日常生活中,我们使用到各种各样的塑料制品,大到家电、厨房洗漱用品,小到饮料瓶,水杯等等,塑料制品随处可见。我们是否会有一种疑问,这些塑料制品是怎样被设计制作出来的?我们在设计制作这些塑料制品时,又应该注意什么?
洗衣机外壳和洗衣液瓶子首先,我们先认识一下塑料,什么叫塑料?
塑料是以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物(macromolecules),其抗形变能力中等,介于纤维和橡胶之间,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。
塑胶原料定义为是一种以合成的或天然的高分子聚合物,可任意捏成各种形状最后能保持形状不变的材料或可塑材料产品。常见的塑料有以下几种:
塑料的品种是非常多的,我只是列举了常用的一些塑料。在我们设计中,根据使用场景的不同,会选择相对应的塑料,这是由塑料本身的特性决定的。有的塑料本身是有毒性的,那么就不能使用在食品上。
塑料设计也是有它的规则和设计原则的。一般设计原则有以下一些内容,
1.选择合适的壁厚。一般来说壁厚的选择是根据产品的特性和产品的大小来决定的,在满足要求的情况下,我们一般选择最经济的料厚。另外产品的料厚原则上是要均匀的,如果做不到完全均匀,那么在过渡处必须做好分化。一般来说,过渡处的分化一般要求大于等于3。
A/S的值即为分化如图示,A/S的值一般要求最小是3,该值越大表明壁厚过渡处越均匀,越不容易产生缩水等不良。
2合适的脱模斜度。
塑胶件是由模具做出来的。而脱模角度是指塑料在出模方向应具有一定的倾斜角度,是满足模具正常出模的必定条件,因此在设计塑胶产品时,无论外观还是里面的结构都要有脱模斜度。
一般来说,脱模斜度越大越利于产品出模,但是并不是说脱模斜度越大越好,很大的脱模斜度会导致上下端尺寸差异过大,会影响外观装配等。因此要选择合适的脱模斜度,一般来说,建议外观面的脱模斜度大于3°。
脱模斜度的定义3圆角设计
在进行塑料产品结构设计时,为了提高产品强度和避免零件注塑时应力集中、便于脱模,产品各面相交之间应设计过渡圆角。
一般来说过渡圆角由相邻的料厚决定,内侧圆角半径一般是料厚的0.5-1倍,但是最小圆角不得小于0.3mm。
特别需要注意的是模具的分型面不要有圆角,因为分型面有圆角,会增加模具制作难度,在产品的外表面也会有夹线,这会影响产品外观。
4塑料件的加强筋设计
在不改变料厚的前提下,为了提高塑料件的强度和刚度,就需要合理的设计加强筋,加强筋在塑料产品中的作用是提高塑料件产品的强度和刚度,防止零件变形,同时也有利于注塑时原料的流动。
一般我们需要注意两个方面的加强筋,一是零件平面和相交之间的加强筋,另一种是boss柱的加强筋。平面上的加强筋我们一般设计成长条形网格筋或者斜形网格筋。
长条形网格筋斜网格筋5孔的设计和boss柱的设计
孔在设计时经常用到,常见的孔有2类,一类是圆形孔,另一类是非圆形孔。设计孔的位置时,应该在补影响塑料件强度的前提下尽可能地减少模具加工的强度。
常见孔的设计形式其实塑料件的设计需要注意的方面还有很多,本文篇幅有限,不能一一列举,只能介绍一些常用的注意要点,相信从事各位工作的你们比我更加精通具体内容。
塑料件的设计需要在不断地学习和实践中,逐渐形成自己独有的见解和技能。只有通过不断地学习和实践,才能逐渐掌握塑料件设计的精髓。然后我们所学的知识反补我们的工作,而工作的验证又会使我们的理解更加深刻,久而久之,必然会成为一个优秀的结构工程师。
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