塑料件设计及品质上课讲义.xls
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1、塑料件设计及品质1.1.外外观观设设计计2.2.成成型型不不良良原原因因及及对对策策 RickyRicky ChoiChoiMideaMidea MicrowaveMicrowave andand ElectricalElectrical AppliancesAppliances MFGMFG Co.,Co.,Ltd.Ltd.1/111.1.产产品品设设计计1-1.1-1.产产品品厚厚度度1-1-1.产品厚度设计概要(1)用途方面 -结构,重量,强度,绝缘性,尺寸稳定性(2)加工方面 -成型:filling(填充)或者 flow pattern(流动模式),冷却速度,分模 -组装:强度,精密度
2、(3)GATE 影响 -要设置在厚的部位 -千万不要设置在薄的部位 -因 gate(注入口),会 sink marks(水槽痕迹),voids(空)产生 残留应力(4)厚度 -尽可能做薄 -在指定的厚度上要有最大的厚度,强度的形状.-均匀设计,避免内部应力,变形,拉裂1-1-2.零部件厚度设计注意事项 原则上是均匀设计,但是根据产品的结构,形状,成型的原因.可以适当的调整,也有必要从径济的角度考虑改变厚度 考虑下面几项决定厚度 -结构上的厚度 -模具拔除时强度 -冲击时力是否均匀分散 -insert(嵌入)时裂口防止 -孔等的溶接线 -厚度薄的地方要防止 burning mark(烧焦)-厚的
3、部分要防止缩水 -锋利的要防止流动不畅,导致填充不足现象 *一般树脂厚度范围材料厚度(mm)PolyEthylene0.9 4.0PolyPropylene0.6 3.5Nylon0.5 3.0Acetal(POM)1.5 5.0Styrene,AS1.0 4.0 2/11Acryl(PMMA)1.5 5.0PolyCarbonate1.5 5.0ABS1.5 4.5PBT0.5 5.0(1)非平面时厚度设计(2)厚度不相同时 -假如在一个产品内部存在厚度不均匀情况时,用斜面连接.-厚度不均匀就会造成外观不良.1-1-3.各异形状厚度(1)分模面厚的部位加筋,使厚度均匀.(2)薄的分模面,容易
4、造成材料填充不足,尽量避免.3/11(3)在模具中,固定core(分模面)形状,要避免因缩水而黏结的情况(4)厚度急剧不均匀,造成外观不良(5)箱子或者容器形状的要把底部加厚,侧壁要逐渐减小厚度.(6)分模面用T形连接的部分容易缩水,所以core处增加凸包,为防止缩水,增加缝隙为佳(7)模具结构的原因,A部位避免厚度薄的情况(8)材料流动由厚到薄较好.4/11 厚度急剧变化的不好.(9)曲面部分也尽量均匀.(10)成型品的直角会让模具锋利容易破碎,最好加平面,最好加凸包(11)阴刻文字要比阳刻文字模具加工困难.(12)倾斜的 boss 或者形状模具较复杂,而且模具比较大,parting lin
5、e(分隔线)用直角(13)厚度分布 5/11(14)对于表面面积大的产品重量节约1-2.1-2.BOSS(BOSS(柱柱子子)1-2-1.Boss定义 Boss是塑料成型时凸包的部分,起加强 hole(孔),组装时嵌入的,或者作为具有一定高度的组装柱1-2-2.Boss设计(1)细长的 boss,为了防止螺钉破损,加强螺钉,防止应力集中,要加rib(筋)来加强 像以下设计 6/11(2)以下是 self-tapping screw(boss拔出斜度尺寸)self-tapping screw 相对于直径3mm H=30mm以下较好.345D7.58.59.0c maxD7.08.08.5d2.2
6、53.254.25d maxc0.50.50.5t1.51.51.5t maxHmax30max30max30111破坏Tor 16kg-cm38kg-cm57kg-cm F=d t F:screw 从成型品中拔出需要的截断力d:screw外径t:screw 插入的深度:树脂的截断强渡(3)强度好缩水小的boss设计D-D/H=0.035 0.070 d-d/H=0.0177 0.035t=t(0.60.8)7/11H 2D H 2D1-2-3.BOSS一般事项(1)用于成型品凸包部位 Hole加强 组装时嵌入的,或者作为具有一定高度的组装柱 Boss高度2x直径(2)细长的 boss -加
