產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計經(jīng)驗.doc

塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計注意事項目 錄第一章 塑膠結(jié)構(gòu)設計規(guī)范1、材料及厚度1.1、材料選擇1.2、殼體厚度1.3、零件厚度設計實例2、脫模斜度2.1、脫模斜度要點3、加強筋3.1、加強筋與壁厚的關系3.2、加強筋設計實例4、柱和孔的問題4.1、柱子的問題4.2、孔的問題4.3、“減膠”的問題5、螺絲柱的設計6、止口的設計6.1、止口的作用6.2、殼體止口的設計需要注意的事項6.3、面殼與底殼斷差的要求7、卡扣的設計7.1、卡扣設計的關鍵點7.2、常見卡扣設計7.3、第一章 塑膠結(jié)構(gòu)設計規(guī)范1、材料及厚度1.1、材料的選取a. ABS：高流動性，便宜，適用于對強度要求不太高的部件（不直接受沖擊，不承受可靠性測試中結(jié)構(gòu)耐久性的部件），如內(nèi)部支撐架（鍵板支架、LCD支架）等。還有就是普遍用在電鍍的部件上（如按鈕、側(cè)鍵、導航鍵、電鍍裝飾件等）。目前常用奇美PA-757、PA-777D等 。b. PC+ABS：流動性好，強度不錯，價格適中。適用于作高剛性、高沖擊韌性的制件，如框架、殼體等。常用材料代號：拜爾T85、T65。c. PC：高強度，價格貴，流動性不好。適用于對強度要求較高的外殼、按鍵、傳動機架、鏡片等。常用材料代號如：帝人L1250Y、PC2405、PC2605。d. POM具有高的剛度和硬度、極佳的耐疲勞性和耐磨性、較小的蠕變性和吸水性、較好的尺寸穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性、良好的絕緣性等。常用于滑輪、傳動齒輪、蝸輪、蝸桿、傳動機構(gòu)件等，常用材料代號如：M90-44。e. PA堅韌、吸水、但當水份完全揮發(fā)后會變得脆弱。常用于齒輪、滑輪等。受沖擊力較大的關鍵齒輪，需添加填充物。材料代號如：CM3003G-30。f. PMMA有極好的透光性，在光的加速老化240小時后仍可透過92%的太陽光，室外十年仍有89%，紫外線達78.5% 。機械強度較高，有一定的耐寒性、耐腐蝕，絕緣性能良好，尺寸穩(wěn)定，易于成型，質(zhì)較脆，常用于有一定強度要求的透明結(jié)構(gòu)件，如鏡片、遙控窗、導光件等。常用材料代號如：三菱VH001。1.2 殼體的厚度a. 壁厚要均勻，厚薄差別盡量控制在基本壁厚的25%以內(nèi)，整個部件的最小壁厚不得小于0.4mm，且該處背面不是A級外觀面，并要求面積不得大于100mm。b. 在厚度方向上的殼體的厚度盡量在1.21.4mm，側(cè)面厚度在1.51.7mm；外鏡片支承面厚度0.8mm，內(nèi)鏡片支承面厚度最小0.6mm。c. 電池蓋壁厚取0.81.0mm。d. 塑膠制品的最小壁厚及常見壁厚推薦值見下表。