作一般有兩種方式,第一種就是利用板狀或棒狀材料依圖加工再接合成一完整的模型,這種方式制作的模型,經(jīng)濟(jì)快速,但是,缺點(diǎn)是量少,而且較難作結(jié)構(gòu)測(cè)試;另一種方式,是利用暫用模具,可作少量生產(chǎn),需花費(fèi)較高的模具費(fèi)用,而且所費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng),但是,所制作的產(chǎn)品較類似于真正量產(chǎn)的產(chǎn)品(需要特殊模具機(jī)構(gòu)的部分,可能成形后再以機(jī)械加工成形),可做一般的工程測(cè)試,而且建立的模具,成形經(jīng)驗(yàn),將有助于產(chǎn)品針對(duì)實(shí)際模具制作,成形需要而作正確的修正或評(píng)估.四.產(chǎn)品測(cè)試每一個(gè)設(shè)計(jì)都必須在原型階段,接受一些測(cè)試,以核對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算和假想和實(shí)體之間的差異.產(chǎn)品在使用時(shí)所需要做的一些測(cè)試,大部分都可以籍著原型做有效的測(cè)試;此時(shí),核對(duì)了所有設(shè)計(jì)的功能要求,并且能夠達(dá)成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)評(píng)估.模擬使用測(cè)試通常在模型產(chǎn)品階段就必須開(kāi)始,這種型態(tài)的測(cè)試價(jià)值,取決于使用狀態(tài)被模擬的程度而定.機(jī)械和化學(xué)性質(zhì)的加速化測(cè)試通常被視為模型產(chǎn)品評(píng)估的重要項(xiàng)目.五.設(shè)計(jì)的再核對(duì)與修正對(duì)設(shè)計(jì)的檢討將有助于回答一些根本的問(wèn)題:所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是否達(dá)到預(yù)期的效果?價(jià)格是否合理?甚至于在此時(shí),許多產(chǎn)品為了生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性或是為了重要的功能和外形的改變,必須被發(fā)掘并改善,當(dāng)然,設(shè)計(jì)上的重大改變,可能需要做完整的重新評(píng)估;假若所有的設(shè)計(jì)都經(jīng)過(guò)這種仔細(xì)檢討,則能夠在這個(gè)階建立產(chǎn)品的細(xì)節(jié)和規(guī)格.六.制定重要規(guī)格規(guī)格的目的在于消除生產(chǎn)時(shí)任何的偏差,以使產(chǎn)品符合外觀,功能和經(jīng)濟(jì)的要求,規(guī)格上必須明確說(shuō)明產(chǎn)品所必須符合的要求,它應(yīng)該包括:制造方法,尺寸公差,表面加工,分模面位置,毛邊,變形,顏色以及測(cè)試規(guī)格等.七.開(kāi)模生產(chǎn)當(dāng)規(guī)格被謹(jǐn)慎而實(shí)際的訂定之后,模具就可以開(kāi)始被設(shè)計(jì)和制作,模具的設(shè)計(jì)必須謹(jǐn)慎并咨詢專家的意思,因?yàn)椴贿m當(dāng)?shù)哪＞咴O(shè)計(jì)和制造,將會(huì)使得生產(chǎn)費(fèi)用提高,效率降低,并用可能造成質(zhì)量的問(wèn)題.八.質(zhì)量的控制對(duì)照一個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn),訂定對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)律檢測(cè)是良好的檢測(cè)作法,而檢測(cè)表應(yīng)該列出所有應(yīng)該被檢查的項(xiàng)目,另外,相關(guān)人員,如品管者或設(shè)計(jì)者也應(yīng)與成形廠聯(lián)合訂定一個(gè)質(zhì)量管制的程序,以利于在生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠符合規(guī)格的要求.塑膠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)1、材料及厚度1.1、材料選擇1.2、厚度的設(shè)計(jì)1.3、零件厚度設(shè)計(jì)實(shí)例產(chǎn)品外形盡量采用流線外形﹐避免突然的變化﹐以免在成形時(shí)因塑膠在此處流動(dòng)不順引起氣泡等缺陷﹔并且此處模具易產(chǎn)生磨損。決定肉厚的主要因素﹕1.結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否足夠2.