汽車塑料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則及精度

汽車塑料產(chǎn)品結(jié)

構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則及精度理想的產(chǎn)品簡(jiǎn)潔化設(shè)計(jì)基本原則：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀對(duì)稱，避免不規(guī)則的幾何圖形；（2）產(chǎn)品側(cè)孔和側(cè)壁內(nèi)表面的凹凸形狀成型困難，需要在產(chǎn)品成型后進(jìn)行二次加工，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免。（3）尺寸設(shè)計(jì)要考慮成型的可能性，不同的成型工藝對(duì)制件的尺寸設(shè)計(jì)，包括尺寸大小，尺寸變化會(huì)有一定的限制。在確定壁厚尺寸時(shí)，壁厚均一是一個(gè)重要原則。該原則主要是從工藝角度以及由工藝導(dǎo)致的質(zhì)量方面的問(wèn)題而提出來(lái)的。均勻的壁厚可使制件在成型過(guò)程中，熔體流動(dòng)性均衡，冷卻均衡。壁薄部位在冷卻收縮上的差異，會(huì)產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致制件在短期之內(nèi)或經(jīng)過(guò)一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)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(dāng)增加，小件減小，強(qiáng)烈建議通過(guò)增加翻邊及加強(qiáng)筋的方式而不是增加料厚來(lái)保證零件強(qiáng)度；PP塑料的壁厚范圍是0.6—3.5mm。（1）厚厚薄交接接處的平平穩(wěn)過(guò)渡渡，當(dāng)制制件厚度度不可避避免需設(shè)設(shè)計(jì)成不不一致時(shí)時(shí)，在厚厚薄交接接處應(yīng)逐逐漸過(guò)渡渡，避免免突變，，厚度比比例變化化在一合合適的范范圍（一一般不超超過(guò)3：：1）。。壁厚過(guò)渡渡形式（2）將將尖角改改為圓角角處理，，兩個(gè)壁壁厚相同同的壁面面成直角角的連接接，破壞壞了壁厚厚均一的的原則。。轉(zhuǎn)角處的的最大厚厚度是壁壁厚的1.4倍，如果果將內(nèi)角角處理成成圓角而而外角仍仍是直角角，則在在轉(zhuǎn)角處處的最大大厚度（（W）可可增增加加到到壁壁厚厚的的1.6-1.7倍。。正正確確的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)應(yīng)是是內(nèi)內(nèi)外外角角均均進(jìn)進(jìn)行行圓圓角角處處理理，，以以確確保保壁壁厚厚均均勻勻。。圓圓角角處處理理還還可可避避免免應(yīng)應(yīng)力力集集中中，，以以及及改改善善塑塑料料成成型型時(shí)時(shí)熔熔體體的的流流動(dòng)動(dòng)性性和和成成型型性性。。（3））厚厚壁壁部部位位減減薄薄，，使使厚厚壁壁趨趨于于一一致致，，壁壁厚厚差差異異大大的的制制件件可可通通過(guò)過(guò)增增設(shè)設(shè)工工藝藝孔孔、、開開槽槽或或設(shè)設(shè)置置加加強(qiáng)強(qiáng)筋筋的的方方式式，，使使厚厚壁壁部部位位減減薄薄，，厚厚薄薄趨趨于于一一致致。。厚壁壁減減薄薄開槽槽設(shè)置置加加強(qiáng)強(qiáng)筋筋對(duì)制制件件上上有有孔孔洞洞、、切切口口、、拐拐角角等等幾幾何何不不連連續(xù)續(xù)部部位位施施加加一一定定的的力力，，在在這這個(gè)個(gè)部部位位的的斷斷面面上上將將產(chǎn)產(chǎn)生生遠(yuǎn)遠(yuǎn)比比給給予予的的表表觀觀應(yīng)應(yīng)力力大大得得多多的的應(yīng)應(yīng)力力，，這這個(gè)個(gè)現(xiàn)現(xiàn)象象稱稱為為應(yīng)應(yīng)力力集集中中。。局局部部產(chǎn)產(chǎn)生生的的很很大大應(yīng)應(yīng)力力對(duì)對(duì)于于表表現(xiàn)現(xiàn)應(yīng)應(yīng)力力之之比比為為應(yīng)應(yīng)力力集集中中系系數(shù)數(shù)。。后果：塑料是是對(duì)缺口和尖尖角之類比較較敏感的材料料，在應(yīng)力作作用下，這些些部位會(huì)逐漸漸產(chǎn)生微細(xì)裂裂紋，隨后逐逐步擴(kuò)展到大大的裂紋，而而裂紋的不斷斷延伸終將導(dǎo)導(dǎo)致制件的損損壞。