塑料料制品的最小壁厚及常用壁厚推薦值(單位mm)工程塑料最小壁厚小型制品壁厚中型制品壁厚大型制品壁厚尼龍(PA)0.450.761.502.403.20聚乙烯(PE)0.601.251.602.403.20聚苯乙烯(PS)0.751.251.603.205.40有機玻璃(PMMA)0.801.502.204.006.50聚丙烯(PP)0.851.451.752.403.20聚碳酸酯(PC)0.951.802.303.004.50聚甲醛(POM)0.451.401.602.403.20聚砜(PSU)0.951.802.303.004.50ABS0.801.502.202.403.20PC+ABS0.751.502.202.403.201.3、厚度設計實例塑料的成型工藝及使用要求對塑件的壁厚都有重要的限制。塑件的壁厚過大，不僅會因用料過多而增加成本，且也給工藝帶來一定的困難，如延長成型時間（硬化時間或冷卻時間）。對提高生產(chǎn)效率不利，容易產(chǎn)生汽泡，縮孔，凹陷；塑件壁厚過小，則熔融塑料在模具型腔中的流動阻力就大，尤其是形狀復雜或大型塑件，成型困難，同時因為壁厚過薄，塑件強度也差。塑件在保證壁厚的情況下，還要使壁厚均勻，否則在成型冷卻過程中會造成收縮不均，不僅造成出現(xiàn)氣泡，凹陷和翹曲現(xiàn)象，同時在塑件內(nèi)部存在較大的內(nèi)應力。設計塑件時要求壁厚與薄壁交界處避免有銳角，過渡要緩和，厚度應沿著塑料流動的方向逐漸減小。2 脫模斜度2.1 脫模斜度的要點脫模角的大小是沒有一定的準則，多數(shù)是憑經(jīng)驗和依照產(chǎn)品的深度來決定。此外，成型的方式，壁厚和塑料的選擇也在考慮之列。一般來講，對模塑產(chǎn)品的任何一個側(cè)壁，都需有一定量的脫模斜度，以便產(chǎn)品從模具中取出。脫模斜度的大小可在0.2至數(shù)度間變化，視周圍條件而定，一般以0.5至1間比較理想。具體選擇脫模斜度時應注意以下幾點:a. 取斜度的方向，一般內(nèi)孔以小端為準，符合圖樣，斜度由擴大方向取得，外形以大端為準，符合圖樣，斜度由縮小方向取得。如下圖1-1。圖1-1b. 凡塑件精度要求高的，應選用較小的脫模斜度。c. 凡較高、較大的尺寸，應選用較小的脫模斜度。d. 塑件的收縮率大的，應選用較大的斜度值。e. 塑件壁厚較厚時，會使成型收縮增大，脫模斜度應采用較大的數(shù)值。f. 一般情況下，脫模斜度不包括在塑件公差范圍內(nèi)。g. 透明件脫模斜度應加大，以免引起劃傷。一般情況下，PS料脫模斜度應大于3，ABS及PC料脫模斜度應大于2。h. 帶革紋、噴砂等外觀處理的塑件側(cè)壁應加35的脫模斜度，視具體的咬花深度而定，一般的曬紋版上已清楚例出可供作參考之用的要求出模角。咬花深度越深，脫模斜度應越大.推薦值為1+H/0.0254(H為咬花深度）.如121的紋路脫模斜度一般取3，122的紋路脫模斜度一般取5。i. 插穿面斜度一般為13。j. 外殼面脫模斜度大于等于3。k. 除外殼面外，殼體其余特征的脫模斜度以1為標準脫模斜度。特別的也可以按照下面的原則來取:低于3mm高的加強筋的脫模斜度取0.5，35mm取1，其余取1.5；低于3mm高的腔體的脫模斜度取0.5，35mm取1，其余取1.53、加強筋為確保塑件制品的強度和剛度，又不致使塑件的壁增厚，而在塑件的適當部位設置加強筋，不僅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中的塑料流動情況。為了增加塑件的強度和剛性，寧可增加加強筋的數(shù)量，而不增加其壁厚。