塑胶件设计规范之壁厚、加强筋、螺丝柱

塑胶件设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 【一】一、塑胶件设计一般步骤1.1、拟定设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 1.2、结构设计 1.3、手办样制作和定型 二、塑件设计的通用规范 2.1、 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的选择 2.2、塑胶零件的壁厚选择 2.3、增加刚性减小变形的结构设计 2.4、塑件紧固螺钉柱的设计1.1、拟定设计方案1.2、结构设计1.3、手办样制作和定型1.1、拟定设计方案首先确定塑料件的功能和性能，在一定时间、空间和环境下需要达到的结构支撑、机械传动和电气绝缘等功能。性能包括力学、热力学、物理和化学。第二步选择合适的材料，要在保证产品的功能和性能的情况下，考虑可加工性及成本生产成本。第三步确定塑件的加工方法（注塑、吹塑还是其它）。一、塑胶件设计一般步骤1.2、结构设计塑件的结构考虑，主要有功能结构、 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 结构和造型结构等三方面。功能结构是设计结构的设计核心，确定使用功能的形状、尺寸、壁厚等。相似借鉴，在设计前，首先应该查找公司和同行类似的产品，原有的产品发生过哪些问题，有哪些不足，参考现有的成熟结构，避免有问题的结构形式。工艺结构设计的合理是塑件生产的前提，关系到塑件质量、生产率和成本。要考虑模塑成型的可行性，必须合理处理流动性、收缩率、脱模、嵌件等问题，还有产品的连接装配，不但能简化零件以及模具，还可保证生产时高效组装。造型设计，完美的外形是当今产品热卖的重要因素，要特别关照。一、塑胶件设计一般步骤1.3、手办样制作和定型塑件3d设计完成后，需制作手办样，进行试组装和测试验证。并通过计算机对产品进行CAE 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，跌落（抗冲击）强度、结构刚性、强度、流体（散热、风）等分析；包括注塑成型工艺过程模拟，塑料溶体流动、保压、冷却、收缩和翘曲变形分析。根据结果对塑件设计进行修改与优化，直至定型后下模生产。一、塑胶件设计一般步骤2.1、材料的选择主要从以下几个方面考虑1.满足结构功能的要求：根据制品的受力类型和受力状态及其对材料产生的应变来筛选能满足使用要求的材料是很必要的。也就是说，要考虑上述各种环境下的外力作用变化，是拉伸，压缩、弯曲、扭曲、剪切、冲击或摩擦，或是几种力的组合。此外，还要考虑外力的作用方式是快速的（短暂）或是恒应力或恒应变的，是反复应力还是渐增应力等等。用于冲击负荷场合的制品，应选择冲击强度高的；用于恒定应力的场合而且必须防止变形时，应选择蠕变小的材料；用于反应力作用的场合应该选择疲劳强度比较高的材料；2.满足产品的使用环境:所谓使用环境是指材料或制品使用时经周围环境的温度的、湿度介质等，特别是温度和湿度条件3.要有成本限制二、塑件设计的通用规范2.1、材料的选择塑料性能参数含义：1·拉伸强度在规定的标准拉伸实验中，试样直至断裂位置所受的最大拉伸应力。计算公式δ=P/bdP：试样最大拉伸载荷b：试样的宽度d：试样的厚度拉伸强度表征材料承受拉伸负载时，抵抗破坏的能力。2·拉伸弹性模量E：在比例极限内，拉伸应力与相应的应变之比。计算公式E=δ/εδ：在比例极限内的试样拉伸应力ε：相应的拉伸应变抗压强度：在规定的标准压缩实验条件下，试样直至断裂位置所受的最大压缩应力。计算公式：E=δ/εδ:在比例极限内试样的压缩应力ε：相应的压缩应变。抗压强度表征表征材料承受压缩负载时，抵抗破坏力的能力3·断后伸长率ε：试样在拉伸断裂时，工作部分标距的增量与初始值之比。计算公式：ε=（L-L0）/L0L：试样断裂时标距值L0：试样标距初始值。韧性塑料由于有屈服现象，断裂伸长率可以很大，脆性材料断裂伸长率很小，因此断裂伸长率可以反映出材料的韧性。