塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1、塑膠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)目 錄第一章 塑膠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)實(shí)例2、脫模斜度2.1、脫模斜度要點(diǎn)3、加強(qiáng)筋3.1、加強(qiáng)筋與壁厚的關(guān)系3.2、加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)實(shí)例4、柱和孔的問(wèn)題4.1、柱子的問(wèn)題4.2、孔的問(wèn)題4.3、“減膠”的問(wèn)題5、螺絲柱的設(shè)計(jì)6、止口的設(shè)計(jì)6.1、止口的作用6.2、殼體止口的設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)6.3、面殼與底殼斷差的要求7、卡扣的設(shè)計(jì)7.1、卡扣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)7.2、常見(jiàn)卡扣設(shè)計(jì)7.3、第一章 塑膠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范1、材料及厚度1.1、材料的選取a. ABS:高流動(dòng)性,便宜,適用于對(duì)強(qiáng)度要求不太高的部件(不直接受沖擊,不承受

2、可靠性測(cè)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(dǎo)航鍵、電鍍裝飾件等。目前常用奇美PA-757、PA-777D等 。b. PC+ABS:流動(dòng)性好,強(qiáng)度不錯(cuò),價(jià)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(hào):拜爾T85、T65。c. PC:高強(qiáng)度,價(jià)格貴,流動(dòng)性不好。適用于對(duì)強(qiáng)度要求較高的外殼、按鍵、傳動(dòng)機(jī)架、鏡片等。常用材料代號(hào)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(xué)穩(wěn)定性、良好的絕緣性等。常用于滑

3、輪、傳動(dòng)齒輪、蝸輪、蝸桿、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)件等,常用材料代號(hào)如:M90-44。e. PA堅(jiān)韌、吸水、但當(dāng)水份完全揮發(fā)后會(huì)變得脆弱。常用于齒輪、滑輪等。受沖擊力較大的關(guān)鍵齒輪,需添加填充物。材料代號(hào)如:CM3003G-30。f. PMMA有極好的透光性,在光的加速老化240小時(shí)后仍可透過(guò)92%的太陽(yáng)光,室外十年仍有89%,紫外線達(dá)78.5% 。機(jī)械強(qiáng)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(qiáng)度要求的透明結(jié)構(gòu)件,如鏡片、遙控窗、導(dǎo)光件等。常用材料代號(hào)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(gè)部件的最小壁

4、厚不得小于0.4mm,且該處背面不是A級(jí)外觀面,并要求面積不得大于100mm²。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(jiàn)壁厚推薦值見(jiàn)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 最小壁小型制品中型制品大型制品壁厚 壁厚 壁厚 厚0.60 1.25 1.60 2.403.20 聚乙烯(PE0.75 1.25 1.60 3.205.40 聚苯乙烯(PS有機(jī)玻璃0.80 1.50 2.20 4.006.50

5、(PMMA0.85 1.45 1.75 2.403.20 聚丙烯(PP聚碳酸酯0.95 1.80 2.30 3.004.50 (PC0.45 1.40 1.60 2.403.20 聚甲醛(POM聚砜(PSU 0.95 1.80 2.30 3.004.50 ABS 0.80 1.50 2.20 2.403.20 PC+ABS 0.75 1.50 2.20 2.403.20 1.3、厚度設(shè)計(jì)實(shí)例塑料的成型工藝及使用要求對(duì)塑件的壁厚都有重要的限制。塑件的壁厚過(guò)大,不僅會(huì)因用料過(guò)多而增加成本,且也給工藝帶來(lái)一定的困難,如延長(zhǎng)成型時(shí)間(硬化時(shí)間或冷卻時(shí)間。對(duì)提高生產(chǎn)效率不利,容易產(chǎn)生汽泡,縮孔,凹陷;塑