3.1、加強筋厚度與塑件壁厚的關系 舉例說明：3.2、加強筋設計實例圖3-34、柱和孔的問題4.1、柱子的問題a. 設計柱子時，應考慮膠位是否會縮水。b. 為了增加柱子的強度，可在柱子四周追加加強筋。加強筋的寬度參照圖3-1。柱子的縮水的改善方式見如圖4-1、圖4-2所示：改善前柱子的膠太厚，易縮水；改善后不會縮水。圖4-1圖4-24.2、孔的問題a. 孔與孔之間的距離，一般應取孔徑的2倍以上。b. 孔與塑件邊緣之間的距離，一般應取孔徑的3倍以上，如因塑件設計的限制或作為固定用孔，則可在孔的邊緣用凸臺來加強。c. 側(cè)孔的設計應避免有薄壁的斷面，否則會產(chǎn)生尖角，有傷手和易缺料的現(xiàn)象。圖4-3 圖4-44.3、“減膠”的問題圖4-55、螺絲柱的設計5.1 通常采取螺絲加卡扣的方式來固定兩個殼體，螺絲柱通常還起著對PCB板的定位作用。5.2 用于自攻螺絲的螺絲柱的設計原則是為：其外徑應該是Screw外徑的2.02.4倍。圖6-2為M1.60.35的自螺絲與螺柱的尺寸關系。設計中可以取：螺絲柱外徑=2螺絲外徑；螺柱內(nèi)徑（ABS，ABS+PC）=螺絲外徑-0.40mm；螺柱內(nèi)徑（PC）=螺絲外徑-0.30mm或-0.35mm（可以先按0.30mm來設計，待測試通不過再修模加膠）；兩殼體螺柱面之間距離取0.05mm。5.3 不同材料、不同螺絲的螺絲柱孔設計值如表5-2、表5-3所示。5.4 常用自攻螺絲裝配及測試（10次）時所要用的扭力值，如表5-4所示。6、止口的設計6.1、止口的作用1、殼體內(nèi)部空間與外界的導通不會很直接，能有效地阻隔灰塵/靜電等的進入2、上下殼體的定位及限位6.2、殼體止口的設計需要注意的事項1、嵌合面應有35的脫模斜度，端部設計倒角或圓角，以利于裝配2、上殼與下殼圓角的止口配合，應使配合內(nèi)角的R角偏大，以增加圓角之間的間隙，預防圓角處相互干涉3、止口方向設計，應將側(cè)壁強度大的一端的止口設計在里邊，以抵抗外力4、止口尺寸的設計，位于外邊的止口的凸邊厚度為0.8mm；位于里邊的止口的凸邊厚度為0.5mm；B1=0.0750.10mm；B2=0.20mm5、美工線設計尺寸：0.500.50mm。是否采用美工線，可以根據(jù)設計要求進行6.3、面殼與底殼斷差的要求裝配后在止口位，如果面殼大于底殼，稱之為面刮；底殼大于面殼，則稱之為底刮，如圖6-1所示。可接受的面刮0.15mm，可接受的底刮45，否則此邊在實際效果上是黑邊，并不會有鏡面亮邊效果，B值根據(jù)ID設計要求取值。8.3、電鍍塑膠件的設計塑膠電鍍層一般主要由以下幾層構(gòu)成，如下圖所示：a. 電鍍件的厚度按照理想的條件會控制在0.02mm左右，但是在實際的生產(chǎn)中，可能最多會有0.08mm的厚度，所以對電鍍件裝配設計時需要關注。鍍覆層厚度單位為m，一般標識鍍層厚度的下限，必要時，可以標注鍍層厚度范圍b. 如果有盲孔的設計，盲孔的深度最好不超過孔徑的一半，且不要對孔的底部的色澤作要求c. 要采用適合的壁厚防止變形，最好在1.5mm以上4mm以下，如果需要作的很薄的話，要在相應的位置作加強的結(jié)構(gòu)來保證電鍍的變形在可控的范圍內(nèi)d. 塑件表面質(zhì)量一定要非常好，電鍍無法掩蓋注射的一些缺陷，而且通常會使得這些缺陷更明顯e. 