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1、汽车内外外饰（塑塑料）产产品结构设计的的一般原原则及精精度一形状和和结构的的简化制品的形形状和结结构的复复杂显然然增加了了模具结结构的复复杂性，加大了模具制造造的难度度，最终将将影响产产品性能能的不稳稳定性和和经济成成本。而从工工艺角度度考虑，形状和和结构设设计得越越简单，熔体充充模也就就越容易易，质量就就越有保保证。理想的产产品简洁洁化设计计应当是是：有利于成成型加工工；有利于于降低成本，节约原原材料；有利于于体现简简洁、美观的的审美价价值；符合绿绿色设计计的原则则。以下是简简化设计计的一些些建议和和提示。（1）结结构简单单，形状状对称，避避免不规规则的几几何图形形；（2）避避免制件件侧孔和
2、侧壁壁内表面面的凹凸凸形状设设计，制件侧侧壁孔洞洞和侧壁壁内表面面的凹凸形状状对某些些成型工工艺来说说是困难难的，需要在制制品成型型后进行行二次加工工。例如对于于注塑件件来说，模模具结构构上就要要采用比比较复杂杂的脱模模机构才才能对制制件进行行脱模。通通常，侧向孔孔要用侧侧向的分分型和抽抽芯机构构来实现现，这无疑疑会使模模具结构变得复复杂。为了避避免在模模具结构构设计上增加复复杂性，可以对对这类制制品进行行设计上的改改进，图图5-116所示是是避免侧侧向抽芯芯的设计计。（3）尺尺寸设计计要考虑虑成型的的可能性性，不同的成成型工艺艺对制件件的尺寸寸设计，包包括尺寸寸大小，尺寸变变化会有有一定的的
3、限制。二、壁厚厚均一的的设计原原则在确定壁壁厚尺寸寸时，壁壁厚均一一是一个个重要原原则。该原则则主要是是从工艺艺角度以及及由工艺艺导致的的质量方方面的问问题而提提出来的的。均匀匀的壁厚厚可使制制件在成成型过程中，熔熔体流动动性均衡衡，冷却却均衡。壁薄部部位在冷冷却收缩缩上的差差异，会产生生一定的的收缩应应力，内应力会会导致制制件在短短期之内内或经过过一个较较长时期之后后发生翘翘曲变形形。图5-177是由壁壁厚不均均匀造成成制件翘翘曲变形形的一个个例子，图图5-118是在在不均匀壁厚部部位设置圆孔，由由于收缩缩不均匀，难以称为正圆。以下是壁壁后不均均匀时常用用的三种种处置办法：（1）厚厚薄交接接
4、处的平稳过过渡，当制件厚度度不可避避免需设设计成不不一致时时，在厚薄薄交接处处应逐渐过渡，避免突突变，厚度比比例变化在一一合适的的范围（一般不不超过3：1）。某些些成型工工艺可以是是例外，例例如结构发泡注射射成型和和气辅注射成成型。壁厚过渡渡形式如如图5-119所示，图图中（a）为阶梯式式过渡，应尽尽力避免；（b）为锥形过渡，比比较好；（c）是圆弧过渡，应是最好好的。（2）将将尖角改改为圆角处理，两个壁厚厚相同的的壁面成成直角的的连接，破坏了壁壁厚均一一的原则则。如图5-220所示，转转角处的最大大厚度是是壁厚的的1.44 倍，如如果将内内角处理成圆角而外外角仍是直角角，则在转角处的最大大厚度
5、（W）可可增加到到壁厚的的1.66-1.7倍。正正确的设计计应是内外角均进行圆角处理，以确确保壁厚厚均匀。圆角处理还可避免应力集中中，以及改改善塑料料成型时熔体的的流动性和成成型性。（3）厚厚壁部位位减薄，使厚厚壁趋于一致致，壁厚差差异大的的制件可可通过增设工艺孔、开槽或设置加强筋的方方式，使厚壁壁部位减减薄，厚厚薄趋于一致致。图5-211是通过设计计上的改进使塑料料件厚薄薄趋于一致的几几个例子。三、避免免应力集中中对制件上上有孔洞洞、切口、拐角等等几何不不连续部位位施加一一定的力力，在这个部位位的断面上将产产生远比给予的表表观应力大大得多的的应力，这个现现象角应力集中中。局部部产生的很很大应
6、力对于表现应应力之比比称作应力集中中系数。塑料是是对缺口和和尖角之之类比较敏感的的材料，在应力作用用下，这些部位会逐渐产生微微细裂纹，随后逐步步扩展到大大的裂纹纹，而裂纹的不断延伸终将将导致制制件的损损坏。因此产品设计中，避免应力集中中应是一条基本的的准则。避免应力力集中最最直接最最有效的的方法就就是在拐拐角、棱边、凹槽灯轮廓过渡与厚厚薄交接接处采用圆弧过渡。由于对数的壁壁近似于于经典的悬臂梁结构，因此此可对不同的的壁厚和和圆角半径计计算出应力集中中系数，计算的结构如图5-222所示。图中曲线表明，半径R与壁厚T 之比比，即RR/T在在0.6以后，曲曲线趋于平平缓，由此可可知，内圆角之之半径应