避免應(yīng)力集中中最直接最有有效的方法就就是在拐角、、棱邊、凹槽槽燈等輪廓過(guò)過(guò)渡與厚薄交交接處采用圓圓弧過(guò)渡。圖中曲線表明明，半徑R與壁厚T之比，即R/T在0.6以后，曲線趨趨于平緩，由由此可知，內(nèi)內(nèi)圓角之半徑徑應(yīng)至少為壁壁厚的一半，，最好為壁厚厚的0.6-0.75。根據(jù)不同的壁壁厚和圓角半半徑對(duì)應(yīng)的應(yīng)應(yīng)力集中系數(shù)數(shù),得出應(yīng)力集中中系數(shù)與半徑R與壁厚T之比的關(guān)系（1）幾何形形狀的改變薄殼狀的平板板制件，將其其表面設(shè)計(jì)成成波紋形、瓦瓦楞形、拱形形、球形、拋拋物面，其剛剛性比同樣重重量的平板要要高得多（2）加強(qiáng)筋筋的設(shè)計(jì)和運(yùn)運(yùn)用通過(guò)加強(qiáng)筋提提高軸套扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)剛性和彎曲曲剛性容器沿口部位位的設(shè)計(jì)起到到了邊緣增強(qiáng)強(qiáng)的作用，實(shí)實(shí)質(zhì)上這種突突變的邊緣可可以看作是加加強(qiáng)筋的變異異。（3）嵌件的的加強(qiáng)作用在制件中設(shè)置置金屬嵌件，，可以提高塑塑料制件局部部或整體的強(qiáng)強(qiáng)度。如汽車方向盤盤、活動(dòng)手柄柄、塑料門窗窗框、帶有金金屬嵌件的塑塑料齒輪等。。（4）結(jié)構(gòu)上上的設(shè)計(jì)，在在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中中，有幾種結(jié)結(jié)構(gòu)具有比較較高的剛性/質(zhì)量比。①蜂窩夾層層結(jié)構(gòu)：剛性性的設(shè)計(jì)效果果好，缺點(diǎn)是是工藝上比較較復(fù)雜，成本本和價(jià)格較高高。③口字形結(jié)構(gòu)構(gòu)、T形結(jié)結(jié)構(gòu)以及工字字梁結(jié)構(gòu)，與與矩形截面的的實(shí)心結(jié)構(gòu)比比較，這種結(jié)結(jié)構(gòu)既能節(jié)省省材料，又不不降低剛性。。④圓錐體結(jié)構(gòu)構(gòu)，相對(duì)圓柱柱體結(jié)構(gòu)，這這種結(jié)構(gòu)能承承受很大的壓壓縮載荷，彎彎曲穩(wěn)定性好好。②結(jié)構(gòu)泡沫：具有致密表皮皮層和呈微孔孔結(jié)構(gòu)的芯部部，這種結(jié)構(gòu)構(gòu)具有高的比比強(qiáng)度，可應(yīng)應(yīng)用在受力結(jié)結(jié)構(gòu)中。⑤雙壁結(jié)構(gòu)，，有不少工藝藝可成型具有有雙壁結(jié)構(gòu)的的制件，這種種結(jié)構(gòu)的制件件有較高的剛剛性、沖擊韌韌性和抗彎能能力。（一）由內(nèi)應(yīng)應(yīng)力引起的制制件變形這種變形由制制件內(nèi)的內(nèi)應(yīng)應(yīng)力所導(dǎo)致。。通常不均勻的的內(nèi)應(yīng)力分布布是翹曲變形形的主要原因因，而內(nèi)應(yīng)力力的不均勻分分布則可能是是加工條件（（如溫度、壓壓力的不均勻勻分布，收縮縮率的各向異異性等）、材材料組成（結(jié)結(jié)晶型材料的的百年形傾向向較大）、模模具結(jié)構(gòu)（特特別是澆口設(shè)設(shè)計(jì)）和制品品形狀共同作作用的結(jié)果。。前述述的的避避免免應(yīng)應(yīng)力力集集中中以以及及剛剛性性設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的一一些些措措施施，，也也都都有有助助于于防防止止或或者者降降低低制制件件的的變變形形。。此此外外，，設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)考考慮慮防防止止產(chǎn)產(chǎn)品品變變形形，，在在形形狀狀上上進(jìn)進(jìn)行行規(guī)規(guī)避避。。（二二））抗抗熱熱變變形形設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)溫度度對(duì)對(duì)制制件件的的影影響響與與材材料料的的耐耐熱熱性性直直接接有有關(guān)關(guān)。。當(dāng)材材料料確確定定之之后后，，在在產(chǎn)產(chǎn)品品設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)，，應(yīng)應(yīng)采采取取各各種種有有效效措措施施，，來(lái)來(lái)減減少少和和避避免免溫溫度度對(duì)對(duì)制制品品使使用用性性能能的的影影響響，，延延長(zhǎng)長(zhǎng)產(chǎn)產(chǎn)品品的的使使用用壽壽命命。。