塑胶产品结构设计规范

8.文 件 编 号版 本 编 号 1文 件 类 型 （4）1. 品质体系类文件2. 环境和职业安全体系类文件3. 社会责任体系类文件4. 其他管理类文件 生 效 日 期 2010-11-04(盖受控印章处)产品二部塑胶产品结构设计规范制订申请部门会 签批 准产品中心 运管计 划处 品质管 理部 销售中心 工程部 制造中心 资材中心产品二部航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 2 页 共 6 页文件履历变更序号 变更详情 变更页次 生效日期 版本 修订人1 新建 ALL 2010-11-04 1 黎麟锋航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 3 页 共 6 页1. 目的本规范用于指导结构工程师根据产品的功能、环境条件和载荷条件及用户的特殊要求进行结构设计，以保证设计出的产品具有合理的工艺性、良好稳定的品质以及相对低成本。2. 适用范围本规范适用于所有产品二部塑胶产品的结构设计。3. 定义热塑性塑料指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。热固性塑料热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料。ABS 丙烯腈、丁二烯、 苯乙烯三种单体的接枝共聚合物，英文名 Crylonitrile Butadiene Styrene 的简称。PC聚碳酸脂，英文名 Polycarbonate 的简称。PMMA聚 甲基丙烯酸甲酯缩写代号，俗称有机玻璃。PA聚酰胺，英文名 polyamide 的简称，俗称尼龙。PPO聚苯醚，英文名 Phenylene oxide 的简称。PS聚苯乙烯，英文名 Polystyrene 的简称。AS-苯乙烯-丙烯腈共聚物，英文名 Acrylonitrile-styrene copolymer 的简称。POM-聚甲醛，英文名 Polyoxymethylene 的简称。4. 职责结构工程师负责按照塑胶产品结构设计规范要求进行设计。5. 流程图N/A6. 详细说明 6.1 塑胶产品结构设计的技术要求6.1.1 材料的选择1、胶料的选择以产品功率、耐温等级和防火等级来区分，以下为常用胶料的选择：产品功率 P 耐温等级 防火等级 胶料选择P0.2mm，65010 ）判定标准 30S 内无可 见火焰，实验样品落下的燃烧或灼热颗粒， 应 做到绢纸不得起火，松木板不得烧焦表 6.1.1-4 胶壳跌落评定要求 3PCS，2 面 /次，1M，水泥地面判定标准 跌落后，外壳无破裂，高压测试能通过，电性正常6.1.2 壁厚选择塑件的壁厚要根据产品的具体要求、所选材料的性能、塑件外形的复杂程度及大小等因素确定，应尽量做到各部分壁厚均匀。另外，需注意最小壁厚设计必须满足安规要求，具体可参考材料 UL 黄卡。壁厚的选择应遵循以下原则：1、 平面准则在大部份热融过程操作，包括 挤压和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁 边薄胶的地方冷却得比较慢，并且在相接的地方表面在浇口凝固后出 现收缩痕。更甚者引致 产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、 颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方 渐变成薄胶的是无可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超 过壁厚 3:1 的比例下。下图可供叁考:航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 5 页 共 6 页2、转角准则壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要，以免冷却 时间 不一致。冷却 时间长的地方就会有收缩现象，因而发生部件变形和挠 曲。此外，尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中，集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂。 较大的圆角提供了 这种缺点的解决方法，不但减低 应力集中的因素，且令流动的塑料流得更 畅顺和成品脱模时更容易。下图可供参考之用:根据产品要求，塑件材料主体壁厚不少于 1.6mm。