模具塑膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計原則和注意要點

塑料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計要點說明?
產(chǎn)品開發(fā)的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則：
a、結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理：裝配間隙合理，所有插入式的結(jié)構(gòu)均應(yīng)預(yù)留間隙；保證有足夠的強度和剛度(安規(guī)測試)，并適當設(shè)計合理的安全系數(shù)。
b、塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)綜合考慮模具的可制造性，盡量簡化模具的制造。
c、塑件的結(jié)構(gòu)要考慮其可塑性，即零件注塑生產(chǎn)效率要高，盡量降低注塑的報廢率。
d、考慮便于裝配生產(chǎn)(尤其和裝配不能沖突)。
e、塑件的結(jié)構(gòu)盡可能采用標準、成熟的結(jié)構(gòu)，所謂模塊化設(shè)計。
f、能通用/公用的，盡量使用已有的零件，不新開模具。
g、兼顧成本
大略的匯總下結(jié)構(gòu)中常見的問題注意點，期拋磚引玉，共同提高。
1、關(guān)于塑料零件的脫模斜度：
一般來說，對模塑產(chǎn)品的任何一個側(cè)面，都需有一定量的脫模斜度，以便產(chǎn)品從模具中順利脫出。脫模斜度的大小一般以0.5度至1度間居多。具體選擇脫模斜度注意以下幾點：
a、塑件表面是光面的，尺寸精度要求高的，收縮率小的，應(yīng)選用較小的脫模斜度，如0.5°。
b、較高、較大的尺寸，根據(jù)實際計算取較小的脫模斜度，比如雙筒洗衣機大桶的筋板，計算后取0.15°~0.2°。
c、塑件的收縮率大的，應(yīng)選用較大的斜度值。
d、塑件壁厚較厚時，會使成型收縮增大，脫模斜度應(yīng)采用較大的數(shù)值。
e、透明件脫模斜度應(yīng)加大，以免引起劃傷。一般情況下，PS料脫模斜度應(yīng)不少于2.5°~3°，ABS及PC料脫模斜度應(yīng)不小于1.5°~2°。?
f、帶皮紋、噴砂等外觀處理的塑件側(cè)壁應(yīng)根據(jù)具體情況取2°~5°的脫模斜度，視具體的皮紋深度而定。皮紋深度越深，脫模斜度應(yīng)越大。
g、結(jié)構(gòu)設(shè)計成對插時，插穿面斜度一般為1°-3°。
2、關(guān)于塑件的壁厚確定以及壁厚處理：
合理的確定塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先決定于塑件的使用要求：包括零件的強度、質(zhì)量成本、電氣性能、尺寸穩(wěn)定性以及裝配等各項要求，一般壁厚都有經(jīng)驗值，參考類似即可確定 (如熨斗一般壁厚2mm，吸塵器大體為2.5mm)，其中注意點如下：
a、塑件壁厚應(yīng)盡量均勻，避免太薄、太厚及壁厚突變，若塑件要求必須有壁厚變化，應(yīng)采用漸變或圓弧過渡，否則會因引起收縮不均勻使塑件變形、影響塑件強度、影響注塑時流動性等成型工藝問題；
b、塑件壁厚一般在1—5mm范圍內(nèi)。而最常用的數(shù)值為2—3mm；
c、常用塑料塑件的最小壁厚及常用壁厚推薦值：(mm)
d、盡量不要將加強筋和螺釘柱設(shè)計的太厚，一般建議取本體壁厚的一半較保險，否則容易引起縮影等外觀問題；
e、盡量不要將零件設(shè)計成單獨的平板，尺寸很小另論，否則變形導(dǎo)致零件不平整。
3、關(guān)于塑件的加強：
為了確保塑件的強度和剛性，而又不致使塑件的壁厚過厚，可以在塑件的適當部位設(shè)置加強筋。加強筋還可以避免塑件的變形，在某些情況下，加強筋還可以改善塑件成型過程中塑料流動的情況。
