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目录1

绪论 塑料零件的设计和开发1

第1章 塑料设计的分析和发展3

1.1 序言3

1.2 设计组人员的成功选择5

1.3 使用各种清单来制定产品要求6

1.4 确定设计组7

1.5 设计和开发进度表11

1.6 公司对塑料制品的承诺13

1.7 向塑料制品的转化14

1.8 Six-sigma程序控制18

参考文献21

第2章 产品设计、开发和生产责任书22

2.1 方案发展责任书22

2.1.1 产品设计、开发及进度清单24

2.1.2 产品开发24

2.1.3 销售合同24

2.1.4 产品设计25

2.1.5 工程变更25

2.1.9 客户加工和加工设计要求26

2.1.8 卖主调查26

2.1.7 购买26

2.1.6 原材料26

2.1.10 定价——决定零件和最终制造产品的价格27

2.1.11 塑料产品开发的成本计算28

2.2 生产方案时间进程表48

2.3 制造48

2.4 质量控制50

2.5 装配52

2.6 修饰52

2.7 包装和运输53

2.8 担保问题55

2.9 分析测试58

2.10 说明书和证明书61

2.10.1 产品说明书61

2.10.2 厂内说明书61

2.10.3 原材料说明书62

2.10.4 材料证书65

2.10.5 外购零件65

2.10.6 模具说明书65

2.10.7 制造和加工说明书67

2.10.8 组装和装饰68

2.10.9 装卸、包装和运输说明69

参考文献70

第3章 产品制造工艺71

3.1 序言71

3.2 选择生产工艺71

3.3 选择制造方法及制造厂商73

3.4 在报价时与设计者的交流74

3.5 制造与控制的结合74

3.6 注射成型75

3.7 注模成型机械原理76

3.8 气体辅助注射成型78

3.9 气体辅助注塑成型问题的预防措施79

3.10 注塑模具的种类81

3.11 挤出成型84

3.12 中空吹塑成型85

3.13 传统的吹塑成型86

3.14 挤出吹塑成型——复合成型88

3.15 注射吹塑成型88

3.16 旋转成型89

3.17 热成型91

3.18 压制成型93

3.19 模塑成型94

3.20 片状成型94

参考文献95

第4章 用塑料设计和组装的多样性96

4.1 序言96

4.2 产品设计分析97

4.3 金属产品转化为塑料产品97

4.4 保留物理性能的加工99

4.5 塑料材料改性剂100

4.6 塑料回收101

4.7 产品的设计、开发和装配102

4.8 树脂性能分析103

4.9 热分析技术106

4.10 制造因素107

4.11 制造方法107

4.12 制造的公差因素108

4.13 装配因素109

4.13.1 螺丝110

4.13.2 螺纹螺钉／自切削螺丝钉111

4.14.1 黏合剂115

4.14 关于装饰和装配制品表面的考虑115

4.14.2 热熔粘接118

4.14.3 柔性铰链和连接件120

4.14.4 装饰和材料改性121

4.14.5 着色产品121

参考文献125

第5章 材料性质的考虑因素126

5.1 序言126

5.2 热塑性塑料126

5.4 热塑性弹性体127

5.3 热固性塑料127

5.5 最终使用材料的选择128

5.6 热塑性塑料介绍135

5.6.1 无定形塑料135

5.6.2 结晶型和半结晶型材料138

5.6.3 液晶聚合物139

5.7 填充的、增强的和改性的树脂141

5.7.1 填充剂141

5.7.2 增强材料142

5.7.3 改性剂和添加剂143

5.8 热固性树脂144

5.10 片状模塑料145

5.9 块状成型模塑料145

5.11 材料性能数据146

5.11.1 塑料的物理性能的定义146

5.11.2 物理性能数据147

5.12 材料的选择148

5.12.1 确定产品材料的要求148

5.12.2 对产品寿命的考虑149

5.12.3 产品各部分功能的合并151

5.14 对金属材料的取代152

5.13 外形、适用性及功能152

5.15 设计组装和服务155

5.16 材料的鉴别和分类155

