塑膠產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷及改良方法

1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷及改進(jìn)方法集粹

1.

結(jié)構(gòu)優(yōu)化裝配工藝及結(jié)構(gòu)可靠性

在我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)中，除了保證結(jié)構(gòu)的功能外，簡(jiǎn)化我們的裝配工藝和保證結(jié)構(gòu)的可靠性也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的重要方面。

案例i).設(shè)計(jì)要求和背景：懸臂梁能輕松裝配進(jìn)軸孔，并且能夠承受一定的拉力而不掉出來(lái)。

我們先來(lái)看一下常見(jiàn)的兩個(gè)設(shè)計(jì)方案。對(duì)于方案1，顯然可以變形的部位長(zhǎng)度偏短，變形比擬困難所以導(dǎo)致裝配比擬難，而且裝配的過(guò)程中很容易會(huì)給零件造成永久性損壞。而對(duì)于方案2，因?yàn)殚_(kāi)了一條通槽，使得發(fā)生變形的局部長(zhǎng)度大為增加，從而使得在裝配過(guò)程中變形比擬容易，換言之就是裝配比擬容易，但也正因?yàn)橥ú鄣拇嬖冢b配好之后軸的受力稍大便會(huì)因兩側(cè)的變形而造成脫落。

方案1：裝配困難且容易損壞零件

方案2:裝配容易但容易脫落

通過(guò)上面兩個(gè)方案的分析，我們知道我們的設(shè)計(jì)要點(diǎn)實(shí)際上是如何實(shí)現(xiàn)變形的單方向。也就是說(shuō)我們的設(shè)計(jì)應(yīng)該使得在裝配過(guò)程中的變形比擬容易而在裝配好之后自然受力的情況下不容易發(fā)生變形；根據(jù)這個(gè)要求我們作出了下面的設(shè)計(jì)改進(jìn)，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中也得到了很好的效果。

改進(jìn)方案：裝配容易而不容易脫落

2.結(jié)構(gòu)優(yōu)化裝配及拆卸工藝

簡(jiǎn)化并優(yōu)化成品的裝配及拆卸工藝，實(shí)際就可以到達(dá)減少產(chǎn)品本錢，提高生產(chǎn)效率的一個(gè)方式。

案例i).設(shè)計(jì)要求和背景：副零件要能輕松壓入ABS零件中，并且可以容易取出以更換副零件。卡勾的高度5.0mm因?yàn)榭臻g的問(wèn)題不能再增加。

上圖也是通常的設(shè)計(jì)方案，但對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)方法，缺點(diǎn)是很明顯的。因?yàn)榭ü吹母叨认拗?，?qiáng)行壓入副零件會(huì)比擬困難，并且在壓入過(guò)程中容易對(duì)ABS零件造成損壞。對(duì)于需要屢次更換而進(jìn)行的裝配更會(huì)因疲勞而造成永久性損壞。

針對(duì)以上問(wèn)，我們采用了U型搭勾的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)單向自然變形。實(shí)際證明裝配簡(jiǎn)單而固定性好。

案例ii).設(shè)計(jì)要求：裝配方法簡(jiǎn)單。

分析：兩件東西通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)螺柱裝配，但涉及到三個(gè)孔的對(duì)齊問(wèn)題，并且中間局部的通孔長(zhǎng)度比擬長(zhǎng)，導(dǎo)致在實(shí)際裝配的過(guò)程中比擬難對(duì)正裝配孔影響裝配效率。

改進(jìn)方法：在要裝配的部件上直接長(zhǎng)料生成一個(gè)定位柱，螺柱用來(lái)固定另一側(cè)。這樣就可以把三個(gè)孔的對(duì)正簡(jiǎn)化成兩個(gè)孔，從而提高了裝配工序的效率

三孔對(duì)正影響裝配工序效率

簡(jiǎn)化成兩孔對(duì)正提高效率

案例iii).設(shè)計(jì)背景：長(zhǎng)鍵體導(dǎo)電硅膠要裝配進(jìn)一系列的孔上。

分析：因?yàn)殚L(zhǎng)鍵體硅膠是軟膠，而裝配的鍵體長(zhǎng)度比擬長(zhǎng)，要對(duì)正的是一系列的孔，如果不作任何保證措施，在裝配的過(guò)程中開(kāi)始裝配的時(shí)候如果稍有錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致硅膠鍵體的變形而使得裝配困難。

改進(jìn)方案：在裝配孔周圍添加一些用于導(dǎo)向的斜筋，有利于把鍵體導(dǎo)向正確的裝配孔位置，大大降低裝配的對(duì)正要求，從而提高裝配效率。

長(zhǎng)鍵體導(dǎo)電膠難以對(duì)正裝配孔，加斜導(dǎo)向筋方便裝配過(guò)程的對(duì)位。

加扣位銷以引導(dǎo)裝配

案例iv.設(shè)計(jì)背景：在產(chǎn)品裝配過(guò)程中，裝配工人未必清楚某些部件的裝配方法，作為設(shè)計(jì)者應(yīng)該在結(jié)構(gòu)上做處理盡量防止因工人的誤裝配而導(dǎo)致裝配錯(cuò)誤導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。