下表为常用材料壁厚选择供参考：表 6.1.2-1 常用塑胶材料的壁厚选择塑胶种类 最小壁厚 小型件壁厚 中型件壁厚 大型件壁厚ABS 0.75 1.25 1.6 3.25.4防火 ABS 0.75 1.25 1.6 3.25.4PA66+玻纤 0.45 0.75 1.6 2.43.2PMMA 0.8 1.5 2.2 4 6.5透明 PC 0.95 1.8 2.3 3 4.5航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 6 页 共 6 页表 6.1.2-2 胶壳上下盖标准化参数功率 桌面式 插墙式P0.8mm, 贴近外观面需加 R 角过渡，避免或改善脱花、超声后压裂等外观问题；、止口内侧挡墙厚度 B 至少0.5mm ，避免注塑 时缺胶，挡墙高度 H3 至少低于外表面 0.5mm，避免超声 干涉；、止口两侧面配合间隙 C 需留 0.05-0.1mm，优化超 声效果；、为保证爬电距离（料厚+H1+H2+H3）至少5.0m m, 止口位的高度 H 最低为 2mm。2、超声线设计超声线直接影响到超声效果，合理的尺寸设计应 参考以下方面：、超声线常设计为等腰三角形，高度 H 常取 0.3-0.8mm，角度 a 为 60-70；、超声线应做成间断式利于走胶，常用比例 为：3（留胶段 B）：1（空胶段 A）。航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 9 页 共 6 页二、锁螺钉紧固：自攻螺钉通过预制孔自钻出螺纹实现胶壳的结合。适用于需要经常拆卸的塑胶件连接。锁螺钉结构的设计应注意以下要素：1、结构工程师 在设计初期根据胶壳的尺寸 结构大致确认自攻螺钉和预制孔的尺寸，下 图为常用自攻螺钉及预制孔的选择参照供参考：2、为保证螺柱的强度和刚性，必要时应采用“工”字型或者“十”字形加强筋设计。3、螺钉柱内侧应加倒角，利于螺钉的安装。倒角大小一般为 1-1.5X45mm。4、为防止缩水，螺柱底部应设计火山口减胶。三、扣位结构：通过扣位 设计直接压合实现胶壳连 接。适用于 结构较复杂，超声结构不能实现等塑胶件连接。6.1.5 美观线两个塑胶产品的配合面处通常做美观线，美 观线 的高度常取 0.3-1.0mm，视产品的整体大小而定。根据类别，美观线的高度为：插墙 式 0.3mm，桌面式 0.5mm。6.1.6 AC 座配合尺寸设计1、影响胶壳装配的尺寸要素航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 10 页 共 6 页注：有部分 AC 座的 F 尺寸和 G 尺寸没有， 则胶壳结构应根据具体 AC 座而 设计。2、常用 AC 座尺寸及配合尺寸参照6.1.7 SR 配合尺寸设计1、影响胶壳装配的尺寸要素2、标准 SR 尺寸及配合尺寸参照航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 11 页 共 6 页6.1.8 PCB 的装配设计一、支撑 PCB 的骨位设计（适配器类）1、为防止缩水缺陷及保 证强度，骨位的 宽度一般取壁厚的 1/22/3；2、为了 PCB 铜箔面元件免剪脚,骨位高度至少为 2.5mm，当产品有绝缘片和散热片屏蔽时，骨位高度至少为：2.5mm+绝缘片厚+散热片厚；3、较弱筋位需考 虑做成 L 形骨位等其他方式，辅助加强。二、常规 PCB 装配设计（适配器类）三、常规 PCB 装配设计（充电器类）6.1.9 AC Pin 的标准化选用及与壳的配合 设计1、AC Pin 脚的设计应参照各国 AC plug 尺寸标准;6.1.10 加强筋的设计为了确保塑件的强度和刚性，而又不致使塑件的壁厚过厚，可以在塑件的适当部位 设置加强筋。加强筋还可以避免塑件的变形，在某些情况下，加强筋还可以改善塑件成型过程中塑料流动的情况。加强筋的选择应遵循以方面：1、为防止缩水缺陷及保证加强 筋强度，加 强筋的 航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 12 页 共 6 页宽度一般取壁厚的 1/22/3； 2、加强筋应加脱模斜 度，在允许的情况下，斜度越大越好；3、为保证塑件基本平整，加强筋的端面不应与塑件的支撑面相平，应低于支撑面至少 0.5mm。图为产品厚度和加强筋尺寸的关系，供参考：6.1.11 导光胶设计及标准化1、导光胶需相对外表面下沉 0.2mm,避免跌落等外力作用，受到破坏；2、有导光胶的外壳，热烫柱位需加 R 或 C 角，避免超声后断裂。