汽車塑料產品結構設計的一般原則及精度

1、整理課件汽車塑料產品結汽車塑料產品結構設計的一般原則及精度構設計的一般原則及精度整理課件整理課件整理課件理想的產品簡潔化設計基本原則：整理課件（1） 結構簡單，形狀對稱，避免不規(guī)則的幾何圖形；整理課件整理課件（2） 產品側孔和側壁內表面的凹凸形狀成型困難，需要在產品成型后進行二次加工，設計時應避免。整理課件整理課件（3） 尺寸設計要考慮成型的可能性，不同的成型工藝對制件的尺寸設計，包括尺寸大小，尺寸變化會有一定的限制。整理課件 在確定壁厚尺寸時，壁厚均一是一個重要原則。該原則主要是從工藝角度以及由工藝導致的質量方面的問題而提出來的。均勻的壁厚可使制件在成型過程中，熔體流動性均衡，冷卻均衡。壁薄

2、部位在冷卻收縮上的差異，會產生一定的收縮應力，內應力會導致制件在短期之內或經過一個較長時期之后發(fā)生翹曲變形。 塑料件最通用料厚是2.5mm，大件適當增加，小件減小，強烈建議通過增加翻邊及加強筋的方式而不是增加料厚來保證零件強度； PP塑料的壁厚范圍是0.63.5mm。整理課件整理課件（1）厚薄交接處的平穩(wěn)過渡，當制件厚度不可避免需設計成不一致時，在厚薄交接處應逐漸過渡，避免突變，厚度比例變化在一合適的范圍（一般不超過3：1）。整理課件壁厚過渡形式整理課件（2）將尖角改為圓角處理，兩個壁厚相同的壁面成直角的連接，破壞了壁厚均一的原則。轉角處的最大厚度是壁厚的1.4倍，如果將內角處理成圓角而外角仍

3、是直角，則在轉角處的最大厚度（W）可增加到壁厚的1.6-1.7 倍。正確的設計應是內外角均進行圓角處理，以確保壁厚均勻。圓角處理還可避免應力集中，以及改善塑料成型時熔體的流動性和成型性。整理課件（3）厚壁部位減薄，使厚壁趨于一致，壁厚差異大的制件可通過增設工藝孔、開槽或設置加強筋的方式，使厚壁部位減薄，厚薄趨于一致。厚壁減薄整理課件開槽設置加強筋整理課件 對制件上有孔洞、切口、拐角等幾何不連續(xù)部位施加一定的力，在這個部位的斷面上將產生遠比給予的表觀應力大得多的應力，這個現象稱為應力集中。局部產生的很大應力對于表現應力之比為應力集中系數。 后果：塑料是對缺口和尖角之類比較敏感的材料，在應力作用下

4、，這些部位會逐漸產生微細裂紋，隨后逐步擴展到大的裂紋，而裂紋的不斷延伸終將導致制件的損壞。整理課件 避免應力集中最直接最有效的方法就是在拐角、棱邊、凹槽燈等輪廓過渡與厚薄交接處采用圓弧過渡。整理課件圖中曲線表明，半徑R 與壁厚T之比，即R/T 在0.6 以后，曲線趨于平緩，由此可知，內圓角之半徑應至少為壁厚的一半，最好為壁厚的0.6-0.75。根據不同的壁厚和圓角半徑對應的應力集中系數,得出應力集中系數與半徑R 與壁厚T之比的關系 整理課件整理課件整理課件（1）幾何形狀的改變 薄殼狀的平板制件，將其表面設計成波紋形、瓦楞形、拱形、球形、拋物面，其剛性比同樣重量的平板要高得多整理課件（2）加強筋

5、的設計和運用通過加強筋提高軸套扭轉剛性和彎曲剛性整理課件容器沿口部位的設計起到了邊緣增強的作用，實質上這種突變的邊緣可以看作是加強筋的變異。整理課件（3）嵌件的加強作用 在制件中設置金屬嵌件，可以提高塑料制件局部或整體的強度。如汽車方向盤、活動手柄、塑料門窗框、帶有金屬嵌件的塑料齒輪等。整理課件（4）結構上的設計，在產品設計中，有幾種結構具有比較高的剛性/質量比。 蜂窩夾層結構：剛性的設計效果好，缺點是工藝上比較復雜，成本和價格較高。整理課件口字形結構、T 形結構以及工字梁結構，與矩形截面的實心結構比較，這種結構既能節(jié)省材料，又不降低剛性。圓錐體結構，相對圓柱體結構，這種結構能承受很大的壓縮載

