塑膠件結構設計
關注創建者：匿名 創建時間：2022-04-12
塑膠件結構設計的實例教程
圖：超聲波焊接機的結構簡圖
然后，焊頭將接收到的高頻振動傳遞到待焊接塑膠件的界面，在該區域即兩個焊接的交界面處由于振動引起摩擦，因此會產生局部高溫，由于塑料導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，當溫度達到此塑膠件本身的熔點時，兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，熔化的塑膠填充于接口間的空隙，使其融合成一體。當超聲波停止作用后，讓壓力持續幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，形成牢固的結合。
圖：塑膠焊接結合的過程
超聲波焊接的優缺點：
在實際應用中使用超聲波焊接工藝有幾個吸引人的好處；但是，在使用超聲波焊接工藝之前必須了解這項技術的優缺點。
1、優點：
1)焊接速度快，效率高。絕大部分超聲波焊接可以在幾秒之內完成；
2)成本低。由于效率高，人工成本低，同時省去了大量夾具、粘合劑或者機械緊固件等的使用，因此超聲波焊接是一種非常經濟的塑膠件裝配方式；
3)強度高。超聲波焊接幾乎可以達到塑膠件本體強度的80%以上，在一些應用上甚至可以與注塑成型相媲美；
4）不改變塑料狀態，超聲波塑料焊接是一種固態工藝，可以通過精確控制，振動產生的高溫只會熔化塑膠而不會過度加熱導致降解，停止工作后會迅速冷卻固化，有助于保持塑料在連接前表現出的原始材料特性。
5)合理的塑膠件結構設計可以使得超聲波焊接達到一定程度的水密或氣密效果；
6)表面質量好，焊點美觀，可以實現無縫焊接；
7)工序簡潔，操作簡單，可以實現自動化焊接；
8)品質穩定，產品質量穩定可靠，焊接故障率低，適宜大批量生產；
9)超聲波焊接過程清潔，無需其他粘合劑，能源和材料效率高。
展開 接上篇：塑膠件的結構設計：螺紋連接結構篇（上）
塑膠件螺紋連接結構的設計原則：
連接強度原則；
成型性原則；
一、連接強度原則
在上篇中提到，由于檢查緊固力的方法很復雜，我們通常通過扭矩值來確認施力情況，也就是說，緊固力的大小可以通過扭矩值來表征，如果擰緊扭矩越大，相對于的緊固力就越大,，連接強度就越大。
由公式：擰緊扭矩Tα=Tr+X(Tf-Tr)可知，如果需要增大擰緊扭矩Tα，可以通過增大攻牙扭矩Tr和滑牙扭矩Tf來實現。
增大攻牙扭矩Tr
，這會導致前期攻牙階段的安裝扭矩變大，前期顯得很吃力，同時導致擰緊扭矩T
α
的范圍太窄，容易造成滑牙，這不是我們想要的結果。
增大滑牙扭矩Tf
，也就是增大了滑牙扭矩T
f
和攻牙扭矩T
r
之間的差值(T
f
-T
r
)，這樣的結果是擰緊扭矩T
α
增大了，同時使得擰緊扭矩Tα在一個較大的容差范圍內。
那么，如何增大滑牙扭矩Tf呢？
滑牙緊固力公式：
滑牙扭矩公式：
由以上公式可知，增大以下因素：σt（塑膠材料的拉伸屈服應力）；Dp（螺絲中徑）；L（螺紋旋合深度）；f1（螺紋與塑膠之間的摩擦系數）；f2（螺絲頭底部與塑膠之間的摩擦系數）；p（螺絲的螺距）；都可以增大滑牙扭矩Tf。
展開 接上篇：塑膠件的結構設計：拔模斜度篇（上）
05 拔模斜度設計的原則
保證出模要求
保證結構功能
保證外觀要求
二、保證結構功能
一個完整的產品本質上是不同的零件有序的構成，不同零件之間通過連接關系連接成一個整體，一個零件的拔模不僅僅對自身的結構產生影響，同時也會影響到與之配合的另一零件。
1、零件拔模后，對螺絲支承面的影響。
對支撐面進行拔模，可以方便出模，但是拔模后，螺絲的支承面與螺柱中心線不垂直，強行鎖緊后，被固定件可能會被壓歪。
2、零件拔模后，對過盈配合的影響。
