塑胶制品设计原则.ppt

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塑胶制品设计原则塑胶制品设计原则XXXXXXX胶件结构胶件结构胶件结构不合理，会造成模具制造和胶件成形的困难；模具工程师应对胶件结构提出改进方案，并知会产品设计人员，由其确认。

根据客户资料，胶件结构分析主要有以下几方面：

（1）注塑工艺对胶件结构的要求；

（2）模具对胶件结构的要求；（3）产品装配对胶件结构的要求；（4）表面要求。

1注塑工艺对胶件结构的要求注塑工艺对胶件结构的要求胶件产生收缩凹陷、气烘、困气、变形、烧焦等工艺性问题,是与胶件的局部胶厚、浇口设置、冷却等因素影响有关。

分析胶件结构的工艺性应从以下几方面进行。

1.1壁厚壁厚1.2（筋筋）骨位骨位1.1壁厚壁厚胶件壁厚一般在16mm范围内，最常用壁厚值为1.83mm，这都随胶件类型及胶件大小而定。

对已建3D模型之胶件，应用Pro/E进行截面分析，可发现胶件壁厚不均匀问题，其步骤：

AnalysisModelAnalysisThickness给定最大胶厚和最小胶厚，选分析起始点和结束点，确定分析所对应的平行截面Compute,如图3.1.1图3.1.2所示：

厚胶位易收缩凹陷图3.1.1图3.1.2两边薄胶位厚0.3mm，易产生滞流，须加厚到0.8mm1注塑工艺对胶件结构的要求注塑工艺对胶件结构的要求常见壁厚不均会产生的问题：

（1）局部厚胶位如图3.1.1所示，易产生表面收缩凹陷。

（2）如图3.1.2所示，胶件两边薄胶位，易产生成形滞流现象。

（3）止口位如图3.1.3所示,胶厚采用渐变方法以消除表面白印；另有胶件内部拐角位增加圆角使其壁厚均匀。

图3.1.3胶厚突变易产生白线壁厚不均匀影响流动胶厚渐变增加圆角使壁厚均匀（4）如图3.1.4所示，胶件平面中间凹位过深，实际成形胶件产生拱形变形；解决变形的方法是减小凹位深度，使壁厚尽量均匀。

（5）如图3.1.5所示，尖角位表面易产生烘印，避免烘印的办法是加圆角过渡。

1.2（筋筋）骨位骨位胶件骨位其作用有增加强度、固定底面壳、支撑架、按键导向等。

由于骨位与胶件壳体连接处易产生外观收缩凹陷；所以，要求骨位厚度应小于等于0.5t（t为胶件壁厚）,一般骨位厚度在0.81.2mm范围。

当骨深15mm以上，易产生走胶困难、困气，模具上可制作镶件，也方便省模、排气。

骨深15mm以下，脱模斜度应有0.5以上；骨深15mm上，骨位根部与顶部厚度差不小于0.2mm，如图3.1.6所示。

为改善某些深骨位的流动状况，骨位上增加走胶米仔；如图3.1.7所示喇叭骨加走胶米仔，模具制作镶件。

2模具对胶件结构的要求模具对胶件结构的要求分析胶件结构是否符合模具成形和出模的要求，可从如下几方面进行：

2.1脱模斜度脱模斜度2.2擦、碰面擦、碰面2.3行位、斜顶行位、斜顶2.4分模面分模面2.5尖、薄钢位尖、薄钢位2.1脱模斜度脱模斜度胶件必须有足够的脱模斜度，以避免出现顶白、顶伤和拖白现象。

脱模斜度与胶料性能、胶件形状、表面要求有关。

（1）外表面光面小胶件脱模斜度1，大胶件脱模斜度3；

（2）外表面蚀纹面Ra6.3脱模斜度3，Ra6.3脱模斜度4；（3）外表面火花纹面Ra3mm时,斜度3；某些胶件对斜度有特定要求时，擦面高度h10mm，允许斜度2。

