Как конструировать пластиковые детали

Ниже мы подробно рассказываем, как проектировать пластиковые детали в трех аспектах.

* 10 советов по дизайну пластиковых деталей, которые вы должны знать

 

1. Определить внешний вид, дизайн и размер изделия.

Это первый шаг во всем процессе проектирования. В соответствии с исследованиями рынка и требованиями клиентов определять внешний вид и функции продуктов, а также формулировать задачи по разработке продуктов.

Согласно заданию на разработку, команда разработчиков проводит технико-технологический анализ реализуемости продукта и строит трехмерную модель внешнего вида продукта. Затем, в соответствии с реализацией функции и сборкой продукта, планируются возможные детали.

 

2. отделите отдельные детали от чертежей продукта, выберите тип пластмассовой смолы для пластмассовых деталей.

На этом шаге нужно отделить детали от 3D-модели, полученной на предыдущем шаге, и спроектировать их как отдельные. В соответствии с функциональными требованиями к деталям выберите подходящее сырье из пластика или фурнитуры. Например, ABS обычно используется в

Корпус, АБС / ВС или ПК должны иметь определенные механические свойства, прозрачные части, такие как абажур, фонарный столб из ПММА или ПК, шестерни или изнашиваемые детали из ПОМ или нейлона.

После выбора материала деталей можно приступать к детальному проектированию.

 

3. определить углы наклона

Углы уклона позволяют извлекать пластик из формы. Без углов уклона деталь будет оказывать значительное сопротивление из-за трения при снятии. Углы уклона должны присутствовать с внутренней и внешней стороны детали. Чем глубже деталь, тем больше угол уклона. Простое практическое правило - угол наклона 1 градус на дюйм. Недостаточный угол наклона может привести к появлению царапин по бокам детали и / или больших отметин от штифта выталкивателя (подробнее об этом позже).

Углы уклона внешней поверхности: чем глубже деталь, тем больше угол уклона. Простое практическое правило - угол наклона 1 градус на дюйм. Недостаточный угол наклона может привести к появлению царапин по бокам детали и / или больших отметин от штифта выталкивателя (подробнее об этом позже).

Обычно для того, чтобы поверхность выглядела хорошо, на поверхности деталей делают текстуру. Стена с фактурой шероховатая, трение большое, вывести ее из полости непросто, поэтому требуется больший угол вытяжки. Чем грубее текстура, тем больший угол вытяжки нужен.

 

4. определите толщину стенки / равномерную толщину

Формование твердой формы нежелательно при литье под давлением по следующим причинам:

1). Время охлаждения пропорционально квадрату толщины стенки. Длительное время охлаждения твердого вещества подрывает экономию массового производства. (плохой проводник тепла)

2). Более толстая секция дает усадку больше, чем более тонкая секция, тем самым вызывая дифференциальную усадку, приводящую к короблению или проседанию и т.д. (характеристики усадки пластмасс и характеристики ПВТ)

Поэтому у нас есть основное правило для проектирования пластиковых деталей; По возможности толщина стенки должна быть равномерной или постоянной по всей детали. Эта толщина стенки называется номинальной толщиной стенки.

Если в детали есть сплошное сечение, его следует сделать полым путем введения сердечника. Это должно обеспечить равномерную толщину стенок вокруг сердечника.

3). Что необходимо учитывать при выборе толщины стенки?

Он должен быть достаточно толстым и жестким для работы. Толщина стенки может составлять от 0,5 до 5 мм.

Он также должен быть достаточно тонким, чтобы охлаждаться быстрее, что приведет к снижению веса детали и повышению производительности.

Любое изменение толщины стенок должно быть минимальным.

Пластиковая деталь с разной толщиной стенок будет испытывать разную скорость охлаждения и разную усадку. В таком случае достижение высокой толерантности становится очень трудным, а зачастую и невозможным. Если изменение толщины стенок существенно, переход между ними должен быть постепенным.

 

5. конструкция соединения между частями

Обычно нам нужно соединить две оболочки вместе. Образовать замкнутое пространство между ними для размещения внутренних компонентов (узла печатной платы или механизма).

Обычные типы подключения:

1). Карабин:

Карабинное соединение обычно используется в изделиях малого и среднего размера. Его особенностью является то, что карабины обычно устанавливаются по краям деталей, а размер изделия можно уменьшить. В собранном виде он закрывается напрямую, без использования каких-либо инструментов, таких как отвертка, матрица для ультразвуковой сварки и другие. Недостатком является то, что карабины могут усложнить появление плесени. Механизм ползунка и подъемный механизм необходимы для соединения крюков с защелкой и увеличения стоимости пресс-формы.

2). Винтовые соединения:

Винтовые соединения прочные и надежные. В частности, фиксация винт + гайка очень надежна и долговечна, что позволяет проводить многократные разборки без трещин. Винтовое соединение подходит для изделий с большим усилием запирания и многократного демонтажа. Недостатком является то, что винтовая колонна занимает больше места.

3). Монтажные бобышки:

Соединение монтажных бобышек заключается в фиксации двух частей путем плотного согласования бобышек и отверстий. Такой способ подключения недостаточно прочен, чтобы можно было разбирать изделия. Недостатком является то, что сила блокировки будет уменьшаться с увеличением времени разборки.

