汽車塑料件設(shè)計(jì)規(guī)范

1、XXXXX有限公司汽車塑料件設(shè)計(jì)規(guī)范編制：日期：校對：日期：審核：日期：批準(zhǔn)：日期：發(fā)布實(shí)施發(fā)布XXXXX有限公司 發(fā)布一、形狀和結(jié)構(gòu)的簡化產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜-磨具結(jié)構(gòu)復(fù)雜-增加磨具制造難度-產(chǎn)品性能不穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)成本。產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)簡單-熔體沖模容易-質(zhì)量有保證理想的產(chǎn)品簡潔化設(shè)計(jì)基本原則:(1)有利于成型加工;(2)節(jié)約原材料，降低成本;(3)簡潔美觀簡化設(shè)計(jì)的建議和提示:一、形狀和結(jié)構(gòu)的簡化產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜-磨具結(jié)構(gòu)復(fù)雜-增加磨具制造難度-產(chǎn)品性能不穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)成本。產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)簡單-熔體沖模容易-質(zhì)量有保證理想的產(chǎn)品簡潔化設(shè)計(jì)基本原則:(1)有利于成型加工;(2)節(jié)約原材料，降低成本;(3

2、)簡潔美觀簡化設(shè)計(jì)的建議和提示:(1)結(jié)構(gòu)簡單，形狀對稱，避免不規(guī)則的幾何圖形結(jié)構(gòu)簡單容易成型對稱設(shè)計(jì)(2)產(chǎn)品側(cè)孔和側(cè)壁內(nèi)表面的凹凸形狀成型困難， 需要在產(chǎn)品成型后二次加工,設(shè)計(jì)改進(jìn)避免側(cè)向抽芯(3)尺寸設(shè)計(jì)要考慮成型的可能性，不同的成型工藝對制件的尺寸設(shè)計(jì)，包括 尺寸大小，尺寸變化有一定的限制。二、壁厚均一的設(shè)計(jì)原則在確定壁厚尺寸時(shí)，壁厚均一是一個(gè)重要原則。該原則主要是從工藝角度以及 由工藝導(dǎo)致的質(zhì)量方面的問題而提出來的。均勻的壁厚可使制件在成型過程中，熔 體流動性均衡，冷卻均衡。壁薄部位在冷卻收縮上的差異，會產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力， 內(nèi)應(yīng)力會導(dǎo)致制件在短期之內(nèi)或經(jīng)過一個(gè)較長時(shí)期之后發(fā)生翹曲變

3、形。塑料件最通用料厚是2.5mm大件適當(dāng)增加，小件減小，強(qiáng)烈建議通過增加翻邊 及加強(qiáng)筋的方式而不是增加料厚來保證零件強(qiáng)度；PP塑料的壁厚范圍是 0.6 3.5mm孔就成壁厚不均勻造成制件翹曲變形壁厚不均勻時(shí)常處理辦法(c)圓弧過渡，應(yīng)是最好的錐形過渡，比較好(1)厚薄交接處的平穩(wěn)過渡，當(dāng)制件厚度不可避免需設(shè)計(jì)成不孔就成壁厚不均勻造成制件翹曲變形壁厚不均勻時(shí)常處理辦法(c)圓弧過渡，應(yīng)是最好的錐形過渡，比較好(1)厚薄交接處的平穩(wěn)過渡，當(dāng)制件厚度不可避免需設(shè)計(jì)成不交接處應(yīng)逐漸過渡，避免突變，厚度比例變化在一合適的范圍(一般不超過3壁厚減薄7/(2)將尖角改為圓角處理，兩個(gè)壁厚相同的壁面成直角的連

4、接，破壞了壁厚均的原則。轉(zhuǎn)角處的最大厚度(W可增加到壁厚的1.6-1.7倍。正確的設(shè)計(jì)應(yīng)是內(nèi)外角均進(jìn)行圓角處理，以確保壁厚均勻。圓角處理還可避免應(yīng)力集中，以及改善塑料成型時(shí)熔壁厚減薄7/(2)將尖角改為圓角處理，兩個(gè)壁厚相同的壁面成直角的連接，破壞了壁厚均的原則。轉(zhuǎn)角處的最大厚度(W可增加到壁厚的1.6-1.7倍。正確的設(shè)計(jì)應(yīng)是內(nèi)外角均進(jìn)行圓角處理，以確保壁厚均勻。圓角處理還可避免應(yīng)力集中，以及改善塑料成型時(shí)熔體的流動性和成型性。(3)厚壁部位減薄，使厚壁趨于一致，壁厚差異大的制件可通過增設(shè)工藝孔、開槽或設(shè)置加強(qiáng)筋的方式，使厚壁部位減薄，厚薄趨于一致轉(zhuǎn)角處的最大厚度是壁厚的1.4倍，如果將內(nèi)角