4··抗弯强度：在规定的标准弯曲实验条件下，试样直至断裂位置所受的最大弯曲应力。计算公式：δ=3PL/2bhP：试样承受的弯曲载荷L:试样的跨距b：试样宽度h：试样厚度抗弯强度表证材料承受压缩负载时，抵抗破坏的能力。二、塑件设计的通用规范2.1、材料的选择塑料性能参数含义：5.冲击韧度：在规定标准实验条件下。对垂直悬臂夹持的试样以冲击载荷，使得试样破裂，以试样单位宽度所消耗的功表示材料韧性的一种方法。该方法只采用带缺口试样。计算公式：Ak=（-ΔE）/b式中Ak：试样破坏所消耗的功ΔE：抛掷破断试样自由端所消耗的功b：缺口处试样的宽度.冲击韧性实验表示材料在快速冲级载荷作用下因产生塑性变形吸收能量而抵抗断裂破坏的能力6·硬度：就是材料抗压入变形、抗压痕、耐划伤的衡量尺度7·最高连续使用温度：指塑料件在实际应用条件下可以长时间正常工作而性能不致严重恶化的温度。一般认为材料在该温度下仍能保持不低于初始性能值得50%，或不低于某一临界值。二、塑件设计的通用规范二、塑件设计的通用规范 工程塑料的物理、力学性能 性能指标 聚氯乙烯，硬质 PMMA 聚苯乙烯 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯 聚酰胺（尼龙）-66 聚甲醛（共聚） 聚碳酸酯 有机玻璃 PVC PMMA PS ABS PA-66 POM PC 密度/g·cm-1 1.30~1.58 1.17~1.50 1.04~1.10 1.03~1.06 1.14~1.15 1.41~1.43 1.18~1.20 吸水率（%） 0.07~0.4 0.20~0.40 0.03~0.30 0.20~0.25 1.5 0.22~0.29 0.2~0.3 拉伸强度/MPa 45~50 50~77 50~60 21~63 57~83 62~68 60~88 拉伸模量/GPa 3.3 2.4~3.5 2.8~4.2 1.8~2.9 — 2.8 2.5~3.0 断后伸长量 20~40 2~7 1.0~3.7 23~60 40~270 40~75 80~95 抗压强度 — — — 18~70 90~120 113 — 抗弯强度 80~90 84~120 69~80 62~97(1.8~3.0GPa)① 60~110 91~92(2.6GPa)① 94~130 冲击韧度悬臂梁、缺口/J·m-2 简支梁，无缺口30~40kJ/m2 14.7 10~80 123~454 43~64 53~85 640~830 硬度洛氏/邵氏②/布氏/HR/HBS②/HBS 14~17HBS 10~18HBS 65~80HRM 62~121HRR 10~118HRR 120HRR78~84HRM 68~86HRM 成型收缩率 0.1~0.5 0.2~0.6 0.2~0.7 0.3~0.6 1.5~2.2 2.0~3.0 0.5~0.8 无负荷最高使用温度/℃ 66~79 65~95 60~79 66~99 82~149 100 121 连续耐热温度/℃ — — — 130~190 — 80 1202.1、材料的选择表一：工程塑料的物理性能查相关材料手册或向原材料厂家询要规格书2.2、塑胶零件的壁厚选择塑料零件的壁厚取决于塑件的使用要求，太薄会造成制品的强度和刚度不足，受力后容易产生翘曲变形甚至损坏，成型时流动阻力大，大型复杂零件难以充满型腔。反之，壁厚过大，不但浪费材料，而且加长塑件的成型周期，降低生产率，还容易产生气泡、缩孔、翘曲等问题。尤其是零件变形经常困扰我们，虽然塑件在顶出前如果冷却不充分可能导致零件变形，但是零件变形的主要是冷却不均匀造成的。而在很多的情况下，导致冷却不均是由设计方面的问题造成的。因而塑件设计时，确定零件的壁厚应注意以下几点：1.在满足使用要求的前提下，尽量减小壁厚；2.零件的各部位壁厚尽量均匀，（壁厚差控制在25%以内），以减小内应力及变形。不均匀的壁厚会造成严重的翘曲、缩水及尺寸控制的问题。3.壁厚之间的变化需要逐渐过渡，不允许有突变。