塑料产品设计规范

塑料产品设计规范1产品设计原则度1条=1丝=0.01mm=10μm1.合理的设计应该在保证产品必备功能的前提下，使制造成本最低。l）必须满足客户对产品功能和服务的要求。工程机械提供给客户的不仅是产品的功能，还包括支持这些功能的售后服务。因此设计过程中既要针对产品的不同功能特点，又要使产品具有良好的维修方便性。（2）符合国家的产业发展政策和有关的法令、法规。（3）坚持标准化、通用化、系列化的“三化”原则。（4）符合社会对环境保护的要求。（5）符合技术创新的规律，重视对知识产权的保护。（6）从企业的实际工艺水平和生产能力出发，强调设计与工艺、生产相结合。产品设计不单单是图样设计，还包括工艺设计和生产设计。生产设计应主要从以下几个方面进行研究：①简化零件的功能或形状；②最大限度地实现产品的标准化、通用化、系列化；③尽可能使设计图纸中所规定的材料牌号、品种、规格与现有材料的使用情况一致；④将毛坯工艺与加工工艺更有效地结合起来考虑；⑤根据企业当前正常生产所采用的加工工艺、操作规则及相关信息来判断工艺设计的合理性；⑥选择成熟加工工艺能保障的尺寸公差和表面粗糙度；⑦综合分析与生产过程相关的信《产品设计的原则和技巧》2产品设计技巧2．1采用“三化”（l）零件尽量选用标准件或用标准件改制或外购件。（2）设计花键、螺纹时，应使之便于采用标准刀具、量具进行加工和检测，特别应优先考虑企业现有的刀具、量具。（3）大型结构件、铸钢件的设计，尽量采用不必攻丝的紧固件，如用焊接螺母板代替螺孔。设计大型工件时，应考虑利用已镇成的孔作为基准来焊接螺母板。（4）尽量选用现有的成熟的零部件，或成熟的结构和工艺方法，使产品系列化、通用化。用这种“搭积木”的方法，可以加快设计速度、缩短新产品样机试制周期，尽早占领市场。（5）建立企业自己的“标准件库”，加快设计试制进度。笔者所在的企业现已建立并逐步完善了“厂标准件”制度和“厂标准件库”，将凡是在三个以上主要产品中使用的相同或相似的零件选定为厂标准件。（6）尽可能选择统一的锥度、一致的板厚尺寸和牌号统一的铸钢件材料。2．2从形状和结构上改进设计（1）尽量减少零件。把几个零件合并成一个零件，例如把焊接件改为冲压件，以此减少零件的数量。（2）将零件设计成对称的结构形式。（3）把几个产品申使用的形状相似的零部件，设计成能够通用的零部件。（4）简化每个零件的形状，改进零件外形，减少弯曲的形状，有时还可以把压形时难以保证尺寸精度的零件改为焊接件。2．3改进工艺方案（l）避免没有必要的切削加工，特别是没必要的装夹基准面的切削加工。焊接件准备用自动化程度较高的焊接机器人进行焊接时，应考虑组成零件的焊前加工，保证焊接件各组成零件之间的相互位置尺寸，否则误差太大，机器人将无法自动跟踪焊接。（2)在保证零部件可*、合理使用的前提下，降低尺寸公差、表面粗糙度、形位公差等加工精度等级要求。3）减少零件的弯曲形状和复杂程度，降低废品率和生产制造成本（4）型钢在进行长度下料时，尽量把火焰切割改为型钢剪切下料；一般板料的火焰切割改为用剪板机剪切下料；长方形条状工件从四边剪切改为用条钢，仅仅是长度上的剪切下料。对主要零部件进行必要的价值工程分析。《产品设计的原则和技巧》-续22．4采用节省资源、减少污染的工艺技术（l）铸钢件改为焊接件。铸造行业很难彻底地解决环境污染问题，并且容易产生铸造缺陷，而采用焊接技术和焊接件就可以比较容易地解决这些问题。（2）在保证零件强度，优化板厚尺寸的前提下，尽量减轻零件重量。结构焊接件的设计，一定要使筋板受力，避免焊缝受力。在结构焊接件的构成中使用厚板往往并不是强度的需要，而是刚度的需要，即焊接时厚板的变形小，或焊接件承载时变形小。一些单独的厚板往往是可以用薄一些的板加上适当的筋板来代替，这样不仅减轻了总重，承载能力也会增加。（3）选择合理的焊缝长度和焊角大小等参数。有相当一部分设计人员常常将“强度焊缝”与“联接焊缝”相互混淆，设计时往往出现要求焊接件中的焊缝一律焊透、焊角越大越好的倾向。