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產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計總原則就是在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時遵循的基本思路及規(guī)則，這些基本規(guī)則讓產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理，無論是塑膠產(chǎn)品還是五金產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的總原則包括合理選用材料、選用合理的結(jié)構(gòu)、盡量簡化模具結(jié)構(gòu)和成本控制等。
塑料件產(chǎn)品大部分是通過塑膠模具注塑成型的，在做塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)遵循產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的總原則。除此之外，塑料還有一些基本的設(shè)計要求，如料厚、加強(qiáng)筋、圓角等 
塑料件料厚是塑料件最基本的設(shè)計要求，與塑料件的外形尺寸息息相關(guān)，一般來說，外形尺寸大的產(chǎn)品料厚要大。塑料件料厚決定了產(chǎn)品的強(qiáng)度、重量、裝配等。 （1）塑料件料厚可根據(jù)材料的不同及產(chǎn)品外形尺寸的大小來選擇，其范圍一般為0.6～6.0mm，常用的厚度一般在1.5～3.0mm 之間。 常用塑料件料厚推薦值，小型產(chǎn)品是指最大外形尺寸L<80.0mm，中型產(chǎn)品是指最大外形尺寸為 80.0mm<L<200.0mm，大型產(chǎn)品是指最大外形尺寸L>200.0mm。 表4-1 常用塑料件料厚推薦值 （2）塑料件料厚盡量均勻，否則會產(chǎn)生塑料件充填不均勻引起變形、局部產(chǎn)生凹陷等缺陷。 如果塑料件因結(jié)構(gòu)需要料厚不均勻時，應(yīng)逐漸過渡，以免厚度變化太大產(chǎn)生應(yīng)力集中或者產(chǎn)生局部凹陷影響產(chǎn)品的外觀及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 
圖4-1所示是產(chǎn)品從薄到厚的變化 
圖4-2所示是從厚到薄的變化，料厚都要逐漸過渡。 技巧提示：料厚變化不能過大，從薄到厚不要超過2.0倍，從厚到薄不要少于原膠位的0.50倍。 
脫模斜度是指塑料件在出模方向應(yīng)具有一定的傾斜角度，是滿足模具正常出模的必定條件，在設(shè)計塑膠件產(chǎn)品時，無論外觀還是里面的結(jié)構(gòu)都要有脫模斜度。脫模斜度與產(chǎn)品外觀、材料、產(chǎn)品外形尺寸、產(chǎn)品功能相關(guān)，脫模斜度的設(shè)計要點(diǎn)主要有以下幾個方面。 （1）產(chǎn)品外觀要求高的產(chǎn)品，脫模斜度要小。（2）產(chǎn)品精度要求高的產(chǎn)品，脫模斜度要小。（3）產(chǎn)品外形尺寸大的產(chǎn)品，脫模斜度要小。（5）產(chǎn)品外表面光亮，脫模斜度適當(dāng)做小。（7）產(chǎn)品外形復(fù)雜，脫模斜度要加大。（8）注塑流動性差或者增強(qiáng)的塑料，脫模斜度要加大。（9）產(chǎn)品料厚大，脫模斜度要適當(dāng)加大。（10）收縮率大的塑料應(yīng)選用較大脫模斜度。（11）透明件塑料脫模斜度要適當(dāng)加大。
表4-2 常用塑料的脫模斜度 技巧提示：塑膠產(chǎn)品應(yīng)防止在出模時外觀面拉傷，無論選用什么材料，建議外觀面的脫模斜度不要少于3°。（1）產(chǎn)品外觀外形以大端為基準(zhǔn)，斜度采用減膠拔模方式向小端取得
圖4-3 外形脫模斜度方向的確定 （2）內(nèi)孔以小端直徑為基準(zhǔn)，斜度采用減膠拔模方式向擴(kuò)大方向取得
圖4-4 內(nèi)孔脫模斜度方向的確定 （3）筋位以大端為基準(zhǔn)，斜度采用減膠拔模方式向小端取得