a、加強筋的厚度不應(yīng)大于壁厚的1/2，以免引起塑件表面縮影；同時從成型流動性考慮，最小不宜低于0.8mm；
b、在必須采用較大的加強筋時，在容易形成縮痕的部位可以設(shè)計成紋理，來遮蓋縮痕；
c、加強筋應(yīng)加脫模斜度，筋應(yīng)標注大端尺寸（但是考慮加工工藝，3D圖上可以不做出，模具加工時EDM加工會自然產(chǎn)生斜度，高精度零件另論）；
d、除特殊要求外，加強筋應(yīng)盡可能矮，加強筋的高不要超過（3~4）*T（T為零件厚度）。
小技巧：把表面制成拱形和波形也是增加強度和剛性的方法之一。
4、關(guān)于塑件的圓角設(shè)計：
在塑件設(shè)計過程中，為了避免應(yīng)力集中，提高塑件強度，改善塑件的流動情況及便于脫模，在塑件的各面或內(nèi)部連接處，應(yīng)采用圓弧過度。另外，塑件上的圓角對于模具制造和機械加工及提高模具強度，也是不可少的。在塑件結(jié)構(gòu)上無特殊要求時，塑件的各轉(zhuǎn)角處均應(yīng)有半徑不小于0.5~1mm的圓角。允許的情況下，圓角應(yīng)盡量大。
對于內(nèi)外表面的拐角處，外圓角應(yīng)為內(nèi)圓角加壁厚，可減少內(nèi)應(yīng)力，并能保證壁厚均勻一致。
5、關(guān)于塑件的合頁式結(jié)構(gòu)設(shè)計：
6、關(guān)于塑件的螺釘柱設(shè)計：
塑件之間的連接常采用自攻螺釘?shù)倪B接方式，在螺釘柱的設(shè)計過程中應(yīng)注意以下幾點：
a、在允許的情況下，螺釘柱應(yīng)盡量低一點
b、應(yīng)加一字形或十字形斜筋保證螺釘柱的強度，并考慮防止縮影
c、外觀要求嚴格的表面螺釘柱應(yīng)做斜頂式的結(jié)構(gòu)以防止縮影，見下圖示意：
d、螺釘柱內(nèi)側(cè)應(yīng)加倒角，利于螺釘?shù)陌惭b，倒角大小一般為（1~1.5）X45°，個人建議使用下圖第二個方案：
螺釘柱的內(nèi)外直徑應(yīng)符合加工工藝性，優(yōu)先選用值：
7、關(guān)于嵌件設(shè)計：
在嵌件的設(shè)計過程中應(yīng)注意以下幾點：
a、嵌件周圍塑料層厚度不宜太薄，否則會因收縮而破裂。
b、嵌件各尖角部位應(yīng)倒圓角，這樣可減少內(nèi)應(yīng)力。
c、嵌件在塑件中應(yīng)固定牢固，可采用開槽、加凸臺，或滾花結(jié)構(gòu)。
d、在設(shè)計中應(yīng)考慮嵌件在模具中便于安裝，正確和牢固定位，成型時有利于塑料流動，模具制造方便。
注塑成型時，塑件會收縮，金屬件不會收縮，所以嵌件周圍會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，過大則塑件開裂，解決辦法，其一是塑件包圍嵌件的尺寸不要太薄，其次，選擇彈性較好，收縮率較小的塑膠材料，比如ABS，PC等，而脆性材料則不適合嵌件，比如PS。
8、外觀要求及材料、收縮率、分型面：
在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計，作為開發(fā)工程師應(yīng)該了解：
a、產(chǎn)品使用的材料；
b、外觀光潔度要求，如鏡面、皮紋、噴砂、亞光、噴漆等，以及需處理的范圍。還需與客戶以及模具廠溝通確定一下；
c、分型面的位置、滑塊抽芯允許的分型線位置，允許設(shè)澆口的位置、哪些地方不允許有頂出痕跡…
d、若塑件上需塑出文字、符號等標識，應(yīng)落實文字、符號的大小、深度、位置等;
e、對塑件成型后難以避免的缺陷如：融接痕、微量收縮等應(yīng)向客戶提出，征得客戶的認可。并盡量采取措施減輕缺陷;
f、修飾特征如logo，塑件上刻字等,宜設(shè)計先沉下然后凸起，模具加工時為下凹，加工容易實現(xiàn)。
常用塑料及收縮率如下表：（含添加劑及其他特殊要求的材料視具體牌號及客戶要求定）
其他：
① 分型面盡量不要有臺階，可以改為斜面，便于修邊以及模具加工，也便于精度實現(xiàn)；分型面能平面不要斜面，能斜面不要曲面等等。
