玩具设计技术指南

以下内容由江君清编制、收集及整理第1页共206页第一章产品发展阶段程序一产品结构设计：1，原始资料的输入：a：《产品规格书》b：外形图2，产品图绘制(PRODUCTDRAWING)a：产品概念及要求---根据《产品规格书》要求及外观图﹐进行产品结构设计，绘制总装图，电子方面设计电子原理图，评审确认；b：根据确认的方案，绘制3D装配图及零件图，电子方面绘制PCB布线图；3，设计评审a：根据产品外观与功能要求﹐项目工程师组织各相关职能部门对产品进行设计阶段的评审﹐初步预算产品的各个阶段排期;b：对产品的功能及测试标准进行设计评审;c：对产品影响装配生产方面进行设计评审;d：根据评审结果修改产品图；e：编制初步的《工模表》与BOM资料,编制产品研发计划表；f：根据零件图对五金件进行打板，塑胶件做手板；g：电子方面打板PCB；4，手板材料介绍石膏粉---做雕刻样板材料手工泥---做模型的材料原子灰及TAMMIYAPUTTY---修补样板表面的材料硅胶ELASTOSILM4440---WACKERRUBBER﹐RTV-2硅胶催化剂---WACKERCATAIYST40(1﹕25)8017---90A(A胶)8017---B(B胶)A﹑B胶混合比例为1﹕1475胶板或亚加力胶板---由0.5mm至3mm厚AA胶---(502)A胶---(202)树酯---倒模复板材料打磨砂纸---(#200﹑#400﹑#600﹑#800)5，手板制作步骤a：用CNC或手板机或手工制出一套胶件；b：倒硅胶模---用第一套样板倒硅胶模。c：AB胶复样---以倒出的硅胶模为模型用AB胶复样。d：装配手板，进行功能测试，对达不到要求的内容进行修改（同时修改图纸）或修改图纸重做；f：在手板符合要求后、确认，校对图纸。二产品工模制作1，根据工模表及选定的供应商制做开模通知书并发放到相关部门及模厂；2，进一步检查校对胶件图及相关资料发放给相关部门及模厂；3，与模厂共同评审胶件图，对不良项进行修改，模厂绘制排模图；以下内容由江君清编制、收集及整理第2页共206页4，评谉排模图，要求模厂对不良项进行修改；5，模厂绘制模图及定料；6，评谉模厂的模图并存档；7，工模开始制造；8，在工模制造的同时要打板五金件，供第一次试模装板用；9，电子部分要做PCBA进行电子方面的测试与准备；三﹑产品工程试验阶段1，第一次试模（FIRSTSHOT）：a：模具第一次试模时﹐必须略省光模具﹐并且应钻好运水以确保胶件尺寸的稳定，并在试模中记录工模存在的问题；b：检测胶件的重要尺寸，用试模胶件及打板的五金件进行装板（如零件有多个模腔﹐应进行不同模腔互配），记录装配中存在的问题c：装配好的板进行安全测试，（若有功能好的板，同时进功能测试），QA部出测试报告；d：根据a/b/c项中的问题点，出改模资料给模厂改模，若五金件有问题同时修改五金件，并修改产品图；e：分配样板给相关的部门参考；2，EP做板前的准备工作：a：五金物料:包括螺丝﹑弹弓﹑铁轴等﹔b：色粉﹑油漆:根据产品的外观颜色要求调色粉及油漆，并预批颜色。c：胶水(若需要):根据产品胶件材料及点胶水部位选用胶水﹔d：包装物料:根据包装要求资料打板包装物料；e：PIE开始准备做EP的工装夹具；f：QE根据《产品规格书》的要求及相关标准编制产品测试计划及产品测试图；3，做EP：a：EP板的数量必须保证最少100只﹐要根据《产品规格书》的要求入板到实验室及公证行；注意在计算做板数量时留意自己需要的工程修改板和厂内相关部门所需的参考板；b：在试模啤胶件时要尽量按要求的颜色啤，注塑部要做好试模记录；c：样板房做EP板时要做EP试产记录，产品工程小组的成员要到现场跟进；d：PIE要开始制作产品生产流程图及作业指导书，并要跟进工装夹具；e：QA部实验室要根据《产品规格书》的要求、相关标准、产品测试计划及产品测试图做完所需的全部测试，并出测试报告；f：在QA部出了测试报告后及时召开EP评谉会议，并做好EP设计评审会议记录；g：根据EP设计评审会议记录出改模通知书及五金图的更改，同时修改产品图；4，产品测试a：测试标准来源﹕i产品的销售区域﹕(欧洲玩具标准﹑美国玩具标准)。