圖4-5 筋位脫模斜度方向的確定 （4）特殊情況下為保證均勻料厚和模具順利出模，一側(cè)減膠拔模，另一側(cè)需加膠拔模
圖4-6 特殊情況下脫模方向的確定 技巧提示：塑膠產(chǎn)品在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，嚴(yán)格來說所有拔模斜度都要做出，但在實(shí)際工作中，凡是重要配合面的拔模斜度一定要做出，非重要面（如筋位）的拔模斜度一般無須做出，模具設(shè)計人員會根據(jù)公司內(nèi)定標(biāo)準(zhǔn)做出拔模角度。
在進(jìn)行塑料件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時，為了提高產(chǎn)品強(qiáng)度和避免膠件注塑時應(yīng)力集中、便于脫模，產(chǎn)品各面相交之間應(yīng)設(shè)計過渡圓角
圖4-7 過渡圓角 （1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計無特殊要求時，過渡圓角由相鄰的料厚決定，內(nèi)側(cè)圓角半徑（R）一般取值范圍是料厚（t）的0.50～1.50倍，但最小圓角半徑不得小于0.30mm
圖4-8 過渡圓角的設(shè)計 （2）產(chǎn)品內(nèi)外表面的拐角處設(shè)計圓角時，應(yīng)保持料厚均勻，如圖4-9所示，Ra=Rb+t。
圖4-9 內(nèi)外圓角與料厚的關(guān)系 （3）在進(jìn)行塑膠件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時，尤其要注意模具的分型面不要有圓角，除非產(chǎn)品有特別要求。如果分型面有圓角，則會增加模具制作難度，在產(chǎn)品的外表面也會留下夾線痕跡，影響外觀
圖4-10 模具分型面上不要有圓角 （4）產(chǎn)品的外觀面和內(nèi)表面能接觸到的地方不允許有尖角利邊，必要時作倒圓角處理，最小圓角半徑不要小于0.30mm，以防刮傷手指，尤其是做玩具類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時要特別注意。圖4-11 外觀面倒圓角防刮手
有時在不改變料厚的前提下，為了提高塑料件的強(qiáng)度和剛度，就需要合理設(shè)計加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋在塑料產(chǎn)品中的作用是提高塑膠件產(chǎn)品強(qiáng)度和剛度，防止塑件變形，同時也有利于注塑時原料的流動。 加強(qiáng)筋的應(yīng)用有長條形網(wǎng)格加強(qiáng)筋，也有圓形網(wǎng)格加強(qiáng)筋。
圖4-12 長條形網(wǎng)格加強(qiáng)筋
圖4-13 圓形網(wǎng)格加強(qiáng)筋
圖4-14 加強(qiáng)筋厚度設(shè)計 - 尺寸A是加強(qiáng)筋的大端厚度，取值范圍在0.4t～0.60t，一般取值是料厚的50%。
- 尺寸B是加強(qiáng)筋的高度，一般要求不大于3t。
- 尺寸C是兩個加強(qiáng)筋的距離，一般要求不小于4t。
- 尺寸D是加強(qiáng)筋離零件表面的距離，一般要求不小于1.00mm。
如果螺絲柱過高或者需要承受一定的力度時，就需要設(shè)計加強(qiáng)筋以增強(qiáng)其強(qiáng)度，有遠(yuǎn)離側(cè)壁螺絲柱的加強(qiáng)筋，也有靠近側(cè)壁螺絲柱的加強(qiáng)筋。圖4-15 遠(yuǎn)離側(cè)壁螺絲柱的加強(qiáng)筋圖4-16 靠近側(cè)壁螺絲柱的加強(qiáng)筋圖4-17 螺絲柱的加強(qiáng)筋設(shè)計說明螺絲柱的加強(qiáng)筋設(shè)計 - 尺寸A是加強(qiáng)筋上端的平面寬度，應(yīng)不小于0.50mm。
- 尺寸B是加強(qiáng)筋底端的寬度，取值范圍是螺絲柱高度的0.20～0.50倍。
- 尺寸C是加強(qiáng)筋離螺絲柱頂端平面的距離，應(yīng)不小于1.00mm。