导光胶配合部分上下面需加 C 角，利于走胶；3、下表为目前敝司现 有导光胶的料号和图纸，以供设计时优先选择：各 国 AC plug 尺 寸 标 准航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 13 页 共 6 页6.1.12 胶壳标贴位的设计外壳标贴位的下沉深度为 0.30 +0.00/-0.05mm,铭牌有方向性 “防呆”设计， 长*宽尺寸的公差为+0.20/-0.00mm。6.1.13 进胶口的设计 进料方式应容易剪除， 产生的结合线避免影响外观 ，进胶口处避免产生气纹等。6.1.14 替他注意事项1、充电器的 AC 输入部分 (AC 五金 PIN +外壳下盖的安规部分)需满足相关安规尺寸,具体请参照各国的相关安规标准；2、非超声结构，需考虑高低温变形，适当添加扣位，并做相关测试；航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 14 页 共 6 页3、不可避免的分模线 ，前期需与客 户确认,胶厚引起的 缩水，通孔引起的夹线等影响外观各因素；4、非黑色 ID，需优化开模方案等因素，避免导致色差可能；5、各元器件及外壳之 间的干涉分析，配合 间隙预留余量等；6、各部件之间的装配方式，防呆设计等；6.2 尺寸精度1、影响尺寸精度的因素塑件的尺寸精度受各方面因素的影响，情况较为 复杂， 设计时要根据产品的具体要求，确定合理的尺寸精度，不能盲目的提高要求，增加成本。影响尺寸精度的因素主要有以下方面：A、塑胶原料所含水分及挥发物量、原料制造工 艺、批量、保存时间和方法等，都会造成塑胶原料收缩不稳定；B、注塑成型 时的温度、压力、保温时间等对塑件的收缩有直接的影响；C、塑件的几何形状、壁厚会影响成型收 缩，影响尺寸精度；D、模具的制造精度；E、模具的结构形式：如水口的大小、位置，分型面的选择，抽芯机构等对塑件尺寸精度有很大影响；F、塑件的存放条件和时间对尺寸精度也有影响，如果存放不当，会使塑胶件产生变形；G、测量条件、测量工具等因素 产生的测量误差。2、塑件的尺寸公差在实际使用中，我 们主要检验装配尺寸，在平面图上主要标注总体尺寸，装配尺寸，及其它需要控制的尺寸。除去重点标示的尺寸公差外，其他尺寸公差 应参考下图：6.3 常用胶料的性能和用途胶料 性能 用途苯乙烯-丁二烯-丙烯 ABS 是一种三元共聚物，因此兼有三种元 外壳、凸轮齿轮等航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 15 页 共 6 页晴三元共聚物（ABS）素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、 刚性”的材料。ABS 树脂具有较高的冲击韧性和机械强度，尺寸稳定，耐化学性和电性能良好，易成型和机加工等特点。便面可镀铬，成为塑料涂金属的一种常见材料。另外， ABS 可与 PMMA732 有机玻璃熔接性良好，可作双色成型塑件。聚碳酸酯（PC）PC 的冲击强度特突出，在一般热塑性材料中是较优良的，它的弹性模量较高，受温度影响较小，耐 热温度 120，耐寒为-100才脆化，制品尺寸稳定，耐磨性，耐腐蚀性良好。但高温下对水敏感，长期浸于沸水中会引起水解或开裂，但可用玻璃纤维来增强，这样具有更高的刚性和机械强度，并能消除应力集中现象。各种机壳、家用电器、汽车灯具、医疗仪器以及包装容器等聚丙烯（PP）聚丙烯主要的特点是比重小，为 0.91。它的机械性能如屈服强度，抗张强度，抗压强度及硬度等，均优于低聚乙烯，并有很突出的刚性，耐 热 性较好。可在 100以上使用，若不受外力， 则到 150亦不变形。基本上不吸水，并有较好的化学稳定性，除对浓硫酸、硝酸外，几乎都很稳定。高 频电性能优良，不受温度影响，成型容易。缺点是耐磨性不高，成型收缩率较大，低温呈脆性，热变形温度较低。各种机械零件、医疗仪器等胶料 性能 用途聚砜（PPO）亦称聚苯掌仰。最大的特点是有 宽广的使用温度范围， 长期使用的温度范围为-127至120，无载荷工作可达 204，已达一般热固性塑料的水平。另一特点有卓越的耐水和耐蒸气性能，可 经手蒸气消毒，因此可作为外科医疗器械来代替不锈螺钉、 紧固件、连接件、机壳、 电子 设备零件盒医疗器械等航 嘉 管 理 文 件 文件编码版本编号 1塑胶产品结构设计规范本 页 码 第 16 页 共 6 页钢。缺点是成型比较困难，有 应力开裂倾向，以及较低的疲劳强度。聚酰胺（PA）又称尼龙。具有良好的电器性能、热性能及机械综合性能，其机械 强度随温度而异。聚酰胺在溶化时有很高的流动性，可用于薄壁产品。并且它是一种自润滑材料，做齿轮可在无润滑的条件下使用。 对化学药物无论是弱碱、醇、酯、 酮，碳氢化合物、油酯均不受影响。缺点是吸水性大，成型收缩率不稳定，尺寸难控制。用于机械、化工及电器仪表、 纺织等零件聚苯乙烯改性有机玻璃（PMMA372