结构设计中的强度与省材料

liaotengjun

刚开始设计零部件的时候，根本不考虑什么材料问题；只是设计，只要结构和强度达到我的要求就万事大吉了；结果在实际生产中进行成本核算的时候一看，凭空的在材料上多花了很多。比如有些筋是必须的，有的则是可有可无的。这样产品成本无谓的增加了很多。因此想写一些自己的惨痛教训:
1.筋在强度要求高的地方一定要放，到底怎么放才可以做到强度足够、模具易脱模、避免缩水？放几根才合适。放一根   和放多根的区别在那里，是对称还是不对称？ 放好后是否可以达到我的要求呢？ 这些问题都要考虑的。
我的建议是：如果这个零件有类似的，要参考一下看看壁厚是多少，筋放到那里？如果认为有些是多余的可以先不放上去，产品出来后感觉不行的话再加上去也可以。 如果是要求比较精密的零件，最好通过有限元分析一下强度；如果是一般的产品就不要费劲了，凭自己积累的经验判断就可以了。（筋的设计可以参考我的另一个话题加强筋的设计参考）
通常筋都是对称放置的，可以限制平面的翘起。筋的高度一定要做到准确，否则做多了浪费材料，做少了强度不够。
2.材料壁厚的问题：如果是装饰性的零件，壁厚没有严格的要求，只要保证表面不变形就可以，如果你感觉无法把握这个厚度，切开其他你认为等壁厚的零件看一下，比如壁厚为2.0mm，那么你就可以先做到2.0mm，如果强度不够模具上就再加0.3mm。这样会给自己的印象很深刻，下次再做的时候就会有很好的感觉。当然有点浪费时间。对于积累经验是很有帮助的。如果是外观类的零件就复杂一些，比如壳体，有功能要求的和无功能要求的有所差别；这种类型的壁厚可以参考一些资料或者实际的零件，如果想做到材料最省同时强度足够时，我一般是这样处理的：先满足材料要求，尽量选用合适的壁厚，如果强度达不到就加筋加强，还是达不到没有办法增加材料壁厚。好像有点笨
3.在结构上做文章，尽量减少零部件的数量。比如有两个零件通过改变结构是可以合成一个的，就不用分开两个，否则既浪费模具费用又浪费材料，同时结合处还难以处理。
4.材料的选用：我们通常用的材料一般都是PP ABS  耐磨的一般都是PA和POM；内部件如果没有什么特殊的要求尽量选用PP，因为内部的要求毕竟比外观件差一些，有轻微的缩水和变形都是可以接受的。当然如果你外壳要求电镀，只能用ABS。这两种材料价格相对有优势。
5.弹性变形的要求：我认为这个相对其他的结构来说复杂一点，无法用软件模拟出其中的变形力量，我通常是通过调整材料厚度来获得要求的力度。比如你可以找一个有类似结构的零件参考，在这个壁厚和伸出的长度情况下大概有几N的力量，而我们又需要多少。可以先将材料的厚度按小的设计，如果力量达不到就可以增加壁厚或者加入一些筋来调整。千万不可以一次性就加厚，否则如果达不到要求模具改动起来又费时间又麻烦。
6.利用脱模斜度省材料：有些竖直的结构可以加大脱模的斜度，比如筋位；这样材料上可以省一些同时利于脱模。

写的有点杂，希望大家可以看的懂。暂时想到的只有这些，有好的建议的希望可以多多交流!