其实选择焊透还是不必焊透，是设计人员应慎重考虑决定的。应仔细研究焊接件的受力状态，再决定所要采用的焊角尺寸和焊缝长度。能用断续焊缝的决不要求在全长方向上满焊，这样一则可以节省焊接加工成本，二则也可减少焊接变形；能用角焊缝的，尽量不在零件上开坡口后再焊接，以减少一道开坡口的工序。（4）采用少切削或无切削加工的工艺方法，以提高工件强度，降低制造成本。对于齿轮加工，汽车行业中早已大量采用整体滚锻、精锻成齿的方法来减少甚至取消齿形的加工量。工程机械的驱动桥差速器齿轮现也已开始采用精锻齿轮。精锻使得金属纤维沿齿形成形方向包络，不象一般齿轮切削齿形时把金属纤维切断，精锻齿轮大大提高了齿轮的承载强度，减少了切削量，甚至可以不必再进行齿形加工，降低了制造成本。（5）尽可能用焊接件代替一些自由锻的锻件。6）统一零件的热处理技术要求和工艺规范，以便可以在同一炉中对不同零件同时进行热处理，提高电炉利用率；节约电力消耗。（7）充分利用锻件余热，在锻后继续加热，直接进行锻后正火等热处理。（8）根据零件的具体情况，制定合理的热处理技术要求。中碳钢或合金中碳钢零件采用调质处理，可有效提高和充分发挥材料的机械强度等性能。但是对于轴径比较粗大的轴类零件，调质时淬火的有效层只有几毫米，经调质、机械加工后所剩无几，而心部状态实际上并没有得到很好的改善。所以根据笔者的经验，φ70以上的实心轴类零件，可以考虑采用正火十机械加工或正火十淬火十磨削外圆的工艺流程。因为轴类零件往往采用高频或中频淬火，加热只发生在外圆表层，心部织实际不可能被淬透。若用盐浴炉加热，心部可以被加热，但材料的淬透性有限，调质时的淬火实际在心部还是淬不透的。而正火可以有效改善零件的整体组织状态，细化心部金相组织，这对有些零件来说已经足够了。(9)液压系统设计时，应充分考虑机器的整体布局，液压油箱的容积以足够用为原则，使液压油用量为最少；管路走向简单紧凑，长度尽可能最短。同理，在设计电器系统和制动管路系统时，都应使电缆或制动管路走向合理，长度为最短。产品设计的原则和技巧》3结论产品设计是个综合信息处理的复杂过程，它最终的结果是把线条、符号、数字绘制成合理的设计图样，设计人员应从以下几个方面综合考虑；（l）简化每个零件的形状，使机器结构简单；（2）合并零件的功能，减少零件的种类或数量；（3）应用新结构、新工艺、新材料、新原理来简化产品结构，提高产品的可靠性；（4）分解部件，研究其装配、组装的最简单的结构；（5）对相似零件进行分组；（6）对相似产品按标准数序列进行产品系列化分析；（7）实现产品零件的通用化和标准化。产品设计人员提高设计质量的关键在于自觉、主动地学习与生产加工过程和加工工艺方面有关的知识，熟练掌握设计技巧。塑料制品设计特点﹕塑料产品的设计与其它材料如钢,铜,铝,木材等的设计有些是类似的;但是,由于塑料材料组成的多样性,结构﹑形状的多变性,使得它比起其它材料有更理想的设计特性;特别是它的形状设计,材料选择,制造方法选择,更是其它大部分材料无可比拟的.因为其它的大部分材料,其设计者在外形或制造上,都受到相当的限制,有些材料只能利用弯曲﹑熔接等方式来成形.当然,塑料材料选择的多样性,也使得设计工作变得更为困难,如我们所知,目前已经有一万种以上的不同塑料被应用过,虽然其中只有数百种被广泛应用,但是,塑料材料的形成并不是由单一材料所构成,而由一群材料族所组合而成的,其中每一种材料又有其特性,这使得材料的选择,应用更为困难.塑料制品设计原则﹕依成品所要求的机能决定其形状﹐尺寸﹐外观﹐材料设计的成品必须符合模塑原则﹐既模具制作容易﹐成形及后加工容易﹐但仍保持成品的机能塑料制品设计程序:为了确保所设计的产品能够合理而经济,在产品设计的初期,在外观设计者﹐机构工程师,制图员,模具制造者,成形厂以及材料供应厂之间的紧密合作是必须的,因为没有一个设计者,能够同时拥有如此广泛的知识和经验,而从不同的事业观点所获得的建议,将是使产品合理化的基本前提;除此之外,一个合理的设计考虑程序也是必须的;以下将就设计的一般程序作出说明:确定产品的功能需求,外观,在产品设计的初始阶段,设计者必须列出对该产品的目标使用条件和功能要求;然后根据实际的考量,决定设计因子的范围,以避免在稍后的产品发展阶段造成可能的时间和费用的漏失.