6、件壁厚過(guò)小,則熔融塑料在模具型腔中的流動(dòng)阻力就大,尤其是形狀復(fù)雜或大型塑件,成型困難,同時(shí)因?yàn)楸诤襁^(guò)薄,塑件強(qiáng)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(guò)程中會(huì)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(shí)在塑件內(nèi)部存在較大的內(nèi)應(yīng)力。設(shè)計(jì)塑件時(shí)要求壁厚與薄壁交界處避免有銳角,過(guò)渡要緩和,厚度應(yīng)沿著塑料流動(dòng)的方向逐漸減小。 2 脫模斜度2.1 脫模斜度的要點(diǎn)脫模角的大小是沒(méi)有一定的準(zhǔn)則,多數(shù)是憑經(jīng)驗(yàn)和依照產(chǎn)品的深度來(lái)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(lái)講,對(duì)模塑產(chǎn)品的任何一個(gè)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

7、.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(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):a. 取斜度的方向,一般內(nèi)孔以小端為準(zhǔn),符合圖樣,斜度由擴(kuò)大方向取得,外形以大端為準(zhǔn),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(yīng)選用較小的脫模斜度。c. 凡較高、較大的尺寸,應(yīng)選用較小的脫模斜度。d. 塑件的收縮率大的,應(yīng)選用較大的斜度值。e. 塑件壁厚較厚時(shí),會(huì)使成型收縮增大,脫模斜度應(yīng)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(yīng)加大,以免引起劃傷。一般情況下,PS料脫模斜度應(yīng)大

8、于3°,ABS及PC料脫模斜度應(yīng)大于2°。h. 帶革紋、噴砂等外觀處理的塑件側(cè)壁應(yīng)加3°5°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(yīng)越大.推薦值為1°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1°3°。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(biāo)準(zhǔn)脫模斜度。特別的也可以按照下面的原則來(lái)取:低于3mm高的加強(qiáng)筋的脫模斜度取0.5°,35mm取1&

9、#176;,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1.5°3、加強(qiáng)筋為確保塑件制品的強(qiáng)度和剛度,又不致使塑件的壁增厚,而在塑件的適當(dāng)部位設(shè)置加強(qiáng)筋,不僅可以避免塑件的變形,在某些情況下,加強(qiáng)筋還可以改善塑件成型中的塑料流動(dòng)情況。為了增加塑件的強(qiáng)度和剛性,寧可增加加強(qiáng)筋的數(shù)量,而不增加其壁厚。3.1、加強(qiáng)筋厚度與塑件壁厚的關(guān)系 舉例說(shuō)明: 3.2、加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)實(shí)例 圖3-34、柱和孔的問(wèn)題4.1、柱子的問(wèn)題a. 設(shè)計(jì)柱子時(shí),應(yīng)考慮膠位是否會(huì)縮水。b. 為了增加柱子的強(qiáng)度,可在柱子四周追加加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋的寬度參照?qǐng)D3-1。

10、柱子的縮水的改善方式見(jiàn)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(huì)縮水。 圖4-1圖4-24.2、孔的問(wèn)題a. 孔與孔之間的距離,一般應(yīng)取孔徑的2倍以上。b. 孔與塑件邊緣之間的距離,一般應(yīng)取孔徑的3倍以上,如因塑件設(shè)計(jì)的限制或作為固定用孔,則可在孔的邊緣用凸臺(tái)來(lái)加強(qiáng)。c. 側(cè)孔的設(shè)計(jì)應(yīng)避免有薄壁的斷面,否則會(huì)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(wèn)題 圖4-55、螺絲柱的設(shè)計(jì)5.1 通常采取螺絲加卡扣的方式來(lái)固定兩個(gè)殼體,螺絲柱通常還起著對(duì)PCB板的定位作用。5.2 用于自攻螺絲的螺絲柱的設(shè)計(jì)原則是為:其外徑應(yīng)螺絲與螺柱的尺寸關(guān)系。設(shè)計(jì)中可

