产品设计教学大纲

产品开发课时安排第一章产品开发程序第一课第一节产品开发定义1-1．1：市场定位市场上最为前卫，实用，流行,以及高科技的产品，具有新颖，创作性强等特点!最为主要是是否有可接受的消费群体。1-1．2：项目确立根据市场定位后制订的项目工程,由生产(设计—模型MOCKUP—模具—注射产品---表面处理---装配)工厂来完成，目前最主要分为有三大类产品：一为家电类，二为玩具类，三为电子消费类1-1．3：设计理念要依循设计简单,方便使用，具有实用性观赏性和可靠性为一体，在制作方面维护保养上做到简洁明了，控制成本和注重环保！电子消费类在设计时也要遵循短.小.轻.薄.的设计理念!举例：数码相机的设计第二课第二节产品的设计工作流程1-2．1：生产提案业务的市场调查,订单量，所确定生产的产品类型,提出后由会议作评估,公司的决策层及工程.品保.生管.业务.生产.检讨出产品设计及生产的可行性,是否可进行生产设计之工作1-2．2：产品规格书产品的基本尺寸.功能.用途.特性.等等。是设计时的重要依据1-2．3：产品设计开发计划进度表schedule，(日本定这个表叫MILLSTONE)由工程师作出，合理安排设计完成时间,机构与电子搭配的时间,部件打样时间，mockup的制作时间,组立时间,机构可行性检讨时间,修改变更时间,模具制作，工程试作，再次变更，修模改模，T1.T2…TN时间!最后是量产时间!1-2．4：ISO文件的制订作为工程师不仅要懂得产品如何设计，还需懂得公司的产品设计的ISO的相关文件，它是整个开发案中的检验环节，步步为营，每步都有相关的文件支持进行，是记录整个开发案的经过，做好后是日后检查产品是如何设计的依据!1-2．5：产品设计1．机构的设计(2D设计)2．3D的设计1-2．6：Mockup的制作检讨，产品的改进1-2．7：模具制作1-2．8：SOP、BOM等资料的建立sop是加工作业指导书，因产品是由工程师一手设计的，如何部组，总组，只有设计者本人才懂，外人是不明白的，SOP就是你所需要表达的，在制作过程中要表达清楚你所想的组立方案以及注重的细节，表达清楚后，作业员才能懂得如何加工作业;BOM是产品的重要支持文件,使用的材质，数量，名称，料号等等！都是由设计者来向外公布的！它是量产时的重要文件，是生产.仓管.生管.采购的主要依据！第三课1-2．9：试模(FirstShot)-----装板5PCS：客户、公司总部、工模部各1PC1-2．10：工程板(EP)-----装板30PCS1.分配：测试24PCS，PE做夹具8PCS，电子2PCS，包装3PCS2.工程板是不装饰，无功能的样品。1-2．11：工程板(SecondEP),一般设计可能不是那么完美无缺，因此就要改模，再做第二次试模，做第二次工程板。甚至第三次……1-2．12：最终工程板（FEP）-----72PCS1．分配：测试48PCS，PE做夹具8PCS，电子4PCS，包装3PCS喷油2PCS，超声波模2PCS或者其它。2．FEP板是有功能，有装饰的样品。1-2．13：量试，即预放产(PP)，视产品的珍贵程度，一般100~300SET。1．生产线作业员做，技术员，工程师一起上线跟踪。2．生产线----QC----QE----OK以后都是可以直接出货的产品。1-2．14：第二次量试，第一次不顺利就得第二次再试。直到OK。1-2．15：问题点的解析与追踪。1-2．16：量产(PS)1-2．17：第一批出货(PE)第三节：设计进行时所需考虑的问题1-3．1：材料的使用1-3．2：表面处理1-3．3：模具的制作(开模)1-3．4：注塑特性1-3．5：组立装配过程1-3．6：其它作业过程的考虑1-3．7：品证试验的通过1-3．8：大批量生产的可行性评估1-3．9：制作成本的考虑第四节：安规知识第四课第二章塑料、注塑成型知识第一节认识塑胶一．塑胶的定义塑胶是一种具有可塑性的人造高分子有机化合物(树脂)塑料是指以有机合成树脂为主要成分，加入或不加入其他配合材料而构成的人造材料，这种材料通常在加热。加压条件下可塑制成具有一定形状的器件。所谓可塑性，是指象黏土那样，加力就变形，而撤除外力之后不恢复原状的性质。