塑胶件通用结构设计

《塑胶件通用结构设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑胶件通用结构设计（122页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、Rev.A General design of Plastic Parts General design of Plastic PartsPlastic PartsPlastic Parts Rev.A 课程课程ListList: : - 壁厚的设计P3-P25 - 肋骨的设计P26-P48 - 凸台, 螺丝柱P49-P56 - 锁塑胶螺丝P57-P58 - 尖角P49-P65 卡扣 P2 - 卡扣P66-P72 - 超声焊接P73-P82 - 拔模角度设计P83-P85 - 塑胶埋入设计P86-P91 - 塑胶结构止口设计P92-P97 - 塑胶结构铰链设计P98-P99 -钣金合理设计P1

2、00-P120 Rev.A 壁厚壁厚: : 壁厚的影响壁厚的影响: : 机械性能机械性能, ,感观感观, ,模塑性模塑性, ,成本成本 - 壁厚的选择是各方面的平衡 *强度VS 减轻重量 *耐久性VS 成本 P3 耐久性VS 成本 - 壁厚增加10%,刚度增加约33%,同时也会增加零件质量,注塑周期,材料成本 - 最好利用几何特征增加刚度, 如肋,曲线,波纹面 - 流程与厚度比, 判定是否是薄壁零件(薄壁零件0.8T-几乎无应力集中 Rev.A 肋骨肋骨: : 常见加强肋设计常见加强肋设计: : P34 Rev.A 肋骨肋骨: : 常见加强肋设计常见加强肋设计: : P35 Rev.A 肋骨肋

3、骨: : 常见加强肋设计常见加强肋设计: : P36 Rev.A 肋骨肋骨: : 常见加强肋设计常见加强肋设计: : P37 Rev.A 肋骨肋骨: : 掩盖肋的影响掩盖肋的影响: : 在外在外观无观无特特殊殊要要求求的的情情况况下下通过变更通过变更肋骨肋骨处处对对应形状应形状, ,掩盖掩盖缺陷缺陷 P38 Rev.A 肋骨肋骨: : 薄壁肋骨问题薄壁肋骨问题: : - - 难填充难填充 - - 靠近浇口比远处更难填充靠近浇口比远处更难填充 P39 - - 当壁厚在填充时当壁厚在填充时, ,薄壁滞流冻结薄壁滞流冻结 Rev.A 肋骨肋骨: : 交叉肋骨设计交叉肋骨设计: : 当当交叉交叉位位肋

4、骨肋骨厚度大于以厚度大于以下下比例时比例时, ,需需 要要参考右参考右图式设计图式设计 0.5 0.5 - - 0. 0.7 75 5 T T P40 0. 0.4 4 - - 0.6 0.6 肋骨肋骨 Rev.A 肋骨肋骨: : 肋骨高度与距离设计肋骨高度与距离设计: : P41 Rev.A 肋骨肋骨: : 厚薄肋骨胶位流动取向厚薄肋骨胶位流动取向: : P42 Rev.A 肋骨肋骨: : 肋的强度分析肋的强度分析 - - 常见的三种肋常见的三种肋: : P43 Surface appearance rib design Structural reinforced resins rib de

5、sign Structural reinforced or foam resins rib design Rev.A 肋骨肋骨: : 肋的强度分析方法肋的强度分析方法 基于变形与应力的公式基于变形与应力的公式: : 面积 P44 转动惯量 重心 转动惯量 截面模量 Rev.A 肋骨肋骨: : 单向肋等刚度高度的计算单向肋等刚度高度的计算: : Wd/WWd/W比值比值 P45 B=45mm Wd=12mm 原始 4Ribs + 3mm ( W ) 替代 Bachelor Equivalent Quantity BEQ=B/N=45/4=11.25 ( T型单肋 ) BEQ/W=11.25/3=

6、3.75 Wd/W=12/3=4 H/W=5.3H/WH/W比值比值 Rev.A 肋骨肋骨: : 肋的等刚度设计肋的等刚度设计: : 究竟究竟需要需要多少肋多少肋，他们他们应应为多为多大大呢呢？刚刚性是与壁性是与壁 截截面的面的惯惯性性矩矩成成正正比例的比例的，我们我们就就可可以设计与厚以设计与厚 平板具平板具有有相相同同刚刚性的性的加肋板加肋板 教学教学计计算算是是复杂复杂的的，但但可利可利用一用一个个特特殊殊的计的计算算曲曲 线线来来简化简化计计算算 P46 该该计计算算曲曲线并线并不不像像看起来看起来那么复杂那么复杂。左左边边的的标尺标尺 是是加肋板对平板加肋板对平板的厚度比的厚度比。右