5、處理成圓角而外角仍是直角，則在避免應(yīng)力集中應(yīng)作為一條基本準(zhǔn)則三、避免應(yīng)力集中對制件上有孔洞、切口、拐角等幾何不連續(xù)部位施加一定的力，在這個(gè)部位的斷面上將產(chǎn)生遠(yuǎn)比給予的表觀應(yīng)力大得多的應(yīng)力，這個(gè)現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。局部產(chǎn)生的很大應(yīng)力對于表現(xiàn)應(yīng)力之比為應(yīng)力集中系數(shù)。后果：塑料是對缺口和尖角之類比較敏感的材料，在應(yīng)力作用下，這些部位會逐漸產(chǎn)生微細(xì)裂紋，隨后逐步擴(kuò)展到大的裂紋，而裂紋的不斷延伸終將導(dǎo)致制件的損壞避免應(yīng)力集中最直接最有效的方法就是在拐角、棱邊、凹槽燈等輪廓過渡與厚薄交接處采用圓弧過渡。根據(jù)不同的壁厚和圓角半徑對應(yīng)的應(yīng)力集中系數(shù)，避免應(yīng)力集中應(yīng)作為一條基本準(zhǔn)則三、避免應(yīng)力集中對制件上有孔洞、

6、切口、拐角等幾何不連續(xù)部位施加一定的力，在這個(gè)部位的斷面上將產(chǎn)生遠(yuǎn)比給予的表觀應(yīng)力大得多的應(yīng)力，這個(gè)現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。局部產(chǎn)生的很大應(yīng)力對于表現(xiàn)應(yīng)力之比為應(yīng)力集中系數(shù)。后果：塑料是對缺口和尖角之類比較敏感的材料，在應(yīng)力作用下，這些部位會逐漸產(chǎn)生微細(xì)裂紋，隨后逐步擴(kuò)展到大的裂紋，而裂紋的不斷延伸終將導(dǎo)致制件的損壞避免應(yīng)力集中最直接最有效的方法就是在拐角、棱邊、凹槽燈等輪廓過渡與厚薄交接處采用圓弧過渡。根據(jù)不同的壁厚和圓角半徑對應(yīng)的應(yīng)力集中系數(shù)，得出應(yīng)力集中系數(shù)與半徑R與壁厚T之比的關(guān)系R/r圖中曲線表明，半徑R與壁厚T之比，即R/T在0.6以后，曲線趨于平緩，由此可知，內(nèi)圓角之半徑應(yīng)至少為壁厚的

7、一半，最好為壁厚的0.6-0.75 。四、加強(qiáng)剛度的設(shè)計(jì)剛性不足一外載和自重一引起變形、翹曲、蠕變加強(qiáng)剛度幾何形狀的改變嵌件的加強(qiáng)作用(1)幾何形狀的改變薄殼狀的平板制件，將其表面設(shè)計(jì)成波紋形、瓦楞形、拱形、球形、拋物面, 其剛性比同樣重量的平板要高得多(2)加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)和運(yùn)用1 柏套.2和撐；3圓角通過加強(qiáng)筋提高軸套扭轉(zhuǎn)剛性和彎曲剛性容器沿口部位的設(shè)計(jì)起到了邊緣增強(qiáng)的作用，實(shí)質(zhì)上這種突變的邊緣可以看作是加 強(qiáng)筋的變異。(3)嵌件的加強(qiáng)作用在制件中設(shè)置金屬嵌件，可以提高塑料制件局部或整體的強(qiáng)度。如汽車方向盤、活動手柄、塑料門窗框、帶有金屬嵌件的塑料齒輪等。(4)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，有幾

8、種結(jié)構(gòu)具有比較高的剛性/質(zhì)量比 蜂窩夾層結(jié)構(gòu)：剛性的設(shè)計(jì)效果好，缺點(diǎn)是工藝上比較復(fù)雜，成本和價(jià)格較高。結(jié)構(gòu)泡沫：具有致密表皮層和呈微孔結(jié)構(gòu)的芯部， 這種結(jié)構(gòu)具有高的比強(qiáng)度, 可應(yīng)用在受力結(jié)構(gòu)中?？谧中谓Y(jié)構(gòu)、T形結(jié)構(gòu)以及工字梁結(jié)構(gòu)，與矩形截面的實(shí)心結(jié)構(gòu)比較，這種 結(jié)構(gòu)既能節(jié)省材料，又不降低剛性。圓錐體結(jié)構(gòu)，相對圓柱體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能承受很大的壓縮載荷，彎曲穩(wěn)定 性好。雙壁結(jié)構(gòu)，有不少工藝可成型具有雙壁結(jié)構(gòu)的制件，這種結(jié)構(gòu)的制件有較高 的剛性、沖擊韌性和抗彎能力。M(h)Gt五、抗變形設(shè)計(jì)由制件的內(nèi)應(yīng)力 引起的顆肝變形 兩種能引起制彳牛的情況（由熱效應(yīng)引起的（一）由內(nèi)應(yīng)力引起的制件變形這種變形由制

