塑料件是在工業(ye)造型的基礎上進行的結構設計,首先看有無(wu)相似的產品(pin)借鑒,再對(dui)產品(pin)及零件進行詳盡的功能分解(jie),確定(ding)零件的折分、壁厚、脫模斜度(du)、零件間的過渡處(chu)理(li)、連接處(chu)理(li)、零件的強度(du)處(chu)理(li)等主要工藝問題(ti)。
1)相似借鑒
在設(she)計前,首先應查找公司和同行類似的(de)產(chan)品,原有(you)(you)的(de)產(chan)品發生過那些問題,有(you)(you)那些不足(zu),參考現有(you)(you)的(de)成(cheng)熟結構,避免有(you)(you)問題的(de)結構形式。
2)確定零件折(zhe)分、零件間(jian)的過渡、連接、間(jian)隙(xi)處理
從造型圖(tu)和(he)效(xiao)果(guo)圖(tu)理(li)(li)解(jie)造型風(feng)格(ge),配(pei)合產(chan)品的(de)功能(neng)分(fen)解(jie),確(que)定零(ling)(ling)件(jian)(jian)折(zhe)分(fen)的(de)數目(不同的(de)表面狀態要(yao)么分(fen)為不同的(de)零(ling)(ling)件(jian)(jian),要(yao)么在不同的(de)表面之間須有(you)過度(du)處理(li)(li)),確(que)定零(ling)(ling)件(jian)(jian)表面間的(de)過度(du)處理(li)(li),決定零(ling)(ling)件(jian)(jian)之間的(de)連(lian)接方(fang)式,零(ling)(ling)件(jian)(jian)之間的(de)配(pei)合間隙。
3)零(ling)件(jian)強(qiang)度與連接強(qiang)度的確定
根據產品大小,確定零(ling)(ling)件(jian)主體壁(bi)厚。零(ling)(ling)件(jian)本身(shen)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du),由壁(bi)厚塑料件(jian)、結(jie)構形式(平板形狀的(de)(de)的(de)(de)塑料件(jian)強(qiang)度(du)(du)差)、加(jia)強(qiang)筋與加(jia)強(qiang)骨共同(tong)決定。在決定零(ling)(ling)件(jian)的(de)(de)單(dan)個強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)同(tong)時,須確定零(ling)(ling)件(jian)之間的(de)(de)連(lian)(lian)接強(qiang)度(du)(du),改變(bian)連(lian)(lian)接強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)方法(fa)有,加(jia)螺釘柱,加(jia)止口,加(jia)扣位,加(jia)上下(xia)頂(ding)住的(de)(de)加(jia)強(qiang)骨。
4)脫模斜度的確定
脫模(mo)斜(xie)(xie)(xie)度(du)要(yao)根(gen)據材料(PP,PE硅膠,橡膠能(neng)強行(xing)脫模(mo))、表面(mian)狀態(飾紋(wen)(wen)的斜(xie)(xie)(xie)度(du)要(yao)比(bi)光面(mian)的大(da),蝕(shi)紋(wen)(wen)面(mian)的斜(xie)(xie)(xie)度(du)盡可(ke)能(neng)比(bi)樣板要(yao)求的大(da)0.5度(du),保證(zheng)蝕(shi)紋(wen)(wen)表面(mian)不被損傷,提高產品的良(liang)品率)、透明與否(fou)決定零件應(ying)有的脫模(mo)斜(xie)(xie)(xie)度(du)(透明的斜(xie)(xie)(xie)度(du)要(yao)大(da))等因(yin)素綜(zong)合(he)確定。
