塑胶件结构设计手册_图文

1、ContactPage1.0 选择材料的考虑因素1.1 不同材料的特性 42.0 7 2.1 不同材料的常用壁厚3.0. 84.0. 9 4.1 Draft Standard 5.0. 126.0 147.0. 158.0.9.0. 1710.0 1810.1 其它常用扣位设计. 1911.0 . 2112.0. 2213.0. 2414.0. 2815.015.1 厢电池门计设基本守则. 3015.2 电池门计设基本守则. 3115.3 电池门基本装配方法. 3315.4 电池匣 3416.0101619193517.0 3617.1 喇叭筒 3617.2 定位骨 3617.3 喇叭坑 37

2、17.4 喇叭孔. 3717.5 H 形坑位. 3818.019.0. 3919.1 一般叉骨. 4019.2 U 形叉骨20.0 . 42计. 4721.0. 5022.0 绞位设计23.0 齿轮的使用指引23.1 正齿轮 (spur 54gear 5423.2 复齿轮 (compound gear. 5523.3 皇冠齿 (crown gear. 5523.4 蜗齿轮 (worm gear. 5623.5 螺旋齿 (helical gear5623.6 伞齿 (bevel gear 5723.7 内齿轮 (internal gear24.0.5824.1 滑轮盖.5924.2 齿轮串. 6

3、024.3 齿轮轴. 6124.4 齿轮箱. 6224.5 齿轮虚位. 62. 63轮 64 24.6 牙箱叉位25.0.6525.1 双向clutch.6525.2 单向clutch25.3 双向离心clutch. 666726.0 .1.0 选择材料的考虑因素任何一件工业产品在设计的早期过程中，一定牵涉考虑选择成形物料。因为在产品生产时、装配时、和完成的时间，物料有着相互影响的关系。除此之外，品质检定水平、市场销售情况和价格的厘定等也是需要考虑之列。所以这是无法使用概括全面的考虑因素而定出一种系统性处理方法来决定所选择的材料和生产过程是为最理想。1.1 不同材料的特性1. ABS 用途:玩

4、具、机壳、日常用品 特性: :多数应用于玩具外壳或不用受力的零件。2. PP 用途:玩具、日常用品、包装胶袋、瓶子 特性:有弹性、韧度强、延伸性大、但不可涂胶水。 设计上的应用:多数应用于一些因要接受drop test而拆件的地方。 3. PVC 用途:软喉管、硬喉管、软板、硬板、电线、玩具 特性:柔软、坚韧而有弹性。 设计上的应用:多数用于玩具figure ，或一些需要避震或吸震的地方。 4. POM 用途:机械零件、齿轮、摃杆、家电外壳 特性:多数用于胶齿轮、滑轮、一些需要传动，承受大扭力或应力的地方。 5. Nylon 用途:齿轮、滑轮 特性:坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。

5、设计上的应用:因为精准度比较难控制，所以大多用于一些模数较大的齿轮。6. Kraton用途: 摩打垫特性: 柔软，有弹性，韧度高，延伸性强。设计上的应用: 多数作为摩打垫，吸收摩打震动，减低噪音。简 称 硬胶 GPPS 不碎胶 HIPS 超不碎胶 ABS 透明大力胶 AS (SAN中英文学名通用级聚苯乙烯General Purpose polystyrene 高冲击聚笨乙烯High Impact Polystyrene用 途文具、日用品、灯罩、仪器壳罩、玩具 日用品、电器零件、机壳、玩具备 考 透明, 脆性, 易成形 白色, 延性, 易成形丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物玩具、家私、运动用品、机壳

