产品结构设计注意事项,一、结构设计材料及壁厚 1、材料选择 2、壳体厚度 3、零件厚度设计实例 二、产品结构设计脱模斜度 1、脱模斜度要点 三、产品结构设计加强筋 1、加强筋与壁厚的关系 2、加强筋设计实例 四、产品结构设计螺丝柱和螺丝孔 1、柱子的问题 2、孔的问题 3、“减胶”的问题 五、螺丝柱的设计 六、产品结构设计止口应用 1、止口的作用 2、壳体止口的设计需要注意的事项 3、面壳与底壳断差的要求 七、产品结构设计卡扣应用 1、卡扣设计的关键点 2、常见卡扣设计
a.ABS 塑料:高流动性,便宜,适用于对强度要求不太高的部件(不直接受冲击,
不承受可靠性测试中结构耐久性的部件),如内部支撑架(键板支架、LCD 支架)
等。ABS 电镀附着性能好,普遍用在产品电镀的零部件上(如按钮、侧键、装饰
导航键、电镀装饰件等)。目前常用奇美 PA-757、PA-777D 等 。
b.PCABS 塑料:流动性好,强度不错,价格适中。适用于作高刚性、高冲击韧
c.PC 塑料:高强度,价格贵,流动性不好。适用于对强度要求较高的外壳、按
键、传动机架、镜片等。常用材料代号如:帝人 L1250Y、PC2405、PC2605。
d.POM 塑料:具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和
e.PA 塑料:坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。常用于齿轮、滑轮
等。受冲击力较大的关键齿轮,需添加填充物。材料代号如:CM3003G-30。
f.PMMA 塑料:有极好的透光性,在光的加速老化 240 小时后仍可透过 92%的太阳
透明结构件,如镜片、遥控窗、导光件等。常用材料代号如:三菱 VH001。
a.壁厚要均匀,厚薄差别尽量控制在基本壁厚的 35%以内,整个部件的局部最小
壁厚不得小于 0.4mm,且该处背面不是 A 级外观面,并要求面积不得大于
b.在厚度方向上的壳体的厚度尽量在 1.2~1.4mm,侧面厚度在 1.5~1.7mm;外镜
片支承面厚度 0.8mm,内镜片支承面厚度最小 0.6mm。根据产品不同壁厚,根据
3、结构设计厚度例 塑料的成型工艺及使用要求对塑件的壁厚都有重要的限制。塑件的壁厚过
大,不仅会因用料过多而增加成本,且也给工艺带来一定的困难,如延长成型时 间(硬化时间或冷却时间)。对提高生产效率不利,容易产生汽泡,缩孔,凹陷; 塑件壁厚过小,则熔融塑料在模具型腔中的流动阻力就大,尤其是形状复杂或大 型塑件,成型困难,同时因为壁厚过薄,塑件强度也差。塑件在保证壁厚的情况 下,还要使壁厚均匀,否则在成型冷却过程中会造成收缩不均,不仅造成出现气 泡,凹陷和翘曲现象,同时在塑件内部存在较大的内应力。设计塑件时要求壁厚 与薄壁交界处避免有锐角,过渡要缓和,厚度应沿着塑料流动的方向逐渐减小。
小可在 0.2°至数度间变化,视周围条件而定,一般以 0.5°至 1°间比较理
模角。咬花深度越深,脱模斜度应越大.推荐值为 1°H/0.0254°(H 为咬
花深度).如 121 的纹路脱模斜度一般取 3°,122 的纹路脱模斜度一般
也可以按照下面的原则来取:低于 3mm 高的加强筋的脱模斜度取 0.5°,
3、加强筋 为确保塑件制品的强度和刚度,又不致使塑件的壁增厚,而在塑件的适当部位设 置加强筋,不仅可以避免塑件的变形,在某些情况下,加强筋还可以改善塑件成 型中的塑料流动情况。 为了增加塑件的强度和刚性,宁可增加加强筋的数量,而不增加其壁厚。
4、柱和孔的问题 4.1、柱子的问题 a. 设计柱子时,应考虑胶位是否会缩水。 b. 为了增加柱子的强度,可在柱子四周追加加强筋。加强筋的宽度参照图 3-1。 柱子的缩水的改善方式见如图 4-1、图 4-2 所示:改善前柱子的胶太厚,易缩水; 改善后不会缩水。 [attach]434[/attach] [attach]435[/attach] 4.2、孔的问题 a. 孔与孔之间的距离,一般应取孔径的 2 倍以上。