11、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(lái)設(shè)計(jì),待測(cè)試通不過(guò)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(shè)計(jì)值如表5-2、表5-3所示。 5.4 常用自攻螺絲裝配及測(cè)試(10次時(shí)所要用的扭力值,如表5-4所示。 6、止口的設(shè)計(jì)6.1、止口的作用1、殼體內(nèi)部空間與外界的導(dǎo)通不會(huì)很直接,能有效地阻隔灰塵/靜電等的進(jìn)入2、上下殼體的定位及限位6.2、殼體止口的設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)1、嵌合面應(yīng)有>35°的脫模斜度,

12、端部設(shè)計(jì)倒角或圓角,以利于裝配2、上殼與下殼圓角的止口配合,應(yīng)使配合內(nèi)角的R角偏大,以增加圓角之間的間隙,預(yù)防圓角處相互干涉3、止口方向設(shè)計(jì),應(yīng)將側(cè)壁強(qiáng)度大的一端的止口設(shè)計(jì)在里邊,以抵抗外力4、止口尺寸的設(shè)計(jì),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;5、美工線設(shè)計(jì)尺寸:0.50×0.50mm。是否采用美工線,可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)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?？山邮艿拿婀?lt;0.15mm,可接受的底刮<0.10mm,無(wú)論如何制作,段差均會(huì)存在,只是段差大

13、小的問(wèn)題,盡量使產(chǎn)品裝配后面殼大于底殼,且縮小面殼與底殼的段差圖6-17、卡扣的設(shè)計(jì)7.1、卡扣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)1. 數(shù)量與位置:設(shè)在轉(zhuǎn)角處的扣位應(yīng)盡量靠近轉(zhuǎn)角;2. 結(jié)構(gòu)形式與正反扣:要考慮組裝、拆卸的方便,考慮模具的制作;3. 卡扣處應(yīng)注意防止縮水與熔接痕;4. 朝殼體內(nèi)部方向的卡扣,斜銷運(yùn)動(dòng)空間不小于5mm;7.2、常見(jiàn)卡扣設(shè)計(jì)1、通常上蓋設(shè)置跑滑塊的卡鉤,下蓋設(shè)置跑斜頂?shù)目ㄣ^;因?yàn)樯仙w的筋條比下蓋多,而且上蓋的壁常比下蓋深,為避免斜頂無(wú)空間脫出。2、上下蓋裝飾線(美工線的選擇 3、卡鉤離角位不可太遠(yuǎn),否則角位會(huì)翹縫 4、卡扣間不可間距太遠(yuǎn),否則易開(kāi)縫 8、裝飾件的設(shè)計(jì)8.1、裝飾件的設(shè)計(jì)注

14、意事項(xiàng)1. 裝飾件尺寸較大時(shí)(大于400mm²,殼體四周與裝飾件配合的粘膠位寬度要求大于2mm。在進(jìn)行裝飾件裝配時(shí),要用治具壓裝飾片,壓力大于3kgf,保壓時(shí)間大于5秒鐘2. 外表面的裝飾件尺寸較大時(shí)(大于400mm²,可以采用鋁、塑膠殼噴涂、不銹鋼等工藝,不允許采用電鑄工藝。因?yàn)殡婅T工藝只適用于面積較小、花紋較細(xì)的外觀件。面積太大無(wú)法達(dá)到好的平面度,且耐磨性能很差3. 電鍍裝飾件設(shè)計(jì)時(shí),如果與內(nèi)部的主板或電子器件距離小于10mm,塑膠殼體裝配凹槽盡量無(wú)通孔,否則ESD非常難通過(guò)。如果裝飾件必須采用卡扣式,即殼體必須有通孔,則卡位不能電鍍,且扣位要用屏蔽膠膜蓋住4. 如果裝