9、件內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力所導(dǎo)致。通常不均勻的內(nèi)應(yīng)力分布是翹曲變形的主要原因，而內(nèi)應(yīng)力的不均勻分布則可 能是加工條件（如溫度、壓力的不均勻分布，收縮率的各向異性等）、材料組成（結(jié)品型材料的百年形傾向較大）、模具結(jié)構(gòu)（特別是澆口設(shè)計(jì)）和制品形狀共同作用的 結(jié)果。防止變形的措施前述的避免應(yīng)力集中以及剛性設(shè)計(jì)的一些措施，也都有助于防止或者降低制件的變形。止匕外，設(shè)計(jì)時(shí)考慮防止產(chǎn)品變形，在形狀上進(jìn)行規(guī)避矩形的薄壁容器的側(cè)壁容易發(fā)生內(nèi)凹變形，為此可將側(cè)壁設(shè)計(jì)的稍微外凸一點(diǎn)圖3-38為防止變形將底邊設(shè)計(jì)成倒角深度較淺的盒類制品，為避免翹曲變形，可將其底邊設(shè)計(jì)成倒角形狀深度較淺的盒類制品，為避免翹曲變形，可將其底邊設(shè)計(jì)成

10、倒角形狀執(zhí)的ffffi因壁厚不同，壁厚處的塑料完全固化之后，會對先行固化的薄壁部位施以拉力，導(dǎo) 致之間出現(xiàn)變形ffi 5-43防止挽曲變形栗收的措施(a)采用均勻壁厚的辦法；(b)采用增加筋的高度的辦法。由5-11采用加強(qiáng)液來防止變形的設(shè)計(jì)采用加強(qiáng)筋防止框型結(jié)構(gòu)變形(b)圖5-51 U形注塑件轉(zhuǎn)角郵位開小揩可防止變腸u形注塑件由于熔體流動過程中熱擴(kuò)散不均， 引起直角方向上的收縮，因而會產(chǎn)生圖 (a)所示的翹曲變形。解決這種現(xiàn)象的辦法除設(shè)加強(qiáng)筋外也可如( b)所示，在直角部位開一小槽。(二)抗熱變形設(shè)計(jì)溫度對制件的影響與材料的耐熱性直接有關(guān)。當(dāng)材料確定之后，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取各種有效措施，來減

11、少和避免溫度對 制品使用性能的影響，延長產(chǎn)品的使用壽命。避免受熱部位過熱導(dǎo)致變形的幾種方案：(1)使產(chǎn)品中的零部件與熱源保持有一段距離；(2)在塑料部件和發(fā)熱體之間，設(shè)置像鋁箔之類的反射性能良好的反射體，可以減少熱量的吸收;(3)可采用對流的設(shè)計(jì)，在適當(dāng)部位設(shè)計(jì)格柵或開設(shè)不同形狀的散熱窗口，也 有利于熱量的散發(fā)；(4)在用于溫度過高的部位時(shí)，應(yīng)采用熱導(dǎo)率低的隔熱材料進(jìn)行隔熱。六、注塑件的精度1、影響因素：材料、模具、塑件結(jié)構(gòu)、工藝、使用(1)材料注塑模塑的塑料在高溫高壓的熔融狀態(tài)下充模流動。常見的各種熔體溫度為 170-300 C 0然后被冷卻固化，通常脫模溫度在 20-100 C。下表 列出

12、了常用的注射塑料的成型收縮率。用無機(jī)填料填充、用玻璃纖維增強(qiáng)的塑料有較低的成型收縮率部 H成金收解率 I期 H成型收蠟率畫用給蕭0, QQ4 。110.020025(). 0020. 006聚印班釬指找J1：必 |E;高抓即果竄乙施0. 口。2-Q.新富度竄乙蜻 TP PEQ,用Qi& nsoABS0. 003 0, 008低出席已爆LAP它Q( 015 0. 050AS0, 0020. 00?聚觸藤 個(gè)出m TAd U07 j。. Dl lW甲斯內(nèi)幫賊甲格門-0JM 用理隴觸倒疇軒堵強(qiáng)1H. M4 -0+ OOH聚里艇防 PCQ.領(lǐng)5。. 007聚航搜蜴 ?A0,015d jNtt囑酸酯1城