6、、日用品、黄白色, 延性, 易成形Acrylonitrile Butadiene Styrene 齿轮 丙烯睛一苯乙烯共聚物日用品、餐具、表面、家庭电器用品、装饰品透明, 易成形 包装胶袋、玩具、胶瓶、胶花、电线 包装胶袋、水桶、电线、玩具、建材半透明, 延性, 易成形白色, 延性, 易成形Acrylonitrile Styrene软胶 (花料、筒料 低密度聚乙烯Low Density Polyethylene L D P E硬性软胶(孖力士 高密度聚乙烯High Density Polyethylene H P 橡皮胶EVA 百折胶 PP 软质 PVC 硬质 PVC 尼龙单6 PA-6 尼龙

7、孖6 PA-66 亚加力 PMMA 防弹胶 PC 赛钢 POM PET PBT 酸性胶 CA乙烯一醋酸乙烯酯共聚物 Ethylene-Vinyl Acetate 聚丙烯Polypropylene聚氯乙烯(约加40%增塑剂 Polyvinyl Chloride (Plasticized 聚氯乙烯Polyvinyl Chloride (Rigid 聚 胺6 Polyamide-6 聚 胺66 Polyamide-66 聚甲基丙烯酸甲酯 Polymethy Methacrylate 聚碳酸酯 Polycarbonate聚甲醛Polyoxymethylene (Polyacetal 聚对苯二甲酸乙二醇

8、酯 Polyethylene Terephthalate 聚对苯二甲酸丁二醇酯 Polybutylene Terephthalate鞋底、包装胶膜、板片、日用品、通管吹气玩透明, 易成形具制品包装胶袋、拉丝、带、绳、玩具、日用品、瓶半透明, 易成形子、洗衣模部件软管、硬管、软板、硬板、电线、电缆、鞋、可透明, 易成形 人造革、地板、窗框轴承齿轮 、 油管 、 容器 、 日用品脆性, 可透明 白色, 延性, 易成形机械配件 、 齿轮 、 拉丝 、 轴套 、工具外壳白色, 延性, 易成形电器装置薄膜装饰品 、 太阳镜片 、 文具 、 表面 、 仪器表透明, 易成形外壳 、 灯罩 、 广告牌机械 、

9、 仪器 、 医疗器械 、 电讯器材 、 防弹透明, 易成形玻璃 、 咖啡壶外壳轴承轴套 、 齿轮 、 凸轮 、 泵机 、 电器 、 弹白色, 延性, 易成形簧汽水胶瓶 、 链条 、 齿轮 、 录音带 、 磁带透明, 易成形相机菲林轴承电器配件 、 机械配件 、 螺母 、 阀门 、 防护半透明, 延性面罩家用器皿 、 工具手柄 、 容器 、 眼镜框 、 文透明, 延性具 、 装饰品 机械配件 、 电器外壳 受温配件 、 受温外壳等褐色, 电气特性 黑色, 高温料醋酸织维素 Cellulose Acetate 聚苯醚 PPOPolyphenylene Oxide 聚苯硫醚 PPSPolypheny

10、lene Sulfide*以上数据只供参考2.0 壁厚 Wall Thickness壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其它零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑料材料而定。一般的热塑性塑料的壁厚设计应以4mm 为限。从经济角度来看，过厚的产品设计不但增加物料成本，延长生产周期(冷却时间 ，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引至产生空穴(气孔 的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。最理的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形，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

11、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。2.1 不同材料的常用壁厚1. ABS一般最先选择的材料，壁厚通常为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm，视乎产品的大小和功能而定。 2. PP因为比较软，而且基于缩水的问题，所以不能太厚，一般为1, 1.2, 1.5mm。 3. PVC因为多用由于figure(外形 上和多是实心，所以限制不大。 4. POM一般为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm视乎产品大小而定。5. Nylon因为缩水率比较高，所以平均料厚和筋骨的比例可比较少。 6. Kraton因为多数用作摩打垫或不外露件，所以限制不大。3.0 加强

12、筋 (Ribs 加强筋一般被放在塑料产品的非接触面，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。加强筋的长度可与产品的长度一致，两端相接产品的外壁，或只占据产品部份的长度，用以局部增加产品某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话，未端部份亦不应突然终止，应该渐次地将高度减低，直至完结，从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题，这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。而且因为缩水的问题，筋骨的厚度不能大过平均壁厚的厚度。一般的设计方法 : 平均壁厚×0.650.7 4.0 出模角 Draft Angle塑料产