7、rib(筋)来加强 -加 rib(筋)防止填充不足 -rib加厚的话,对于vent(出水口)有利(3)Sink mark(凹槽痕迹)-boss 相反侧 易产生sink mark的地方,建议增加花纹.(4)分模时,core pin(分截面销)因收缩力造成变形,设计 boss为佳.(5)要设计增加 Boss强度的rib(筋),在凸包处增加 R.(6)Mounting boss(7)Boss 高度为30mm 以上时,有强度要求的boss斜度设计.0.5(d-d)/H=1/50 1/300.5(D-D)/H=1/100 1/50 8/111-2-4.不同材质的 boss 设计(1)Polypropyl
8、ene(聚丙烯)T2.53.03.5D7.07.08.0D6.06.57.0TT/2 or 1.01.5d2.6d2.3H 30mm斜度=0.5(D-D)/H=1/301/20(2)ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(3)Polyacetal(聚乙醛)B.D 2H.DT tT=0.8T0.3 R1 0.7mmR2=1/2 H.DH.D screw 有效径Tapping 长度 2.5 x screw 最大径 9/11(4)Polycarbonate(PC)(聚碳酸酯)-Boss size一般 type(类型)B.D 2H.DT tT=0.8T0.3 R1 0.7mmR2=1/2 H.DH.D sc
9、rew 有效径Tapping 长度 (1.251.7)x screw 最大径 -Boss 高度为内径的 35倍,特殊情况是内径的 510倍t=0.6T :3.2mm 以下t=0.4T :3.2mm 以上1-3.1-3.HOLEHOLE (孔孔)1-3-1.hole 功能 成型品中形成的 hole,作为其他成型品的安装,装饰效果,通风功能.1-3-2.hole分类 -没有贯通的 hole(blind)-贯通的hole(through)-有台阶的 hole(step)-有倾斜和台阶的 hole(recessed step)-两孔交叉的 hole(intersecting)10/111-3-3.Ho
10、le设计(1)对于侧面的孔,有设计 slide core(滑块)的情况,在产品结构允许的范围内,最好不要采用slide core结构.(2)hole与 hole的中心距离为直径的2倍以上.(3)hole 周围的厚度要厚.(4)hole与产品端的距离要3倍以上.(5)与成型材料流动方向垂直,没有贯通的孔1.5的情况,有变形可能 所以高度(L)不要超过孔直径.11/11(6)pin在产品中间配合时,上下孔容易偏心,要把其中一个加大 D=d+0.5 以上(7)好几个 hole成型时,要考虑Weld line(熔接线)(熔接线)及内部应力,根据材质与成型条件,孔的位置与间隔如下表.孔直径(D)端到孔的
11、距离(L)俩孔的距离(H)1.52.53.52.53.05.03.04.06.55.05.58.56.56.511.08.08.014.010.010.018.012.512.522.0(8)孔的深度不考虑剩余部分的厚度的话,容易变形,太薄的话,材料填充不足.(9)碟子形状的螺钉孔,一般上端要留有0.40.5mm 台阶.12/11(10)侧壁的孔尽可能以上下方式进行(11)往大core垂直贯通 slide core(滑块)的话,会成为模具的故障原因,建议往2个方向横穿core1-4.1-4.RIBRIB (筋筋)1-4-1.rib定义 rib是成型品中长而且凸起的部分,对于成型品的装饰,加强,
