塑料產(chǎn)品的工藝性分析

? ? 對于專業(yè)的模具公司，一般都是按照客戶設(shè)計好的塑料產(chǎn)品來進行模具設(shè)計開發(fā)。而每個客戶的產(chǎn)品設(shè)計人員的設(shè)計水平參差不齊，經(jīng)驗欠缺，對產(chǎn)品的模具開發(fā)和注塑生產(chǎn)工藝性不了解，設(shè)計產(chǎn)品時只考慮了產(chǎn)品的使用功能，而沒有充分考慮模具是否可以開發(fā)，注塑生產(chǎn)是否能順利進行，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品是否符合設(shè)計要求，導致產(chǎn)品設(shè)計存在諸多不合理甚至錯誤之處。

? ? 有基于此，模具公司在接到客戶的模具開發(fā)訂單后，在模具開始設(shè)計前，需要針對產(chǎn)品進行全面而又詳細的檢查和工藝性分析，指出問題、提出建議、優(yōu)化設(shè)計。

? ? 塑料產(chǎn)品的工藝性分析，目的就是能夠大大提供產(chǎn)品的開發(fā)成功率，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合要求，成本為最低，主要包括但不局限于以下幾個方面：產(chǎn)品尺寸和裝配符合設(shè)計標準、外觀符合設(shè)計要求、實驗達標、模具簡單、開發(fā)周期短、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)合格率高。

? ? 為保證上述目的的實現(xiàn)，我們必須從以下幾個方面對產(chǎn)品進行工藝性分析：

? ? （1） 產(chǎn)品材料選用

? ? （2） 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計

? ? （3） 產(chǎn)品基準與尺寸公差

? ? （4） 產(chǎn)品外觀要求

? ? （5） 產(chǎn)品性能與實驗標準

? ? （6） 注塑生產(chǎn)要求

? ? 以下就這六個方面做一簡單說明。

? ? 一、產(chǎn)品材料選用

? ? 一般來說，客戶在進行產(chǎn)品設(shè)計時，會按照其內(nèi)部的標準來選用材料類型，并指定合格供應商的具體牌號。對于此類，模具開發(fā)時不需要進行分析，但是也有客戶因為沒有經(jīng)驗和標準，僅僅指出哪一類材料，具體牌號需要模具廠去選用，這個時候就需要模具廠根據(jù)自己的理論基礎(chǔ)和實際經(jīng)驗，對材料的性能和注塑可行性進行分析，評估其是否能保證產(chǎn)品和模具的成功開發(fā)，比如：材料的流動性、收縮率、外觀保證、產(chǎn)品變形、吸水性、腐蝕性、可成型最小壁厚、硬度、成型溫度、對注塑機要求等諸多方面。因為這些方面的優(yōu)良與否，將會大大影響產(chǎn)品性能、尺寸穩(wěn)定性、外觀、設(shè)備要求、模具性能等。

? ? 當然，在進行模具開發(fā)前，必須確定材料的具體牌號，因為進行工藝分析時，需要用到材料的物性參數(shù)以及相關(guān)的UDB文件等。

? ? 二、 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計

? ? 客戶完成產(chǎn)品設(shè)計后，是否能開發(fā)模具，是否能制造出來，還不能下結(jié)論，還必須進行結(jié)構(gòu)分析，是否有不合理之處，需要修改和完善。

? ? 1. 壁厚的設(shè)計

? ? 塑料產(chǎn)品的壁厚對零件的質(zhì)量影響很大，壁厚過小時成型的流動阻力大，大型復雜的零件就很難充滿型腔。

? ? 從環(huán)保和成本考慮，原則上塑料產(chǎn)品壁厚越小越好，但壁厚的最小尺寸應滿足以下幾個方面的要求：足夠的強度和剛度、脫模時能經(jīng)受脫模機構(gòu)的沖擊與震動、裝配時能承受足夠的緊固力。

? ? 塑料零件規(guī)定有最小壁厚值，它隨塑膠品種牌號和零件大小不同有不同，一般可以按照供應商的推薦值和成功開發(fā)產(chǎn)品的經(jīng)驗值來定，比如汽車保險杠、門板、立柱等，都有行業(yè)經(jīng)驗值可供參考。

? ? 當壁厚太薄時，可能會導致產(chǎn)品無法填充滿，或需要大的注塑壓力，尤其對于大型產(chǎn)品。

? ? 塑料產(chǎn)品的壁厚選擇不合理，將可能會由于壁厚不均而產(chǎn)生壁厚處縮水。

? ? 2. 筋條的設(shè)計

? ? 加強筋的作用是增加塑料產(chǎn)品的強度，和避免零件變形，如果單用增加壁厚的辦法來提高塑料產(chǎn)品的強度，常常是不合理的，其一是容易出現(xiàn)縮水，其二是提高了注塑成本。

