塑胶件设计一般步骤
2010-02-06 15:41:03 阅读7 评论0 字号：大中小
塑料件是在工业造型的基础上进行的结构设计，首先看有无相似的产品借鉴，再对产品及零件进行详尽的功能分解，确定零件的折分、壁厚、脱模斜度、零件间的过渡处理、连接处理、零件的强度处理等主要工艺问题。
１）相似借鉴
在设计前，首先应查找公司和同行类似的产品，原有的产品发生过那些问题，有那些不足，参考现有的成熟结构，避免有问题的结构形式。
２）确定零件折分、零件间的过渡、连接、间隙处理
从造型图和效果图理解造型风格，配合产品的功能分解，确定零件折分的数目（不同的表面状态要么分为不同的零件，要么在不同的表面之间须有过度处理），确定零件表面间的过度处理，决定零件之间的连接方式，零件之间的配合间隙。
３）零件强度与连接强度的确定
根据产品大小，确定零件主体壁厚。零件本身的强度，由壁厚塑料件、结构形式（平板形状的的塑料件强度最差）、加强筋与加强骨共同决定。在决定零件的单个强度的同时，须确定零件之间的连接强度，改变连接强度的方法有，加螺钉柱，加止口，加扣位，加上下顶住的加强骨。
４）脱模斜度的确定
脱模斜度要根据材料（PP，PE硅胶，橡胶能强行脱模）、表面状态（饰纹的斜度要比光面的大，蚀纹面的斜度尽可能比样板要求的大0.5度，保证蚀纹表面不被损伤，提高产品的良品率）、透明与否决定零件应有的脱模斜度（透明的斜度要大）等因素综合确定。
表6-1 不同塑料零件的推荐材料
|
序号 |
零件分类 |
推荐材料 |
标记示例 |
注意问题 |
|
1 |
扳手类 |
阻燃级ABS |
阻燃级 ABS |
加色一定要抽粒，真空镀，电镀性能不好 |
|
2 |
小面板类 |
阻燃级ABS |
|
加色一定要抽粒，真空镀，电镀性能不好 |
|
3 |
导轨类 |
PA66+玻纤 |
PA66-RG25 |
零件看起来表面粗糙，颜色难以调配，此种材料脆，韧性不好，结构件上的扣位等小结构易断，在结构设计上要加圆角，增强强度 |
|
4 |
灯镜，导光柱类 |
PMMA，PC |
PMMA560F |
透明PC韧性好，不易脆裂，价格高，透光性差些。PMMA易脆，透光性较好，价格低些。PC和PMMA的流动性不好，设计要充分考虑 |
|
5 |
镜片，透明窗 |
透明PC |
陶氏302-05 | |
|
6 |
防尘网 |
丝织防尘网 |
PPK15X13H/B 珠海金海三喜公司 |
使用环境温度太高要考虑改换材料。 |
|
阻燃级ABS |
阻燃级ABS | |||
|
７ |
双色注塑标牌 |
抗电镀，耐候材料 |
PC |
双料注塑工艺较复杂。 |
|
电镀材料 |
ABS PA-757 |
表6-2 塑料表面处理的选择
|
序号 |
种类 |
工艺实质 |
表面效果 |
注意事项 |
|
1 |
塑胶原生光面 |
模具型腔表面抛光 |
塑胶表面光滑，光亮。 |
模具表面尺寸精度越高，表面光洁度越高，零件的光泽越均匀。 |
|
2 |
塑胶原生纹面 |
对模具表面抛光的基础上再饰纹 |
塑胶表面呈现微小的纹理，同时表面有不同的光泽状态。 |
蚀纹板分为光纹，半光纹，亚光纹； 粗纹一般不与喷油联用； 蚀纹板越细越不耐刮花； 亚光纹易刮花。 |
|
3 |
塑胶表面喷油 |
对塑胶表面进行喷涂处理 |
能得到不同的颜色，不同的光泽状态，不同的手感，不同的耐磨程度的表面。 |
喷漆有亮光效果和亚光效果，喷漆能明显提高塑料件表面的外观档次，但是，成本也随之增加很多。 |
|
4 |
塑胶表面丝印，移印 |
对塑胶零件表面局部印刷 |
能印字、图案，能有不同的颜色状态。 |
其效果主要取决于油墨及颜色； |
|
5 |
塑胶表面真空镀 |
真空镀 |
能有不同的颜色，不同的光泽状态，能制作半透的灯镜或灯板。 |
光泽性取决于塑胶的原生状态； 颜色取决于真空镀本身； 真空镀的产品不耐磨，一般要在真空镀后喷UV提高耐磨性。 |
|
6 |
塑胶表面电镀 |
塑胶电镀 |
能有不同的颜色，不同的光泽，但不能制作半透的 。 |
光泽性取决于塑胶的原生状态； 颜色取决于电镀本身； 电镀产品本身耐磨性好； 有些塑胶原料不能电镀 |
|
7 |
塑胶表面IMD |
工艺可理解为在塑胶的表面覆盖一层可印刷的薄膜。 |
薄膜本身耐磨， 基本上印刷能达到的效果，这种方法在塑胶表面都能达到。 |
薄膜一般覆盖在表面 可以覆盖白膜，在薄膜上或工件后面丝印，移印在喷UV漆。 此种方法对锐角，对凸凹有工艺设计要求。 |
|
8 |
塑胶表面IML |
薄膜层比较厚，可理解为单独的零件， 可叠加在塑胶的表面或里面。 |
薄膜本身耐磨 利用薄膜的厚度多层叠加能达到立体效果。 |
薄膜一般覆盖在表面。 此种方法对锐角，对凸凹有工艺设计要求。
|
表6-3 塑胶件零件的壁厚选择
塑胶件，对壁厚均匀性有要求，壁厚不均匀工件将有缩水痕迹，要求加强筋与主体壁厚的比值{zh0}为0.4以下，{zd0}比值不超过0.6.