表6-1 不同塑料零件的(de)推薦材料
序號
零件分類
推薦材料
標記示例
注意問題
1
扳手類
阻燃級ABS
阻燃級
ABS
加(jia)色一定(ding)要抽粒,真空鍍,電鍍性能不好
2
小面板類
阻燃級ABS
加色一(yi)定要抽粒,真空鍍,電鍍性(xing)能不好
3
導軌類
PA66+玻纖
PA66-RG25
零件(jian)看起來表面(mian)粗糙,顏(yan)色難以調配,此種材料脆,韌性(xing)不(bu)好(hao),結構件(jian)上的扣(kou)位等小結構易(yi)斷,在(zai)結構設計上要加(jia)圓角,增強(qiang)強(qiang)度
4
燈鏡,導光柱類
PMMA,PC
PMMA560F
透(tou)明PC韌性好(hao)(hao),不易(yi)脆裂,價格(ge)高,透(tou)光(guang)性差些(xie)。PMMA易(yi)脆,透(tou)光(guang)性較好(hao)(hao),價格(ge)低(di)些(xie)。PC和PMMA的流動(dong)性不好(hao)(hao),設計(ji)要充分考慮
5
鏡片,透明窗
透明PC
陶氏302-05
6
防塵網
絲織防塵網
PPK15X13H/B 珠(zhu)海金(jin)海三喜(xi)公司(si)
使用環境溫(wen)度太(tai)高要考慮改換材料。
阻燃級ABS
阻燃級ABS
7
雙色注塑標牌
抗電鍍,耐候材料
PC
雙(shuang)料注(zhu)塑(su)工(gong)藝(yi)較(jiao)復雜。
電鍍材料
ABS PA-757
表(biao)6-2 塑料表(biao)面(mian)處理(li)的選擇
序號
種類
工藝實質
表面效果
注意事項
1
塑膠原生光面
模具型腔表面拋光
塑膠表面光滑,光亮。
模具表(biao)面尺寸精度越高,表(biao)面光潔度越高,零件(jian)的光澤(ze)越均勻。
2
塑膠原生紋面
對模具表面拋光的基礎上再飾紋
塑膠(jiao)表面呈現微小(xiao)的(de)紋理,同時表面有不同的(de)光澤(ze)狀(zhuang)態。
蝕(shi)紋板(ban)分(fen)為光(guang)紋,半光(guang)紋,亞光(guang)紋;
粗紋一般不與噴(pen)油(you)聯用;
蝕紋板越細越不耐刮花;
亞光紋易刮花。
3
塑膠表面噴油
對塑膠表面進行噴(pen)涂處理
能(neng)得(de)到不(bu)同(tong)的(de)(de)顏色,不(bu)同(tong)的(de)(de)光澤狀(zhuang)態(tai),不(bu)同(tong)的(de)(de)手感,不(bu)同(tong)的(de)(de)耐磨程(cheng)度(du)的(de)(de)表面。
噴漆(qi)有亮光效(xiao)果和亞光效(xiao)果,噴漆(qi)能明(ming)顯提高塑(su)料件表面的外觀檔次,但是,成(cheng)本也隨之增加很多。
4
塑膠表面絲印,移印
對塑膠零件表面局部印刷
能印字(zi)、圖案,能有不(bu)同的顏色(se)狀態。
其效果主要取(qu)決(jue)于油墨及顏色;
5
塑膠表面真空鍍
真空鍍
能有不同的顏色,不同的光澤(ze)狀態(tai),能制作半透(tou)的燈(deng)鏡(jing)或燈(deng)板。
光澤(ze)性取(qu)決于塑膠的(de)原生狀態;
顏(yan)色取決(jue)于真空鍍本身(shen);
真空(kong)鍍的產品不耐磨(mo),一般要在真空(kong)鍍后噴(pen)UV提高耐磨(mo)性。
6
塑膠表面電鍍
塑膠電鍍
能有不(bu)(bu)同的(de)顏色,不(bu)(bu)同的(de)光澤,但不(bu)(bu)能制作半透的(de) 。
光澤(ze)性取決(jue)于塑膠的(de)原生狀態(tai);
顏色取(qu)決于電鍍本(ben)身(shen);
電鍍產(chan)品本身(shen)耐磨性好;
有些塑膠原料(liao)不能電鍍
7
塑膠表面IMD
工(gong)藝(yi)可理解為在塑膠(jiao)的表面覆蓋一層(ceng)可印(yin)刷的薄膜。
薄膜本身耐磨,
基本上印刷能達(da)到的(de)效果,這種方法在塑膠表面都能達(da)到。
薄膜一般覆蓋在表面