（3）如果在支撐面做加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋應(yīng)低于支撐面，以保證支撐面平齊支撐面是承受產(chǎn)品重量的底面，對于稍大尺寸的產(chǎn)品而言，如果用整個面做支撐面，則不利于底部的平整，所以需要設(shè)計一些凸邊或者凸臺、凸點(diǎn)來支撐。支撐面的高度應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的外形尺寸來定，一定取值范圍是0.30～2.00mm孔是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常碰到的，常見的孔有兩類，一類是圓形孔，另一類是非圓形孔。設(shè)計孔的位置時，應(yīng)在不影響塑料件強(qiáng)度的前提下盡量減少模具加工的難度。- 尺寸 A 是孔之間的距離，孔徑若小于3.00mm，建議 A 數(shù)值不小于 D；孔徑若超過3.00mm，則A數(shù)值可取孔徑的0.70倍。
- 尺寸B是孔與邊的距離，建議B數(shù)值不小于D。
- 尺寸A是盲孔的深度，建議A數(shù)值不大于5D。
- 尺寸B是通孔的深度，建議B數(shù)值不大于1 0D。
技巧提示：這里講的孔不包括螺絲柱的內(nèi)孔。（3）螺絲頭孔優(yōu)先選用（a）所示的形式，如果結(jié)構(gòu)需要選用（b）所示的形式時，錐形面應(yīng)低于端面且不少于0.50mm，以免孔表面裂開。
塑料產(chǎn)品上的文字及圖案分為凸出表面和凹下表面兩種，其加工方式一般也有兩種，小型文字及圖案由模具蝕刻獲得，稍大的文字及圖案由模具加工直接得到。（1）塑料產(chǎn)品上的文字及圖案最好采用凸出表面的方式，這樣在模具上就是凹下表面的，模具加工簡單很多。如果因為結(jié)構(gòu)需要表面不允許有凸起時，可采用將有文字或者圖案的區(qū)域凹下表面一定的深度，然后在凹槽內(nèi)凸出文字或者圖案，這樣既滿足了結(jié)構(gòu)的要求，又便于模具制作。凸出文字表面最好比凹槽表面低0.10mm左右。（2）塑料產(chǎn)品上的文字及圖案，凸出表面高度一般為0.15～0.30mm，凹形文字及圖案深度為0.15～0.25mm- 尺寸C、D是字符離邊緣的距離，建議不小于0.60mm。
螺紋用于連接零件，在塑膠產(chǎn)品上也經(jīng)常用到。塑膠產(chǎn)品上的螺紋與五金產(chǎn)品有些不同，塑膠產(chǎn)品上的螺紋通過模具注塑成型，精度相對不高，細(xì)的螺紋很難成型；而五金產(chǎn)品上的螺紋是通過機(jī)械加工而成的，精度高，能加工很細(xì)的螺紋。（1）塑料產(chǎn)品上的螺紋直徑不能太小，外螺紋直徑不小于3.00mm，內(nèi)螺紋直徑不小于2.00mm，螺紋的螺距不小于0.50mm（2）為保證內(nèi)外螺紋良好旋合，塑膠螺紋的配合長度不宜過長，建議其配合長度L不大于2倍螺紋直徑（3）塑膠螺紋的第一圈容易崩裂或脫扣，且為了便于脫模，需要在螺紋的首尾端設(shè)計一段無螺紋的圓柱面，圓柱面高度不小于0.50mm塑料件上的嵌件是指在模具注塑時將其他材料的零件植入塑料產(chǎn)品中，與塑膠產(chǎn)品結(jié)合在一起。嵌件使用最多的就是金屬類零件，小型嵌件如螺絲、螺母；稍大嵌件如手機(jī)產(chǎn)品中為了減小厚度在電池倉下的底面采用的不銹鋼片等。嵌件的主要作用是提高塑料件的機(jī)械強(qiáng)度及耐磨性能等。設(shè)計金屬嵌件的基本要求有以下幾個方面。（1）嵌件對尺寸精度要求高，如螺母類零件，螺母的外形尺寸與螺紋直徑差異稍大就會導(dǎo)致其在模具中很難定位。（2）嵌件的強(qiáng)度要足夠高，由于模具注塑壓力大，強(qiáng)度不夠的零件容易被損壞。（3）嵌件與塑膠料要有緊密的結(jié)合，且不能松脫、搖動。圓柱形嵌件需要在外觀上進(jìn)行滾網(wǎng)格花紋處理，以增強(qiáng)附著力。（4）如果嵌件材料為片材類如不銹鋼片，為防止脫落，四周側(cè)壁上應(yīng)多設(shè)計一些掛臺及切口嵌入塑料內(nèi)。（5）嵌件的外形最好設(shè)計成圓柱形，以便在模具中放置與定位。（6）嵌件的外形尺寸不易過大，厚度不易過薄，防止在注塑時變形。自攻牙螺絲是一種粗牙螺絲，通過自身的螺紋實(shí)現(xiàn)“攻”、“鉆”、“擠”、“壓”，從而讓兩個零件進(jìn)行緊固連接，其廣泛應(yīng)用于塑料、較軟的金屬、木制品等之間的連接。Classification of self tapping screw （1）按頭型分為圓頭、沉頭、圓頭加墊圈、六角頭、圓柱頭、半圓頭、半沉頭等
