如何做好塑胶产品结构?教你17个设计要点

产品从研发到走向市场的整个过程中,需要经过很多的环节,其中,产品结构设计是当中重要的部分。而从产品的结构方面来说,产品要制造出来、量产,必须要有该产品的模具,塑料件有塑料模。所以一个产品结构设计工程师,除了要熟悉塑料件结构,还要对塑料模具有一定了解。今天给大家分享17个塑胶产品结构设计要点~

01

胶厚(胶位)

胶厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、尺寸的大小以及选用的塑胶材料而定。胶厚通常取0.60-3.00左右,太厚容易缩水,产生汽泡,太薄不易走满胶,通常大型产品胶厚取厚一点,小产品取薄一点,一般产品取1.0-2.0。

 

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最理想的壁厚分布是切面在任何一个地方都是均一的厚度。当因功能上的需求以致壁厚有所改变时,由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。一般塑料胶厚小于0.3时就很难走胶,但软胶类和橡胶在0.2-0.3的胶厚时也能走满胶,有外观面的地方胶厚不能低于0.6。

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02

加强筋(骨位)

加强筋可有效增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用,同时还能防止产品变形。加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制于一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的厚度通常取整体胶厚的0.5-0.7倍,大于0.7倍则容易缩水。

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加强筋的高度较大时则要做0.5-1的斜度(因其出模阻力大),或者做单边0.25的落差,高度较矮时可不做斜度,但是结构配合面则必须拔模。

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03

脱模斜度

脱模斜度是为了方便出模而在模膛两侧设计的斜度。脱模斜度的取向要根据塑件的内外型尺寸而定。为了让成型品可以顺利顶出脱离模具,在与模具开闭相同方向的壁面(包括侧型芯与加强肋),必须设定拔模斜度以利脱模。高度较浅的(如一块平板)和有特殊要求的除外(但当侧壁较大而又没出模斜度时需做行位)。出模斜度通常为0.5-8度,常取3度左右,具体要根据产品大小、高度、形状而定。

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产品的前模斜度通常要比后模的斜度大0.5度为宜,以便产品开模时能留在后模。通常枕位、插穿、碰穿等地方均需做斜度,其上下断差(即大端尺寸与小端尺寸之差)单边要大于0.1以上。外观面如果做喷油就需要做3度以上,如果是素材或晒纹,则要5-8度。

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04

圆角(R角)

塑胶产品除特殊要求指定要锐边外,棱边处通常都要圆角,以减小应力集中、从而利于塑胶的流动与脱模。外观面最小R通常大于0.1,一般为0.2-0.3以上。

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05

从利于模具加工方面出发,孔最好是形状规则简单的圆孔,尽可能不要复杂的异型孔,孔径不宜太小,一般壁厚2.0,则开孔在0.6以上,孔深与孔径比不宜太大,细长的模具型心容易断和变形。孔与产品外边缘的距离最好要大于1.5倍孔径,孔与孔之间的距离最好要大于2倍的孔径,以便产品具备必要的强度。

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与模具开模方向平行的孔在模具上通常上是用型心(可镶、可延伸留)或碰穿、插穿成型,与模具开模方向不平行的孔通常要做行位或斜顶,在不影响产品使用和装配的前提下,产品侧壁的孔在可能的情况下也应尽量做成能用碰穿、插穿成型的孔。

 

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06

凸台(BOSS)

凸台通常用于两个塑胶产品的轴-孔形式的配合,或自攻螺丝的装配。当BOSS不是很高而在模具上又是用司筒顶出时,其可不用做斜度。当BOSS很高时,通常在其外侧加做十字肋(筋),该十字肋通常要做1-2度的斜度,BOSS看情况也要做斜度。当BOSS和柱子上下(或另一BOSS)配合时,其配合间隙通常取单边0.05-0.10的装配间隙,以便适合各BOSS加工时产生的位置误差。当BOSS用于自攻螺丝的装配时,其内孔要比自攻螺丝的螺径单边小0.2-0.5,以便螺钉能锁紧。如用M3.0的自攻螺丝装配时,BOSS的内孔通常做Ф2.50-2.70。

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07

嵌件

把已经存在的金属件或塑胶件放在模具内再次成型时,该已经存在的部件叫嵌件。当塑胶产品设计有嵌件时,要考虑嵌件在模具内必须能完全、准确、可靠的定位,还要考虑嵌件必须与成型部分连接牢固,当包胶太薄时则不容易牢固。还要考虑不能漏胶。

 


08

产品表面纹面

塑料产品的表面可以是光滑面(模具表面省光)、火花纹(模具型腔用铜工放电加工形成)、各种图案的蚀纹面(晒纹面)和雕刻面。当纹面的深度深、数量多时,其出模阻力大,要相应的加大脱模斜度。

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09

文字

塑料产品表面的文字可以是凸字也可以是凹字,凸字在模具上做相应的凹腔容易做到,凹字在模具上要做凸型心较困难。但是字体要做亮面,就必须做凹字,一般深度在0.2-0.5左右。

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10

螺纹

塑胶件上的螺纹通常精度都不很高,还需做专门的脱螺纹机构,对于精度要求不高的可把其结构简化成可强行脱模的结构。

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11

支撑面

塑胶产品通常不用整个面做支撑面,而是单独做凸台、凸点、筋做支撑。因塑胶产品很难做到整个较大的绝对平面,其容易变形翘曲。

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12

塑胶产品的装配形式

超声线接合装配法:其特点是模具上容易做到,但装配工序中需专门的超声机器,成本增大,且不能拆卸。超声线的横截面通常做成0.30宽0.3高的三角形,在长度方向以3-6MM的长度间断2MM;

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自攻螺丝装配法:其特点是模具上容易做到,但增加装配工序,成本增大,拆卸麻烦;

卡钩-扣位装配法:其特点是模具加工较复杂,但装配方便,且可反复拆卸,多次使用。卡钩的形式有多种,要避免卡钩处局部胶位太厚,还要考虑卡钩处模具做模方便。卡钩要做到配合松紧合适,装拆方便,其配合面为贴合,其它面适当留间隙。

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BOSS轴-孔形式的装配法:其特点是模具加工方便,装配容易,拆卸方便,但其缺点是装配不是很牢固。

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13

齿口

两个塑胶产品的配合接触面处通常做齿口,齿口的深度通常在0.8-2.5左右,其侧面留0.1左右的间隙,深度深时做斜度1-5度,常取2度,深度浅时可不作斜度。齿口的上下配合面通常为贴合(即0间隙)。

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14

美观线

两个塑胶产品的配合面处通常做美观线,美观线的宽度常取0.2-1.0,视产品的整体大小而定。


15

塑胶产品的表面处理方法

常用的有喷涂、丝印、烫金、印刷、电镀、雕刻、蚀纹、抛光、加颜色等。

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16

常用到的金属材料有

不锈钢、纯铝,铜合金(黄铜、青铜、磷铜、红铜)、弹簧钢、弹簧、铝合金、锌合金,钛合金,镁合金。

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17

金属材料常用的防锈方法

电镀、氧化,喷涂。

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