7、应至少为壁厚的的一半，最最好为壁厚的的0.66-0.75。四、加强强刚度的的设计对于可能能因外载载和自重重引起变变形、翘曲、蠕变的产品来说，加强产品的刚性是必必须考虑到的。有刚性要求的产品，首先从材料方方面要有有所选择择，在材料料确认之后，我们可以通过产品的的外形和和结构设计，使产品的刚性得到到加强。通常可以以考虑采用以以下几种种方式。（1）几几何形状状的改变，薄壳状状的平板板制件，将其表面设计成波纹形、瓦楞形、拱形、球形、抛物面，其刚性比同样重量的平板要高得多，图5-225是通常常采用的的几种设设计方案案。上述的结结构理论在容器器底部的的增强设设计中也也常有巧巧妙的运运用，如图5-266。图
8、5-227是塑料料瓶底部部的设计计，是比比较常见的加强底部刚度的设计计方法。其中（b）是球形形瓶底附加了了一个瓶托，为为以前可可乐瓶采用用的设计，现在很少少采用而而改用（c）。（2）加加强筋的设计计和运用，图5-30所示的的容器沿沿口部位位的设计计起到了边缘增增强的作用，实质质上这种突变的边缘可以以看作是是加强筋的变异。用来支撑撑直立壁壁的加强强筋也被称之为角撑。角撑设设计在轴套的侧表面（图5-332），是提高高轴套扭转刚性和和弯曲刚性的一一种有效效方法。（3）嵌嵌件的加加强作用，在在制件中中设置金属嵌件，可可以提高高塑料制件局部部或整体体的强度。这方面的的典型例例子有汽汽车方向盘、活动手柄、
9、塑塑料门窗框、带带有金属嵌件的的塑料齿齿轮等。（4）结结构上的的设计，在产品设计中，有几种种结构具有有比较高的刚性/质量比。蜂窝夹夹层结构构，如图图5-336所示，汽汽车喇叭罩后后面通常常就是这这种结构，这种结构刚性的设计效果果好，其其缺点是工艺上比较复杂，成本和和价格较较高。结构泡泡沫制件件，采用结构泡沫沫成型工工艺成型的制制件具有有致密表表皮层和呈微微孔结构的芯芯部，这种结构具有有高的比比强度，可可应用在受受力结构中。口字形形结构、T形结构以及及工字梁梁结构，与矩形形截面的的实心结构比较，这种结构即能能节省材料料，又不不降低刚刚性。圆锥体体结构，相相对圆柱体体结构，这种结构能承承受很大大的
10、压缩缩载荷，弯曲稳定性好好。双壁结结构，有不少少工艺可成型具具有双壁结构的制制件，这种结构的制制件有较较高的刚性、冲击韧性和和抗弯能力。一种采采用吹塑塑工艺成型的的双壁结构的制件如如图5-337所示。五、抗变变形设计有两种能能引起制制件变形的情情况需要有有针对性的的预防设计：一是由由制件的的内应力引引起的翘翘曲变形，二二是由热热效应引起的的热变形。（一）由由内应力引引起的制制件变形，这种变形由制制件内的内应力所所导致。通常常不均匀匀的内应力分分布是翘翘曲变形的主主要原因因，而内应力的的不均匀匀分布则可能是是加工条条件（如温度、压力的不不均匀分布，收缩率的各各向异性性等）、材料组成（结晶型材材料
11、的百百年形倾倾向较大）、模具结构（特别是浇口设计）和和制品形形状共同作作用的结结果。前述的避避免应力集中中以及刚刚性设计的一一些措施施，也都有有助于防防止或者者降低制制件的变变形。矩形的的薄壁容容器的侧壁容易易发生内凹变形，为此可将侧侧壁设计得稍稍微外凸凸一些，如如图5-388中（c）所示示。深度度较浅的盒盒类制品，为避免翘曲变形，可可将其底边设设计成倒角角形状，如图5-339（b）。注塑制制件中有有如图5-440所示的的凹槽时时，由于壁壁厚与壁壁薄部位位固化速度不同同，会使凹槽槽顶部出现拱起现象，为避免出出现这种情情况，正确的设计应应如图5-441所示。图5-42所示的的构件，因因壁厚不不同
