面向制造和装配的产品设计-第二部分-塑胶件的设计.ppt

面向制造和装配的产品设计塑胶件的设计 目录一、定义与特性二、分类三、材料四、塑胶件设计零件壁厚避免尖角脱模斜度加强筋的设计支柱的设计孔的设计提高塑胶件强度的设计提高塑胶件外观的设计降低塑胶件成本低设计注塑模具可行性设计塑胶件的装配卡扣装配卡扣的设计机械固定，自攻螺钉超声波焊接塑胶件DFMA检查表 五、塑胶件设计--定义与特性塑胶： 主要由碳、氧、氢和氮及其他有机或无机元素所构成，成品为固体，在制造过程中是熔融状的液体，因此可以籍加热使其熔化、加压力使其流动、冷却使其固化，而形成各种形状，此庞大而变化多端的材料族群称为塑胶;特性:低强度与低韧性原料丰富，价格低廉成型容易，易加工成复杂形状，可大批量生产重量轻，低密度（塑胶比重0.9~2，铝2.7，铁7.8)受外力作用时容易产生连续变形色彩鲜明，着色容易，适当加入着色剂，可改变其色泽良好的绝缘性耐腐蚀性佳，耐水、耐油、耐酸、耐化学药品，而且不生锈耐热性差，大部份的塑料耐热温度约在150C以下不导电性、不导热性可以具有其他特殊性质，例如透明性、弹性等 五、塑胶件设计--分类HDT=100℃ HDTV=250℃性能成本高性能工程塑料工程塑料通用塑料非结晶塑料结晶塑料PIPESPARPEEXLCPPEIPSUPTFEPETPA66PA6PDMPBTPPPESMAPSPVCSANPMMAPVDFPCPPOPC/ABSABSHDT=175℃ HDTV=250℃PA46PPSPPAPCT 塑胶 分类材料特性非结晶塑胶结晶塑胶比重较低较纸拉伸强度较低较低拉伸模量较低较高延展性较高较低抗冲击性较高较低最高使用温度较低较高收缩率和翘曲较低较高流动性较低较高耐化学性较低较低耐磨性较低较高抗蠕变性较低较高硬度较低较高透明性较高较低加玻璃纤维补强效果较低较高 塑料材料的分类物性表零件的功能要求使用环境要求价格装配要求尺寸稳定性外观安规要求五、塑胶件设计--材料的选择 五、塑胶件设计--零件壁厚零件壁厚必须适中壁厚太小：强度低流动阻力大，熔料难充满壁厚太大：产生缩水、气孔和翘曲等质量问题冷却时间增加，成型周期加长，生产效率低用料增加，成本正佳常用塑料材料合适壁厚范围（单位：mm）：尽量减小零件壁厚，错误的做法是为提高零件强度而片面增加零件壁厚。决定零件壁厚的因素有：强度要求成型时能否抵抗脱模力抵抗装配时的紧固力有金属埋入件时，埋入件周围的强度是否足够孔的强度是否足够 材料壁厚PEPPNylonPSASPMMAPVCPC ABSPOM最小0.90.60.61.01.01.51.51.51.51.5最大4.03.53.04.04.05.05.05.04.55.0塑胶种类最小壁厚小型舰壁厚中型件壁厚大型件壁厚ABS0.751.251.63.2~5.4防火ABS0.751.251.63.2~5.4PArt66+玻纤0.450.751.62.4~3.2PMMA0.81.52.24~6.5透明PC0.951.82.33~4.5塑胶件壁厚选择 五、塑胶件设计--零件壁厚零件壁厚均匀:当壁厚不均匀时：原始设计较优设计A较优设计B最优化设计 五、塑胶件设计--避免尖角避免零件外部尖角：避免在塑胶熔料流动方向上产生尖角：避免在零件连接处产生尖角：圆角的设计 零件应力集中系数 五、塑胶件设计--脱模斜度决定脱模斜度的因素:脱模斜度一般取1~2°；收缩率较大的塑胶件脱模斜度较大；尺寸精度要求较高的特征处取较小脱模斜度:公模侧脱模斜度小于母模侧以利于脱模；壁厚较厚时，成型收缩大，取较大脱模斜度;咬花面与复杂面取较大脱模斜度;玻纤增强塑料取较大脱模斜度；零件某些平面因为功能需要可以不设置脱模斜度，但模具则需设计侧抽芯结构，模具结构复杂，成本高:在零件功能和外观等允许情况下，零件脱模斜度尽可能取大;脱模斜度的大小与方向不能影响零件的功能实现。脱模斜度的大小和方向不能影响零件的功能实现：表面部位斜度连接零件与薄壁零件其它零件外表面15’30;~1°内表面30’≈1°孔（深度＜1.5d）15’30’~45’加强筋、凸缘2°、3°、5°、10°不同表面的脱模斜度推荐塑料名称脱模斜度聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯30’~1°ABS、聚酰胺、聚甲醛、氟化聚醚、聚苯醚40’~1°30’硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜50’~2°聚苯乙烯、有机玻璃50’~2°热固塑料20’~1°不同塑料的脱模斜度推荐 五、塑胶件设计--加强筋的设计加强筋的尺寸：筋的厚度：不应该超过塑胶零件厚度的50%~60%筋的高度：不能超过塑胶零件厚度的3倍筋的根部圆角：为塑胶零件厚度的0.25~0.5倍筋的脱模斜度：一般为0.5°~1.5°筋与筋的间距：至少为塑胶零件厚度的2倍加强筋的设计