基材最好采用ABS材料，ABS電鍍后覆膜的附著力較好，同時價格也比較低廉9、按鍵的設計9.1 按鍵(Button)大小及相對距離要求從實際操作情況分析，結(jié)合人體工程學知識，在操作按鍵中心時，不能引起相鄰按鍵的聯(lián)動，那么相鄰按鍵中心的距離需作如下考慮：1. 豎排分離按鍵中，兩相鄰按鍵中心的距離a9.0mm2. 橫排成行按鍵中，兩相鄰按鍵中心的距離b13.0mm3. 為方便操作，常用的功能按鍵的最小尺寸為:3.03.0mm9.2 按鍵(Button)與基體的設計間隙圖9-1按鍵與面板基體的配合設計間隙如圖9-1所示：1. 按鈕裙邊尺寸C0.75mm，按鈕與輕觸開關間隙為B=0.20mm；2. 水晶按鈕與基體的配合間隙單邊為A=0.10-0.15mm；3. 噴油按鈕與基體的配合間隙單邊為A=0.20-0.25mm4. 千秋鈕（蹺蹺板按鈕）的擺動方向間隙為0.25-0.30mm，需根據(jù)按鈕的大小進行實際模擬；非擺動方向的設計配合間隙為A=0.2-0.25mm；5. 橡膠油比普通油厚0.15 mm，需在噴普通油的設計間隙上單邊加0.15 mm，如噴橡膠油按鍵與基體的間隙為0.3-0.4mm；6. 表面電鍍按鈕與基體的配合間隙單邊為A=0.15-0.20mm；7. 按鈕凸出面板的高度如圖9-2所示：普通按鈕凸出面板的高度D=1.20-1.40mm，一般取1.40mm；表面弧度比較大的按鈕，按鈕最低點與面板的高度D一般為0.80-1.20mm圖9-210、旋鈕的設計10.1 旋鈕(Knob)大小尺寸要求旋鈕(Knob)大小尺寸要求見如下所示10.2 兩旋鈕(Knob)之間的距離 兩旋鈕(Knob)之間的距離大小：C8.0mm。10.3 旋鈕(Knob)與對應裝配件的設計間隙1. 旋鈕與對應裝配件的設計配合單邊間隙為A0.50mm，如圖10-1所示；2. 電鍍旋鈕與對應裝配件的設計配合單邊間隙為A0.50mm；3. 橡膠油比普通油厚0.15 mm，需在噴普通油的設計間隙上單邊增加0.15 mm。4. 旋鈕凸出面板基體或裝飾件最高點的高度為9.50B8.00mm，如圖11-4所示。圖10-111、膠塞的設計1.TPU塞開塑膠模具；2.膠塞需設計拆卸口(R0.5半圓形) ；3.所有塞子（特別是IO塞）不能有0.4mm厚度的薄膠位，因插幾次后易變形；4.殼體耳機處開口大于耳機插座(PLUG)單邊0.3mm；耳機塞外形與主機面殼配合單邊間隙0.05mm；5.耳機塞插入耳機座部分設計“十”筋形狀，深度插入耳機座2.0mm，筋寬0.8mm，外輪廓與phonejack孔周圈單邊過盈0.05mm?！笆苯铐斆娴筊0.3圓角，方便插入；12、鏡片的設計12.1 鏡片(LENS)的通用材料1. PMMA：鏡片(LENS)常用PMMA材料。透光性好91%，表面硬度高，耐候性好，不易氧化、開裂。表面硬度未經(jīng)過硬化也可以達到H以上，通過表面硬化處理（hard coating）后可達到3H以上。2. PC：PC的透光率在88%以上，鏡片韌性好，耐沖擊。但其表面硬度低，注塑完后表面硬度一般為4B左右，經(jīng)過硬化處理后，硬度也僅為HB左右。鏡片在使用過程中易被劃傷。12.2 鏡片(LENS)與面殼的設計間隙1. 鏡片與前殼配合間隙為A=0.10mm，如圖12-1所示。2. 貼雙面膠的區(qū)域需留間隙為B=0.10mm，如圖12-1所示。圖12-113、觸摸屏與塑膠面殼配合