参考文献158

第6章 设计塑料制品时应考虑的因素159

6.1 序言159

6.2 实际使用条件对塑料物理性能的影响160

6.3 产品抛光与组装操作161

6.3.1 产品修饰前的准备161

6.3.2 产品组装受力161

6.4 考虑连接处的热胀冷缩162

6.5 运输对制品的影响163

6.6 化学药品对塑料材料性能的影响163

6.6.1 浸入166

6.6.2 气弹法167

6.6.3 化学试剂对塑料制品的进攻机理167

6.7 环境因素对制品的影响169

6.7.1 气候条件对制品的影响169

6.7.2 潮气对制品的影响170

6.7.3 湿度对制品的影响170

6.8 装配对制品的影响174

6.9 装饰对制品影响175

6.10 细菌与真菌对塑料制品的影响175

6.11 食品用产品176

6.12 塑料的消毒176

6.12.1 消毒的类型176

6.12.2 热消毒177

6.12.3 环氧乙烷消毒法177

6.12.4 辐射消毒法178

6.13 透明塑料180

6.15 组织机构及其代码规则182

6.14 产品设计需要考虑的因素182

参考文献185

第7章 温度对塑料的影响和塑料的电性能186

7.1 序言186

7.2 温度和热对塑料的影响186

7.2.1 热变形温度（HDT）187

7.2.2 热老化和氧化效应187

7.2.3 耐热性189

7.2.4 用户使用温度189

7.2.5 温度指数189

7.2.6 线性热膨胀系数190

7.2.7 热应力191

7.2.8 控制不同的热膨胀192

7.3 电性能分析194

7.3.1 体积电阻率195

7.3.2 表面电阻系数195

7.3.3 介电（绝缘）强度196

7.3.4 介电常数196

7.3.5 耗散因子197

7.3.6 抗电弧性能197

7.3.8 塑料的电性能198

7.3.7 相应的电磁指数（CTI）198

7.4 塑料的阻燃性和抑烟性199

7.4.1 UL94 HB：水平燃烧200

7.4.2 UL94 V0、V1、V2、V5：垂直燃烧201

参考文献202

第8章 材料性能的设计分析203

8.1 序言203

8.2 塑料性能术语204

参考文献227

9.2 产品结构分析228

第9章 产品设计的因素228

9.1 弹性、同一性和各向同性的影响228

9.2.1 产品的几何尺寸229

9.2.2 产品受外力作用时的应力-应变分析230

9.2.3 黏弹性行为232

9.2.4 黏弹性设计所要考虑的因素233

9.3 吸湿性材料的影响233

9.4 设计方程234

9.5 应力分析234

9.6 选择材料的设计应力235

9.7 产品破坏方式236

9.7.1 弹性变形236

9.7.2 非弹性变形237

9.7.3 断裂破坏237

9.8 应力-应变曲线239

9.8.1 应力-应变的概念239

9.8.2 选择设计应力242

9.8.3 材料的蠕变与伸长244

9.8.4 表观模量和蠕变模量245

9.8.5 环向应力246

9.8.6 应力松弛247

9.8.7 高应变时的弹性模量的估算249

9.8.8 落锤冲击试验249

9.8.9 冲击力249

9.8.10 应力集中因子250

9.8.11 安全因子251

9.8.12 破坏分析253

9.8.13 剪切应力254

9.8.14 泊松比255

9.8.16 强度与模量的测定257

9.8.15 材料常数之间的关系257

9.8.17 弯曲强度与弯曲模量258

9.8.18 抗震性与抗疲劳性260

参考文献262

第10章 产品结构分析263

10.1 序言263

10.2 阐述产品结构要求265

10.3 支撑条件267

10.4 设计时的假设及简化268

10.5 应力集中因子270

10.6 结构分析271

10.7 剪切应力288

10.8 压力容器与管道290

10.9 圆柱形、环形及拱形的弯曲295

10.10 平板297

10.11 加强肋的设计303

10.12 单向加强肋306

10.13 使用多根加强肋需要考虑的因素308

10.14 支撑板的设计分析311

10.15 网状加强肋315

10.16 设计塑料弹簧320

