数码产品结构设计的标准.pdf
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1、数码产品基本结构设计数码产品基本结构设计Powered by P目录壁厚设计原则筋位设计原则柱位设计原则卡扣设计原则止口设计原则冲压设计原则压铸设计原则壁厚设计原则塑胶材料基本设计守则壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为上限,从经济角度来看,过厚的产品不但增加物料成本,延长生产周期,增加生产成本。从产品设计角度来看,过厚的产品增加产生气孔的可能性,大大削弱产品的刚性及强度。0.5MM为下限(不同的材质可能不一样),大家都知道,模具的温度都比塑材的熔融温度低,当塑材刚从唧嘴中进入模具
2、时,由于模具的温度更低,在模具表面会形成一层结晶层(约有0.2MM),造成能通过胶料的空间非常小,需要非常大的注塑压力,很有可能造成无法填满,现在有一些薄壁注塑技术就是应此而生的。最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度,但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形,由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题壁厚设计原则 转角原则壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要,以免冷却时间不一致。冷却时间长的地方就会有收缩现象,因而发生部件变形和挠曲。此外,尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力
3、集中,尖角的位置亦常在电镀、喷油过程後引起不希望的物料聚积。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法,不但减低应力集中的因素,且令流动的塑料流得更畅顺和成品脱模时更容易。下图可供叁考之用1.不使用尖锐的角2.拐角处过渡圆角大小的确定,为壁厚的0.20.63.外圆半径等于内圆半径加壁厚筋位设计原则 加强筋的作用加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。加强筋增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。设计原则加强筋一般被放在塑
4、胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等筋位设计原则 加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话,末端部份亦不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。筋位设计原则1.加强筋的厚度T应为50%-75%壁厚2.圆角半径应为肋厚的40%-60%3.加强筋的高度不宜超过肋厚的6倍4.若相交肋导致相交的地方胶位太厚,可做偷胶处理柱位设
5、计原则基本设计守则1.支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开物件及支撑承托其他零件之用。2.空心的支柱可以用来嵌入件、收紧螺丝等。这些应用均要有足够强度支持而不致於破裂。3.2.6mm螺丝打入胶壳是ABS的螺丝柱中,胶壳壁厚为2.0mm,数值如右止口设计原则为什么要设计止口呢?止口有什么作用?总的来说,止口的主要作用归纳为:1、限位,防止壳体装配时错位、产生断差。2、防静电,止口也称静电墙,可以阻挡静电从外进入内部,从而保护内部电子元件,所以在设计时尽可能的保留整圈止口的完整。止口止口止口设计原则止口的一些基本样式止口设计原则一、止口设计的基本原则一、止口设计的基本原则止口设计的基本原则:止口设