所谓弹性(弹力)，是指施加一定程度的力就变形，但撤去所施的力则恢复原状，这种性质叫弹性(如：橡胶)，具有弹性的物体叫弹性体(如：松紧带)，塑料就是利用这种加热时所产生的可塑性，加工成各种形状的。二．塑料的来源塑料是由低分子有机化合物在一定的条件下聚合而成的高分子有机化合物。构成塑料的分子，由于分子量都是在10000以上的高分子，所以说塑料是高分子化合物。一般分子中都含有碳(C)原子和氢(H)原子，有的分子结构中有氧(O)。硫(S)原子。塑料的基本原料是低分子碳氢化合物，它是从石油和天然气或煤裂解物中提炼和合成出来的人造树脂。三．塑料的发展过程1920----1933：聚苯乙烯(PS)，聚氯乙烯(PVC)，聚乙烯(PE)，乙烯—醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，聚丙烯(PP)，1935：丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)1939：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)1949：聚酰胺(NYLONG)1950：聚甲醛(POM)1958：聚碳酸脂(PC)1964：聚氧化二甲苯(PPO)1965：聚砜(PSF)1975：聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)1985：液晶体塑料(LCP)1994：改性为注塑级的PET(PETG)1995：超弹性聚甲醛(TPOM)1996：透明硬质聚氯乙烯第二节塑料及成型工艺塑料现已发展到300多种，最常用的塑料只有十几种1：塑料的分类按成型性能分为：1）热塑性塑料：可再利用，如聚丙烯PP，PC，ABS，聚苯乙烯PS，聚乙烯PE，聚氯乙烯PVC等。2)热固性塑料：不可再利用，如酚醛，脲醛，三聚甲氰胺甲醛，不饱和聚脂等。按用途分为：1）通用塑料：产量大，用途广，价格低廉。如PE，PP，PVC，PS，酚醛塑料和氨基塑料等；2)工程塑料：力学性能好，耐磨，耐腐蚀，尺寸稳定性好。如ABS，尼龙PA，聚碳酸脂PC，聚甲醛POM，有机玻璃PMMA，聚砜PSF，聚苯醚PPO等2：塑料的特性1．密度小质量轻。2．比密度、比强度高。质轻、比强度高。塑料质轻，一般塑料的密度都在0.9~2.3克／厘米3之间，只有钢铁的1／8~1／4、铝的1／2左右，而各种泡沫塑料的密度更低，约在0.01~O.5克／厘米3之间。按单位质量计算的强度称为比强度，有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。例如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为160兆帕，而用玻璃纤维增强的塑料可达到170~400兆帕。3．化学稳定性好。4．电绝缘性能好。5.减摩、耐磨和自润滑性好.6．成型及着色性能好。7．防潮，防震，防辐射，防透气。8．缺点是不耐热，热稳定性差，刚性差，不耐压，在阳光、大气及压力下易老化。3：塑料的成型方法1．热塑性塑料的成型方法：包括注射成型，挤出成型，中空成型，真空成型及压缩空气成型等。2．热固性塑料的成型方法：包括压注成型和压缩成型等。4：塑料的流变性1.牛顿流体与非牛顿流体：流体以切变方式流动时，其切应力与剪切速率存在线性关系的为牛顿流体，否则为非牛顿流体。2．熔胶的流动属非牛顿流体。5：塑料成型工艺性能一、流动性：1．在成型过程中，塑料熔体在一定的温度和压力下充填型腔的能力称为塑料的流动性。2．流动性的好坏，直接影响注塑工艺参数（成型温度，压力和周期）的选择，以及模具浇注系统的类型和尺寸的确定。3．流动性太好则易产生披锋，流涎等现象，太差则不易充满型腔，造成缺料。4．热塑性塑料流动性分三类：1）流动性好的：PE、PP、PS、PA，醋酸纤维等。2）流动性中等的：HIPS、ABS、AS(丙稀腈、苯乙烯)，PMMA、POM、氯化聚醚等。3）流动性差的：PC、硬PVC、PPO、PSF。