二、塑件设计的通用规范不合理合理2.2、塑胶零件的壁厚选择塑件设计时，确定零件的壁厚应注意以下几点：4.避免过厚部位产生缩孔和凹陷。5.承受紧固力部位必须保证压缩强度。6.成型顶出时能承受冲击力的冲击。总之一般的原则就是利用最少的壁厚，完成最终产品所需具备的功能。二、塑件设计的通用规范 塑料材料 塑件外形高低尺寸/mm 小于50 50～100 大于100 粉状填料的酚醛塑料 0.7～２ ２.0～３ 5.0～6.5 纤维状填料的酚醛塑料 1.5～2 2.5～3.5 6.0～8.0 氨基塑料 1 1.3～2 3.0～4 聚酯玻纤填料的塑料 1.0～2 2.4～3.2 ＞4.8 聚酯无机物填料的塑料 1.0～2 3.2～4.8 ＞4.8热固性塑件的壁厚推荐值/mm2.2、塑胶零件的壁厚选择一般地，壁厚推荐值：·外壳基本壁厚，通常为2.5mm，上下机壳配合止口位，为3.0~3.5（包软胶）·专业级外壳基本壁厚（或重量在5kg以上）：通常为3.0，上下机壳配合止口位为3.0~3.5mm（包软胶）。·零件重量在7千克以上的外壳基本壁厚，通常为3.5。~4.0，上下机壳配合止口为同壁厚。二、塑件设计的通用规范 塑胶种类 最小壁厚 小型件壁厚 中型件壁厚 大型件壁厚 推荐壁厚 ABS 0.7 1.2 1.6 3.2~5.4 2.5 POM 0.8 1.4 1.6 3.2~5.4 1.6 PA6+玻纤 0.8 1.3 1.6 2.8~5 1.6 PE 0.6 1.2 1.6 2.4~3.2 2 PS 0.7 1.2 1.6 3.2~5.4 2 PVC硬质 1.2 1.6 2 3.2~5.8 2.4 PP 0.7 1.2 1.7 2.4~3.2 2 PMMA 0.8 1.5 2.2 4~6.5 1.5 PC 0.9 1.8 2.4 3~4.5 2.1热塑性塑件的壁厚推荐值/mm*我司产品普遍采用热塑性材料2.2、塑胶零件的壁厚选择改善壁厚的典型实例:：二、塑件设计的通用规范 序号 不合理 合理 说明 1 左图壁厚不均匀，容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷，从而使塑件变形；右图壁厚均匀，能保证质量 2 3 4 5 2.2、塑胶零件的壁厚选择改善壁厚的典型实例:：二、塑件设计的通用规范 序号 不合理 合理 说明 6 左图壁厚不均匀，容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷，从而使塑件变形；右图壁厚均匀，能保证质量 7 针对左图零件壁厚，可采用右图所示，加镶件的方法来解决壁厚不均的问题2.3、增加刚性减小变形的结构设计1.塑件加强筋的设计为满足制件的使用所需的强度和刚度单用增加壁厚的办法，往往是不合理的，不仅大幅增加了制件的重量，而且易产生缩孔、凹痕的问题，在设计时应考虑设置加强筋，这样能满意地解决这些问题，能提高制件的强度，防止和避免塑料的变形和翘曲，此外加强筋还可充当内部流道，有助于模腔充填，对帮助塑料流入部件的枝节部分有很大的作用。加强筋设计中的要求：二、塑件设计的通用规范（1）壁厚的不均匀性将产生缩水缺陷，一般筋的壁厚为主体厚的0.5倍，最大不超过0.75倍，筋之间的间距不小于2t，最好大于4t，筋的高度低于3t。两侧拔模斜度取0.5°~1°，筋条越高拔模斜度越小，最小单侧0.15°,亦可取上下筋条的壁厚差单边0.12~0.2mm（见右上图1）。（2）筋与塑件壁的连接处需采用圆角连接，以防止应力集中，圆角半径取筋厚的40~%60%见（右上图2）。（3）螺钉柱子的筋至少低于柱子端面0.5mm，筋至少需要低于零件表面0.5mm，或分型面0.5mm（见右图3）。2.3、增加刚性减小变形的结构设计1.塑件加强筋的设计加强筋设计中的要求：二、塑件设计的通用规范（4）设置加强筋的方向应与料流方向尽量保持一致，以防止冲模时料流受到扰乱降低制件的韧性或影响制件的外观质量。5）加强筋若没有与产品的外壳接上的话，末端部分不应该突然终止，应该渐次地将高度降低，直至完结。