12、，壁厚处的塑料料完全固固化后，会对先行固化的薄壁部位施以拉力，导致制件出现变形。图5-43所示的两两种措施施，可以以避免出出现这种情情况，其中中（a）采用用均匀壁厚的办法；（b）采用增增加筋的的高度的的办法。框形结结构很容容易产生变形，图5-444所示的的设计是采采用加强强筋来防止变形的设计计措施。U形注注塑件由由于熔体体流动过过程中热扩扩散不均均，引起直直角方向向上的收收缩，因而会产产生如图5-551（a）所示的翘翘曲变形。解决这种现象的办法除设加强筋之外外也可如（bb）所示示，在直直角部位位开一小槽槽。（2）抗抗热变形设计，温度对制件的的影响与材料料的耐热热性直接接有关。当材料确确定之后后
13、，在产品设计时时，应采取各各种有效效措施，来减少和和避免温度对制品使使用性能能的影响响，延长产产品的使使用寿命。避免受热热部位过热热导致变形的几几种设计计方案如如下：使产品品中的零零部件与与热源保持持有一段段距离。在塑料料部件与与发热体之之间，设置像铝箔之类反射性性能好的的反射体体，可以以减少热量的吸吸收。可采用用对流的设计计。在适适当部位设计计格栅或开设不同同形状的散热窗口，也也有利于于热量的散散发。在用于于温度过高的部部位时，应采用热导导率低的的隔热材料进行隔热。六、注塑塑件的精精度1、影响响因素材料注注塑模塑塑的塑料料在高温温高压的熔融融状态下充充模流动。常见的各种种熔体温温度为1700
14、-3000C。然后后被冷却却固化，通通常脱模温度在200-1000C。塑料料材料有有比金属属约大2-110倍的的线膨胀系数。表5.3列列出了常常用的注注射塑料料的成型型收缩率。用用无机填料料填充、用用玻璃纤维增强强的塑料料有较低的成成型收缩缩率。模具对对于小尺尺寸的塑塑料件，模模具的制制造误差占塑塑料公差差的1/3。与与模具上上运动的零零件有关关的塑件尺寸，其其精度较较低。模模具上浇注系统和冷却系统设计计不当，会使成型型塑件的的收缩不均匀。脱模系统的作用用力不当当，会使被顶出塑件件变形。这些都会影响塑料件件的精度。塑件结结构塑料件件壁厚均均匀一致，形形体又对对称，可可使塑件件收缩均衡。提高塑塑
15、料件的的刚性，如加强筋的合理理设置或采采用金属属嵌件，能减小塑件件翘曲变形，都都有利于于提高塑塑件精度度。工艺注注射周期期各阶段的温度、压力和时间间会影响塑件的的收缩、取向和和残余应力，存在对于塑件件精度要要求的最最佳工艺艺。保证注塑件件精度更更重要的的使工艺艺参数的的稳定性。成型条件波动所造成成的误差占塑塑件公差差的1/3。使用塑塑料材料料对时间间、温度、湿度和环境条件的敏敏感性，在在注射成型型制品长长期使用用后，会有显现。注塑件件的尺寸寸和形位位精度的的稳定性差差。2、模塑塑塑料件件尺寸公公差注塑件的的尺寸公公差，我我国仍在使使用的是是SJ113722-788原四机机部和 WJ112666
16、-811原五机机部标准。这两个个标准内容相同同，塑料件件尺寸精精度分为为八级。工程塑料料模塑塑塑料件尺尺寸公差差GB/T1444866-933现已实施。该标标准规定了热固性和和热塑性工工程塑料料模塑塑塑料件的的尺寸公公差。它适用用于注塑塑、压塑、传递和浇铸成型型的工程程塑料模模塑的塑塑料件，不适用用于挤塑成型型、吹塑成成型、烧结和泡泡沫制品品。模塑尺尺寸公差差代号为为MT。公公差等级分为七级。各级公差数值表列列于表55.4。常用用材料模模塑件的的公差等等级选用见表5.55此标准只只规定公差差，基本本尺寸的的上、下偏差差可根据据工程的的实际需要分配配。未注注公差尺尺寸等级级见表5.55。此标准规
17、规定了模模塑收缩缩率VS,在常温下模塑塑件与所所用模具具相应尺寸的差，通通模具相相应尺寸之之比，以以百分数数表示。VS= (11 LF ) 100LW（5.77）式中LFF 模塑成成型后标标准环境下放放置24h 后的的塑料件件尺寸，mm;LW 模具具的相应应尺寸，mm;此标准对对成型模模塑尺寸寸分成两两类：不受模模具活动动部分影影响的尺寸寸a，如图5.6所示，它是指指在同一一动模或定模模的零件件中成型型的尺寸寸。受模具具活动部分影影响的尺寸寸b，如图5.7所示示，它是指指可活动动的模具具零件共同作作用所构构成的尺尺寸。例如壁壁厚和底底厚尺寸寸；受动模零件件、定模零零件和滑滑块共同影影响的尺寸寸。此标准又又规定脱模斜度度不包括括在公差差范围之内。如有特特殊要求求，应在图纸上标明基本本公差尺尺寸所在在的位置置。脱模斜度度的大小小必须在图纸上标出。