? ? 加強筋不要設(shè)計的過厚，否則容易在其根部出現(xiàn)縮水，也不要太薄，太薄了易出現(xiàn)走膠不齊。

? ? 加強筋的厚度和深度，也會對模具開發(fā)帶來影響，包括是否需要做鑲件來方便加工、拋光和利于排氣。

? ? 3. 脫模斜度的設(shè)計

? ? 在塑料產(chǎn)品的內(nèi)表面和外表面，沿脫模方向均應設(shè)計足夠的拔模斜度，否則會難以脫模，或頂出時拉傷，擦壞塑料產(chǎn)品。

? ? 對于有皮紋的表面，脫模斜度的選擇，必須嚴格按照皮紋廠家的相關(guān)標準來設(shè)計，至少不能小于標準值?，F(xiàn)在有些客戶，在要開發(fā)模具的時候，還沒確定產(chǎn)品外表面的皮紋型號和深度，這是絕對不行的，否則，到時候會出現(xiàn)皮紋拉傷的情況。

? ? 4. 螺絲柱的設(shè)計

? ? 通常塑料產(chǎn)品的螺絲柱用來定位和支撐其他零件，也可作為自攻螺絲孔。

? ? 對于螺絲柱根部，主要分析是否會出現(xiàn)縮水或陰影，為了防止出現(xiàn)縮水，需要把柱子根部減膠。同時把中間孔加深。

? ? 為考慮模具頂出司筒的標準化，也需要對螺絲

? ? 柱的內(nèi)外徑進行分析和調(diào)整。

? ? 5. 卡扣與倒扣的設(shè)計

? ? 卡扣與倒扣，主要是考慮產(chǎn)品的強度，還有裝配是否方便，如：變形量、彈性、根本圓角。

? ? 當然，更重要的是：簡化模具結(jié)構(gòu)，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性，原則上就是要減少斜頂、滑塊等模具結(jié)構(gòu)的選用。

? ? 6.圓角的設(shè)計

? ? 塑料產(chǎn)品除了使用上要求采用尖角連接外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應盡可能采用圓角過度，因塑料產(chǎn)品的尖角處易產(chǎn)生應力集中，在受力或沖擊時會發(fā)生開裂現(xiàn)象，甚至在脫模過程中就發(fā)生開裂，尤其是在運輸和裝配過程中出現(xiàn)開裂，就是很嚴重的質(zhì)量事故了。

? ? 一般推薦加工圓角會根據(jù)產(chǎn)品的材料和產(chǎn)品性能要求來確定。

? ? 7. 刻字與標識

? ? 對于塑料產(chǎn)品的刻字和標識，主要要確定好：刻字位置、內(nèi)容、字體、深度和高度、日期章、模穴號、材料牌號、LOGO等。

? ? 8.皮紋選用

? ? 對于外觀件，產(chǎn)品有皮紋要求的，在模具設(shè)計前必須確定好皮紋廠家和皮紋型號，以及皮紋的深度和拔模斜度以及皮紋范圍，因為這將會影響到模具的結(jié)構(gòu)和模具材料的選擇。

? ? 三、 產(chǎn)品基準與尺寸公差

? ? 在客戶提供產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)時，比較有設(shè)計能力的客戶，會提供詳細的3D造型數(shù)據(jù)和2D圖，也有的客戶沒有這個實力來進行2D圖的設(shè)計，尤其是在尺寸與公差標注這方面很是欠缺，這也包括一些大的國內(nèi)整車廠提供的設(shè)計數(shù)據(jù)。

? ? 對于有2D圖的，我們在模具開發(fā)前，必須要對其進行分析，看是否可以達到設(shè)計要求，對于沒有2D圖的，我們必須與客戶設(shè)計人員面對面的交流，讓其指定相關(guān)的定位基準和尺寸公差。

? ? 首先，要同客戶確定好產(chǎn)品的測量方案，有合理的定位基準和測量基準。

? ? 其次，是否需要使用測量工裝來定位和固定。對于汽車零件，是否需要專業(yè)的檢具來測量。

? ? 對于2D圖中的尺寸，我們需要對照3D造型，檢查是否一致。不能直接用3D就開始開模。

? ? 對于2D圖中的尺寸，檢查其是否標注合理，尤其是公差精度，模具廠是否有這個能力來保證模具加工精度和注塑產(chǎn)品的精度。說實話，我們現(xiàn)在有很多的不量產(chǎn)產(chǎn)品的專業(yè)模具廠，對產(chǎn)品尺寸和精度的經(jīng)驗嚴重不足，對產(chǎn)品的測量也很不專業(yè)，長久以來也不是很重視，導致模具開發(fā)出來后，產(chǎn)品是否能合格完全沒把握，也沒辦法保證。