ii产品的适合年龄段﹕(0~18个月﹑18个月~36个月﹑36个月~96个月﹑96个月以上)。iii客户根据产品的特殊测试要求。b：本厂QE可依据测试要求﹐做产品测试计划及产品测试图。拉力标准---“F”以下内容由江君清编制、收集及整理第3页共206页扭力标准---“T”咬力标准---“B”压力标准---“C”安全性投掷---“S﹑D”冲击标准---“Impact”震箱测试---“VIB”c：测试分类:i安全性测试1)跌落2)TTF3)扭力/拉力4)咬板5)压力6)利尖﹑利边7)小物件ii可靠性测试1)功能2)寿命3)运输4)老化5)拉力6)高低温7)跌落8)低温9)湿度10)硬度11)盐水温度5，FEP做板前的准备工作：a：五金物料--包括螺丝﹑弹弓﹑铁轴等﹔b：色粉﹑油漆--根据客户提供PAINTMASTER或颜色编号调色粉及油漆给客户预批颜色。c：胶水(若需要)--根据产品胶件材料及点胶水部位选用胶水﹔d：包装物料--根据客户资料打板包装物料；e：PIE开始准备做FEP的工装夹具；f：PIE要能提供产品生产流程图及作业指导书；6，做FEP：a：FEP板的数量必须保证最少100只﹐要完全符合要求，与做货时的一样，要根据《产品规格书》的要求入板到实验室，按客要求入板到客实验室及公证行；注意在计算做板数量时留意要给客工程参考板及自己需要的工程修改板和厂内相关部门所需的参考板及签板；b：在试模啤胶件时一定要量按要求的颜色啤，注塑部要做好试模记录；c：板房做FEP板时要按产品生产流程图及作业指导书做，并做好FEP试产记录，产品工程小组的成员要到现场跟进；d：PIE要跟进产品生产流程图及作业指导书的合理性，对不合理的地方进行修改，并要跟进工装夹具；e：QA部实验室要根据《产品规格书》的要求、相关标准、产品测试计划及产品测试图做完所需的全部测试，并出测试报告；f：在QA部出了测试报告后及时召开FEP评谉会议，并做好FEP设计评审会议记录；g：若有不合格项要做针对时的改良后做板测试，直到所有的不合格项完全通过；h：签板；7，PP试产前的准备工作：a：追回PP试产的签板；b：核对对工模表并更新发放；c：核对BOM并更新发放；d：发放新的五金件、包装物料的物料认可证书并签板；e：发放工模放产通知书，并对胶件及喷印件签板并发放胶件重要尺寸检测图；以下内容由江君清编制、收集及整理第4页共206页f：发放产品生产流程图、作业指导书、工装夹具表；g：发放PP试工程通知书；h：PMC备料及安排做好相关的试产前的准备工作；8，产品PP前会议：PP前产品工程师与厂内PIE/QE/QA/PMC及生产部门召开PP会议﹐会议要点如下﹕a：把产品作详细介绍﹔b：与QE跟进FEP结果﹐检查是否仍有不符合点﹔c：与QA/QE讲明产品的收货标准及定出关键零件控制标准﹔d：跟进PIE的准备工作﹐例如:装配夹具的数量及完成日期﹔e：PMC跟进外来物料及本厂生产时的各种物料进度﹔f：确定开PP日期﹔9，产品试产(PP):FEP合格后并收到客户订单﹐根据PP会议要求进行试产﹐要求如下﹕a：所有胶件均要来自放产的模子﹔b：所有物料均要为正式返货的物料﹐不能是打板的﹔c：产品要正式在工厂依足生产程度来试产﹐即从注塑﹑搪胶﹑喷油﹑移印﹑装配包装均要在工厂进行﹔d：开PP时﹐尽量要求客方PIE/QE人员在场﹔e：PP数量按客走货要求而定﹐但最少应有1000PCS﹔f：PP试产中生产部要做好试产记录；g：试产中要抽板入实验测试，客验货OK后，要抽QN板入客实验室或公证行；h：当QA实验室及QN板的测试报告发放后要及时召开PP评谉会议，并做好PP设计评审会议记录；i：产品工程小组的成员要跟进PP设计评审会议记录及在试产中出现的各种问题并进行改良；10，正式生产前的准备工作：a：解决好PP中存在问题后，就可进入PS了并根据需要要客重签板；b：更新并发放所有有过修改的工程资料，并重签板所有有更改的样板；c：发放产品放工程通知书；d：将产品正式转交给生产工程部跟进。