13、品在设计上通常会为了能够轻易的使用产品由模具脱离出来而需要在边缘的内侧和外侧各设有一个倾斜（出模角）。若然产品附有垂直外壁并且与开模方向相同的话，则模具在塑料成形后需要很大的开模力才能打开，而且，在模具开启后，产品脱离模具的过程亦相信十分困难。要是该产品在产品设计的过程上已预留出模角及所有接触产品的模具零件在加工过程当中经过高度抛光的话，脱模就变成轻而易举的事情。因此，出模角的考虑在产品设计的过程是不可或缺的。因注塑件冷却收缩后多附在凸模上，为使产品壁厚平均及防止产品在开模后附在较热的凹模上，出模角对应于凹模及凸模是应该相等的。不过，在特殊情况下若然要求产品于开模后附在凹模的话，可将相接凹模部

14、份的出模角尽量减少，或刻意在凹模加上适量的倒扣位。出模角的大小是没有一定的准则，多数是凭经验和依照产品的深度来决定。此外，成型的方式，壁厚和塑料的选择也在考虑之列。一般来说，高度抛光的外壁可使用 1/8 度或 1/4 度的出模角。深入或附有织纹的产品要求出模角作相应增加，习惯上每0.025mm 深的织纹, 便需要额外1度的出模角。此外，当产品需要长而深的肋骨较少的出模角时，顶针的设计须有特别的处理。1. 出模角的大少是没有一定的淮则，多数是依照产品的深度来决定。2. 一般的出模角为0.5°1.0°。3. 在深入或附有织纹的产品上，出模角的要求是视乎织纹的深度而相应增加，一般

15、为2°3°。 4.1 拔模角标准 Draft Standard Wall thickness Rib thickness Height of Rib (x Draft Angle平均料厚 骨厚 加强筋高度 拔模角x °1.5°5x °0.8° 10x °x °1.5°5x °1.5°10x °1.0° 15x °20x °25x °x °1.5°5x °1.0°10x °1.0°

16、; 15x °20x °25x °x °5x °10x °15x °20x °1.0°25x °1.0°30x °0.8°35x °0.8°Table. 5.1 .1 Draft standard注: 以上数据只供参考及以骨底的平面作中性面做出拔模角，如骨底是一个非平 5.0 支柱(Boss支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开对象及支撑承托其它零件之用。空心的支柱可以用来嵌入镶件、收紧螺丝等。这些应用均要有足够强度支持压力而不致于破裂。支柱尽量不

17、要单独使用，应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用，目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。此外，因过高的支柱会导致塑料部件成形时困气，所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。加强支柱的强度的方法(尤其是远离外壁的支柱 ，除了可使用加强筋外，加强块的使用亦十分常见。 Screw Ø 2.0 mmØ 2.3 mmØ 2.6 mmØ 3.0 mm注: 为免在扭上螺丝时出现打滑的情况，支柱的出模角一般会以支柱顶部的平 6.0 支柱套 (Boss holder如成品是以支柱收紧螺丝的时侯，在成品的上壳身必须要有支柱套来作定位之用。跟据一般的安全规格标准，螺丝头必

18、须收藏于不能触摸的位置，所以高度必须有2.5mm 或以上。以及，因为加上支柱套后会有Shape edge的关系，所以在每一个支柱套上壳收螺丝的地方，必须加上R1.0或以上的round fillet。为方便生产装配时的导入，所以在每一个支柱套的底部都可以不多不少的加上Chamfer 作导入之用。而且因为定位的关系，在支柱套底部必须要有至少1.0mm 的深度来收藏支柱。 (e.g. 3M螺丝7.0 虚位定义在产品生产设计时，给与零件与零件之间虚位是一件不可缺少及非常重要的事情。随着产品的大小，零件形状的不同及功能，给与虚位的数值也应相应改变。 一般零件与零件间的虚位(非活动件 单边0.1mm0.2