? ? 還有一點，對于圖紙上標注的技術(shù)要求和特殊標記，同樣需要重點關(guān)注，否則就會因某個要求沒達到，導致模具有可能報廢。

? ? 最后還有一點，也是需要特別關(guān)注的一點，就是產(chǎn)品的變形，產(chǎn)品的變形將會大大影響產(chǎn)品的尺寸和精度，甚至裝配質(zhì)量。如何控制產(chǎn)品的變形，首先在模具設(shè)計前，可以通過模流分析進行模擬仿真，通過不同的進膠方式和注塑工藝進行比較，選用最為合適的方案。

? ? 四、 產(chǎn)品外觀要求

? ? 對于產(chǎn)品外觀，主要考慮的是對模具結(jié)構(gòu)、選材、加工方式、澆口方式與位置、注塑工藝的要求。針對不同的外觀要求，我們必須有相對應的開發(fā)方式方法來保證。

? ? 1. 顏色與透明度

? ? 根據(jù)產(chǎn)品的顏色和透明度，需要分析原材料是否符合要求，是否需要增加色母。同時，也要針對性的考慮模具方面的要求。

? ? 2. 表面類型

? ? 塑料產(chǎn)品的內(nèi)外表面類型基本包括：加工紋、光面、火花紋、皮紋、噴砂、鏡面……

? ? 加工紋：就是模具加工出來，保留刀紋，不需要進行打磨拋光。

? ? 光面：模具加工出來后，進行拋光出來，至少沒有刀紋。根據(jù)拋光程度，有多種標準。

? ? 火花紋：電火花加工后形成的紋理。

? ? 皮紋：經(jīng)過化學腐蝕或激光等方式制作的紋理。一般各供應商都有自己的皮紋型號和對應的模具開發(fā)要求。

? ? 噴砂：在模具表面進行噴砂處理。

? ? 鏡面：對模具成型鏡面處，進行鏡面拋光，以保證注塑后的產(chǎn)品表面達到鏡面標準。

? ? 在進行模具開發(fā)和注塑生產(chǎn)時，需要根據(jù)塑料產(chǎn)品的表面要求，選用合適的模具方案和注塑工藝。比如說對于皮紋面，要設(shè)計合適的拔模斜度和型腔材料，對于鏡面，需要選用鏡面的型腔材料和拋光方法。

? ? 3. 分型線與段差

? ? 一般來說，對于外觀產(chǎn)品，或產(chǎn)品的外觀面，是不允許有分型線（也包括鑲拼線）的。而非外觀產(chǎn)品或產(chǎn)品非可視面，是沒有這方面的要求的。

? ? 因為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原因，可能會在產(chǎn)品外觀面上需要有分型線，這時需要與客戶確認是否可以有分型線，或建議客戶修改產(chǎn)品結(jié)構(gòu)避免此次不產(chǎn)生分型線。

? ? 無論是外觀面還是內(nèi)表面，客戶都會要求把分型面處的段差控制在一定范圍，此時就需要評估是否可以達到要求，設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)和選用的加工方式是否合適。

? ? 4. 飛邊

? ? 原則上，產(chǎn)品注塑后是不允許跑飛邊的，否則，就需要后期修飛邊?；蛘呖蛻粢?guī)定允許跑飛邊的厚度和長度都有相應的規(guī)定。要保證無飛邊，需要從模具結(jié)構(gòu)、加工精度和注塑工藝等方面進行考慮，找到解決的辦法。

? ? 首先，不同的塑料有不同的流動性和溢邊值，跑飛邊的程度也不同。所以在客戶沒有指定材料牌號的時候，需要選擇不易跑飛邊的材料。

? ? 其次，模具設(shè)計分型面時，需要有相應的方式和位置。

還有，選擇模具材料時，盡可能用硬度高的材料。

? ? 最后，要充分保證模具零件的加工精度，以及配模質(zhì)量，并設(shè)置合適的注塑工藝。

? ? 5. 熔接線

? ? 當多股熔融塑料流向某一位置，塑料前端相遇時生成的一條線或小槽。多產(chǎn)生在有孔的某一側(cè)或澆口的對面。

? ? 對于外觀產(chǎn)品，或者有強度要求的產(chǎn)品，一般是不允許產(chǎn)生熔接線的。此時除了通過注塑工藝來控制和減少外，也可以建議客戶進行產(chǎn)品的修改，來消除熔接線或把熔接線轉(zhuǎn)移到非重要位置。