第二章：塑胶产品结构设计准则1，壁厚篇基本设计守则壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其它零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，延长生产周期”冷却时间〔，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。此外，采用固化成型的生产方法时，流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向以下内容由江君清编制、收集及整理第5页共206页是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方，则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。平面准则在大部份热融过程操作，包括挤压和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢，并且在相接的地方表面在浇口凝固后出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。转角准则壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要，以免冷却时间不一致。冷却时间长的地方就会有收缩现象，因而发生部件变形和挠曲。此外，尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中，尖角的位置亦常在电镀过程后引起不希望的物料聚积。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法，不但减低应力集中的因素，且令流动的塑料流得更畅顺和成品脱模时更容易。下图可供叁考之用。转角位的设计准则亦适用于悬梁式扣位。因这种扣紧方式是需要将悬梁臂弯曲嵌入，转角位置的设计图说明如果转角弧位R太小时会引致其应力集中系数(StressConcentrationFactor)过大，因此，产品弯曲时容易折断，弧位R太大的话则容易出现收缩纹和空洞。因此，圆弧位和壁厚是有一定的比例。一般介乎0.2至0.6之间，理想数值是在0.5左右。以下内容由江君清编制、收集及整理第6页共206页壁厚限制不同的塑胶物料有不同的流动性。胶位过厚的地方会有收缩现象，胶位过薄的地方塑料不易流过。以下是一些建议的胶料厚度可供叁考。热塑性塑料的胶厚设计叁考表热固性塑料的胶厚设计叁考以下内容由江君清编制、收集及整理第7页共206页其实大部份厚胶的设计可从使用加强筋及改变横切面形状取缔之。除了可减省物料以致减省生产成本外，取缔后的设计更可保留和原来设计相若的刚性、强度及功用。下图的金属齿轮如改成使用塑胶物料，更改后的设计理应如图一般。此塑胶齿轮设计相对原来金属的设计不但减省材料，消取因厚薄不均引致的内应力增加及齿冠部份收缩引致整体齿轮变形的情况发生。不同材料的设计要点：ABS以下内容由江君清编制、收集及整理第8页共206页a)壁厚壁厚是产品设计最先被考虑，一般用于注塑成型的会在1.5mm(0.06in)至4.5mm(0.18in)。壁厚比这范围小的用于塑料流程短和细小部件。典型的壁厚约在2.5mm(0.1in)左右。一般来说，部件愈大壁厚愈厚，这可增强部件强度和塑料充填。壁厚在3.8mm(0.15in)至6.4mm(0.25in)范围是可使用结构性发泡。b)圆角建议的最小圆角半径是胶料厚度的25%，最适当的半径胶料厚比例在60%。轻微的增加半径就能明显的减低应力。PCa)壁厚壁厚