下表为产品设计的核对表,它将有助于确认各种的设计因子.产品设计的核对一般资料:产品的功能?产品的组合操作方式?产品的组合是否是可以靠着塑料的应用来简化?在制造和组合上是否可能更为经济有效?所需要的公差?空间限制的考虑?界定产品使用寿命?产品重量的考虑?有否承认的规格?是否已经有相类似的应用存在?结构考虑:使用负载的状态?使用负载的大小?使用负载的期限?变形的容许量?环境:使用在什么温度环境?化学物品或溶剂的使用或接触?温度环境?在该种环境的使用期限?外观\外形\颜色\表面加工如咬花\喷漆等经济因素.一.产品预估价格?目前所设计产品的价格?降低成本的可能性?二.绘制预备性的设计图:当产品的功能需求,外观被确定以后,设计者可以根据选定的塑料材料性质,开始绘制预备性的产品图,以作为先期估价,检讨以及原则模型的制作.三.制作原型模型:原型模型让设计者有机会看到所设计的产品的实体,并且实际的核对其工程设计.原型模型的制作一般有两种方式,第一种就是利用板状或棒状材料依图加工再接合成一完整的模型,这种方式制作的模型,经济快速,但是,缺点是量少,而且较难作结构测试;另一种方式,是利用暂用模具,可作少量生产,需花费较高的模具费用,而且所费的时间较长,但是,所制作的产品较类似于真正量产的产品(需要特殊模具机构的部分,可能成形后再以机械加工成形),可做一般的工程测试,而且建立的模具,成形经验,将有助于产品针对实际模具制作,成形需要而作正确的修正或评估.四.产品测试每一个设计都必须在原型阶段,接受一些测试,以核对设计时的计算和假想和实体之间的差异.产品在使用时所需要做的一些测试,大部分都可以籍着原型做有效的测试;此时,面对了所有设计的功能要求,并且能够达成一个完整的设计评估.仿真使用测试通常在模型产品阶段就必须开始,这种型态的测试价值,取决于使用状态被仿真的程度而定.机械和化学性质的加速化测速通常被视为模型产品评估的重要项目.五.设计的再核对与修正对设计的检讨将有助于回答一些根本的问题:所设计的产品是否达到预期的效果?价格是否合理?甚至于在此时,许多产品为了生产的经济性或是为了重要的功能和外形的改变,必须被发掘并改善,当然,设计上的重大改变,可能需要做完整的重新评估;假若所有的设计都经过这种仔细检讨,则能够在这个阶建立产品的细节和规格.六.制定重要规格规格的目的在于消除生产时任何的偏差,以使产品符合外观,功能和经济的要求,规格上必须明确说明产品所必须符合的要求,它应该包括:制造方法,尺寸公差,表面加工,分模面位置,毛边,变形,颜色以及测试规格等.七.开模生产当规格被谨慎而实际的订定之后,模具就可以开始被设计和制作,模具的设计必须谨慎并咨询专家的意思,因为不适当的模具设计和制造,将会使得生产费用提高,效率降低,并用可能造成品质的问题.八.品质的控制对照一个已知的标准,订定对生产产品的规律检测是良好的检测作法,而检测表应该列出所有应该被检查的项目,另外,相关人员,如品管者或设计者也应与成形厂联合订定一个品质管制的程序,以利于在生产的产品能够符合规自攻螺钉预制孔的参照表螺纹规格预制孔径材料性能推进有效深度M/M紧固力矩圆柱直径M1.8Φ1.5+0.1ABS¡¢PC（类）≥2.2≥1kg＞4M2Φ1.65+0.05同上≥2.5≥1.5kg＞4.2M2.5Φ2.15+0.1同上≥3≥2kg＞4.8M2.9Φ2.5+0.1同上≥4≥3kg＞5.6M3Φ2.6+0.1同上≥4≥3kg＞5.8M4Φ3.5+0.1同上≥5≥7kg＞6.5备1.表格中尺寸与公差均按脱膜斜度为1.5°计算2.²ÄÁÏÐÔÄܱÈABS、PC软的材料，应相应缩小0.1左