二、收缩性（Shrinkage）1、两种计算方法：a-bS实=bc-bS计=b其中：S实实际收缩率（%）；S计计算收缩率（%）；a塑件在成型温度时单向尺寸（mm）；b塑件在常温下的单向尺寸（mm）；c模具型腔在常温下的单向尺（mm）2．造成收缩的原因：1）热胀冷缩：出模温度高于常温。2）因弹性回复而收缩：出模后阻止收缩的力消失。3）结晶收缩（对结晶性塑料）：伴随着结晶而引起的收缩。4）定向收缩（流动时分子拉长，冷却后恢复原态）3．影响收缩率变化的因素：1）塑料品种2）塑件特征：一般来说，形状越复杂、尺寸越小，壁厚越薄，有嵌件或多孔时收缩率越小。3）模具结构：补缩好则S小；点浇口则S小。4）成型工艺参数。三．结晶性：1．塑料分子链（结构形态）在高温熔体向低温熔体转变过程中如果能得到稳定规整的排列，则为结晶性塑料，否则为非结晶性塑料。2．结晶性塑料：PE、PP、POM、PA、聚四氟乙烯、氯化聚醚等；非结晶性塑料：PS、PVC、PMMA、PC、ABS、PSF等。3．一般来说，结晶性塑料不透明或半透明；而非结晶性塑料是透明的。（但ABS不透明）。四．热敏性：1．塑料对热的敏感程度。具体表现在：在高温下或因剪切作用大而摩擦生热时，发生变色和分解的倾向。2．热敏性塑料包括：PVC，POM，PVDF（聚偏氯乙烯），EVA（醋酸乙烯），PCTFE（聚三氟氯乙烯）。3．热敏性塑料分解时产生气体，对人、设备及模具都有刺激、腐蚀作用或有毒性。模具镶件材料必须防腐蚀，如S136H，PAK90等。五．吸湿性：指塑料对水分子的亲疏程度。1．吸湿倾向大的塑料有：PA，PC，ABS，PPO，PSF等。2．吸湿倾向小的塑料有：PE，PP等。6：塑料成型过程中的化学反应：一．降解1．概念：塑料在高温、应力、氧气和水分等外部条件作用下，发生化学反应，导致聚合物分子链断裂，使弹性消失，强度降低，制品表面粗糙，使用寿命减短。2．避免发生降解的措施：（1）控制塑料质量；（2）烘料，严格控制水分含量；（3）控制注射工艺参数；(4)对热、氧稳定性差的塑料加稳定剂。二．交联第六课第二节常用塑料的特性与应用一．常用塑料及其性能：1．聚苯乙烯PS（俗称硬胶）1）S=0.5%;2）成型温度：模具温度60--80℃，料筒温度200℃左右；3）透光性好（透光率88—92%）；4）吸水率低，可不用烘料；5）流动性好，易成型加工；6）着色易；7）最大缺点：脆。8）耐热温度低，易老化。9）应用：文具、玩具、电气用品外壳、餐具2．改性聚苯乙烯HIPS（俗称不碎胶）在PS中加入5—10%的橡胶，不透明，它除具有PS的易加工易着色外，还具有较强的韧性（是PS的四倍）和冲击强度，较大大弹性，但流动性比PS差。3．ABS（俗称超不碎胶）1)．S=0.5%;2)．成型温度：模具温度40--90℃，料筒温度210--250℃；3)．综合性能好，机械强度高，抗冲击能力强，抗蠕变性好，有一定的表面硬度，耐磨性好；4)．耐热可达90℃（甚至可在110--115℃使用），耐低温，可在-40℃下使用。5)．耐酸、碱、盐，耐油，耐水；6)．不易燃。7)．电镀性能好。8).缺点：不耐有机溶剂，耐候性差，在紫外线下易老化。9).用途:玩具、机壳、日常用品4．PE（聚乙烯）1)．S=2%;2)．成型温度：模具温度50--70℃，料筒温度180--250℃；3)．产量最大的塑料。4)．特点：软性，无毒，价廉，加工方便。5)．制件成型收缩率大,易产生缩水和变形.6)．吸水性小,可不用烘干。7)．流动性中等。8).PE分为LDPE（低密度聚乙烯，俗称软胶）和HDPE（高密度聚乙烯，俗称硬性软胶）。LDPE模温尽量前后一致，水道离型腔不要太近，可强行脱模。HDPE流动性较好。9)．应用：高压PE(LDPE，常用于制作塑料薄膜（理想的包装材料）、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和包覆电缆等。低压PE可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等。5．PP（聚丙烯，俗称百折软胶）1)．S=2%;2)．成型温度：模具温度40--60℃，料筒温度240--280℃；3)．流动性及成型性能好，适合遍平大型胶件；4)．通用塑料中耐热