对擦碰面尖部封胶位应有圆角R0.5以上。

（3）便于模具加工和维修。

如图3.2.6图3.2.7所示，转轴位模具上制作镶件。

2.3行位、斜顶行位、斜顶胶件侧壁有凹凸形状、侧孔和扣位时，模具开模顶出胶件前则须将侧向型芯抽出，此机构称行位。

如图3.2.8所示，胶件外侧孔，需后模行位抽芯。

如图3.2.9所示，胶件内侧凹槽，若用斜顶出模，顶部开距不够，须采用内行位。

另外，利用斜向顶出，顶出和抽芯同时完成的顶出机构称斜顶。

对胶件上需抽芯的部位，当行位空间不够时，可利用斜顶机构完成。

斜顶机构中，斜向顶出距离应大于抽芯距离（BH）如图3.2.10所示，防止顶出干涉。

2.4分模面分模面胶件资料中，不论分模面是否作出规定,模具设计者都须具体确定；对已作规定的分模面，存在不合理之处，应反馈对方。

分析胶件分模面时注意以下几点：

（1）按外观要求，确定表面夹线位置。

（2）将胶件有同轴度要求或易错位的部分,放置分模面同一侧，如图3.2.14图3.2.15所示。

（3）考虑脱模斜度造成的胶件大、小端尺寸差异，如图3.2.16所示。

2.5尖、薄钢位尖、薄钢位避免影响模具强度及使用寿命的尖、薄钢位。

一般尖、薄钢位在胶件上不易反映出来，分析它应结合胶件的模具情况。

模具上产生尖、薄钢位的原因有两方面胶件结构和模具结构。

（1）胶件结构产生的尖、薄钢位。

如图3.2.18图3.2.19所示，胶件双叉骨，模具上产生尖、薄钢位；可改为单叉骨或加大中间宽度，避免模具产生尖、薄钢位。

（2）模具结构产生的尖、薄钢位。

如图3.2.20所示，胶件边缘圆角处，模具上易出现尖钢；模具结构如图3.2.21所示，此方法分模，出现尖钢；图3.2.22所示，分模面延圆弧法线方向，可避免尖钢。

3产品装配对胶件结构的要求产品装配对胶件结构的要求胶件在产品中的装配关系，会给模具制造提供一些有关胶件要求的信息，如与其它胶件的配合间隙、连接方式等。

3.1装配干涉分析装配干涉分析3.2装配间隙装配间隙3.3柱位、扣位连接柱位、扣位连接3.1装配干涉分析装配干涉分析模具工程师根据各胶件的连接方式、配合间隙，装配3D模型；分析各胶件之间是否干涉。

应用Pro/E，分析各胶件之间干涉情况，其步骤如下：

AnalysisModelAnalysisPairsClearance（分析一个组合中，两个零件之间的间隙或干涉情况）选择分析的两个Part或SurfaceCompute。

另一种，整个组合件的干涉检查方法：

AnalysisModelAnalysisGlobalInterference（分析整个组合中，各零件与零件之间的干涉情况）选择整个组合Compute（得出整个组合中，各零件与零件之间的干涉信息）。

3.2装配间隙装配间隙各胶件之间的装配间隙应均匀，一般胶件间隙（单边）如下：

固定件之间间隙图3.3.1止口间隙图3.3.2

（1）固定件之间配合间隙00.1mm，如图3.3.1所示；

（2）面、底壳止口间隙0.050.1mm，如图3.3.2所示；（3）规则按钮（直径15）的活动间隙（单边）0.10.2mm；规则按钮（直径15）的活动间隙（单边）0.150.25mm；异形按钮的活动间隙0.30.35mm,如图3.3.3所示。

3.3柱位、扣位连接柱位、扣位连接分析连接各胶件的柱位、扣位，如图3.3.4图3.3.5所示。

检查装配后的3D模型及各胶件2D文件中的柱位、扣位尺寸，它们的位置尺寸要保持一致。

当胶件的柱位或扣位尺寸更改后，应对其配合胶件尺寸也进行更改。

由于柱位根部与胶壳连接处的胶壁会突然变厚，某些胶件资料中又没减胶的说明，这时，模具上须在柱位根部加钢（加火山口），避免胶件表面产生缩痕。

常见柱位尺寸加火山口数据如下表：

注明：

1）上述数据平均胶厚为2.5，如图3.3.6所示；2）对小于M2.6的螺丝柱，原则上不设火山口，但吊针底胶厚应在1.2至1.4mm；3）对有火山口的螺丝柱,原则上都应设置火箭脚，以提高强度及便于胶料流动。

4表面要求表面要求指各胶件在装配后，外露部分的状况；其胶件表面的文字、图案、纹理、外形及安全标准要求等。

4.1文字、图案和浮雕文字、图案和浮雕4.2胶件外形胶件外形4.3表面纹理表面纹理4.1文字、图案和浮雕文字、图案和浮雕胶件上直接模塑出的文字、图案，如客户无要求，可采用凸形文字、图案。