7、边右边的的标尺标尺是是总总体体加加 肋板对平板肋板对平板的厚度比的厚度比。曲曲线线上的上的原原点表点表示加肋板示加肋板 对平板对平板的体积比的体积比。底底部的部的标尺可标尺可用以用以算算出出肋肋的间的间 距距 交叉肋板交叉肋板的设计的设计规规则则 - - 刚刚度与壁的度与壁的惯惯性性矩矩成比例成比例 - - 遵守肋遵守肋的的基本基本设计设计规规则则 - - 如果如果肋交叉肋交叉处太厚处太厚，就就加加一一个芯销个芯销 - - 使用计使用计算算曲曲线线来来确确定定肋肋的的高高度和数度和数量量 Rev.A 肋骨肋骨: : 肋的等刚度设计肋的等刚度设计: : P47 平板平板与与等效交叉肋板等效交叉肋

8、板 Rev.A 肋骨肋骨: : 肋的等刚度设计肋的等刚度设计: : 通过一通过一个个例子例子可可看得更看得更清楚清楚： 假假定定我们我们需要的是壁厚需要的是壁厚5 5毫米毫米，这样这样才能打才能打到所需的到所需的刚刚度度。但这但这对对于模制零件于模制零件 来说是太厚了来说是太厚了。因此因此我们我们要设计一要设计一个加肋板个加肋板使其使其具具有有相相同的厚度同的厚度，但厚度但厚度只只有有 2.52.5mmmm。 T Ta a= =5 5mmmm Tb=Tb=2.52.5mmmm Tb/TTb/Ta a= =2.52.5/ /5 5= =0.50.5 P48 Tb/TTb/Ta a= =2.52.

9、5/ /5 5= =0.50.5 在图上左在图上左边标尺边标尺0.50.5处处放放一一把横尺把横尺，然然后在后在右边标尺右边标尺上上读读得得1 1. .7 75 5 T/T/t tA A=1=1. .7 75 5所以所以T=1T=1. .7 75 58=88=8. .7 75 5mmmm 所以所以肋肋的的高高度度为为T T- - t tB B=8=8. .7 75 5- -2.52.5= =6.256.25mmmm。 在在0.50.5线线与曲与曲线线的的交交点点下下方方读读得得底标尺底标尺上的上的相相应数值应数值。根据根据此值此值可知可知： TAN/W=TAN/W=0. 0.1 16 6，所以

10、所以如果如果W=1W=1 则则N=WN=W0. 0.1 16 6/T/Ta a= =0. 0.1 16 6/ /5 5= =0.00.03 32 2、 这就这就意味着每意味着每mmmm需要需要0.00.03 32 2个肋个肋，也也即每即每3131.25.25mmmm(1/(1/0.00.03 32 2) )需要一需要一个肋个肋。这这个个计计 算算是是假假定定肋肋厚与壁厚厚与壁厚相等相等，但是但是我们知道肋我们知道肋应比壁薄一应比壁薄一些些。调整调整是是很很容易的容易的。 例如例如：如果如果肋肋是壁厚的是壁厚的6565%，肋肋间间距距就是就是3131.25.25的的6565%，大大约约是是202

11、0mmmm。 Rev.A 凸台凸台, , 螺丝柱螺丝柱: : 依照肋的设计规则依照肋的设计规则： P49 理想型理想型实实用型用型 Rev.A 塑胶螺丝孔推荐尺寸塑胶螺丝孔推荐尺寸: : 凸台凸台, , 螺丝柱螺丝柱: : P50 Rev.A 设计要点设计要点: : 凸台凸台, , 螺丝柱螺丝柱: : 用于自攻螺丝的螺丝柱的设计原则是为用于自攻螺丝的螺丝柱的设计原则是为： 其外径应该是Screw外径的2.02.4倍,为M1.60.35的自螺丝与螺柱的尺寸关系,设计中可以取：螺 丝柱外径=2螺丝外径；螺柱内径（ABS，ABS+PC）=螺丝外径-0.40mm；螺柱内径（PC ）=螺丝外径-0.30