12、防止变形 及用薄的厚度来增加强度,可以让成型品更精良化.1-4-2.rib功能 rib在成型品中长而凸起的部分,不但对于水流动有好处,对runner(主流道)功能 及冷却时防止歪斜1-4-3.rib设计T 3 mm,t=0.6TT 3 mm,t=0.4T 13/11(1)为消除缩水,设计多个rib,具有一定形状防止缩水.(2)相对于宽的 rib,设计2个窄的rib,或者强度没问题时设计1个rib (3)多用于加强的纵向 rib拔模斜度,一般根据侧壁厚度决定A,B尺寸.这种情况经常使用以下的拔模斜度 *有多少缩水也没关系的情况,使用(0.81.0).端,B=1.01.8(4)在底部形成的 rib
13、,与纵向 rib作为相同的用途,所以采用与纵向rib相同的设计方法.0.5(A-B)/H=1/150 1/100 A=0.4 x T(5)要设置不影响外阔形状的 rib时,为了防止 rib内收缩造成的变形,按以下方法设计.14/11(6)表面要 hot stamping(热压印)时,成型品表面容易收缩,所以不加rib.(7)一般 rib 设计A=厚度B=0.8 x AC=3 x B D=2 x BE=1/2 21-5.1-5.箱箱型型成成型型品品1-5-1.成型品 design(设计)方法(1)把角的 R加大.15/11(2)Parting line(分行面)设置 flange(翻边).假如要
14、成型440 x 330 x 145 mm(W x D x H)方型时,没有 flange则收缩20mm 把 flange按以下方法设计几乎不会发生收缩现象.(3)侧面作个台阶.1-5-2.模具加厚方法 此方法非常有效,到目前为止成功率高,只是模具费用高.要提前预测到内部会变形,采用外侧加宽的方法.加宽的程度要与成型品的大小,flange大小,底面与侧面角度,树脂的种类,rib 有无rib而不同,按照经验根据不同模具设计.16/11 例)普通箱型时 以下箱型 157 x 117 x 35mm,t=2.7mm时,在长面中央上部 加2.2mm,短面中央上部加2mm.例)有 hinge(铰链)的成型
15、在没有 hinge的 3个面加宽 2mm,盖子则在有 hinge的两侧面,各加宽 1.3mm hinge反侧高度较小,所以不加宽.例)没有一面侧壁的成型品 没有一面侧壁的箱子时,在空面的相反侧面中央上部加宽2.8mm 其他2面在截断的边端上部加宽 2.5mm.17/111-6.1-6.镀镀金金的的 plastic(plastic(塑塑料料)产产品品设设计计基基准准1-6-1.原理 plastic不通电,与电处理的金属不同,但是与铜(Cu),镍(Ni),铬(Cr)镀金与金属几乎相同.(1)脱脂 (2)表面组化(etching)(3)赋有感应性(sensitive)(4)活性化(activatin
16、g)(5)化学镀金(6)电镀(1030)(7)电镍镀金(1030)电(8)电铬镀金(0.25)1-6-2.镀金熔着度 镀金特性几乎与金属镀金相同,但是金属与 plastic热膨胀系数不同,冷却时附着力小,易膨胀1-6-3.镀金强度 一般根据产品用途,形状协商后决定测试方法.测试法(例)(1)冷热 cycle(周期):70 1Hr,-20 1Hr为 1cycle,3cycle 后外观没有异常(膨胀)(2)镀金厚度:20以上(3)盐雾:35 5%Nacl喷雾8小时,放置 16小时,作为 1cycle.2cycle后外观没有异常.(4)耐潮湿:95100%RH,40 200 Hr可以承受.1-6-4
17、.镀金可能的材质 ABS最实用,并且有镀金 grade(等级).之外 Acryl,AS,PP,PS等 按照原理上是可以用于 plastic 镀金,但是工业方面问题较多,一般都使用ABS1-6-5.设计时的注意事项 (1)模具要设计为易分开的.使用分型剂则镀金困难(2)厚度要设计均匀,防止表面收缩 往缩水的表面镀金,则很明显,影响外观.(3)不要形成Weld line(熔接线)(4)尽量设计电极形状(5)直角明显的尽量避免 镀金均匀附着困难(6)Parting line(分型面),core(分截面)的分割线镀金时不要呈现.(7)尽量不要使用Insert(嵌入).镀金液被污染,cost则会变高.(
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