15、飾件在主機(jī)的兩側(cè)面,裝飾件內(nèi)部的面殼與底殼筋位深度方向設(shè)計(jì)成直接接觸,不能靠裝飾件來(lái)保證裝配的強(qiáng)度5. 電鍍裝飾件設(shè)計(jì)時(shí)需考慮是否有ESD風(fēng)險(xiǎn)6. 對(duì)于直徑小于5.0mm的電鍍裝飾件,一般設(shè)計(jì)成雙面膠粘接或后面裝入的方式,不要設(shè)計(jì)成卡扣的方式8.2、電鍍件裝飾斜邊角度的選取在要求電鍍件裝飾斜邊為鏡面亮邊的情況下,圖9-1中斜邊角度取值應(yīng)選擇為a>45°,否則此邊在實(shí)際效果上是黑邊,并不會(huì)有鏡面亮邊效果,B值根據(jù)ID設(shè)計(jì)要求取值。 8.3、電鍍塑膠件的設(shè)計(jì)塑膠電鍍層一般主要由以下幾層構(gòu)成,如下圖所示: 左右,但是在實(shí)際的生產(chǎn)中,可能最多會(huì)有0.08mm的厚度,所以對(duì)電鍍件裝配設(shè)計(jì)

16、時(shí)需要關(guān)注。鍍覆層厚度單位為m,一般標(biāo)識(shí)鍍層厚度的下限,必要時(shí),可以標(biāo)注鍍層厚度范圍b.如果有盲孔的設(shè)計(jì),盲孔的深度最好不超過(guò)孔徑的一半,且不要對(duì)孔的底部的色澤作要求4mm以下,如果需要作的很薄的話,要在相應(yīng)的位置作加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)來(lái)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(wú)法掩蓋注射的一些缺陷,而且通常會(huì)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(shí)價(jià)格也比較低廉9、按鍵的設(shè)計(jì)9.1 按鍵(Button大小及相對(duì)距離要求從實(shí)際操作情況分析,結(jié)合人體工程學(xué)知識(shí),在操作按鍵中心時(shí),不能引起相鄰按鍵的聯(lián)動(dòng),那么相鄰按鍵中心的距離需作如下考慮:1.

17、豎排分離按鍵中,兩相鄰按鍵中心的距離a2. 橫排成行按鍵中,兩相鄰按鍵中心的距離b3. 為方便操作,常用的功能按鍵的最小尺寸 9.2 按鍵(Button與基體的設(shè)計(jì)間隙 圖9-1按鍵與面板基體的配合設(shè)計(jì)間隙如圖9-1所示:1. 按鈕裙邊尺寸C0.75mm,按鈕與輕觸開(kāi)關(guān)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4. 千秋鈕(蹺蹺板按鈕的擺動(dòng)方向間隙為0.25-0.30mm,需根據(jù)按鈕的大小進(jìn)行實(shí)際模擬;非擺動(dòng)方向的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)間隙

18、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(diǎn)與面板的高 圖9-210、旋鈕的設(shè)計(jì)10.1 旋鈕(Knob大小尺寸要求旋鈕(Knob大小尺寸要求見(jiàn)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(duì)應(yīng)裝配件的設(shè)計(jì)間隙1. 旋鈕與對(duì)應(yīng)裝配件的設(shè)計(jì)配合單邊間隙為A0.50mm,如圖10-1所示;2

19、. 電鍍旋鈕與對(duì)應(yīng)裝配件的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)間隙上單邊增加0.15 mm。度為9.50B8.00mm,如圖11-4所示。 圖10-111、膠塞的設(shè)計(jì)1.TPU塞開(kāi)塑膠模具;2.膠塞需設(shè)計(jì)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(jī)處開(kāi)口大于耳機(jī)插座(PLUG單邊0.3mm;耳機(jī)塞外形與主機(jī)面殼配合單邊間隙0.05mm;5.耳機(jī)塞插入耳機(jī)座部分設(shè)計(jì)“十”筋形狀,深度插入耳機(jī)座2.0mm,筋寬0.8mm,外輪廓與phonejack孔周圈單邊過(guò)盈0.05mm?！笆苯铐斆娴筊0.3圓角,方便