b. 孔与塑件边缘之间的距离,一般应取孔径的 3 倍以上,如因塑件设计的限制 或作为固定用孔,则可在孔的边缘用凸台来加强。 c. 侧孔的设计应避免有薄壁的断面,否则会产生尖角,有伤手和易缺料的现象。
5、螺丝柱的设计 5.1 通常采取螺丝加卡扣的方式来固定两个壳体,螺丝柱通常还起着对 PCB 板的定位作用。 5.2 用于自攻螺丝的螺丝柱的设计原则是为:其外径应该是 Screw 外径的 2.0~2.4 倍。图 6-2 为 M1.6×0.35 的自螺丝与螺柱的尺寸关系。设计中可以取: 螺丝柱外径=2×螺丝外径;螺柱内径(ABS,ABSPC)=螺丝外径-0.40mm;螺柱 内径(PC)=螺丝外径-0.30mm 或-0.35mm(可以先按 0.30mm 来设计,待测试通 不过再修模加胶);两壳体螺柱面之间距离取 0.05mm。 5.3 不同材料、不同螺丝的螺丝柱孔设计值如表 5-2、表 5-3 所示。
6.1、止口的作用 1、壳体内部空间与外界的导通不会很直接,能有效地阻隔灰尘/静电等的进入 2、上下壳体的定位及限位 6.2、壳体止口的设计需要注意的事项 1、嵌合面应有3~5°的脱模斜度,端部设计倒角或圆角,以利于装配 2、上壳与下壳圆角的止口配合,应使配合内角的 R 角偏大,以增加圆角之间的 间隙,预防圆角处相互干涉 3、止口方向设计,应将侧壁强度大的一端的止口设计在里边,以抵抗外力 4、止口尺寸的设计,位于外边的止口的凸边厚度为 0.8mm;位于里边的止口的 凸边厚度为 0.5mm;B1=0.075~0.10mm;B2=0.20mm 5、美工线mm。是否采用美工线,可以根据设计要求进行 6.3、面壳与底壳断差的要求 装配后在止口位,如果面壳大于底壳,称之为面刮;底壳大于面壳,则称之为 底刮,如图 6-1 所示。可接受的面刮0.15mm,可接受的底刮0.10mm
7、卡扣的设计 7.1、卡扣设计的关键点 1. 数量与位置:设在转角处的扣位应尽量靠近转角; 2. 结构形式与正反扣:要考虑组装、拆卸的方便,考虑模具的制作; 3. 卡扣处应注意防止缩水与熔接痕; 4. 朝壳体内部方向的卡扣,斜销运动空间不小于 5mm; 7.2、常见卡扣设计 1、通常上盖设置跑滑块的卡钩,下盖设置跑斜顶的卡钩;因为上盖的筋条比下 盖多,而且上盖的壁常比下盖深,为避免斜顶无空间脱出。 2、上下盖装饰线(美工线)的选择 [attach]441[/attach] 3、卡钩离角位不可太远,否则角位会翘缝 [attach]442[/attach]
8、装饰件的设计 8.1、装饰件的设计注意事项 1. 装饰件尺寸较大时(大于 400mm),壳体四周与装饰件配合的粘胶位宽 度要求大于 2mm。在进行装饰件装配时,要用治具压装饰片,压力大于 3kgf, 保压时间大于 5 秒钟 2. 外表面的装饰件尺寸较大时(大于 400mm),可以采用铝、塑胶壳喷涂、 不锈钢等工艺,不允许采用电铸工艺。因为电铸工艺只适用于面积较小、花纹 较细的外观件。面积太大无法达到好的平面度,且耐磨性能很差 3. 电镀装饰件设计时,如果与内部的主板或电子器件距离小于 10mm,塑胶壳体 装配凹槽尽量无通孔,否则 ESD 非常难通过。如果装饰件必须采用卡扣式,即 壳体必须有通孔,则卡位不能电镀,且扣位要用屏蔽胶膜盖住 4. 如果装饰件在主机的两侧面,装饰件内部的面壳与底壳筋位深度方向设计成 直接接触,不能靠装饰件来保证装配的强度 5. 电镀装饰件设计时需考虑是否有 ESD 风险 6. 对于直径小于 5.0mm 的电镀装饰件,一般设计成双面胶粘接或后面装入的方 式,不要设计成卡扣的方式 8.2、电镀件装饰斜边角度的选取 在要求电镀件装饰斜边为镜面亮边的情况下,图 9-1 中斜边角度取值应选择为 a45°,否则此边在实际效果上是黑边,并不会有镜面亮边效果,B 值根据 ID 设计要求取值。
生产中,可能最多会有 0.08mm 的厚度,所以对电镀件装配设计时需要关注。镀
覆层厚度单位为 μm,一般标识镀层厚度的下限,必要时,可以标注镀层厚度范
要采用适合的壁厚防止变形,最好在 1.5mm 以上 4mm 以下,如果需要