所有產品結構設計,都應在品質至上的基礎上,以簡單實用、生產(裝配)容易、符合客戶要求為主。分件及裝配,先從生產角度構思。儘可能減少生產工序及零件,以提高生產量降低成本,提升其市場竟爭力。本文就家電產品結構設計相關的注意事項整理分享。部分圖片整理至網絡,僅供學習參考,請勿商用。
產品壁厚
塑膠件的設計儘可能做到一次完成,對於難以保證的位置,應考慮到產品加膠容易,減膠難。預留些加膠的空間。
產品殼體厚度:產品的的壁厚大小取決於產品需要承受的外力、體積大小、功能要求以及材料不同。一般的熱塑性塑料壁厚設計應以4mm為上限。通常在滿足所需要求情況下,儘可能的減少產品壁厚。)
- A類:塑件外形高低小於150mm,如MP3、MP4、GPS、遙控器等(ABS)壁厚度一般為1.20mm~2.0mm。
- B類: 塑件外形高低150~250mm,如座式電話機(ABS),壁厚度一般為1.8mm~2.5mm。
- C類: 塑件外形高低250mm以上,如電飯煲(PP),器械外罩(ABS)。壁厚度一般為2.5mm~3.0mm。
- D類:對於對殼體有特別要求的產品,如音箱(壁厚對音響效果影象較大),壁厚由3.0mm~4.0mm不等。
- 產品的壁厚直接影響到其壽命及成本,過薄可能會造成製品強度和剛度不足,受力後容易翹曲變形。成型時流動阻力大,大型複雜的零件難以成形,使用過程容易變形破裂。過厚則增加材料的成本,成型週期加長,降低生產率,產品表面產生縮水、氣泡等不良現象。
- 在產品壁厚設計時應充分考慮其體積大小、材質、使用場合。參考客戶意見等資料。如果在使用過程中表面受外加力或氣壓水壓等,更須作出適當計算。
- A類產品通常會有小裝飾件,裝飾件壁厚為0.8~1.2 。
- 不建議使用大件的塑膠裝飾件,大裝飾件可改用厚為0.6~1.0的不鏽鋼件。
- IML件壁厚要求1.2以上,局部壁厚不小於0.8,凹陷的深度不大於0.3。
- 儘可能的保持塑件有均一的壁厚,若是無可避免地產生厚薄膠的漸變,塑件的局部壁厚不小於平均壁厚的一半,而且要求做平緩的過度面加大的導圓角(過度面與局部壁厚3:1)。
- 塑件轉角位置用圓角過渡。尖銳的圓角位通常會導致部件有缺陷及應力集中,尖角的位置亦常在電鍍過程後引起不希望的物料聚積。集中應力的地方會在受負載或撞擊的時候破裂。較大的圓角提供了這種缺點的解決方法,不但減低應力集中的因素,且令流動的塑料流得更暢順和成品脫模時更容易。圓角是壁厚的0.2~0.6,理想數值是壁厚的0.5。
產品壁厚
止口在產品的組合中起到相互之間的定位、加固裝配和調整接合線(夾口)的平整的作用。常用的有單止口和雙止口
- 大部分產品使用的都是單止口,凸止口寬一般來為壁厚的0.45倍。高為寬度的1~1.5倍。(常用高度有0.8mm,1.0mm,1.2mm,1.5mm,2.0mm。體積大的產品還有3.0mm,4.0mm)。
- 雙止口的使用相對會少。一般用於防水或比較密封和須要用打膠方式固定的產品。還有膠位厚的產品也常用。
- 凹凸止口的間隙通常單邊為0.05mm~0.2mm(常用有0.05mm,0.08mm,0.10mm,0.15mm)。
- 止口的寬度設計要求不小於0.70mm 。要注意凹止口底面到產品外表面距離過於單薄而產不良痕跡。
- A類產品側壁厚要求1.8mm以上,凸止口為0.8x1.0(寬x長)或1.0x1.0。凹凸止口的間隙為0.05,加3°的拔摸角。
- B類產品側壁厚要求2.3mm以上,凸止口為1.0x1.0或1.2x1.5。凹凸止口的間隙為0.08,加3°的拔摸角。
- C類產品側壁厚要求3.0以上,止口為1.5x1.5或1.5x2.0。凹凸止口的間隙為0.15,加3°的拔摸角。
美工線
