塑料件结构设计.pptx

产品测绘与结构设计,工业设计专业课程,胡志刚,第四讲,塑料件结构设计,塑料件结构设计要点,0,材料,壁厚,脱模斜度,加强筋,支柱,/,螺丝柱,止口,卡扣,其他,塑料件结构设计要点,0,材料,1,ABS,（,丙烯腈,-,苯乙烯,-,丁二烯共聚物）,用途：玩具、机壳、日常用品、汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒）、家电外壳；,特性：坚硬、不易碎、可涂胶水，工作温度,-50+70,，可燃烧，损坏时可能有利边出现多数应用于玩具外壳或不用受力的零件PP,（聚丙烯）,用途,:,玩具、日常用品、包装胶袋、瓶子,特性,:,有弹性、韧度强、延伸性大、但不可涂胶水，工作温度,-30,140,应用,:,多数应用于一些因要接受跌落测试而拆件的地方PVC,（聚氯乙烯）,用途,:,软喉管、硬喉管、软板、硬板、电线、玩具,特性,:,柔软、坚韧而有弹性，工作温度,-25,75,；,200,易分解产生腐蚀、刺激性气体PVC,电线、电缆在制造、使用及废弃处理时，都会产生大量的二恶英、氯氢酸、铅等有害物质设计上的应用,:,多数用于玩具，或一些需要避震或吸震的地方PS,（聚苯乙烯）,用途：绝缘透明件、装饰件、化学仪器、光学仪器；发泡,PS,（保丽龙），建筑隔音、隔热层，冰箱保温层，一次性饭盒，头盔缓冲层；,特性：绝缘性好，硬而脆，无色透明，可染色，耐热。

发泡,PS,无法回收；,PC,（聚碳酸酯）,用途：车辆前后灯、仪表板、冰箱抽屉、搅拌机、网线水晶插头、一次性医疗器械；,特性：无色透明、无毒、可染色、抗冲击、耐磨、耐腐蚀、抑制细菌、阻燃，耐高温和耐低温（,-60120,）；,应用：多数应用于透明零件，代替玻璃POM,聚甲醛,用途,:,机械零件,、,、齿轮、,家,家电外壳,特性,:,耐磨、坚,硬,硬但脆弱,，,，损坏时,容,容易有利,边,边出现应用,:,多数用于,胶,胶齿轮、,滑,滑轮、一,些,些需要传,动,动，承受,大,大扭力或,应,应力的地,方,方Nylon,（尼龙，,PA,）,用途：齿,轮,轮、滑轮,、,、纺织品,特性：坚,韧,韧、吸水,、,、耐磨、,吸,吸震、耐,热,热，但当,水,水份完全,挥,挥发后会,变,变得脆弱,应用：因,为,为精准度,比,比较难控,制,制，所以,大,大多用于,一,一些模数,较,较大的齿,轮,轮,Kraton,（,热塑性丁,苯,苯橡胶,）,-,用途：摩,打,打垫，手,工,工具把手,-,特性：柔软，有,弹,弹性，韧,度,度高，延,伸,伸性强设计上的,应,应用：多,数,数作为摩,打,打垫，吸,收,收摩打震,动,动，减低,噪,噪音。

壁厚,2,一般不宜,小,小于,0.60.9mm,，,常选取,24mm,ABS,：,一般最先,选,选择的材,料,料，壁厚,通,通常为,1,1.2,1.5,2,2.5,3mm,，视乎产,品,品的大小,和,和功能而,定,定PP,：,因为比较,软,软，而且,基,基于缩水,的,的问题，,所,所以不能,太,太厚，一,般,般为,1,1.2,1.5mm,薄壁件壁,厚,厚,0.6mm,PVC,：因为多用,由,由于外形，,多,多是实心，,所,所以限制不,大,大PS,：,1.55.0mm,PC,：,1.04.0mm,POM,：,一般为,1,1.2,1.5,2,2.5,3mm,视乎产品大,小,小而定基本设计原,则,则,一般塑料件,的,的厚度为,2,3mm,，如我们油,烟,烟机大面板,壁,壁厚就是,2,3mm,，热塑性塑,料,料最大设计,壁,壁厚为,4mm,壁厚的大小,取,取决于：,a,产品需要承,受,受的外力；,b,是否作为其,他,他零件的支,撑,撑；,c,承接柱位的,数,数量；,d,加强筯的多,少,少；,e,选用的塑料,材,材料产品过厚从,经,经济角度来,看,看，不但增,加,加物料成本,，,，延长生产,周,周期冷却时,间,间，增加生,产,产成本。