塑膠件之間可以互相配對拔模，過盈配合精度不影響，但是對于無拔模斜度的標準件（如軸承、轉軸等）與塑件件過盈配合就需要注意，比如以下這種小軸與柱子內孔的過盈配合，內孔如果拔模，過盈效果容易失效，內孔通過司筒針出模可以實現內孔無拔模。
對于軸承的過盈配合，稍大的軸承孔無法通過司筒針出模達到無拔模斜度，采用常規出模方式需要設計拔模斜度，如下面軸承孔，內孔大面拔模，筋位面積小，可以不拔模，強脫出模。
3、零件拔模后，分型面的確定會影響結構精度。
在拔模時，當對零件中的d1、d2、d3、d4有同心度要求時，分型面必須在A～A處且d1與d2設計在同一型芯上才能使模具保證其要求。
4、零件拔模后，分型線（夾線）出模、外觀、結構的影響。
一般的通孔是通過前后模的碰穿成型，只是碰穿位置的不同，導致夾線的位置也不同，通孔拔模后，一般有以下3種碰穿方式，夾線（批鋒）就產生在前后模的相碰處。
展開 01 分型面（線）的含義
所謂分型，即把塑件件成型部分的模仁分出若干個模塊，模塊與模塊之間的接觸面叫做分型面，也加分模面，狹義上的分型面，指的是塑件件外形最大輪廓處的分型面，即分出型腔和型芯，或者前模和后模。廣義上的分型面，還包括塑件件局部的分型面（孔的分型面），以及所有參與成型的模塊的分型面（如滑塊、斜頂、鑲件、頂針等的分型面）。
分型面與塑膠件表面相交的分界線，叫做分型線，英文為：Parting Line，因此分型面在業內一般簡稱PL面。由于成型模塊之間接觸不可能做到毫無間隙，塑膠件成型后，這條間隙復制到塑膠件上便形成一條類似批鋒的殘膠痕跡，因看起來像一條線，所以稱為分型線，也叫夾線。
如果說，分型面主要是針對模具而談，那么分型線就是分型面在塑膠件上的體現，分型線的粗細會影響塑膠件的外觀、功能。因此，在塑膠件的結構設計時，需要特別注意。
02 分型面的種類
我們一般把塑件件外形最大輪廓處的分型面稱為主分型面，其他的為輔助分型面。
分型面的形式
1、平面分型面：平面分型面是比較常見的、簡單的，它是一個垂直于開模方向的平面，如下圖所示。
2、階梯分型面：根據一些塑件的具體情況，將分型面做成階梯狀，如下圖所示。
對于階梯分型線，由于型腔一側受力較大，在型腔兩側產生注射偏心力，造成定半模和動半模之間存在相對滑動傾向，其滑動方向如下圖所示。所以應首先選擇階梯面淺（垂直投影面積較大的一側）的分型面，如下右圖。
在排模時，將兩個模腔對稱排列，如下圖所示。使模體兩側承受的注射力平衡，使模具結構緊湊。
如果階梯分型面階梯落差太大，可考慮設計枕位，局部做階梯分型面。
展開 接上篇：塑膠件的結構設計：卡扣篇（上）。
卡扣設計的原則
卡扣設計的最終目標是要實現兩個零件之間的成功連接固定，要達到連接固定的效果，卡扣設計時需要從以下幾方面進行考慮：連接可靠性、約束完整性和裝配協調性，它們是卡扣連接成功的關鍵要求，其他要求還應該包括制造工藝的可行性、成本的高低等。
連接可靠性，是卡扣設計中最重要的一個設計指標，一般會從以下幾個方面去考慮：
l
連接符合功能預期；
l 連接強度；
l 在用戶使用過程中不發生分離、松動、破損、噪聲；
l 能夠適應使用過程中因環境因素引起的產品變形或蠕變；
l 保證維修拆卸的功能與設計預期一致。
實際上，在產品設計過程中，會根據產品的定位、部件的功能以及成本去選擇需要滿足的連接可靠性要求，并不是每個設計都需要完全滿足以上要求，比如有些設計不需要經常拆卸或維修，那么設計符合前三點就可以，如果需要經常拆卸，那么就需要考慮拆后卡扣的功能與設計預期一致，此時卡扣設計的類型選擇或具體設計參數上就會有所改變，比如下圖中同樣是電池蓋，但是應用在充電寶和遙控器上卡扣的設計就會不同。
下面針對懸臂梁卡扣的連接強度計算進行分析介紹：
一、常見的懸臂梁卡扣的主要有以下參數：
1、梁根部的厚度Tb
T
b
一般為壁厚T
w
的50%~60%，太小可能會存在充模和流動問題，太大可能會存在冷卻問題，進而會導致大的殘余應力、縮孔和縮痕。當梁是從壁面延伸出來時，T