產品的配合美工線間隙(高)尺寸因其體積的大小而不一。設計時應考慮美工線與產品整體的協調。通常有(0.30mm,0.50mm,0.8mm,1.0mm。)寬度通常有(0.30mm,0.50mm,1.0mm)。
A類產品美工線為0.3x0.3 。
B類產品美工線為0.5x0.5 。
C類產品美工線為0.8x0.8 。
美工線與凹凸止口的間隙關係設計如圖:
拔模
- 產品在其出模方向所有與模穴有磨擦的面積都應有拔模角,在結構設計前要詳細檢查表面有沒有無法出模現象。拔模角在產外觀與結構允許的情況下儘可能加大,以方便產品加工生產。
- 對於外部有蝕紋工藝要求產品,跟據蝕紋的粗細和深度拔模角也相應不同(準確數據可參考相應的紋板)。通常用的為0.5~5度。特別對於較粗蝕紋,如果角度不夠表面可能產生拖花現像。常用為5~8度,最大的要達10多度。
- 對於表面透明或要求光潔度很好的產品,為防拖花角度通常加大到2~5度。
- 產品某些較單獨或較細、容易變形位置,如喇叭網罩、裝飾邊框、較密集的喇叭孔等。由於單薄或區域磨擦力集中,脫模時容易粘連前模,使產品拉斷或變形。拔模角通常要加大到5~7度。
- 如果產品垂直高度比較大表面(表面無蝕紋)或比較高的筋、螺絲柱,為避免拔模後膠過厚表面產生縮水。其拔模規則為拔模後壁厚比拔模前單邊落差不小於0.20mm。
- 塑件精度要求高,應採用較小的拔摸角。
- 塑件較高較大,應採用較小的拔摸角,即按落差計算。
- 塑件形狀複雜,不易脫模,應採用較大的拔摸角。
- 塑件收縮率較大,應採用較大的拔摸角。
- 塑件壁較厚,收縮也增大,應採用較大的拔摸角。
- 產品表面如果有側面行位開摸,則行位位置拔摸角可忽略。
倒圓角
- 產品的所有外形稜線必須要導圓角。特別注意電鑄件或電鑄按鍵的稜線
- 倒圓角應不小於R 0,30mm,小於R 0.30mm會被視為工藝角。
- 殼體的螺絲頭沉孔邊要加0.3以上的圓角。
- 特別注意電鑄件或電鑄按鍵的稜線防後期產生掉漆要加0.2以上的導圓角。
- 零件的所有轉角儘可能的設計成圓角或用圓弧過渡。以減少應力的集中、提高強度和利於模具填充、脫模。
- 矩形通孔,要在四個拐角處留0.3-0.5的小圓角,避免出模時,由於應力集中,會有拉白拉裂等現象。
按鈕設計
- 按鈕壁厚通常為1.0mm~1.5.0mm ,裙邊1.0mmX1.0mm(高)、1.5mmX1.2mm。
- 按鍵的設計應考慮其加工和安裝的方便性,高度不宜太高,通常體積不大的不高於15.0mm。
- 按鍵按其色彩、材料、工藝等儘可能的用彈簧筋等方式設計成組合體。如:電鍍按鍵為一組,噴漆的為一組,透明的為一組等。
- 按鍵彈簧筋尺寸:寬度:1.2~2.5 ,高度:0.8~1.0
- 按鈕上下行程由所採用的PCB板元件決定。通常有:0.30mm、0.5mm、1.0mm。導電硅膠行程為1.0~1.50mm
- 按鍵與殼體裝配通常以殼體上的圍筋壓住按鍵裙邊的方式來固定,外形若為圓形或橢圓形,要加定位筋。 定位筋高度為按鈕行程2倍。
按鍵間隙
按鍵間隙會跟據按鈕大小、表面和配合殼體的工藝來決定。
- 通常小按鍵與殼體間隙為單邊0.10mm加按鍵表面工藝產生的單邊厚度加上殼體工藝產生的單邊厚度。如產品殼體為表噴油,按鍵為表面噴漆加UV油。則按鍵間隙為:0.10mm+0.04(殼體噴漆)+0.04(按鍵噴漆)+0.03(UV油)。
- 對於體積較大或行程較長按鈕,因運動過程中容易出現卡鈕現像(如座式電話機)。設計時應加大按鈕的拔模角,間隙通常為0.20mm(不包括工藝間隙)。
- 常用工藝間隙:噴漆,0.03mm~0.05mm;UV油, 0.03mm~0.05mm電鍍, 0.03mm~0.05mm(水鍍,0.10mm)
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