10.17 搭扣设计的改进328

10.18 安装搭扣的速度332

10.19 新的搭扣应力变形分析333

10.20 典型搭扣的设计339

10.21 设计圆形搭扣341

参考文献344

第11章 设计产品性能345

11.1 设计组装与维修345

11.2 计算机辅助设计与制造346

11.2.1 计算机辅助设计347

11.2.2 选择CAD系统348

11.2.3 用CAD建模349

11.3 原型建模350

11.3.1 SLA/SLS模型351

11.3.2 机械加工模型352

11.3.3 成型原型的模型352

11.3.4 原型模具353

11.3.5 回收料的使用354

11.4 原型与最终使用产品的测试354

11.4.1 浇铸模型354

11.4.2 原型注塑成型产品的特点355

11.5 有限元分析357

11.4.3 CAD系统357

11.5.1 预处理程序分析358

11.5.2 FEA微元359

11.5.3 平面和壳形微元360

11.5.4 网络密度设计362

11.5.5 对称性363

11.5.6 边界及约束条件363

11.5.7 处理的时间与节点的密度363

11.5.8 处理FEA模型365

11.5.9 后处理366

11.5.11 破坏分析367

11.5.10 再实验计算367

11.5.12 模具设计考虑369

11.5.13 可供选择的其他模具加工分析方法370

11.5.14 充模分析（经简化的）372

11.5.15 充模与冷却分析374

11.5.16 同步设计概念375

11.5.17 利用FEA建模帮助的分析379

11.6 控制产品的公差383

11.6.1 产品的公差383

11.6.2 影响公差的因素387

11.7.1 塑料树脂的性能变化的影响389

11.7 加工的控制389

11.7.2 被投放生产的产品390

11.7.3 闭环程序控制390

11.7.4 确定注塑成型加工能力391

11.7.5 生产模具质量391

11.8 检验生产控制及其能力392

11.8.1 确定成型机器的能力396

11.8.2 加工能力分析396

11.9 CpK能力分析406

11.10 实验的设计410

参考文献413

第12章 产品设计与模具设计指导415

12.1 产品制造分析416

12.2 原材料咨询416

12.3 均匀产品截面417

12.4 材料流动分析419

12.4.1 无定形树脂419

12.4.2 结晶树脂420

12.5 产品厚度一致423

12.6 模具设计的考虑因素425

12.6.2 模具材料讨论427

12.6.1 制品模具类型讨论427

12.6.3 模架及其组件的选择430

12.6.4 模腔公差控制432

12.6.5 关于模腔讨论433

12.6.6 电火花加工（EDM）434

12.6.7 型腔和型芯定位435

12.6.8 模腔之间的精度435

12.6.9 模腔温度控制437

12.6.10 分流道和制品浇口讨论440

12.6.11 熔料在模腔中的流动443

12.6.12 模腔压力传感器444

12.6.13 制品中残余应力的控制445

12.6.14 熔接线的控制446

12.6.15 模腔排气450

12.7 增强制品的强度和硬度451

12.7.1 加强筋451

12.7.2 圆角453

12.7.3 应力的可视化测量453

12.8 模具的脱模斜度和顶出456

12.8.1 纹饰模腔表面457

12.8.2 模具的表面质量和抛光458

12.8.3 模具顶出系统459

参考文献461

第13章 塑料制品设计和开发程序分析462

附录 清单列表465

清单1 装配清单465

清单2 产品设计清单466

清单3 装饰清单473

清单4 材料清单474

清单5 制造清单476

清单6 包装清单478

清单7 产品开发清单480

清单8 项目计划表清单490

清单9 价格估计清单494

清单10 采购清单494

清单11 质量清单499

清单12 销售合同清单501

清单13 保险问题清单506

清单14 工程变更请求清单510

清单15 供应商质量自检报告清单510

清单16 供应商调查报告513

清单17 模具设计清单525