可以覆蓋白膜(mo),在(zai)(zai)薄膜(mo)上或工件后(hou)面絲(si)印,移印在(zai)(zai)噴(pen)UV漆。
此種方法對銳角,對凸凹(ao)有工藝設計要求。
8
塑膠表面IML
薄膜層比較厚,可理解為單(dan)獨的零件, 可疊加在塑膠的表面或里面。
薄膜本身耐磨
利用薄膜(mo)的厚度多層疊(die)加能達到立(li)體效果。
薄膜一般(ban)覆(fu)蓋在表面。
此種方法對銳(rui)角(jiao),對凸凹有工藝設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)。
表6-3 塑膠件零件的壁厚選(xuan)擇
塑膠種類
小壁厚
小型件壁厚
中型件壁厚
大型件壁厚
ABS
0.75
1.25
1.6
3.2~5.4
防火ABS
0.75
1.25
1.6
3.2~5.4
PA66+玻纖
0.45
0.75
1.6
2.4~3.2
PMMA
0.8
1.5
2.2
4~6.5
透明PC
0.95
1.8
2.3
3~4.5
塑膠件,對壁(bi)厚均勻性有(you)要(yao)求,壁(bi)厚不均勻工件將(jiang)有(you)縮水痕(hen)跡,要(yao)求加強筋與(yu)主體壁(bi)厚的比值為(wei)0.4以下,比值不超(chao)過0.6.
在立體(ti)圖的構建中,凡影響外觀,影響裝(zhuang)配(pei)的地方需要畫出斜度(du),加強(qiang)筋一般不畫斜度(du)。
塑(su)膠零件的脫模(mo)斜(xie)度由材料,表面飾(shi)紋狀態,零件透明(ming)與否決定。硬質塑(su)料比軟質塑(su)料的脫模(mo)斜(xie)度大,零件越高,孔越深,斜(xie)度越小。
表6-4 脫模斜度(du)的選(xuan)擇(ze)
序號
影(ying)響脫(tuo)模斜(xie)度的主要方面
1
塑膠材料的影響
PE,PP可強(qiang)制脫(tuo)模(mo),強(qiang)制脫(tuo)模(mo)量一(yi)般(ban)不超(chao)過型(xing)芯(xin)的截面積(ji)5%。
2
飾紋的影響
一(yi)般情況下,脫模角比蝕紋板許可得大0.5度
3
工件透明預防的影響
透明的(de)工件一般取3度
4
一般情況取值
一(yi)般情況下取0.5~1.5度
表(biao)6-5 不同材料的(de)推(tui)薦脫模斜度
塑膠種類
型腔斜度
型芯斜度
ABS
40”~1.2度
35”~1度
防火ABS
40”~1.2度
35”~1度
PA66+玻纖
25”~45”
20”~40”
PMMA
35”~1度30”
30”~1度
透明PC
35”~1度
30”~50”
塑膠零件(jian)一般(ban)精(jing)度(du)不高,
在實際(ji)使用中,我們主要(yao)檢驗裝(zhuang)配尺(chi)寸(cun),在平面(mian)圖(tu)上主要(yao)標(biao)注總體(ti)尺(chi)寸(cun),裝(zhuang)配尺(chi)寸(cun),及其它需要(yao)控制的尺(chi)寸(cun)。
我們在實際中(zhong)主要考慮尺寸的一致性,如上下蓋(gai)的邊需(xu)對齊,
表6-6 不同精度在(zai)不同尺寸范圍的(de)數值
序號
基本尺寸(mm)
精度等級
1
2
3
4
5
6
7
8
公差數值(mm)
1
<3
0.04
0.06
0.09
0.14
0.22
0.36
0.46
0.58
2
>3~6
0.04
0.07
0.10
0.16
0.24
0.40
0.50
0.64
3
>6~10
0.05
0.08
0.11
0.18
0.26
0.44
0.54
0.70
4
>10~14
0.05
0.09
0.12
0.20
0.30
0.48
0.60
0.76
5
>14~18
0.06
0.10
0.13
0.22
0.34
0.54
0.66
0.84
6
>18~24
0.06
0.11
0.15
0.24
0.38
0.60
0.74
0.94
7
>24~30
0.07
0.12
0.16
0.26
0.42
0.66
0.82
1.04
8
>30~40