13、蚌地蜃)Q, 00 0. 003聚酰雅G孔液蚱埔H pA0,。74巾 CIO植VEH乙研0, 0020, 005聚酷胺a oi o, 口加，酸科雄率他 QQ3 口. 00ft聚陪跳hex破纖增強(qiáng))U, M3Q. 014Q.。07。.(”(卜芾展1010卜+ ol。W。23他裳皋上帽改性景垂罐。.0。55 007鬃儺載1譏四虢奸增班0003-fit OH。Hfi(k (空果對羊.甲酸乙.靜此0,0120*020而* *Plr:二. 0(1-0025聚對羋二甲轉(zhuǎn)乙二醉酯(誠軒塔強(qiáng)1D. 003 -0P 00fiUn 廂 I ，沔左盛軒增強(qiáng)) ?0. 001 - 0. 008聚對莘二甲然丁二斷斷a.

14、 OH-o. 037EU;也填案內(nèi)陸0. 005 。.0 15聚對泰二里腋丁二的弗f讀n增強(qiáng)2d 0040.013(2)模具對于小尺寸的塑料件，模具的制造誤差占塑料公差的1/3。與模具上運(yùn)動的零件有關(guān)的塑件尺寸，具精度較低。模具上澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，會使成型塑件的收縮不均勻。脫模系統(tǒng)的作用力不當(dāng)，會使被頂出塑件變形。(3)塑件結(jié)構(gòu)塑料件壁厚均勻一致，形體又對稱，可使塑件收縮均衡。提高塑料件的剛性, 如加強(qiáng)筋的合理設(shè)置或采用金屬嵌件，能減小塑件翹曲變形，都有利于提高塑件精 度。(4)工藝注射周期各階段的溫度、壓力和時(shí)間會影響塑件的收縮、取向和殘余應(yīng)力，存 在對于塑件精度要求的最佳工藝。保

15、證注塑件精度更重要的是工藝參數(shù)的穩(wěn)定性。成型條件波動所造成的誤差占塑件公差的 1/3。(5)使用塑料材料對時(shí)間、溫度、濕度和環(huán)境條件的敏感性，在注射成型制品長期使用 后，會有顯現(xiàn)。注塑件的尺寸和形位精度的穩(wěn)定性差。2、模塑塑料件尺寸公差工程塑料模塑塑料件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)GB/T14486-93,模塑尺寸公差代號為MT 公差等級分為七級。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱固性和熱塑性工程塑料模塑塑料件的尺寸公差。它適用于注塑、壓塑、傳遞和澆鑄成型的工程塑料模塑的塑料件，不適用于擠塑成型、吹塑成型、燒結(jié)和泡沫制品。此標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定公差，基本尺寸的上、下偏差可根據(jù)工程的實(shí)際需要分配。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了模塑收縮率VS,在常溫下模塑件與所

16、用模具相應(yīng)尺寸的差，同模具 相應(yīng)尺寸之比，以百分?jǐn)?shù)表示。KS =(1)x100%LF模塑成型后標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下放置 24h后的塑料件尺寸，mm;LW 模具的相應(yīng)尺寸，mm;標(biāo)準(zhǔn)對成型模塑尺寸分成兩類： 不受模具活動部分影響的尺寸a,如圖所示，它是指在同一動?；蚨５牧?件中成型的尺寸。 受模具活動部分影響的尺寸b,如圖所示，它是指可活動的模具零件共同 作用所構(gòu)成的尺寸。例如壁厚和底厚尺寸；受動模零件、定模零件和滑塊共同影響 的尺寸。3、塑料件連接結(jié)構(gòu)塑料件的螺釘連接1:簧片螺母連接，應(yīng)用于板類零件與塑料件之間的連接;塑料件的螺釘連接2:塑料螺母連接；應(yīng)用于板類零件與鉞金件之間的連接。（鉞金件方孔開口 7*7）塑料件的螺釘連接3:自攻螺釘柱及螺釘沉臺的連接；應(yīng)用于機(jī)殼類塑料件之間的連接;板類零件與塑料件之間大量使用黃片螺母連接塑料件的螺釘連接2:塑料螺母連接；應(yīng)用于板類零件與鉞金件之間的連接。（鉞金件方孔開口 7*7）塑料件的螺釘連接3:自攻螺釘柱及螺釘沉臺的連接；應(yīng)用于機(jī)殼