胶件的文字、图案为凹形时，模具上则为凸形，模具制作相对复杂。

模具上文字、图案的制作方法通常有三种：

（1）晒文字、图案（也称化学腐蚀）；

（2）电极加工模具，雕刻电极或CNC加工电极；（3）雕刻或CNC加工模具。

若采用电极加工文字、图案，其胶件上文字、图案的工艺要求如下：

（1）胶件上为凸形文字、图案，凸出的高度0.20.4mm为宜，线条宽度不小于0.3mm,两条线间距离不小于0.4mm，如图3.4.1所示。

黑色位为凹入面图3.4.2图3.4.1黑色位为凸出面

（2）胶件上为凹形文字或图案，凹入的深度为0.20.5mm，一般凹入深度取0.3mm为宜；线条宽度不小于0.3mm，两条线间距离不小于0.4mm，如图3.4.2所示。

胶件表面浮雕的制作，常用雕刻方法加工模具。

由于胶件3D文件不会有浮雕造型，2D文件上浮雕的大小也是不准确的，其浮雕的形状是依照样板为标准。

因此，模具设计和制造人员，应了解雕刻模制作过程；对雕刻模的制作配合，如何定位，都应在分析中确定。

4.2胶件外形胶件外形胶件外形应符合各类型产品的安全标准要求。

胶件上，不应出现锋利边、尖锐点；对拐角处的内外表面，可用增加圆角来避免应力集中，提高胶件强度，改善胶件的流动情况，如图3.4.3所示。

胶件3D造型，若表面出现褶皱或细小碎面时，确定改善表面的方案；或者，在制造中修整电极，来满足光顺曲面的要求,如图3.4.4所示。

4.3表面纹理表面纹理胶件外观表面纹理的要求，常为光面或纹面；纹面又有晒纹（也称化学腐蚀纹）和火花纹两种。

其脱模斜度（见3.2.1节）。

当胶件表面还需喷油、丝印时，胶件表面应为光面或幼纹面（Ra10mm，斜度1.5；某些胶件斜度有特殊要求时，应按产品要求选取。

2分模面注意事项及要求分模面注意事项及要求

（2）当选用的分模面具有单一曲面（如柱面）特性时，如图5.2.2，要求按图5.2.2a的型式即按曲面的曲率方向伸展一定距离建构分模面。

否则，则会形成如图5.2.3a所示的不合理结构，产生尖钢及尖角形的封胶面，尖形封胶位不易封胶且易于损坏。

错误图5.2.2正确图5.2.2a当分模面为较复杂的空间曲面，且无法按曲面的曲率方向伸展一定距离时，不能将曲面直接延展到某一平面，这样将会产生如图5.2.4a所示的台阶及尖形封胶面，而应该延曲率方向建构一个较平滑的封胶曲面，如图5.2.4b所示。

2分模面注意事项及要求分模面注意事项及要求（3）封胶距离模具中，要注意保证同一曲面上有效的封胶距离。

如图5.2.3a,5.2.3b所示,一般情况要求D3mm2分模面注意事项及要求分模面注意事项及要求（4）基准平面在建构分模面时，若含有台阶型、曲面型等有高度差异的一个或多个分型面时，必需建构一个基准平面，如图5.2.5a，5.2.5b所示。

基准平面的目的是为后续的加工提供放置平面和加工基准。

2分模面注意事项及要求分模面注意事项及要求（5）分模面转折位如图5.2.6此处的转折位是指不同高度上的分型面为了与基准平面相接而形成的台阶面。

台阶面要求尽量平坦，图示尺寸“A”一般要求大于15，合模时允许此面避空。

转角R优先考虑加工刀具半径，一般R3.0mm。

2分模面注意事项及要求分模面注意事项及要求（6）由于型腔产生的侧向压力不能自身平衡,容易引起前、后模在受力方向上的错动，一般采用增加斜面锁紧,利用前后模的刚性,平衡侧向压力，如图5.2.7所示,锁紧斜面在合模时要求完全贴合。

角度A一般为15,斜度越大,平衡效果越差。

2分模面注意事项及要求分模面注意事项及要求（8）细小孔位处分模面的处理不论小孔处原身留，还是镶针，一般采取以下方法，对孔位进行构造。

为了模具制作简单，建议孔位处镶针，但须经过设计者允许。

A.直接碰穿如图5.2.9，适用于碰穿位较平坦的结构。

B.中间平面碰穿如图5.2.11a，适用于碰穿位较陡峭的结构合理结构。

采用中间平面碰穿的结构可以有效缩短碰穿孔处钢位的高度，改善钢位的受力情况。

为避免前、后模偏位，建议采用5.2.11a图示尺寸及结构。

图5.2.11b所示结构中，由于在碰穿处产生侧向分力，当碰穿孔较小时，在交变应力的作用下，碰穿孔处的钢位易于断裂，影响模具寿命。

C.插穿一般不采用。

当采用插穿结构时，常采用图5.2.12c所示结构及寸。

封胶面最小距离须保证1.0mm；导向部位斜度A5长度H2.5mm。

（9）避免产生尖钢当分型线须分