从,产,产品设计角,度,度来看，增,加,加导致产生,空,空穴气孔的,可,可能性，大,大,大削弱产品,的,的刚性及强,度,度，增加产,品,品的缩痕壁厚,2,平面原则,最理想的壁厚分布无疑是,切,切面在任何,一,一个地方都,是,是均一的厚度，但,为,为满足功能,上,上的需求以,致,致壁厚有所,改,改变总是无,可,可避免的壁,壁厚的地方,比,比旁边壁薄,的,的地方冷却,得,得比较慢，,并,并且在相接,的,的地方表面,在,在浇口凝固,后,后出现收缩痕更甚者导,致,致产生收缩印、热内应力,、,、挠曲部份歪曲、颜色不同或,不,不同透明度若壁厚的,地,地方渐变成,壁,壁薄的是无,可,可避免的话,，,，应尽量设,计,计成塑料由,壁,壁厚的地方,流,流向壁薄的,地,地方，不同,平,平面过度要渐次的改变，并,且,且在不小于,壁,壁厚,3:1,的比例下下,下图可供参,考,考平面原则,转角准则,壁厚均一的要诀在转,角,角的地方也,同,同样需要，,以,以免冷却时,间,间不一致冷,冷却时间长,的,的地方就会,有,有收缩现象,，,，因而发生,部,部件变形和挠曲此外，尖,锐,锐的圆角位,通,通常会导致,部,部件有缺陷,及,及应力集中，尖角的位,置,置也常在电镀过程后引起,不,不希望的物料聚积。

集中应力,的,的地方会在,受,受负载或撞,击,击的时候破裂较大的圆,角,角提供了这,种,种缺点的解,决,决方法，不,但,但减低应力,集,集中的因素,，,，且令流动,的,的塑料流得,更,更畅顺和成,品,品脱模时更,容,容易圆弧,位,位和壁厚是,有,有一定的比例一般介乎,0.2,至,0.6,之间，理想,数,数值是在,0.5,左右下图,可,可供参考之,用,用转角准则,壁厚设计,脱模斜度,3,基本设计原,则,则,塑料产品在,设,设计上通常,会,会为了能够轻易的使产品由,模,模具脱离出来而需要,在,在边缘的内,侧,侧和外侧各,设,设有一个倾,斜,斜的出模角,否则如果,产,产品垂直外,壁,壁并且与开,模,模方向相同,的,的话，模具,在,在塑料成型,后,后需要很大的开模,力,力才能打开，,而,而且，在模,具,具开启后，,产,产品脱离模,具,具的过程也,相,相信十分困,难,难另外如,果,果强行脱模,的,的话，会在,产,产品上留下顶拔痕如果该产,品,品在设计的,过,过程中已预,留,留出模角及,所,所有接触产,品,品的模具零,件,件在加工过,程,程当中经过,高,高度抛光的,话,话，脱模就,变,变成轻而易,举,举的事情。

因注塑件冷,却,却收缩后多,附,附在凸模上,，,，为了使产,品,品壁厚平均,及,及防止产品,在,在开模后附,在,在较热的凹,模,模上，出模角对应,于,于凹模及凸,模,模是应该相,等,等的不过，在,特,特殊情况下,若,若然要求产,品,品于开模后,附,附在凹模的,话,话，可将相,接,接凹模部份,的,的出模角尽,量,量减少，或,刻,刻意在凹模,加,加上适量的,倒,倒扣位出模角的大,少,少是没有一,定,定的准则，,多,多数是依照,产,产品的深度,来,来决定一般的出模,角,角为,0.5-1.0,在深入或附,有,有织纹的产,品,品上，出模,角,角的要求是,视,视乎织纹的,深,深度而相应,增,增加，一般,为,为,2-3,一般的晒纹,版,版上已清楚,例,例出可供作,参,参考之用的,要,要求出模角,加强筋,4,加强筋在塑,料,料部件上是,不,不可或缺的,功,功能部份，,它,它能增加产品的刚性和强度而无需大幅,增,增加产品切,面,面面积加,强,强筋最有效,的,的形状如,”,工,”,字铁般，对,一,一些经常受,到,到压力、扭,力,力、弯曲的,塑,塑料产品尤,其,其适用，但,如,如,”,工,”,字铁般形状,有,有倒扣，难,于,于脱模，一般设计成,字形。