从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕迹的问题，俗称火箭脚.（6）对于加强筋引起的塑件缩瘪，可采用一些凹槽等形式来修饰和隐藏见右图.（7）加强筋典型实例。掩饰加强筋缺陷的几种形式 序号 不合理 合理 说明 1 过厚处应减薄并设置加强径以保持原有强度 2 过高的塑件应设置加强筋，以减薄塑件壁厚合理掏胶“偷胶”—降本2.3、增加刚性减小变形的结构设计1.塑件加强筋的设计加强筋设计中的要求：二、塑件设计的通用规范（7）加强筋典型实例。 序号 不合理 合理 说明 3 平板状塑件加强筋应与料流方向平行以免造成充模阻力过大和降低塑件的韧性 4 非平板状塑件，加强筋应交错排列，以免产生翘曲变形 5 交叉加强筋交叉壁厚太厚，可增加一花销 6 加强筋应设计的矮一些，与支撑面高度差应大于0.5mm2.3、增加刚性减小变形的结构设计1.塑件加强筋的设计2.薄壁容器的塑件增强刚性及减少变形的设计：（1）采用高刚度结构。如球面、拱形面镜面、突缘或皱折（2）采用增加裙边、凸台的方式3.支撑面和固定台的设计（1）支撑面的设计不宜采用整个平面作为支撑，因为塑件只要稍有翘曲或变形就会造成平面不平，接触不好，因此通常采用凸起的边框或3~4个支撑点或2个长形凸台的结构作为支撑面。如下图二、塑件设计的通用规范（a）不合理（b）合理（c）较为合理注：当塑件底部有加强筋时，加强筋与支撑面高度差建议为0.5mm2.3、增加刚性减小变形的结构设计1.塑件加强筋的设计2.薄壁容器的塑件增强刚性及减少变形的设计：3.支撑面和固定台的设计（1）支撑面的设计（2）紧固支撑面用的凸耳或台阶设计1）凸台与基面接合处应该有圆弧过渡；2）凸台应有足够的强度，凸台直径不应少于孔径的两倍；3）凸台应避免截面突变二、塑件设计的通用规范（a）不合理（b）合理（a）不合理（b）合理2.4、塑件的连接设计1.※塑件紧固螺钉柱的设计二、塑件设计的通用规范1.螺钉柱内外直径尺寸的确定塑料件的螺柱与自攻螺钉同样直接影响连接质量，往往大部分失效都来自螺柱，所以设计时首先考虑的是它的结构强度，当然增加厚度可以满足，但会造成缩瘪、外观不良。合理的柱位厚度不应超过基本壁厚，螺柱的底孔即预孔，孔径比螺钉的外径小，比螺钉的外径大。有通孔和盲孔两种。由于外观的原因大多是盲孔，如果是内部件应尽量做通孔。孔深：通常螺钉的啮合长度为2.5~3.5d，加上锥端长度和避空，螺柱孔深3~4d为佳如右图所示，螺钉与柱啮合的径向深度为U，d为自攻螺钉的外径d1是螺钉内径，Ds是底孔直径则径向啮合深度：半径方向的深度：2.4、塑件的连接设计1.※塑件紧固螺钉柱的设计二、塑件设计的通用规范1.螺钉柱内外直径尺寸的确定径向啮合深度值，通常取螺钉牙高的50~%60%为佳。螺纹底径：对使用普通挤压型螺钉，底孔取较大值，对切削性和小牙型螺钉则取较小值，对于不同塑料而言，低弯曲模量（较软）的材料如PP、PE等底孔取较小值；对于中等弯曲模量的如ABS、PC的取较大值；对高弯曲模量的如加玻纤和热固性材料则取再大0.05~0.1的值。下表是常用塑料螺纹底孔的推荐值2.4、塑件的连接设计1.※塑件紧固螺钉柱的设计二、塑件设计的通用规范2.在允许的情况下，螺钉柱应尽量矮，当螺钉柱很高时，通常在其外侧加做十字筋，该十字筋通常要做1~2度的斜度，螺钉柱看情况也要做斜度。3.外观要求严格的表面螺钉柱为防缩可以通过以下形式加以改善：a.减小底孔的壁厚，应保留t=2/3T或留大于等于1.5mm：b增加“火山口”但必须有加强筋；4.当螺钉柱配合时需留有一定的装配间隙，以便适合个螺钉柱加工时产生的位置误差，φD1与螺钉的单边间隙常取0.1~0.15（见右图）。2.4、塑件的连接设计1.※塑件紧固螺钉柱的设计二、塑件设计的通用规范5.螺钉柱位置靠近边壁时要避免造成外表面缩痕（柱壁厚+边壁厚）和薄钢料，柱位往往要离开边壁1.5以上，。柱与壁之间通过加强筋连接6.螺钉柱位置应均匀分布，考虑塑件的变形和跌落测试的要求，靠近变形（和缝大）和跌落点以及受力点如轴承座、电机、齿轮箱固定位等。THANKYOU