6、计的基本原则:A、公止口一般长在厚度薄的壳体上。、公止口一般长在厚度薄的壳体上。B、母止口一般做在厚度厚的壳体上、母止口一般做在厚度厚的壳体上。止口设计原则公止口的尺寸说明:公止口的尺寸说明:1、尺寸、尺寸a为公止口的高度,常用范围为为公止口的高度,常用范围为0.60-0.80 2、尺寸、尺寸b为公止口根部宽度,常用范围为为公止口根部宽度,常用范围为0.60-0.80,最小尺寸要保,最小尺寸要保证拔模后顶部最小宽度不少于证拔模后顶部最小宽度不少于0.50 3、尺寸、尺寸c1、c2是公止口两侧拔模尺寸,是公止口两侧拔模尺寸,2-3度即可度即可4、尺寸、尺寸d倒角尺寸,好装配,常用倒角尺寸,好装配
7、,常用0.25-止口设计原则母止口的尺寸说明:母止口的尺寸说明:1、尺寸、尺寸A为配合面尺寸,为为配合面尺寸,为0.05 2、尺寸、尺寸B为止口纵向避让尺寸,常用为止口纵向避让尺寸,常用0.10-0.20,建议,建议0.20,防止尺寸偏差时,防止尺寸偏差时造成装配干涉。造成装配干涉。3、尺寸、尺寸C是过渡圆角,主要是胶位突变的圆滑过渡,也不能太大,防止装配时是过渡圆角,主要是胶位突变的圆滑过渡,也不能太大,防止装配时干涉。干涉。4、尺寸、尺寸D为壳体外观面胶厚尺寸,应为壳体外观面胶厚尺寸,应止口设计原则 三、反叉骨设计的一般尺寸三、反叉骨设计的一般尺寸一一.反叉骨的尺寸说明:反叉骨的尺寸说明:
8、A A、止口与反止口息息相关,配合使用。反止口的作用与止口相反,如下图所、止口与反止口息息相关,配合使用。反止口的作用与止口相反,如下图所示:反止口是防止示:反止口是防止B B壳朝外变形,同时防止壳朝外变形,同时防止A A壳朝内缩。壳朝内缩。B B、反止口是做在母止口的那个壳上。、反止口是做在母止口的那个壳上。C C、设计反止口时要注意离公扣单边、设计反止口时要注意离公扣单边8.0MM8.0MM,至少,至少6.0MM6.0MM,因为扣位要变形。,因为扣位要变形。反叉骨反叉骨扣位扣位止口设计原则 三、反叉骨设计的一般尺寸三、反叉骨设计的一般尺寸 一一.反叉骨的尺寸说明:反叉骨的尺寸说明:1、尺寸
9、、尺寸A1为配合面尺寸,为为配合面尺寸,为0.10,最大不超过,最大不超过0.15 2、尺寸、尺寸B1为反叉骨高度,应为反叉骨高度,应B1 0.60,建议,建议0.80 3、尺寸、尺寸C1为反叉骨纵向长度,应为反叉骨纵向长度,应C11.00,不要太小,否则反叉骨,不要太小,否则反叉骨没有强度,易断。没有强度,易断。卡扣设计原则原理原理:扣位的设计一般是离不开悬梁式的方法;所谓悬梁式,其实是利用塑胶本身的挠曲变形的特性,经过弹性回复返回原来的形状。优点优点:扣位提供了一种不但简单快捷而且成本低、可靠性高的产品装配方法;扣位装拆容易,充份发挥设计者装配的意念。因为扣位的组合部份在生产成品的时候同时
10、成型,装配时无须配合其他如螺丝、介子等紧锁配件,扣位的装配过程也非常简单,一般只需要一个插入动作,无需作旋转运动或装配前产品定位的工作,只要需组合的两边扣位互相配合扣上即可。缺点缺点:扣位装置的弱点是扣位的两个组合部份:勾形伸出部份及凸缘部份经多次重覆使用後容易产生变形,因为疲劳效应,扣位底部连接产品的部分出现断裂的现象,断裂後的扣位很难修补,这情况较常出现於脆性或掺入纤维的塑胶材料上。因为扣位与产品同时成型,所以扣位的损坏亦即产品的损坏。补救的办法是将扣位装置设计成多个扣位同时共用,使整体的装置不会因为个别扣位的损坏而不能运作,从而增加其使用寿命。扣位装置的另一弱点是扣位相关尺寸的公差要求十
11、分严谨,倒扣位置过多容易形成扣位损坏;相反,倒扣位置过少则装配位置难於控制或组合部份出现过松的现象。卡扣设计原则扣位分公扣与母扣,与止口的关系为:扣位分公扣与母扣,与止口的关系为:正常布扣方法:母扣布在公止口的壳上,同理,公扣就布正常布扣方法:母扣布在公止口的壳上,同理,公扣就布母止口的壳上。母止口的壳上。母扣一般在公止口母扣一般在公止口上上公扣一般在母止口公扣一般在母止口上上卡扣设计原则扣位配合的尺寸分配参考-侧视图卡扣设计原则卡扣的种类卡扣设计原则卡扣的种类冲压设计原则一一.常用的板金材料介绍:常用的板金材料介绍:1.冷轧钢板冷轧钢板:冷轧是在室温条件下将钢板进一步轧薄至为目标厚度的钢板S