在立体图的构建中，凡影响外观，影响装配的地方需要画出斜度，加强筋一般不画斜度。
塑胶零件的脱模斜度由材料，表面饰纹状态，零件透明与否决定。硬质塑料比软质塑料的脱模斜度大，零件越高，孔越深，斜度越小。
表6-4 脱模斜度的选择
表6-5 不同材料的推荐脱模斜度
塑胶零件一般精度不高，
在实际使用中，我们主要检验装配尺寸，在平面图上主要标注总体尺寸，装配尺寸，及其它需要控制的尺寸。
我们在实际中主要考虑尺寸的一致性，如上下盖的边需对齐，
表6-6 不同精度在不同尺寸范围的数值
|
序号 |
基本尺寸(mm) |
精度等级 | ||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 | |||
|
公差数值（mm） | ||||||||||
|
1 |
<3 |
0.04 |
0.06 |
0.09 |
0.14 |
0.22 |
0.36 |
0.46 |
0.58 | |
|
2 |
>3～6 |
0.04 |
0.07 |
0.10 |
0.16 |
0.24 |
0.40 |
0.50 |
0.64 | |
|
3 |
>6～10 |
0.05 |
0.08 |
0.11 |
0.18 |
0.26 |
0.44 |
0.54 |
0.70 | |
|
4 |
>10～14 |
0.05 |
0.09 |
0.12 |
0.20 |
0.30 |
0.48 |
0.60 |
0.76 | |
|
5 |
>14～18 |
0.06 |
0.10 |
0.13 |
0.22 |
0.34 |
0.54 |
0.66 |
0.84 | |
|
6 |
>18～24 |
0.06 |
0.11 |
0.15 |
0.24 |
0.38 |
0.60 |
0.74 |
0.94 | |
|
7 |
>24～30 |
0.07 |
0.12 |
0.16 |
0.26 |
0.42 |
0.66 |
0.82 |
1.04 | |
|
8 |
>30～40 |
0.08 |
0.14 |
0.18 |
0.30 |
0.46 |
0.74 |
0.92 |
1.18 | |
|
9 |
>40～50 |
0.09 |
0.16 |
0.22 |
0.34 |
0.54 |
0.86 |
1.06 |
1.36 | |
|
10 |
>50～65 |
0.11 |
0.18 |
0.26 |
0.40 |
0.62 |
0.98 |
1.22 |
1.58 | |
|
11 |
>65～80 |
0.13 |
0.20 |
0.30 |
0.46 |
0.72 |
1.14 |
1.44 |
1.84 | |
|
12 |
>80～100 |
0.15 |
0.22 |
0.34 |
0.54 |
0.84 |
1.34 |
1.66 |
2.10 | |
|
13 |
>100～120 |
0.17 |
0.26 |
0.38 |
0.62 |
0.96 |
1.54 |
1.94 |
2.40 | |
|
14 |
>120～140 |
0.19 |
0.30 |
0.44 |
0.70 |
1.08 |
1.76 |
2.20 |
2.80 | |
|
15 |
>140～160 |
0.22 |
0.34 |
0.50 |
0.78 |
1.22 |
1.98 |
2.40 |
3.10 | |
|
16 |
>160～180 |
|
0.38 |
0.55 |
0.86 |
1.36 |
2.20 |
2.70 |
3.50 | |
|
17 |
>180～200 |
|
0.42 |
0.60 |
0.96 |
1.50 |
2.40 |
3.00 |
3.80 | |
|
18 |
>200～225 |
|
0.46 |
0.66 |
1.06 |
1.66 |
2.60 |
3.30 |
4.20 | |
|
19 |
>225～250 |
|
0.50 |