3.結(jié)構(gòu)改善成品注塑缺陷

案例i).設(shè)計(jì)背景：如左下列圖零件，筋的高度比擬大，通常需要再頂部添加扁頂針來(lái)輔助頂出。同時(shí)因?yàn)楦叨群统瞿＝堑挠绊憣?dǎo)致頂部料厚比擬小填充不容易。

筋的高度比擬大

改進(jìn)方案：加頂銷墊

改進(jìn)方案：如右上圖，添加一些頂銷墊〔圓柱〕，一方面可以使用圓頂針輔助頂出，另一方面也可以改善頂部的填充情況。

案例ii).設(shè)計(jì)背景：在實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，有的場(chǎng)合無(wú)法防止出現(xiàn)比擬厚的料厚。在這種情況下，我們要采取各種方式來(lái)保證料厚的盡可能平均。

優(yōu)選方案：為力防止因直角邊所帶來(lái)的困氣問(wèn)題而給塑膠件帶來(lái)缺陷，我們的減料形狀應(yīng)該盡可能保證順滑過(guò)渡。

直角邊的偷肉方法容易造成困氣

平滑的偷肉方法改善困氣

4.結(jié)構(gòu)優(yōu)化成品變形

設(shè)計(jì)背景：如左下列圖的小勾，因三面懸空，在注塑成型取出冷卻的過(guò)程中會(huì)發(fā)生較大的變形從而影響勾的實(shí)際成效和外形。

改進(jìn)方案：在懸空的局部和主體局部加一薄的橋接臂，橋接筆通過(guò)后加工的方法進(jìn)行處理，雖然在工藝上多了一道工序，但能很好的保證成品質(zhì)量。

原始方案：小勾因三面懸空而變形

改進(jìn)方案：添加連接筋改善變形

5.優(yōu)化結(jié)構(gòu)穩(wěn)定&可靠性

設(shè)計(jì)背景：在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的功能外，我們還要考慮結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性。如左下列圖的蓋子，為了增加蓋在在開(kāi)始彈開(kāi)的力度，使用一個(gè)硅膠頂柱來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)初始的彈力。硅膠裝配在司柱上。

分析：由于司柱里面積有氣體，硅膠裝配后把氣體封閉在司柱腔內(nèi)，當(dāng)受熱時(shí)氣體膨脹無(wú)法排出就會(huì)頂出硅膠從而使硅膠脫落影響結(jié)構(gòu)的可靠性。

優(yōu)化方案：可以考慮在硅膠頂部開(kāi)孔或司柱側(cè)面開(kāi)槽兩個(gè)解決方法，但考慮到硅膠是軟膠并且中間的長(zhǎng)度比擬長(zhǎng)，開(kāi)孔容易造成堵塞并且出模不方便，所以采取了司柱側(cè)面開(kāi)槽的方法。

本例結(jié)構(gòu)在蓋子起始開(kāi)的狀態(tài)使用軟硅膠輔助扭力彈簧來(lái)增強(qiáng)蓋子翻開(kāi)的力度也是一個(gè)很好的優(yōu)化結(jié)構(gòu)方法，一方面可以減少所需的扭力彈簧的強(qiáng)度還可以延長(zhǎng)彈簧的疲勞失效時(shí)間。另一方面可以實(shí)現(xiàn)很好的彈開(kāi)效果。

司柱開(kāi)槽放氣防止頂出硅膠

軟硅膠輔助起始彈力

6.結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的需求采用不同的優(yōu)化工藝。

設(shè)計(jì)背景：熱融〔焊接〕是結(jié)構(gòu)的一個(gè)常用固定方法，但單就這一個(gè)工藝就有很多種處理方法，每一種處理方法都有自己的特點(diǎn)和適合的場(chǎng)合。正確選用適宜的類型才能在結(jié)構(gòu)上做出正確的結(jié)構(gòu)。

方案1。我們常用的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)樁焊接結(jié)構(gòu)。由于標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)樁式熱熔焊接后焊點(diǎn)較分散，扁而平，不符合力學(xué)結(jié)構(gòu)。不能承受較大沖擊，比擬不容易過(guò)跌落,沖擊等破壞性測(cè)試

方案2。焊接頭末端改成拱形凹槽式,利于集料.為了方便熔體流動(dòng),將熱熔柱改為尖頭式.零件結(jié)合力度大大增強(qiáng).較容易過(guò)跌落.沖擊等破壞性測(cè)試

方案3.焊接頭末端拱形凹槽改成半圓環(huán)式,可將更多的熔體集中于受力邊緣區(qū)域.零件結(jié)合力度更一步大大增強(qiáng)。

方案4.為了獲得更大的結(jié)合力度，我們往往不得不加大熱熔柱直徑。眾所周知，過(guò)大的直徑易造成塑零件B背