12、PCD 压延、成形用品质 电脑机箱、录影机壳,音响喇叭,电器箱,托盘等SPCC 一般用品质 文具用品、锁、汽车用品、电器支架、一般性项等SPCE 深压延拉伸品质 电芯壳、手电筒,通心鸡眼,钮扣、油壶容器等S-steel(钢)P-plate(板)C-cold(冷轧)C-common(普通级)D-draw(冲压级)E-elongation(深冲级)2.镀锌钢板:镀锌钢板:在冷轧板表面镀上了锌层。耐指纹,具有很优越的耐蚀性,而且保持了冷轧板的加工性常用牌号:SECC SECD SECE优点:从成本分析看,SGCC和SECC,加工厂不必将零件送去电镀,节省电镀时间和运输费用)3.不锈钢:不锈钢:抗大气
13、、酸、碱、盐等介质腐蚀作用的不锈耐酸钢总称。要达到不锈耐蚀作用,含铬(Cr)量不少于13%;此外可加入镍(Ni)或钼(Mo)等来增加效果。由于合金种类及含量不同,种类繁多。不锈钢特点:耐蚀好,光亮度好,强度高;有一定弹性。常见的不锈:SUS301(弹簧钢)SUS302 SUS冲压设计原则二二.板金零件常用加工工艺板金零件常用加工工艺1.1.冲裁冲裁冲裁是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工(序)件或废料分离的一种冲压工序。冲裁是剪切、落料、冲孔、冲缺、冲槽、剖切、凿切、切边、切舌、切开、整修等分离工序的总称。2.2.折弯折弯金属板料在折弯机上模或下模的压力下,首先经过弹性变形,然后进入
14、塑性变形3.3.拉深拉深变形区在一拉一压的应力状态作用下,使板料(浅的空心坯)成形为空心件(深的空心件)厚度基本不变的加工方法。4.4.成形成形使用某种工艺手段,将坯料或工件制成具有预定形状和尺寸的工艺过程冲压设计原则材料对冲裁加工的影响冲裁要求板材应具有足够的塑性,以保证冲裁时板材不开裂。软材料(如纯铝、防锈铝、黄铜、紫铜、低碳钢等)具有良好的冲裁性能,冲裁后可获得断面光滑和倾斜度很小的制件;硬材料(如高碳钢、不锈钢、硬铝、超硬铝等)冲裁后质量不好,断面不平度大,对厚板料尤为严重。对于脆性材料,在冲裁后易产生撕裂现象,特别是宽度很小的情况下,容易产生撕裂。1.1.3.2 材料对弯曲加工的影响
15、需要弯曲成形的板材,应有足够的塑性、较低的屈服极限。塑性高的板材,弯曲时不易开裂,较低屈服极限和较低弹性模量的板料,弯曲后回弹变形小,容易得到尺寸准确的的弯曲形状。含碳量0.2%的低碳钢、黄铜和铝等塑性好的材料容易弯曲成形;脆性较大的的材料,如磷青铜(QSn6.52.5)、弹簧钢(65Mn)、硬铝、超硬铝等,弯曲时必须具有较大的相对弯曲半径(r/t),否则在弯曲过程中易发生开裂。特别要注意材料的硬软状态的选择,对弯曲性能有很大的影响,很多脆性材料,折弯会造成外圆角开裂甚至折弯断裂,还有一些含碳量较高的钢板,如果选择硬质状态,折弯也会造成外圆角开裂甚至折弯断裂,这些都应该尽量避免。冲压设计原则材
16、料对拉伸加工的影响板材的拉伸,特别是深拉伸,是钣金加工工艺中较难的一种,不仅要求拉伸的深度尽量小,形状尽可能简单、圆滑过渡,还要求材料有较好的塑性,否则,非常容易引起零件整体扭曲变形、局部打皱、甚至拉伸部位拉裂。屈服极限低和板厚方向性系数大,板料的屈强比s/b 越小,冲压性能就越好,一次变形的极限程度越大。板厚方向性系数1 时,宽度方向上的变形比厚度方向上的变形容易。拉伸圆角R 值越大,在拉伸过程中越不容易产生变薄和发生断裂,拉伸性能就越好。常见的拉伸性能较好的材料有:纯铝钣、08Al,ST16、SPCD。材料对刚度的影响在钣金结构设计中,经常遇到钣金结构件的刚度不能满足要求,结构设计师往往会
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- 数码产品 结构设计 标准
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