关于作者:
钟元,2011年出版书籍《面向制造和装配的产品设计指南》(DFMA)。
2019年11月即将出版《面向成本的产品设计:降本设计之道》(DFC)。
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均匀壁厚
均匀壁厚,这是塑胶件设计最重要的原则。避免壁厚急剧变化,保证平滑过渡。
局部过厚处掏空并使用加强筋补强
局部过厚的区域会导致塑胶件发生缩水和翘曲等缺陷,需要进行掏空的设计,并使用加强筋补强。
避免尖角
塑胶件的任意部位(分模线处除外)都需要避免尖角。
加强筋的设计
加强筋常用于提高塑胶件的强度,其厚度一般在壁厚的0.5~0.7倍,加强筋厚度过厚会造成缩水,高度一般在壁厚的3倍以下。
脱模斜度
在可能的情况下,设计至少2度的脱模斜度,特征高度越高,脱模斜度越大。
支柱
当塑胶件需要使用螺纹连接时,推荐使用自攻螺丝,并在塑胶件上设计支柱。不推荐螺牙注塑成型,这是因为直接成型的螺牙会在脱模时造成倒扣;也不推荐在塑胶件上直接攻牙,因为二次加工成本高。
螺纹嵌件
当需要反复的拆卸时,可以使用螺纹嵌件。螺纹嵌件可以通过热熔、超声波和模内注塑等方式加工。
卡扣紧固
卡扣是最简单、最经济以及最快速的塑胶件紧固工艺。
干涉筋
干涉筋是指塑胶件上的局部凸起特征,当其它零件例如轴承等装配到塑胶件之中时,干涉筋因为受力变形而把轴承卡紧。干涉筋是轴、轴承类零件进行紧配合时常用的一种方法。干涉量为0.25mm,干涉筋不必添加脱模斜度。
活铰链
活铰链是塑胶件上较薄较有弹性的一部分,把一个塑胶件的两部分较硬实体连接为一个整体,并允许两部分实体绕着活动铰链旋转一定角度甚至180度以上。
倒扣
尽量避免倒扣,倒扣会增加模具复杂度和模具成本。
强脱
当塑料具有足够的弹性时,可以使用强脱。强脱常用于加工杯盖中的螺纹。避免对玻纤增强塑料使用强脱。一般来说,PP、HDPE和PA可以承受直径大小5%的强脱。
滑块
当塑胶件中存在倒扣时,由于美观或技术的原因,必须使用侧向的抽芯机构即滑块。在塑胶件设计时,需要为滑块的运动提供预留空间;另外,滑块的运动方向应当与开模方向垂直,非垂直方向会使得模具复杂。
一些降本建议
- 避免倒扣。倒扣会增加模具成本和模具复杂度,同时需要经常性的维护。
- 减少塑胶件的尺寸。塑胶件尺寸越小,加工效率越高,成本越低。
- 避免一些细微特征。细微特征需要较长的加工时间和表面处理时间,例如文字需要使用EDM加工,加工成本高。
- 避免对塑胶件表面做出过高的要求,否则会增加模具成本。对于内部塑胶件,尽量避免过高的表面要求。
- 当年产量要求较低时,可考虑使用机加工的方法来对塑料板进行加工,而不是开模的方式。
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