1、、影影響響因因素素①材材料料注塑塑模模塑塑的的塑塑料料在在高高溫溫高高壓壓的的熔熔融融狀狀態(tài)態(tài)下下充充模模流流動(dòng)動(dòng)。。常常見見的的各各種種熔熔體體溫溫度度為為170-300℃℃。。然然后后被被冷冷卻卻固固化化，，通通常常脫脫模模溫溫度度在在20-100℃℃。。下表列列出了常常用的注注射塑料料的成型型收縮率率。用無(wú)機(jī)填填料填充充、用玻玻璃纖維維增強(qiáng)的的塑料有有較低的的成型收收縮率。。②模具對(duì)于小尺尺寸的塑塑料件，，模具的的制造誤誤差占塑塑料公差差的1/3。與模具上上運(yùn)動(dòng)的的零件有有關(guān)的塑塑件尺寸寸，其精精度較低低。模具上澆澆注系統(tǒng)統(tǒng)和冷卻卻系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)不當(dāng)當(dāng)，會(huì)使使成型塑塑件的收收縮不均均勻。脫模系統(tǒng)統(tǒng)的作用用力不當(dāng)當(dāng)，會(huì)使使被頂出出塑件變變形。③塑件結(jié)結(jié)構(gòu)塑料件壁壁厚均勻勻一致，，形體又又對(duì)稱，，可使塑塑件收縮縮均衡。。提高塑塑料件的的剛性，，如加強(qiáng)強(qiáng)筋的合合理設(shè)置置或采用用金屬嵌嵌件，能能減小塑塑件翹曲曲變形，，都有利利于提高高塑件精精度。④工藝注射周期期各階段段的溫度度、壓力力和時(shí)間間會(huì)影響響塑件的的收縮、、取向和和殘余應(yīng)應(yīng)力，存存在對(duì)于于塑件精精度要求求的最佳佳工藝。。保證注注塑件精精度更重重要的是是工藝參參數(shù)的穩(wěn)穩(wěn)定性。。成型條條件波動(dòng)動(dòng)所造成成的誤差差占塑件件公差的的1/3。⑤使用塑料材料對(duì)時(shí)時(shí)間、溫度、、濕度和環(huán)境境條件的敏感感性，在注射射成型制品長(zhǎng)長(zhǎng)期使用后，，會(huì)有顯現(xiàn)。。注塑件的尺尺寸和形位精精度的穩(wěn)定性性差。2、模塑塑料料件尺寸公差差工程塑料模塑塑塑料件尺寸寸公差標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)GB/T14486-93，模塑塑尺寸公差代代號(hào)為MT。。公差等級(jí)分分為七級(jí)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了了熱固性和熱熱塑性工程塑塑料模塑塑料料件的尺寸公公差。它適用于注塑塑、壓塑、傳傳遞和澆鑄成成型的工程塑塑料模塑的塑塑料件，不適適用于擠塑成成型、吹塑成成型、燒結(jié)和和泡沫制品。。此標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定定公差，基本本尺寸的上、、下偏差可根根據(jù)工程的實(shí)實(shí)際需要分配配。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了模模塑收縮率VS,在常溫溫下模塑件與與所用模具相相應(yīng)尺寸的差差，同模具相相應(yīng)尺寸之比比，以百分?jǐn)?shù)數(shù)表示。LF……模塑塑成型后標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)環(huán)境下放置置24h后后的塑料件尺尺寸，mm;LW……模模具的相應(yīng)尺尺寸，mm;標(biāo)準(zhǔn)對(duì)成型模模塑尺寸分成成兩類：①不受模具具活動(dòng)部分影影響的尺寸a，如圖所示示，它是指在在同一動(dòng)模或或定模的零件件中成型的尺尺寸。②受模具活活動(dòng)部分影響響的尺寸b，如圖所示示，它是指可可活動(dòng)的模具具零件共同作作用所構(gòu)成的的尺寸。例如如壁厚和底厚厚尺寸；受動(dòng)動(dòng)模零件、定定模零件和滑滑塊共同影響響的尺寸。塑料件的螺釘釘連接1：簧片螺母連接接，應(yīng)用于板板類零件與塑塑料件之間的的連接；板類零件與塑塑料件之間大大量使用簧片片螺母連接塑料件的螺釘釘連接2：塑料螺母連接接；應(yīng)用于板板類零件與鈑鈑金件之間的的連接。（鈑鈑金件方孔開開口7*7））板類零件與鈑鈑金件之間大大量使用塑料料螺母連接塑料件的螺釘釘連接3：自攻螺釘柱及及螺釘沉臺(tái)的的連接；應(yīng)用用于機(jī)殼類塑塑料件之間的的連接；機(jī)殼類塑料件件通過(guò)自攻螺螺釘柱及螺釘釘沉臺(tái)連接塑料件的彈片片夾子連接：：應(yīng)用于最后安安裝的需要經(jīng)經(jīng)常拆裝的面面板類塑料件件于主體間之之間的連接；；主體塑料件上上開裝配方孔孔彈片夾子卡裝裝在面板類塑塑料件上塑料件的卡扣扣連接：卡扣