0.72 |
1.16 |
1.82 |
2.90 |
3.60 |
4.60 | |
|
20 |
>250～280 |
|
0.56 |
0.80 |
1.28 |
2.00 |
3.20 |
4.00 |
5.10 | |
|
21 |
>280～315 |
|
0.62 |
0.88 |
1.40 |
2.20 |
3.50 |
4.40 |
5.60 | |
|
22 |
>315～355 |
|
0.68 |
0.98 |
1.56 |
2.40 |
3.90 |
4.90 |
6.30 | |
|
23 |
>355～400 |
|
0.76 |
1.10 |
1.74 |
2.70 |
4.40 |
5.50 |
7.00 | |
|
24 |
>400～450 |
|
0.85 |
1.22 |
1.94 |
3.00 |
4.90 |
6.10 |
7.80 | |
|
25 |
>450～500 |
|
0.94 |
1.34 |
2.20 |
3.40 |
5.40 |
6.70 |
8.60 | |
表6-7 不同材料所使用的经济精度
1）蚀纹表面不能标注的粗糙度。在塑胶表面光洁度特别高的地方，将此范围圈出标注表面状态为镜面。
2）塑胶零件的表面一般平滑，光亮，表面粗糙度一般为Ra2.5～0.2um..
3）塑胶的表面粗糙度，主要取决于模具型腔表面的粗糙度，模具表面的粗糙度要求比塑胶零件的表面粗糙度高一到二级。用超声波、电解抛光模具表面能达到Ra0.05。
注塑圆角值由相邻的壁厚决定，一般取壁厚的0.5～1.5倍，但不小于0.5mm。
分型面的位置要郑重选择圆角，在分型面有圆角，圆角部分需出在模具另外一边，制作有一定难度，在圆角处有细微的痕迹线。但需要防割手时需要圆角。
注塑工艺与铸造工艺类似，壁厚的不均匀性将产生缩水缺陷，一般筋的壁厚为主体厚的0.4倍，{zd0}不超过0.6倍。筋之间的间距大于4t，筋的高度低于3t，如图6-1。在提高零件强度的方法中，一般加筋，不增加壁厚，如图6-1所示。
螺钉柱子的筋取至少低于柱子端面1.0mm，筋至少需要低于零件表面，或分型面1.0mm。
多条筋相交，要注意相交带来的壁厚不均匀性问题。
图6-1 塑料件加强筋设计
塑胶易变形，在定位上应当归为毛胚的定位一类，在定位面积上要小，如平面的支承，应当改为小凸点，凸环。
斜顶与行位，在分模方向，垂直于分模方向均有运动。斜顶与行位在垂直于分模的方向不能有胶位阻挡运动，要有足够的运动空间，如下图6-2
图6-2 斜顶与行位问题
１）壁厚的特殊处理方法
特别大的工件，如玩具汽车外壳，采用多点进胶的方法，能将壁厚取的相对薄些。
柱子的局部胶位厚，用如下图6-3的方法处理。
图6-3 壁厚的特殊处理
２）小斜度与垂直面的处理。
模具表面尺寸精度高，表面光洁度高，脱模阻力小，脱模斜度能取小。为达到此目的将工件小斜度的地方单独镶，镶件用线割，用磨的方法加工，如图6-4。
如图6-4 小斜度与垂直面的处理
要保证侧壁垂直的情况需要走行位或斜顶，走行位时有接口线，为避免接口明显，一般将接线放在圆角与大面的交接处，如图6-5。
图6-5 小斜度与垂直面的处理
1）过渡处理问题：
塑胶零件的精度一般不高，在相邻零件之间，同一零件的不同表面之间须有过渡处理。
同一零件的不同表面之间一般用小槽过渡，不同零件之间可用小槽，高低错面处理，如图6-6所示。
图6-6 表面过度处理
2）塑胶零件的间隙取值：
零件间直接装配，相互间无运动一般取0.1mm；
止口一般取0.15mm；
零件间不需接触的最小间隙为0.3mm，一般取0.5mm。
3）塑胶零件止口的常见形式及间隙取法如图6-7所示。
图6-7 塑胶零件止口的常见形式及间隙取法
自攻螺钉对应的塑料件孔径
1． 用塑胶机箱盖替代钣金机箱盖；
2． 用双色注塑的标牌代替电铸标牌；
3． 公司正在用防静电的塑胶小面板代替金属防静电小面板；
4． 公司正在用塑胶屏蔽面板代替金属屏蔽小面板；
