塑料件设计基础
壁厚(T)的50%。如果为光面,筋的厚度(t)应控制在基体壁厚(T)的30%以下。 3. 为保证加强筋起到加强作用,筋的高度至少是基体壁厚(T)的2.5~3倍。 4. 加强筋的最小拔模角度为0.5°,一般1.5°。 5. 加强筋的根部需要倒圆角,圆角至少R0.5,一般为筋厚度(t)的0.5倍。 6. 如果需要多条筋加强,筋之间的距离至少是基体壁厚(T)的2倍以上。
为了出模方便,设计时必须考虑拔模角度。拔模角度的一般原则: 1. 所有的拔模方向是模具实际脱模的运动方向。 2. 表面皮纹深度每增加0.02mm,拔模角需要增加1° 3. 筋的拔模角度最小为0.5°,大部分情况下拔模角最小为1.5°。 4. 如果使用极限小的拔模角度,筋的深度不应该超过15mm,否则,筋就
塑料件设计基础指南
前言(Foreword)
塑料件设计不合理往往导致产品存在一些天生的缺陷。比如零件结构不合理, 零件用料过多,质量问题频发,甚至导致产品设计失败,不得不重新设计。 因此,塑料件的设计直接关系到我们产品的水准,质量和成本。这里收集了 一些国内外的设计资料和设计要点,结合我们实际开发过程中常见的问题, 整理成塑料件的设计基础指南,希望有益于各位工程师,为实际设计工作提 供帮助。
不容易被抛光从而影响出模
壁厚(Wall Thickness)
塑料件的壁厚的设计有两个基本原则: • 在保证性能和用户体验的前提下尽可能薄的壁厚。 • 尽量均匀的壁厚。
均匀壁厚的好处是:注塑流动性好,减少外观缩痕,消除内部气孔,减少注塑后 应力,减少不同收缩比例带来的变形。 如果实际设计时很难做到壁厚一致,那么壁厚的变化不应超过公称壁厚的50%。
0.5T 0.5T
图1
0.25T 图2
缩痕
0.7T
注意以下几点:
1. 三角筋的厚度尽 量不超过0.5T。
2. 螺柱外径尽量取 2D加三角筋以 减少缩痕的风险。
螺柱(Bosses)
降低缩痕的螺柱设计
孔太浅
孔太深
圆角太大
圆角合适
螺柱(Bosses)
长螺孔的设计(螺柱长度大于5倍其外径)
不正确
正确
正确
抽芯 太长
正确
收缩和变形(Thrinkage & Warpage)
不同的材料,不同的加强筋,其收缩变形的方向是不同的
窄筋
宽筋
窄筋
宽筋
无玻纤
有玻纤
收缩和变形(Thrinkage & Warpage)
易变形
不易变形
筋(Ribs)
一般原则: 1. 对于不考虑表面质量的加强筋,筋的厚度(t)应在75%~85%的基体壁厚(T)。 2. 对于有表面质量要求的加强筋,如果表面为毛面,筋的厚度(t)不应超过基体
圆角处太薄
圆角处太厚
正确的设计
螺柱(Bosses)
螺柱设计的一般原则:
1. 螺柱尽可能不要独立布置,尽量与壳体用筋相连(图1)或用三角筋加强(图2) 2. 考虑是否会引起过多的壁厚而导致缩痕
一般尺寸要求
2-2.5D D
不正确设计
1.5mm
最大0.3t t
0.6t
正确设计
螺柱(Bosses)
自攻螺钉螺柱的设计 OD
不合理的设计
改进的设计
不合理的设计 1.5t
3s
s
改进的设计 t
倒角(Fillets & Radii)
倒角的一般原则: • 尽可能在根部,联接处位置加圆角 • 如果设计允许,倒角应该大一些 • 尽量避免在分模面处加不必要的圆角 • 圆角设计要求:50%~60 %基体(或筋)的厚度 • 带圆角处根部的厚度原则上不大于壁厚的125%
下面就针对这些设计要素逐一讲解。
分模线(Parting Lines)
分模线注意由模具设计工程师考虑,但有时为了保证零件的质量,在设计阶 段就要考虑。 比如轴的设计,为了保证轴与孔或轴承的配合精度,分模线要设计成一个小 得平面,如下图:
分模线
0.1~0.2mm
拔模角度(Draft Angles)
塑料件的一般设计厚度要求: 增强材料:0.75mm到3mm 非增强材料:0.5mm到7mm
筋的厚度设计要求:50%~75%基体壁厚
壁厚(Wall Thickness)
不均匀壁厚产生的收缩
内部缩孔
缩痕
壁厚(Wall Thickness)
不合理的设计 改进的设计
壁厚(Wall Thickness)
设计流程(Design Flow)
根据公司的产品开发管理制度,塑料件的开发流程一般为:
概念
ID
CAD
CAE
模具
概念:根据立项要求,提出设计概念
ID:工业造型进行外形表皮设计 CAD:开发部根据表皮及设计需求进行实体设计 CAE:对设计的零件进行分析评估 模具:与模具制造厂家确定模具技术要求,并确认模具图纸
确认:对模具厂家的模具和样品进行确认
确认
设计要素(Key Design Factors)
塑料件的设计很大的一部分是要考虑模具结构及注塑工艺,同时要考虑结构 对零件的影响。主要考虑的要素有: 1. 分模线(Parting Lines) 2. 拔模角度(Draft Angles) 3. 壁厚(Wall Thickness) 4. 倒角(Fillets & Radii) 5. 螺柱(Bosses) 6. 筋(Ribs) 7. 收缩和变形(Shrinkage & Warpage) 8. 熔合缝(Knit Lines)
最小
最小
最小
0.5 最小
筋(Ribs)
不同材质加强筋厚度的设计参考(相对基体壁厚)
材料
最小的缩痕
轻微缩痕
PC
50%(高亮表面40%)
66%
ABS
40%
60%
PC+ABS
50%
66%
PA
30%
40%
PA增强
33%
50%
PP
30%
40%
PP增强
33%
50%
筋(Ribs)
不合理的设计
较好的设计
理想的设计
t
不同材质自攻螺钉螺柱的设计参数
材料
螺柱内孔直径(d) 螺柱外径(OD)ABS0.8D
2D
ABS+PC
0.8D
2D
PC
0.85D
2.5D
PA6
0.75D
1.85D
PA66
0.75D
1.85D
PP
0.7D
2D
PS
0.8D
2D
POM
0.75D
1.95D
注意:螺纹的旋入深度一般取2D~2.5D
螺柱(Bosses)
不不合理的设计
改进的设计
改进的设计
筋(Ribs)
为了避免筋位出现 排气问题,导致局 部材料不足或烧焦 现象,独立的筋应 该做成三角形或带 倒角。
不正确的设计