4). Ультразвуковая сварка:

Ультразвуковая сварка заключается в помещении двух частей в ультразвуковую форму и сплавлении контактной поверхности под действием ультразвукового сварочного аппарата. Размер продукта может быть меньше, форма для литья под давлением относительно проста, а соединение прочное. Недостатком является использование ультразвуковой формы и ультразвукового сварочного аппарата, размер изделия не может быть слишком большим. После демонтажа ультразвуковые детали нельзя использовать снова.

 

6. подрезы

Поднутрения - это предметы, которые мешают удалить любую половину формы. Поднутрения могут появиться практически в любом месте дизайна. Это так же недопустимо, если не хуже, чем отсутствие у детали угла уклона. Однако некоторые подрезы необходимы и / или неизбежны. В этих случаях необходимо

поднутрения производятся скользящими / движущимися частями в форме.

Имейте в виду, что создание поднутрений обходится дороже при производстве пресс-формы и должно быть сведено к минимуму.

 

7. поддерживающие ребра / косынки

Ребра в пластиковой детали улучшают жесткость (соотношение между нагрузкой и прогибом детали) детали и увеличивают жесткость. Это также улучшает способность к формованию, поскольку они ускоряют течение расплава в направлении ребра.

Ребра размещаются в направлении максимального напряжения и прогиба на неаккуратных поверхностях детали. Заполнение формы, усадка и выталкивание также должны влиять на решение о размещении ребер.

Ребра, которые не стыкуются с вертикальной стенкой, не должны заканчиваться резко. Постепенный переход к номинальной стенке должен снизить риск концентрации напряжений.

Ребро - размеры

Ребра должны иметь следующие размеры.

Толщина ребра должна составлять от 0,5 до 0,6 номинальной толщины стенки во избежание образования вмятин.

Высота ребра должна быть в 2,5–3 раза больше номинальной толщины стенки.

Ребро должно иметь угол наклона от 0,5 до 1,5 градуса для облегчения выброса.

Основание ребра должно иметь радиус от 0,25 до 0,4 номинальной толщины стенки.

Расстояние между двумя ребрами должно быть в 2–3 раза (или более) номинальной толщины стенки.

 

8. радиальные края

Когда две поверхности встречаются, образуется угол. В углу толщина стенки увеличивается в 1,4 раза от номинальной толщины стенки. Это приводит к разной усадке и напряжению при прессовании, а также к увеличению времени охлаждения. Следовательно, на острых углах повышается риск отказа в обслуживании.

Чтобы решить эту проблему, углы следует сгладить радиусом. Радиус должен быть обеспечен как снаружи, так и внутри. Никогда не делайте внутренних острых углов, поскольку это способствует растрескиванию. Радиус должен быть таким, чтобы соответствовать правилу постоянной толщины стенок. Предпочтительно, чтобы радиус по углам составлял от 0,6 до 0,75 толщины стенки. Никогда не делайте внутренних острых углов, так как это способствует образованию трещин.

 

9. конструкция бобышки винта

Мы всегда используем винты, чтобы скрепить две половинки корпуса вместе или закрепить печатную плату или другие компоненты на пластиковых деталях. Таким образом, винтовые втулки представляют собой конструкцию для ввинчивания и закрепления деталей.

Бобышка винта имеет цилиндрическую форму. Бобышка может быть соединена в основании с материнской частью или может быть соединена сбоку. Соединение сбоку может привести к получению толстого сечения пластика, что нежелательно, так как это может вызвать потемнение и увеличить время охлаждения. Эту проблему можно решить, прикрепив выступ через выступ к боковой стенке, как показано на рисунке. Бобышку можно сделать жесткой с помощью опорных нервюр.

Винт используется на бобышке для крепления другой части. Существуют винты с резьбонарезанием и винты с резьбой. Винты для формирования резьбы используются для термопластов, а винты для нарезания резьбы используются для деталей из неэластичных термореактивных пластмасс.

Винты для формирования резьбы создают внутреннюю резьбу на внутренней стенке бобышки за счет хладотока - пластик локально деформируется, а не разрезается.

Втулка винта должна иметь надлежащие размеры, чтобы выдерживать усилия вставки винта и нагрузку на винт во время эксплуатации.

Размер отверстия относительно винта имеет решающее значение для сопротивления срыву резьбы и вырыванию винта.

Внешний диаметр бобышки должен быть достаточно большим, чтобы выдерживать кольцевые напряжения из-за образования резьбы.

Отверстие имеет немного больший диаметр во входной выемке на короткую длину. Это помогает установить винт перед ввинчиванием. Это также снижает напряжения на открытом конце выступа.

Производители полимеров дают рекомендации по определению размера бобышки для своих материалов. Производители винтов также дают рекомендации по выбору правильного размера отверстия для винта.

Необходимо следить за тем, чтобы сварные швы вокруг отверстия под винт в бобышке были прочными.

Следует проявлять осторожность, чтобы избежать напряжения в бобышке, так как она может выйти из строя в агрессивной среде.

Отверстие в бобышке должно быть больше глубины резьбы.

 

10. украшение поверхности

Иногда, чтобы получить красивый внешний вид, мы часто обрабатываем поверхность пластикового корпуса специальной обработкой.

Такие как: текстура, глянцевый, окраска распылением, лазерная гравировка, горячее тиснение, гальваника и так далее. Это необходимо учитывать при проектировании продукта заранее, чтобы избежать невозможности последующей обработки или изменения размеров, влияющих на сборку продукта.