? ? 6. 燒焦、困氣、注塑不足

? ? 燒焦和困氣大部分產(chǎn)生在遠離澆口處或狹窄深筋底部，呈現(xiàn)發(fā)白、發(fā)黃，焦黑、尤其當塑料流程特長時，在產(chǎn)品末端，易出現(xiàn)注塑不足的情況。所以，在產(chǎn)品的薄膠位處，需要進行分析評估，確保不會產(chǎn)生不足現(xiàn)象。

? ? 五、 產(chǎn)品性能與實驗標準

? ? 在產(chǎn)品進行開發(fā)前，我們需要充分理解產(chǎn)品的性能要求與實驗標準。

? ? 首先，產(chǎn)品與對手件的裝配關(guān)系，如定位、卡扣位、螺絲位，裝配間隙。最好能讓客戶提供相對應的裝配3D和2D。只有理解了產(chǎn)品的裝配關(guān)系，才能了解產(chǎn)品的各方面的要求，包括裝配要求，性能要求，其中最重要的是有關(guān)產(chǎn)品的定位基準和尺寸公差的測量與控制，更有助于我們對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、尺寸公差的分析，能提出更多的產(chǎn)品修改建議。

? ? 其次，理解產(chǎn)品或裝配部件的功能是如何定義的，是否需要在模具開發(fā)和生產(chǎn)時特別重視和關(guān)注的。

? ? 對于實驗標準，分析出哪些項目是與模具開發(fā)或注塑生產(chǎn)相關(guān)聯(lián)的，然后制定出相對應的技術(shù)方案。比如，強度測試可能與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、或澆口位置或材料有關(guān)系，沖擊實驗也可能與材料有關(guān)系，爆破實驗可能與材料和撕裂線厚度有關(guān)。

? ? 六、 注塑生產(chǎn)要求

? ? 根據(jù)塑料產(chǎn)品要求和供貨要求，可能會初步規(guī)劃模穴數(shù)和注塑機規(guī)格，此時，我們就需要驗證產(chǎn)品的注塑生產(chǎn)可行性。

? ? 首先，機臺噸位是否合適，鎖模力是否足夠。機臺是否可以放得下模具，炮筒和螺桿是否匹配，是否適合于生產(chǎn)此類產(chǎn)品。

? ? 如何選用合適的注塑工藝，是保證產(chǎn)品正常生產(chǎn)的重要一環(huán)。一般來說，可以有幾種方法來初步設(shè)置：經(jīng)驗參數(shù)和成功案例、材料供應商提供、多次調(diào)試等。如果經(jīng)過分析和評估后，對此產(chǎn)品沒有把握，就需要尋求資源提供支持和指導。

? ? 對于有特殊要求的產(chǎn)品，是否需要特殊的配套裝備，如高光和鏡面產(chǎn)品，可能就需要取件機械手。

? ? 七、 總結(jié)

? ? 塑料產(chǎn)品對模具開發(fā)和注塑生產(chǎn)提出了多方面的要求，模具與注塑是塑料產(chǎn)品質(zhì)量的有效保證，如何保證塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，需要產(chǎn)品設(shè)計單位、模具廠、注塑廠協(xié)同配合，共同完成產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)，而不是各自為政。

? ? 長期以來，模具廠家只注重模具開發(fā)與制造，沒有站在產(chǎn)品設(shè)計單位也沒有站在模具使用單位即生產(chǎn)企業(yè)的角度去思考，沒有考慮產(chǎn)品設(shè)計要求的達成、產(chǎn)品生產(chǎn)的可行性、穩(wěn)定性和安全性，所以忽略了對塑料產(chǎn)品的深入分析、評估和認證，導致模具開發(fā)出來了，產(chǎn)品不合格，生產(chǎn)不可行，并且連修模改模的可能性都已沒有，更嚴重的是可能需要重開模具，重頭再來。這樣就會浪費時間，消耗資源，甚至失去市場。

? ? 所以，為確保產(chǎn)品開發(fā)的順利和成功，我們必須高度重視開發(fā)前的產(chǎn)品分析，盡可能把可能出現(xiàn)的問題控制在前期，降低開發(fā)的風險。正所謂：“預防為主，防補結(jié)合”。

? ? 為了讓塑料產(chǎn)品的工藝性分析更為全面和規(guī)范，建議將對產(chǎn)品設(shè)計、模具開發(fā)和注塑生產(chǎn)等諸多方面的分析內(nèi)容形成書面報告輸出，提交給相關(guān)人員進行討論和評審，也可作為與客戶進行技術(shù)交流的材料，并簽字確認和存檔。