12、mm或-0.35mm（可以先按0.30mm来设计，待测试通不过再修模加胶）； 两壳体螺柱面之间距离取0.05mm 【Material】就是塑膠的材質，【Hole Factor】就是螺絲孔因子， 【 Boss Factor】是螺絲柱因子，【Depth Factor】為深度因子。 假設我們拿了一根 M2.6x10L的螺絲，其螺絲規格如下： 螺絲頭直徑4.14.5mm P51 螺絲頭直徑：4.14.5mm， 螺牙外徑(d)：2.472.55mm，取2.5mm。 螺絲長度為：10+0/-0.8mm， 螺絲牙距：0.91mm 如果要設計用在ABS/PC材質的塑膠上面，則其設計規範如下： 螺絲孔直徑 d

13、x Hole Factor 2.5 X 0.8 2.0mm 螺絲柱外徑 d x Boss Factor 2.5 X 2.0 5.0mm (最少) 螺絲最小嚙合深度 d x Depth Factor 2.5 X 2.0 5.0mm (最少) 螺絲嚙合牙數 5/0.91 5(牙) 一般來說螺絲孔的直徑必須比螺絲的外圍直徑稍微小一點點(x0.720.85)；一般人則較常忽 略螺絲柱的外徑也需要配合螺絲的外圍直徑(x1.72.2)，這裡列出的因子倍數應該是最小值，太小 的螺絲外徑很容易造成龜裂；深度因子也是最小要求，需要配合螺絲的直徑，螺絲的螺牙如果鎖 得不夠深，很容易就會被外力拉開 Rev.A 设计

14、要点设计要点: : 凸台凸台, , 螺丝柱螺丝柱: : 塑胶螺丝柱设计的重点关注项目塑胶螺丝柱设计的重点关注项目: : - 螺絲孔在設計时尽可能设计導孔(counter bore)或倒角以導 正螺絲鎖入,特别是选用平尾螺丝时必须设计導孔. - 螺絲孔的深度必須比螺絲的長度還要深，為了容納被自 P52 攻螺絲切銷出來的塑膠屑，以避免螺絲孔爆裂. - 塑胶螺丝柱如高度H10mm时从入牙处10mm内不允许设计拔模角度. - 两壳体螺丝柱设计以右图内外柱方式进行包覆,增加壳体 之前定位,防止螺丝锁入时偏位.除结构空间不足可不选择 此结构,但需要通过其实方式进行定位或设计導孔. - 螺絲的選擇：如果螺絲

15、孔深度足够尽可能選擇螺絲牙距 大一點的螺絲可以有效防止螺絲孔滑牙. Rev.A 不同材料不同材料、不同螺丝的螺丝柱孔设计值参考如下表所示不同螺丝的螺丝柱孔设计值参考如下表所示: : 凸台凸台, , 螺丝柱螺丝柱: : P53 Rev.A 螺丝钉的选择螺丝钉的选择: : 标标准准螺牙螺牙： - - 螺纹线轮廓夹螺纹线轮廓夹角角 6060度度 - - 螺纹线螺纹线比较比较浅浅 凸台凸台, , 螺丝柱螺丝柱: : P54 新新型型快速装配螺牙快速装配螺牙 - - 更更窄窄的的螺纹线轮廓夹螺纹线轮廓夹角角 3 30 0 4848度度 - - 更更深深的的螺纹螺纹 - - 更小的更小的径径向应力向应力

16、- - 应用在更小的应用在更小的BOBOSSSS设计中设计中 - - 提供更大的拉提供更大的拉拔拔力力 Rev.A 锁螺丝扭力锁螺丝扭力: : 因因为随着螺钉锁为随着螺钉锁入入BOBOSSSS的的距离增距离增 加加, ,摩擦摩擦力力随随之之增增大大, ,因此因此螺丝刀螺丝刀的的 扭矩扭矩就就必须必须要大于要大于螺钉完全锁螺钉完全锁入入 的的扭矩扭矩, ,但是如果但是如果扭矩扭矩过大就会过大就会损损 凸台凸台, , 螺丝柱螺丝柱: : P55 , ,但是如果但是如果扭矩扭矩过大就会过大就会损损 坏坏BOBOSSSS柱柱 Rev.A BOSSBOSS柱根部处理柱根部处理: : BOSS柱子尽量满足肋的设计要求和原 则,但是因为其特殊的作用,亦要求其尽量 有一定的强度,所以,在设计BOSS的时候, 还得照顾让其壁厚能厚一些,因此,我们不 得不采取其它一些手段来保证其缩水在 凸台凸台, , 螺丝柱螺丝柱: : P56 得不采取