19、mm 零件与零件间的虚位(活动件 单边0.3mm0.5mm 电池门周边与壳身的虚位. 单边0.2mm0.4mm 电池门利仔与壳身的擦穿坑虚位 单边0.5mm 需要与其它零件相配的擦穿坑 单边0.3mm0.5mm 齿轮及滑轮与牙箱外壳的内壁 1.0mm齿轮与齿轮之间的虚位(大齿轮半径+小齿轮半径+虚位=PCD 虚位=模数×0.1 电池与电箱的骨位及电池门的虚位 0.2mm电池与电池箱底部平面的虚位 0.3mm跳级part line的零件与零件相配虚位 单边0.1mm0.2mm注: 详情请参阅有关内文8.0 六角孔配圆Pin 的设计 (紧钉 x (mm D (mm y (mmD=9.0

20、六角nut 的装配方法a (mm b (mmx (mmy (mmz (mm w (mm Screw M2.3 2.5M2.6 2.8M3.5 3.710.0 扣位扣位提供了一种不但方便快捷而且经济的产品装配方法，因为扣位的组合部份在生产成品的时候同时成型，装配时无须配合其它如螺丝、介子等紧锁配件，只要需组合的两边扣位互相配合扣上即可。扣位的设计虽可有多种几何形状，但其操作原理大致相同: 当两件零件扣上时，其中一件零件的勾形伸出部份被相接零件的凸缘部份推开，直至凸缘部份完结为止; 及后，借着塑料的弹性，勾形伸出部份实时复位，其后面的凹槽亦即被相接零件凸缘部份嵌入，此倒扣位置立时形成互相扣着的状态

21、。 10.1 其它常用扣位设计 因为安全问题玩具子弹头的半圆不能少于R2，而且为防止子弹自动弹出和扣位磨损的问题，所以子弹尾的凹坑必须有1.0mm 的深度和在扣位的钩上加上一些倒扣位。 11.0 超音波焊接技术 (Ultrasonic Welding1. 速度快超音波焊接技术的周期很短，使用标准机器每分钟可处理三十件工作。2. 效果一致只要接头设计完善，焊接参数调校正确，便能获得清洁及一致的焊接效果，因为焊接效果不受操作人员的操作情况所影响。3. 强度高超音波焊接技术是将塑料熔合起来，因此能产生出无内应力的高强的接合。4. 不需夹紧当工件离开机器后便告完成，不需进行焊接后加工。5. 用途较广超

22、音波焊接法可用来焊接那些不能用任何其它黏合剂的物料。6. 安全性由于不需使用化学物品，因此不会产生化学中毒。 12.0 LCD 的装配LCD 的基本配件： ZebarLCD lensLCD lens cover Zebar Holder Fig. 12.0.2 13.0 橡胶按钮 Rubber key Rubber key的平面与PCB 最少必须要有1.0mm 的行程空间。 Reset bottom与壳身的平面必须要有最少0.2mm 的级差，防止不必要的接触。 如rubber key需要与PCB 组合后才与壳身装配，便需要在rubber key上定位pin 作装配之用。 加上定位Pin 14.

23、0 PCB 的设定加上定位 Pin 至少需要有单边0.5mm 虚位 PCB 尺寸定位Pin 尺寸 至少需要有1.0mm 虚位 一般PCB 的常用厚度: 0.8mm, 1.0mm, 1.5mm，视乎产品的大小和PCB 的尺寸而定，但一般最常用的都是1.0mm 厚度的PCB 。 15.0 电池厢15.1 电池箱设计基本守则1. 电池与电池之间一定要有胶料分隔。 2. 如有产品的市场目标是3岁以下的小童，便需要加上防电池水槽。 3. 如所用电池为 C size 或以上，而且数量为两粒或以上的时候。电池门便需要两粒或以上的螺丝。15.2 电池门计设基本守则1. 因为只有平均料厚的电池门是非常单薄。所以