0.08
0.14
0.18
0.30
0.46
0.74
0.92
1.18
9
>40~50
0.09
0.16
0.22
0.34
0.54
0.86
1.06
1.36
10
>50~65
0.11
0.18
0.26
0.40
0.62
0.98
1.22
1.58
11
>65~80
0.13
0.20
0.30
0.46
0.72
1.14
1.44
1.84
12
>80~100
0.15
0.22
0.34
0.54
0.84
1.34
1.66
2.10
13
>100~120
0.17
0.26
0.38
0.62
0.96
1.54
1.94
2.40
14
>120~140
0.19
0.30
0.44
0.70
1.08
1.76
2.20
2.80
15
>140~160
0.22
0.34
0.50
0.78
1.22
1.98
2.40
3.10
16
>160~180
0.38
0.55
0.86
1.36
2.20
2.70
3.50
17
>180~200
0.42
0.60
0.96
1.50
2.40
3.00
3.80
18
>200~225
0.46
0.66
1.06
1.66
2.60
3.30
4.20
19
>225~250
0.50
0.72
1.16
1.82
2.90
3.60
4.60
20
>250~280
0.56
0.80
1.28
2.00
3.20
4.00
5.10
21
>280~315
0.62
0.88
1.40
2.20
3.50
4.40
5.60
22
>315~355
0.68
0.98
1.56
2.40
3.90
4.90
6.30
23
>355~400
0.76
1.10
1.74
2.70
4.40
5.50
7.00
24
>400~450
0.85
1.22
1.94
3.00
4.90
6.10
7.80
25
>450~500
0.94
1.34
2.20
3.40
5.40
6.70
8.60
表6-7 不同材料所使用(yong)的經(jing)濟精(jing)度
塑膠種類
建議采用的精度等級
高精度
一般精度
低精度
未注公差
ABS
2
3
4
5
防火ABS
2
3
4
5
PA66+玻纖
3
4
5
6
PMMA
2
3
4
5
透明PC
2
3
4
5
PC+ABS
2
3
4
5
1)蝕紋(wen)表(biao)面不(bu)能標注的(de)粗糙(cao)度。在塑膠表(biao)面光潔度特別高的(de)地方(fang),將此范(fan)圍圈出標注表(biao)面狀態為(wei)鏡面。
2)塑膠零件的表面一般平滑(hua),光(guang)亮,表面粗糙度一般為Ra2.5~0.2um..
3)塑(su)膠的(de)表(biao)面(mian)粗(cu)糙度(du),主要取(qu)決于模(mo)(mo)具(ju)型(xing)腔表(biao)面(mian)的(de)粗(cu)糙度(du),模(mo)(mo)具(ju)表(biao)面(mian)的(de)粗(cu)糙度(du)要求比塑(su)膠零件的(de)表(biao)面(mian)粗(cu)糙度(du)高(gao)一到二(er)級。用超聲波、電解拋光模(mo)(mo)具(ju)表(biao)面(mian)能達到Ra0.05。
注塑(su)圓角值由(you)相鄰的壁(bi)(bi)厚決定,一般取壁(bi)(bi)厚的0.5~1.5倍,但不小于0.5mm。
分型面的位(wei)置要(yao)鄭重選擇圓角(jiao),在分型面有圓角(jiao),圓角(jiao)部分需(xu)出在模具另外一邊,制作有一定難(nan)度,在圓角(jiao)處(chu)有細微的痕跡線。但需(xu)要(yao)防割(ge)手時需(xu)要(yao)圓角(jiao)。
注塑工藝與鑄造工藝類(lei)似,壁(bi)厚(hou)的不均勻性將產生縮水缺(que)陷,一(yi)(yi)般筋的壁(bi)厚(hou)為主(zhu)體厚(hou)的0.4倍(bei),不超(chao)過(guo)0.6倍(bei)。筋之間的間距大于(yu)4t,筋的高度(du)(du)低(di)于(yu)3t,如(ru)(ru)圖(tu)6-1。在提(ti)高零(ling)件強度(du)(du)的方法中,一(yi)(yi)般加筋,不增加壁(bi)厚(hou),如(ru)(ru)圖(tu)6-1所(suo)示(shi)。