能否抵脫模力3.能否均勻分散所受的沖擊力4.有埋入件時(shí)﹐能否防止破裂﹐如產(chǎn)生熔合線是否會(huì)影響強(qiáng)度5.成形孔部位的熔合線是否會(huì)影響強(qiáng)度6.盡可能肉厚均勻﹐以防止產(chǎn)生縮水7.棱角及肉厚較薄部分是否會(huì)阻礙材料流動(dòng)﹐從而引起充填不足壁厚不均對(duì)成形性的影響﹕1.成形品之冷卻時(shí)間取決于肉厚較厚的部分﹐使成形周期延長(zhǎng)﹐生產(chǎn)性能降低2.肉厚不均則成品冷卻后收縮不均﹐造成縮水﹐產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力﹐變形﹐破裂等厚度的設(shè)計(jì)塑料料制品的最小壁厚及常用壁厚推薦值工程塑料最小壁厚小型制品壁厚中型制品壁厚大型制品壁厚尼龍PA0.450.761.502.40~3.20聚乙烯PE0.601.251.602.40~3.20聚苯乙烯PS0.751.251.603.20~5.40有機(jī)玻璃0.801.502.204.00~6.50聚丙烯PP0.851.451.752.40~3.20聚碳酸酯PC0.951.802.303.00~4.50聚甲醛POM0.451.401.602.40~3.20PVC1.01.802.503.00~5.50ABS0.801.502.202.40~3.20PC+ABS0.751.502.202.40~3.20零件厚度設(shè)計(jì)實(shí)例2、脫模斜度2.1、脫模斜度要點(diǎn)脫模斜度是為了便于產(chǎn)品從模具中脫出而設(shè)置的。脫模斜度一般采用0.5~2度﹐脫模斜度的大小可在0.2°至數(shù)度間變化。具體數(shù)值視成品形狀﹐成形材料的類別﹐模具結(jié)構(gòu)﹐表面精度﹐以及加工方等會(huì)有所不同。在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下﹐脫模斜度愈大愈好3、加強(qiáng)筋為確保塑件制品的強(qiáng)度和剛度，又不致使塑件的壁增厚，而在塑件的適當(dāng)部位設(shè)置加強(qiáng)筋，不僅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中的塑料流動(dòng)情況。為了增加塑件的強(qiáng)度和剛性，寧可增加加強(qiáng)筋的數(shù)量，而不增加其壁厚。3.1、加強(qiáng)筋厚度與塑件壁厚的關(guān)系舉例說(shuō)明：3.2、加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)實(shí)例4、柱和孔的問(wèn)題4.1、柱子的問(wèn)題a.設(shè)計(jì)柱子時(shí)，應(yīng)考慮膠位是否會(huì)縮水。b.為了增加柱子的強(qiáng)度，可在柱子四周追加加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋的寬度參照?qǐng)D3-1。柱子的縮水的改善方式見(jiàn)如圖4-1、圖4-2所示：改善前柱子的膠太厚，易縮水；改善后不會(huì)縮水。圖4-2圖4-14.2、孔的問(wèn)題a.孔與孔之間的距離，一般應(yīng)取孔徑的2倍以上。b.孔與塑件邊緣之間的距離，一般應(yīng)取孔徑的3倍以上，如因塑件設(shè)計(jì)的限制或作為固定用孔，則可在孔的邊緣用凸臺(tái)來(lái)加強(qiáng)。c.側(cè)孔的設(shè)計(jì)應(yīng)避免有薄壁的斷面，否則會(huì)產(chǎn)生尖角，有傷手和易缺料的現(xiàn)象。4.3、“減膠”的問(wèn)題c.側(cè)孔的設(shè)計(jì)應(yīng)避免有薄壁的斷面，否則會(huì)產(chǎn)生尖角，有傷手和易缺料的現(xiàn)象。5、螺絲柱的設(shè)計(jì)5.1通常采取螺絲加卡扣的方式來(lái)固定兩個(gè)殼體，對(duì)于電子產(chǎn)品，螺絲柱通常還起著對(duì)PCB板的定位作用。5.2用于自攻螺絲的螺絲柱的設(shè)計(jì)原則是為：其外徑應(yīng)該是Screw外徑的2.0~2.4倍。圖6-2為M1.6×0.35的自螺絲與螺柱的尺寸關(guān)系。設(shè)計(jì)中可以?。郝萁z柱外徑=2×螺絲外徑；螺柱內(nèi)徑（ABS，ABS+PC）=螺絲外徑-0.40mm；螺柱內(nèi)徑（PC）=螺絲外徑-0.30mm或-0.35mm（可以先按0.30mm來(lái)設(shè)計(jì)，待測(cè)試通不過(guò)再修模加膠）；兩殼體螺柱面之間距離取0.05mm。5.3不同材料、不同螺絲的螺絲柱孔設(shè)計(jì)值5.4常用自攻螺絲裝配及測(cè)試（10次）時(shí)所要用的扭力值，6.3、面殼與底殼斷差的要求裝配后在止口位，如果面殼大于底殼，稱之為面刮；底殼大于面殼，則稱之為底刮，如圖所示。可接受的