24、必须加上加强筋作强化作用。 2. 在者, 如电池门的位置是在成品的中央，而且在电池门的四周没有凹坑的时候。必须加上一凹形的手指位，作方便开启电池门之用。(Fig. 电池门的利仔与壳身的擦穿位, 最少必须要有单边0.5mm 的虚位以防止干涉的情况出现。而且，电池门的围边与壳身最小要有单边0.2mm 的虚位。电池门的模拟装配。当完成电池门与电池箱的设计后，便可在Pro/E的Assembly 档内进行一次电池门的模拟装配过程。此举可方便检查出电池、电池门和壳身，在装配的过程中是否有干涉发生。步骤：3. 常见的干涉位置。坑，作避空之用。 注意位置 15.3 电池门基本装配方法1. 一般电池门都以丝帽收

25、紧电池门的装配螺丝，而且以冷打或热融固定丝帽。 2. 电池门遮丑盖如电池门利仔需要到在产品壳身上做一些颇大的擦穿孔的时候，便需要有一个cover 用作防静电及遮丑用。 15.4 电池匣如成品的长度和宽度不足以放置要求的电池数量的时候，可以用电池匣作代替。 参考JETTA 的基本规格，一般的AA-size 的电池厢大小如下图 :16.0 滑轮 (pulley1. 一般玩具的设计都会以滑轮作第一级的传动方法。因为第一级的传动是非常高速的关系，如经齿轮作传动方法会发出很大的噪音。相反，如以滑轮作转动方法，噪音便会减至最少。2. 很多时因空间的问题，滑轮的减速比不能太大，而且传动的扭力亦都不大。如使用

26、滑轮传动会有打滑的情况出现。3. 因为接触面的问题，一般都会用方形皮带作传动媒介。4. 因皮带的作用力的关系，所以一般滑轮的轴承都是担得越长越好。5. 因为橡胶皮带的关系，皮带的作用力会使皮带变形及皮带的大细不一，亦都会影响转动的效能。6. 如果使用方形皮带时，滑轮的V 坑内需加上一条凹糟作解决的方法。7. 由于牙箱内会涂上润滑油，而皮带若接触润滑油便会打滑及老化，故必须与齿轮分隔。8. 但某些厂商会将滑轮拆件，再以超音波焊接一起，这样可以防止滑轮件出现夹口而损坏橡胶皮带。 17.0 喇叭的基本装配方法(speaker17.1 喇叭筒因为声音广散问题，所以必须要有一个喇叭筒来围着喇叭的四周，以

27、便声波在成品内发生共鸣，扩大音量。17.2 定位骨在喇叭的上下，必须要有一些定位骨作装配用途。 17.3 喇叭坑如成品的喇叭坑是外露的时候，必须做一些擦穿坑作遮丑用，以及防止喇叭被一些小而尖的物品破坏。 17.4 喇叭孔如成品的喇叭不是外露的时候，可以在壳身上做一些喇叭孔代替喇叭坑。 17.5 H 形坑位此为另一种喇叭的装配方法，利用胶料本身的弹性，把喇叭压在壳身上。 18.1 真止口用途: 生产装配时作较对之用，而且可作涂胶水之用。18.2 假止口用途: 在外形上可作遮丑之用。18.3 半假止口用途: 如平均料厚有2.0mm 或以上时，因为凹槽太深的关系，所以需要在纸口的位置加多一层料，保持成品外形的美观。18.4 双止口用途: 多用于一些需要有防水功能的成品上。而且，会以超音波焊接法作装配，加强较对效用。 对叉骨多数应用于一些较大的成品，或一些需要受力的成品的壳身内，加上对叉骨。有时候基于生产商的要求产品的止口会用对叉骨代替。19.1 一般叉