② 螺釘柱防止縮影可以加火山口，如下示意：
9、關(guān)于強制脫模的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點：
尺寸允許如下，且強脫的地方全部做成斜面和R角過渡，不能尖角。
10、一些結(jié)構(gòu)優(yōu)化舉例：
關(guān)于產(chǎn)品一些圓角處理的地方。
下圖是一個產(chǎn)品扣線卡槽，以前的產(chǎn)品在設(shè)計時是沒有加小圓角的，后來再才發(fā)現(xiàn)一個松下的產(chǎn)品上不是這樣做的，他們是在轉(zhuǎn)角的地方加了一個小圓角，防止線材破皮，這樣小小的人性化設(shè)計。
上圖：需要加圓角的地方如果直接加上圓角的話會有倒扣出不了模，所以結(jié)構(gòu)上要改進一下，如下圖所示：
如何改進呢？我們可以在圓角處再起一級：
脫模檢測分析，模具問題解決。
再看另外一個常見的例子。
如圖所示：對于這樣的矩形通孔，往往會忘記做一些圓角處理，如果要在四個拐角處加上小圓角，出來的效果也許就不一樣，避免一些不必要的小缺陷。這樣做的目的很簡單，防止在出模時由于應(yīng)力集中，會有拉白拉裂等現(xiàn)象，一般留個0.5mm左右的小圓角就行了，也不影響外觀和功能。
關(guān)于產(chǎn)品保修貼，規(guī)格貼的一些問題。
象這些諸如標貼凹槽，還有一些孔位，我們都要說明清楚是要留出來，還是需要鑲出來，不同做法出來的效果也是不同的，如下圖：
這個地方前模上需要留出，所以會有相應(yīng)的小圓角，如果需要利角的話就需要鑲出來。在圖紙上盡量表達出來，這些小的細節(jié)，工程師不去提出來，往往模廠會遺漏掉。
關(guān)于合殼螺釘柱的一些細節(jié)。
緊固的螺釘柱要注意其強度問題，根據(jù)產(chǎn)品的要求，要經(jīng)得起跌落實驗這一關(guān)，另外也常遇到跌落時，連根撥起的現(xiàn)象和打螺釘爆裂的情況。因此在設(shè)計過程中要考慮到這些問題，留有一定的余量。
對于螺孔的內(nèi)外徑要給出合適的尺寸，外徑不宜過大，大了有可能縮水，內(nèi)徑偏小容易爆裂，過大了要容易滑牙，根據(jù)對產(chǎn)品特性的了解給出恰當?shù)慕?jīng)驗值。舉個簡單的小例子：如下圖：鎖殼螺絲柱的配合端面，更改之前第一個圖，更改后見第二個圖。
模具對插結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)中常見散熱孔，不建議直接切槽散熱，這樣透光可以看見內(nèi)配線，給人產(chǎn)品低檔的感覺，可以改為側(cè)面散熱，即做成百葉窗式的結(jié)構(gòu)：
其他細節(jié)：手穿過的尺寸不少于30*90,若出口到歐美，建議30*100以上，手持式的，手握的尺寸，如手柄，(25~30)*(30~35)，手提的面積尺寸不少于15mm，指甲摳起的尺寸不少于4~5mm。
11、塑件自攻螺釘規(guī)格尺寸表：
12、3D結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，工程師自檢以及開模前與模具廠需要檢討的：
a、自檢：零件有沒有未完全約束的情況；零件是否有干涉(結(jié)構(gòu)設(shè)計時經(jīng)常干涉分析)，配合的間隙是否合理；所有的設(shè)計數(shù)據(jù)是否可以在裝配模式下再生成功(結(jié)構(gòu)設(shè)計時經(jīng)常再生分析)……
b、自檢：產(chǎn)品厚度是否分布均勻（多做剖視圖檢查）
c、自檢：產(chǎn)品是否有拔模，或存在倒勾（拔模檢測，做剖視圖檢查）
d、模具廠討論：產(chǎn)品分模線的具體位置，是否可以接受，對外觀的影響程度
e、模具廠討論：模具的進料方式，進料點以及所產(chǎn)生的結(jié)合線是否接受
f、模具廠討論：斜頂、滑塊的位置是否足夠，產(chǎn)生的分型線是否被接受
g、模具廠討論：其它特殊要求，比如模具的材質(zhì)和壽命，產(chǎn)品表面的要求，咬花面的規(guī)格等等