b
可等于T
w
。
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二、塑膠件超聲結構的設計
1、超聲結構
通過超聲產生的能量是瞬時的，接縫面積越大，能量分散越嚴重，焊接效果越差，甚至無法焊接。另外超聲波是縱向傳波的，能量損失同距離成正比，遠距離焊接應控制在6cm以內。焊接線應控制在0.3~0.8mm之間為宜，工件的壁厚不能太小，否則不能良好熔接，特別是要求氣密的產品。等等以上這些限制條件說明要達到良好的焊接效果，必須要設計合理的超聲結構。
5)合理的塑膠件結構設計可以使得超聲波焊接達到一定程度的水密或氣密效果；
6)表面質量好，焊點美觀，可以實現無縫焊接；
7)工序簡潔，操作簡單，可以實現自動化焊接；
8)品質穩定，產品質量穩定可靠，焊接故障率低，適宜大批量生產；
9)超聲波焊接過程清潔，無需其他粘合劑，能源和材料效率高。
表面處理是壓鑄行業不可或缺的一部分。如果您正在尋找有關壓鑄零件表面處理的簡單信息，通過閱讀本文，你會了解壓鑄件的表面處理、其類型和重要性。
一、為什么壓鑄產品需要表面處理？
表面處理對于壓鑄表面很重要，因為它使最終產品看起來更精細，美觀、使用壽命更長。
壓鑄件表面處理后獲得的其他好處包括：
1、增強美學
壓鑄件表面處理有助于消除制造過程中產生的缺陷，從而使表面看起來干凈
01 倒角的分類：
最常用的倒角分為倒圓角和倒斜角，如下圖所示。
倒圓角是指將零件的兩曲面通過一圓角曲面相切連接，標準的圓角通常用一半徑值R表示其大小。
倒斜角是指將零件的兩曲面通過一斜角曲面成角度連接，標準的斜角通常用一距離值C表示其大小，標準的角度值為45°。
圖：圓角和斜角的標注
在GB/T16675.2-1996《技術制圖簡化表示法第2部分：尺寸注法
因此，在塑膠件的結構設計時，需要特別注意。
02 分型面的種類
我們一般把塑件件外形最大輪廓處的分型面稱為主分型面，其他的為輔助分型面。
分型面的形式
1、平面分型面：平面分型面是比較常見的、簡單的，它是一個垂直于開模方向的平面，如下圖所示。
2、階梯分型面：根據一些塑件的具體情況，將分型面做成階梯狀，如下圖所示。
接上篇：塑膠件的結構設計：拔模斜度篇（上）
05 拔模斜度設計的原則
保證出模要求
保證結構功能
保證外觀要求
二、保證結構功能
一個完整的產品本質上是不同的零件有序的構成，不同零件之間通過連接關系連接成一個整體，一個零件的拔模不僅僅對自身的結構產生影響，同時也會影響到與之配合的另一零件。
1、零件拔模后，對螺絲支承面的影響。
01 拔模斜度的含義
拔模斜度，單看字面就知道，是針對模具進行設計的角度，確切地講，是模具平行出模方向上成型部分的面的出模角度，也叫拔模角。
02 拔模斜度由誰設計？
由于拔模斜度最終是體現在模具上，因此會存在拔模斜度的設計者之爭，即拔模斜度該由結構工程師設計還是由模具工程師設計，針對這點目前有兩種主流做法：
1、結構工程師需要在零件設計階段把所有面拔模完善（個別結構無法確定，需要模具工程師評估的除外
01 止口的含義
止口結構，在產品結構設計上也是一種常見的結構，對于有經驗的工程師那是再熟悉不過了，然后對于初學者來說，他們并不一定知道，更談不上理解，所以，為了幫助初學者理解，對止口的概念稍加文字介紹。
止口：止，從字面上理解是停止、禁止、限制的意思，比如說適可而止、淺嘗輒止、望梅止渴；而在產品結構上通常表示限位的意思（即限制零件的移動，主要是對X軸和Y軸的限位，Z軸方向的限位通常通過螺絲或者卡扣之類的聯接結構限位
塑膠件螺紋連接結構的設計原則：
連接強度原則；
成型性原則；
一、連接強度原則
5、拔模斜度
螺釘柱的拔模角度對內孔徑和壁厚是有影響的，隨著螺絲柱的高度越高，其影響就越大，特別是對于內孔，拔模后內徑大小對緊固力和滑牙扭矩都有影響，那到底需不需要拔模呢？
