塑膠產(chǎn)品設計缺陷及改良方法

1產(chǎn)品結構設計缺陷及改進方法集粹

1.

結構優(yōu)化裝配工藝及結構可靠性

在我們的結構設計目標中，除了保證結構的功能外，簡化我們的裝配工藝和保證結構的可靠性也是結構設計需要考慮的重要方面。

案例i).設計要求和背景：懸臂梁能輕松裝配進軸孔，并且能夠承受一定的拉力而不掉出來。

我們先來看一下常見的兩個設計方案。對于方案1，顯然可以變形的部位長度偏短，變形比擬困難所以導致裝配比擬難，而且裝配的過程中很容易會給零件造成永久性損壞。而對于方案2，因為開了一條通槽，使得發(fā)生變形的局部長度大為增加，從而使得在裝配過程中變形比擬容易，換言之就是裝配比擬容易，但也正因為通槽的存在，裝配好之后軸的受力稍大便會因兩側的變形而造成脫落。

方案1：裝配困難且容易損壞零件

方案2:裝配容易但容易脫落

通過上面兩個方案的分析，我們知道我們的設計要點實際上是如何實現(xiàn)變形的單方向。也就是說我們的設計應該使得在裝配過程中的變形比擬容易而在裝配好之后自然受力的情況下不容易發(fā)生變形；根據(jù)這個要求我們作出了下面的設計改進，實際生產(chǎn)應用中也得到了很好的效果。

改進方案：裝配容易而不容易脫落

2.結構優(yōu)化裝配及拆卸工藝

簡化并優(yōu)化成品的裝配及拆卸工藝，實際就可以到達減少產(chǎn)品本錢，提高生產(chǎn)效率的一個方式。

案例i).設計要求和背景：副零件要能輕松壓入ABS零件中，并且可以容易取出以更換副零件?？ü吹母叨?.0mm因為空間的問題不能再增加。

上圖也是通常的設計方案，但對這個設計方法，缺點是很明顯的。因為卡勾的高度限制，強行壓入副零件會比擬困難，并且在壓入過程中容易對ABS零件造成損壞。對于需要屢次更換而進行的裝配更會因疲勞而造成永久性損壞。

針對以上問，我們采用了U型搭勾的方式來實現(xiàn)單向自然變形。實際證明裝配簡單而固定性好。

案例ii).設計要求：裝配方法簡單。

分析：兩件東西通過一個長螺柱裝配，但涉及到三個孔的對齊問題，并且中間局部的通孔長度比擬長，導致在實際裝配的過程中比擬難對正裝配孔影響裝配效率。

改進方法：在要裝配的部件上直接長料生成一個定位柱，螺柱用來固定另一側。這樣就可以把三個孔的對正簡化成兩個孔，從而提高了裝配工序的效率

三孔對正影響裝配工序效率

簡化成兩孔對正提高效率

案例iii).設計背景：長鍵體導電硅膠要裝配進一系列的孔上。

分析：因為長鍵體硅膠是軟膠，而裝配的鍵體長度比擬長，要對正的是一系列的孔，如果不作任何保證措施，在裝配的過程中開始裝配的時候如果稍有錯誤就會導致硅膠鍵體的變形而使得裝配困難。

改進方案：在裝配孔周圍添加一些用于導向的斜筋，有利于把鍵體導向正確的裝配孔位置，大大降低裝配的對正要求，從而提高裝配效率。

長鍵體導電膠難以對正裝配孔，加斜導向筋方便裝配過程的對位。

加扣位銷以引導裝配

案例iv.設計背景：在產(chǎn)品裝配過程中，裝配工人未必清楚某些部件的裝配方法，作為設計者應該在結構上做處理盡量防止因工人的誤裝配而導致裝配錯誤導致產(chǎn)品不合格。

3.結構改善成品注塑缺陷

案例i).設計背景：如左下列圖零件，筋的高度比擬大，通常需要再頂部添加扁頂針來輔助頂出。同時因為高度和出模角的影響導致頂部料厚比擬小填充不容易。

筋的高度比擬大

改進方案：加頂銷墊

改進方案：如右上圖，添加一些頂銷墊〔圓柱〕，一方面可以使用圓頂針輔助頂出，另一方面也可以改善頂部的填充情況。

案例ii).設計背景：在實際的產(chǎn)品設計過程中，有的場合無法防止出現(xiàn)比擬厚的料厚。在這種情況下，我們要采取各種方式來保證料厚的盡可能平均。

優(yōu)選方案：為力防止因直角邊所帶來的困氣問題而給塑膠件帶來缺陷，我們的減料形狀應該盡可能保證順滑過渡。

直角邊的偷肉方法容易造成困氣

平滑的偷肉方法改善困氣

4.結構優(yōu)化成品變形

設計背景：如左下列圖的小勾，因三面懸空，在注塑成型取出冷卻的過程中會發(fā)生較大的變形從而影響勾的實際成效和外形。

改進方案：在懸空的局部和主體局部加一薄的橋接臂，橋接筆通過后加工的方法進行處理，雖然在工藝上多了一道工序，但能很好的保證成品質量。

原始方案：小勾因三面懸空而變形

改進方案：添加連接筋改善變形

5.優(yōu)化結構穩(wěn)定&可靠性

設計背景：在實現(xiàn)結構的功能外，我們還要考慮結構的可靠性和穩(wěn)定性。如左下列圖的蓋子，為了增加蓋在在開始彈開的力度，使用一個硅膠頂柱來輔助實現(xiàn)初始的彈力。硅膠裝配在司柱上。

分析：由于司柱里面積有氣體，硅膠裝配后把氣體封閉在司柱腔內(nèi)，當受熱時氣體膨脹無法排出就會頂出硅膠從而使硅膠脫落影響結構的可靠性。

優(yōu)化方案：可以考慮在硅膠頂部開孔或司柱側面開槽兩個解決方法，但考慮到硅膠是軟膠并且中間的長度比擬長，開孔容易造成堵塞并且出模不方便，所以采取了司柱側面開槽的方法。

本例結構在蓋子起始開的狀態(tài)使用軟硅膠輔助扭力彈簧來增強蓋子翻開的力度也是一個很好的優(yōu)化結構方法，一方面可以減少所需的扭力彈簧的強度還可以延長彈簧的疲勞失效時間。另一方面可以實現(xiàn)很好的彈開效果。

司柱開槽放氣防止頂出硅膠

軟硅膠輔助起始彈力

6.結構根據(jù)不同的需求采用不同的優(yōu)化工藝。

設計背景：熱融〔焊接〕是結構的一個常用固定方法，但單就這一個工藝就有很多種處理方法，每一種處理方法都有自己的特點和適合的場合。正確選用適宜的類型才能在結構上做出正確的結構。

方案1。我們常用的標準標樁焊接結構。由于標準標樁式熱熔焊接后焊點較分散，扁而平，不符合力學結構。不能承受較大沖擊，比擬不容易過跌落,沖擊等破壞性測試

方案2。焊接頭末端改成拱形凹槽式,利于集料.為了方便熔體流動,將熱熔柱改為尖頭式.零件結合力度大大增強.較容易過跌落.沖擊等破壞性測試

方案3.焊接頭末端拱形凹槽改成半圓環(huán)式,可將更多的熔體集中于受力邊緣區(qū)域.零件結合力度更一步大大增強。

方案4.為了獲得更大的結合力度，我們往往不得不加大熱熔柱直徑。眾所周知，過大的直徑易造成塑零件B背