6、荷，彎曲穩(wěn)定性好。結構泡沫：具有致密表皮層和呈微孔結構的芯部，這種結構具有高的比強度，可應用在受力結構中。整理課件雙壁結構，有不少工藝可成型具有雙壁結構的制件，這種結構的制件有較高的剛性、沖擊韌性和抗彎能力。整理課件整理課件（一）由內應力引起的制件變形 這種變形由制件內的內應力所導致。 通常不均勻的內應力分布是翹曲變形的主要原因，而內應力的不均勻分布則可能是加工條件（如溫度、壓力的不均勻分布，收縮率的各向異性等）、材料組成（結晶型材料的百年形傾向較大）、模具結構（特別是澆口設計）和制品形狀共同作用的結果。整理課件 前述的避免應力集中以及剛性設計的一些措施，也都有助于防止或者降低制件的變形。此外

7、，設計時考慮防止產品變形，在形狀上進行規(guī)避。整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件（二）抗熱變形設計 溫度對制件的影響與材料的耐熱性直接有關。 當材料確定之后，在產品設計時，應采取各種有效措施，來減少和避免溫度對制品使用性能的影響，延長產品的使用壽命。整理課件整理課件1、影響因素整理課件 材料 注塑模塑的塑料在高溫高壓的熔融狀態(tài)下充模流動。常見的各種熔體溫度為170-300。然后被冷卻固化，通常脫模溫度在20-100。 下表 列出了常用的注射塑料的成型收縮率。 用無機填料填充、用玻璃纖維增強的塑料有較低的成型收縮率。整理課件整理課件模具 對于小尺寸的塑料件，模具的制造誤差占塑

8、料公差的1/3。 與模具上運動的零件有關的塑件尺寸，其精度較低。 模具上澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設計不當，會使成型塑件的收縮不均勻。 脫模系統(tǒng)的作用力不當，會使被頂出塑件變形。整理課件塑件結構 塑料件壁厚均勻一致，形體又對稱，可使塑件收縮均衡。提高塑料件的剛性，如加強筋的合理設置或采用金屬嵌件，能減小塑件翹曲變形，都有利于提高塑件精度。整理課件工藝 注射周期各階段的溫度、壓力和時間會影響塑件的收縮、取向和殘余應力，存在對于塑件精度要求的最佳工藝。保證注塑件精度更重要的是工藝參數的穩(wěn)定性。成型條件波動所造成的誤差占塑件公差的1/3。整理課件使用 塑料材料對時間、溫度、濕度和環(huán)境條件的敏感性，在注射成型

9、制品長期使用后，會有顯現。注塑件的尺寸和形位精度的穩(wěn)定性差。整理課件2、模塑塑料件尺寸公差 工程塑料模塑塑料件尺寸公差 標準GB/T14486-93，模塑尺寸公差代號為MT。公差等級分為七級。 該標準規(guī)定了熱固性和熱塑性工程塑料模塑塑料件的尺寸公差。 它適用于注塑、壓塑、傳遞和澆鑄成型的工程塑料模塑的塑料件，不適用于擠塑成型、吹塑成型、燒結和泡沫制品。 此標準只規(guī)定公差，基本尺寸的上、下偏差可根據工程的實際需要分配。整理課件 標準規(guī)定了模塑收縮率VS,在常溫下模塑件與所用模具相應尺寸的差，同模具相應尺寸之比，以百分數表示。 LF模塑成型后標準環(huán)境下放置24h 后的塑料件尺寸，mm; LW 模具

10、的相應尺寸，mm;整理課件 標準對成型模塑尺寸分成兩類： 不受模具活動部分影響的尺寸a，如圖所示，它是指在同一動?；蚨５牧慵谐尚偷某叽纭Ｕ碚n件 受模具活動部分影響的尺寸 b，如圖所示，它是指可活動的模具零件共同作用所構成的尺寸。例如壁厚和底厚尺寸；受動模零件、定模零件和滑塊共同影響的尺寸。整理課件整理課件塑料件的螺釘連接1：簧片螺母連接，應用于板類零件與塑料件之間的連接；板類零件與塑料件之間大量使用簧片螺母連接整理課件塑料件的螺釘連接2：塑料螺母連接；應用于板類零件與鈑金件之間的連接。（鈑金件方孔開口7*7）板類零件與鈑金件之間大量使用塑料螺母連接整理課件塑料件的螺釘連接3：自攻螺釘柱及螺釘沉臺的連接；應用于機殼類塑料件之間的連接；機殼類塑料件通過自攻螺釘柱及螺釘沉臺連接整理課件塑料件的彈片夾子連接：應用于最后安裝的需要經常拆裝的面板類塑料件于主體間之間的連接；主體塑料件上開裝