螺(luo)釘柱(zhu)子的筋(jin)取少低于柱(zhu)子端面(mian)1.0mm,筋(jin)少需要低于零件表面(mian),或(huo)分(fen)型面(mian)1.0mm。
多條筋(jin)相交,要注意相交帶來(lai)的(de)壁厚不均勻性(xing)問題。
圖6-1 塑料件加強筋設計(ji)
塑(su)膠易變形(xing),在定(ding)(ding)位上應(ying)當歸為毛胚(pei)的定(ding)(ding)位一類(lei),在定(ding)(ding)位面積上要小,如平面的支承,應(ying)當改為小凸點,凸環。
斜頂與行(xing)位,在分模方(fang)向,垂直于分模方(fang)向均有(you)運(yun)動。斜頂與行(xing)位在垂直于分模的方(fang)向不能有(you)膠位阻擋運(yun)動,要(yao)有(you)足夠的運(yun)動空間,如下圖(tu)6-2
圖6-2 斜頂與(yu)行(xing)位問題
1)壁厚的特殊處理方法
特別大的工件(jian),如玩具汽車外殼,采用(yong)多點進膠的方(fang)法,能將壁(bi)厚取的相對(dui)薄些。
柱(zhu)子(zi)的(de)局部(bu)膠(jiao)位厚,用(yong)如下圖(tu)6-3的(de)方法處(chu)理。
圖6-3 壁厚的特殊處理
2)小斜度與(yu)垂直面的處理。
模(mo)具表面(mian)尺(chi)寸精度高,表面(mian)光潔度高,脫模(mo)阻力小(xiao),脫模(mo)斜(xie)度能取小(xiao)。為達到(dao)此目的將工(gong)件(jian)小(xiao)斜(xie)度的地方單(dan)獨鑲(xiang),鑲(xiang)件(jian)用線割,用磨的方法加工(gong),如圖6-4。
如圖(tu)6-4 小斜度與(yu)垂直(zhi)面的(de)處理
要保證側壁垂(chui)直(zhi)的(de)情況需要走行(xing)位(wei)或斜頂,走行(xing)位(wei)時(shi)有接(jie)口線(xian),為避免接(jie)口明顯(xian),一(yi)般將接(jie)線(xian)放在圓角(jiao)與大(da)面的(de)交接(jie)處,如圖6-5。
圖6-5 小(xiao)斜度與垂直面的處理
1)過渡處理問題:
塑膠零件(jian)的(de)精度一般不高(gao),在相鄰零件(jian)之間,同(tong)(tong)一零件(jian)的(de)不同(tong)(tong)表面之間須有過渡(du)處理。
同(tong)一(yi)零(ling)件(jian)的不同(tong)表面之間一(yi)般用(yong)小槽過渡,不同(tong)零(ling)件(jian)之間可(ke)用(yong)小槽,高低錯面處理(li),如圖(tu)6-6所示。
圖6-6 表(biao)面(mian)過(guo)度處理
2)塑膠(jiao)零件的間(jian)隙取(qu)值:
零件(jian)間直接裝配,相互間無運動(dong)一(yi)般取(qu)0.1mm;
止口一(yi)般取(qu)0.15mm;
零件(jian)間不(bu)需接觸的小間隙為0.3mm,一(yi)般取0.5mm。
3)塑(su)膠零件止口的常見形(xing)式(shi)及間隙取法如圖6-7所示(shi)。
圖6-7 塑(su)膠零件止口的常見形式及間隙取法
自攻螺釘對應的塑料件孔徑(jing)
自攻螺釘規格
ST2.9
ST3.5
ST4.2
ST4.8
ST5.5
ST6.3
塑料件孔徑
2.3
2.8
3.6
4.1
4.8
5.8
1. 用塑(su)膠(jiao)機(ji)箱(xiang)蓋替代鈑金機(ji)箱(xiang)蓋;
2. 用雙色注(zhu)塑(su)的標牌代替電鑄標牌;
3. 公司正在用防靜電(dian)的塑膠小(xiao)面板代替金屬防靜電(dian)小(xiao)面板;
4. 公司正在用塑膠屏蔽面板代替金屬屏蔽小面板;