Pro/ENGINEER Wildfire 5.0产品设计与工艺基本功特训
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1.4.1 塑料产品设计规范

1.塑料产品的设计特点

塑料产品的设计与其他材料有些类似,如钢、铜、铝、木材等,但由于塑料材料组成的多样性、结构形状的多变性,使其比其他材料有更理想的设计特性,特别是它的形状设计、材料及制造方法的选择,更是其他材料无法比拟的。其他的大部分材料在外形或制造上都受到很大的限制,有些材料只能利用弯曲、熔接等方式来成型。但是,塑料材料并不是由单一的材料所构成,而是由一群材料族组合而成的,其中每一种材料又有其特性,这使得材料的选择和应用更为困难。

2.塑料产品设计的原则

(1)根据成品所要求的机能决定其形状、尺寸、外观和材料。

(2)设计的成品必须符合模塑要求,使模具制造容易,成型后加工容易,并保持其成品的功能。

3.塑料产品设计的流程

为了保证所设计的产品能够合理而经济,在产品设计初期,外观设计工程师、结构工程师、绘图员和模具制造者,以及材料供应厂之间的合作是非常紧密的,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。从不同的事业观点所获得的建议,是使产品合理的基本前提。以下为塑料产品设计的一般流程。

1)确定产品的功能需要及外观

在产品设计的初始阶段,设计者必须列出对该产品的使用条件和功能要求,然后根据实际的考察决定设计因数的范围,以避免在后面的产品发展阶段造成时间和费用的浪费。表1-2所示为产品设计的核对表,它将有助于确认各种的设计因数。

表1-2 产品设计的核对表

2)绘制预备性的设计图

当产品的功能需要、外观被确定后,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。

3)制作原模型

原模型让设计者有机会见到产品的实体,并且能实际地核对其工程设计。原模型的制作一般只有两种方式,第一种方式是利用板状或棒状材料依图加工,再结合成一个完整的模型,这种方式制作的模型特点是经济快速,但量少,而且较难对结构进行测试。另一种方式是利用已有的模具生产少量的模型,需要花费较高的模具费用,而且制作时间较长。其优点是制作的模型类似于真正投入生产的产品,并可做一般的工程测试,将通过修改模具的形式使产品达到真正的要求。

4)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实体间的差异。做产品测试时,多数都是借原模型做有效的测试,核对产品的所有功能要求,并完成一个完整的设计评估。

5)产品的核对与修改

对产品的检讨将有助于回答一些根本的问题,如所设计的产品能否达到预期的效果?价格是否合理?有时,许多产品为了节省经济成本或为了外观和重要功能而修改已有的产品结构。当然,产品结构上的修改,则可能需要重新做出评估,并建议产品的细节和规格。

6)制定重要规格

规格的目的在于消除生产时的任何偏差,使产品符合结构功能、外观和经济上的要求,所以,规格上必须做出明确的要求,包括制造方法、尺寸公差、表面粗糙度、分模面位置、披锋(毛刺)、变形、颜色及测试规格等。

7)开模生产

当规格制定之后,模具就要开始进行设计和制作,模具的设计必须谨慎并咨询模具师傅的意见,否则会因不适当的模具设计和制造而使生产费用大幅提高,并且生产效率降低,可能造成产品质量出现问题。

8)品质的控制

对照一个已知的标准,制定对生产产品的规律检查是良好的检测方法,而检测表应该列出所有应该被检查的项目。另外,品质部门和设计工程部门也应该与工厂制定一个品质管制程序,以利于生产的产品能符合规格的要求。