（2）按槽型分為十字形、內(nèi)六角形、一字形、梅花形、菊花形、三角形、四方形等
（3）按牙尾型分為平尾、尖尾、平尾開口、尖尾開口等① PB2.60mm×4.00mm是代表圓頭平尾2.60mm的自攻牙螺絲，長度為4.00mm。② PWB2.60mm×5.00mm是代表圓頭加墊圈平尾2.60mm的自攻牙螺絲，長度為5.00mm。③ PA2.60mm×6.00mm是代表圓頭尖尾2.60mm的自攻牙螺絲，長度為6.00mm。④ KB2.60mm×5.50mm是代表沉頭平尾2.60mm的自攻牙螺絲，長度為5.50mm。⑤ PAT2.60mm×7.00mm是代表圓頭尖尾開口2.60mm的自攻牙螺絲，長度為7.00mm。Calculate length of self tapping screw The difference between self tapping screw and machine screw （1）相對來說，自攻牙螺絲比機(jī)牙螺絲牙距要大，牙型要粗。（2）機(jī)牙螺絲牙尾型是沒有尖尾的，也沒有開口的。（1）自攻螺絲由于有自攻特性，無須螺母，只要有孔就行。（2）機(jī)牙螺絲需要螺母或者與螺絲牙型配套的螺紋孔。（1）自攻牙螺絲與機(jī)牙螺絲常用于塑料、薄的或者軟的金屬件、木制品等。（2）機(jī)牙螺絲常用于金屬件的連接，如果用于其他材料，需預(yù)埋螺母。（1）自攻牙不宜經(jīng)常拆卸，否則會因滑牙而失效。Self tapping screw, screw column design
- 尺寸I是螺絲頭的過孔直徑，比螺絲頭直徑要大0.20mm。
- 自攻牙螺絲柱深度不小于2.50mm，螺絲越大，深度相應(yīng)增加。
- 自攻螺絲常用長度有2.50mm、3.00mm、3.50mm、4.00mm、4.50mm等。
技巧提示：以上數(shù)據(jù)是根據(jù)ABS塑膠材料來定的，如果是較硬的塑料，自攻牙螺絲柱內(nèi)徑可適當(dāng)做大，如果是較軟的塑料，自攻牙螺絲柱內(nèi)徑可適當(dāng)做小。Self tapping screw material and common surface treatment 自攻牙螺絲常用的材料有鐵、低碳鋼、中碳鋼、不銹鋼、黃銅等。常用表面處理有鍍鎳（銀白色）、鍍鋅（藍(lán)鋅或白鋅等）、鍍銅（紅銅或黃銅等）、鍍鉻（銀白色或黑色）、氧化、煲黑等。技巧提示：不銹鋼螺絲表面可不用處理，主要用于高端產(chǎn)品。塑料產(chǎn)品的精度不高，影響塑料產(chǎn)品精度的原因有多方面，如塑膠材料的種類、塑料產(chǎn)品形狀及尺寸、模具設(shè)計及加工水平、注塑參數(shù)等。國家對塑料件的精度頒布了公差標(biāo)準(zhǔn)，劃分了精度等級表4-5 塑膠產(chǎn)品公差數(shù)值表技巧提示：公差標(biāo)準(zhǔn)通常作為參考，在實(shí)際工作中，一般采用實(shí)際裝配的方式來檢驗塑膠產(chǎn)品的合理性。舉個簡單的例子，如果生產(chǎn)出來的塑膠產(chǎn)品符合國家公差標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)物裝配起來還是有比較明顯的間隙，這就需要根據(jù)間隙的大小來修改模具。在塑膠產(chǎn)品上標(biāo)注公差時，重要的尺寸公差直接標(biāo)注在尺寸上，非重要的尺寸公差列表說明即可。對于精度要求高的產(chǎn)品，重要尺寸選用表4-5中的第一級公差，非重要尺寸選用第二級公差。
表4-6 塑料制品精度等級的選用
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