此外，加,强,强筋更可充,当,当内部流道,，,，有助模腔,充,充填，对帮,助,助塑料流入,部,部件的支节,部,部份很大的,作,作用加强筯的布,置,置,加强筋一般,被,被放在塑料,产,产品的非接触面，其伸展方,向,向应跟随产,品,品最大应力,和,和最大偏移,量,量的方向，,选,选择加强筋,的,的位置也受,制,制于一些生,产,产上的考虑,，,，如塑料流动方,向,向、收缩方向,及,及脱模方向,等,等加强筯的形,状,状,加强筋的长,度,度可与产品,的,的长度一致,，,，两端相接,产,产品的外壁,，,，或只占据,产,产品部份的,长,长度，用以,局,局部增加产,品,品某部份的,刚,刚性要是,加,加强筋没有,接,接上产品外,壁,壁的话，末,端,端部份也不,应,应突然终止,，,，应该渐次地将高度减低，直至完结,，,，从而减少,出,出现困气、,填,填充不满及,烧,烧焦痕等问,题,题，这些问,题,题经常发生,在,在排气不足,或,或封闭的位,置,置上加强筋的缩,水,水情况,1,、为防止缩,水,水缺陷及保,证,证加强筋强,度,度，加强筋,的,的宽度一般,取,取壁厚的,1/2,2/3,；,2,、加强筋应,加,加脱模斜度,，,，在允许的,情,情况下，斜度越大越,好,好；,3,、为保证塑,件,件基本平整,，,，加强筋的,端,端面不应与,塑,塑件的支撑,面,面相平，应低于支撑面,至,至少,0.5mm,。

支柱,/,螺丝柱,4,支柱,/,螺丝柱,4,支柱高度一,般,般不要超过,支,支柱直径的,两,两倍半支柱远离外,壁,壁的基本设,计,计,支柱靠近外,壁,壁的基本设,计,计,Screw,d,D,2.0 mm,1.7 mm,4.34.4 mm,2.3 mm,1.9 mm,4.74.8mm,2.6 mm,2.3 mm,5.0 mm,3.0 mm,2.6 mm,5.5 mm,3.5 mm,3.0 mm,6.0 mm,支柱的出模,角,角一般会以,支,支柱顶部的平面,为,为中性面，而且角度,一,一般为,0.51.0,如支柱的,高,高度超过,15.0mm,的时候，为,加,加强支柱的,强,强度，可在,支,支柱连上些,加,加强筋，作,结,结构加强之,用,用支柱套,跟据一般的,安,安全规格标,准,准，螺丝头必须收藏于不能触摸,的,的位置，所,以,以高度必须,有,有,2.5mm,或以上由,于,于加上支柱,套,套后会有锐,边,边，所以在,每,每一个支柱,套,套上壳收螺,丝,丝的地方，,必,必须加上,R1.0,或以上的圆角3M,螺丝,止口,5,止口,5,真止口,用途,:,生产装配时,作,作较对之用,，,，而且可作,涂,涂胶水之用,。

假止口,用途,:,在外形上可,作,作遮丑之用,半假止口,如平均料厚,有,有,2.0mm,或以上时，,因,因为凹槽太,深,深的关系，,所,所以需要在,止,止口的位置,加,加多一层料,，,，保持成品,外,外形的美观,双止口,用途,:,多用于一些,需,需要有防水,功,功能的成品,上,上而且，,会,会以超音波,焊,焊接法作装,配,配，加强较,对,对效用,设计实作,案例,01,设计总结,1,、选材；,2,、外形设计,：,：采用,复,复制,几,几何,和,和发,布,布几,何,何拆,分,分壳,体,体；,3,、壁,厚,厚：根据,材,材料,和,和零,件,件大,小,小设,定,定；,4,、拔,模,模斜,度,度：每设,计,计完,一,一个,特,特征,，,，注,意,意检,查,查斜,度,度；,5,、止,口,口：采用,偏,偏移,工,工具,，,，注,意,意虚,位,位配,合,合；,非,非活,动,动虚,位,位（,0.1,），,活,活动,虚,虚位,（,（,0.3,）,6,、支,柱,柱：采用,拉,拉伸,工,工具,，,，注,意,意拉,伸,伸顺,序,序，,查,查尺,寸,寸表,；,；,7,、加,强,强筋,：,：采用,电,电火,花,花加,工,工出,，,，两,侧,侧不,需,需要,设,设置,拔,拔模,斜,斜度,。

8,、干,涉,涉检,查,查,塑胶,件,件结,构,构设,计,计还,有,有许,多,多细,节,节,无法,一,一一,列,列举,工作,时,时，,。