由于玩具産品面對的大多數兒童是缺乏自我保護意識,所以設計玩具産品時其安全性極為重要,也就是說在玩具産品的設計時要避免可能潛在的威脅,其次産品的功能可靠性也要相當重視,下文将粗略整理塑膠件玩具結構設計常用内容,以供初學者一個工作指引,未詳盡闡明之處可參考以往經驗或公司相關規範進行設計。
玩具産品主要的幾個安全性問題
小物體
設計時應盡量避免,對于3歲以上兒童玩具,如無法避免,應在産品包裝和說明書中加上小物體警示标語,并放在顯眼的位置,大小尺寸與包裝盒的大小尺寸相關。
利邊與尖角
塑膠件在啤塑過程中産生的批鋒,極有可能是利邊,細水口入水點極有可能是尖點。解決方法:在不影響外觀及客戶無特别要求的情況下,在塑膠件邊緣包R0.5-08mm的圓角或加0.5mm美工線;對于細水口入水點采用二次加工的方法,即塑膠件剛出模還未完全冷卻時,用銅條擠壓入水點,使其尖點變平。
夾手指
設計時盡可能将運動部件暗藏或者把兩運動部件之間的間隙做到小于5mm,另外可采用軟膠材料或使用保護結構,即運動部件在受力的作用下,可以打滑而不至于夾傷手指。
凸出物體(尖體)
對于設計無法避免時,應盡量采用平滑過渡且在任意擺放後尖體端不要直立向上,或采用斷裂設計,即在受力情況下斷裂(分離),但斷裂件要符合其他安全測試要求,或收縮設計,在合理力的作用下縮進一個平面内。
小球
設計無法避免時,應盡可能的在小球上不同方向多做幾個直通孔,以防萬一堵在咽喉所帶來的危險,小球的設計必須要滿足安規要求的測試。
搖鈴
10個月或以下幼兒使用,質量不超過0.5kg的玩具,其形狀盒尺寸必須滿足安規要求。
合理性破壞測試
包括撞擊(落地、傾翻、階梯及沖擊測試)、拉力、扭力、壓力、咬力測試;對于某些玩具還包括鹽水、堿水、過氧、機洗、水洗測試等。無論怎樣,測試前後都不能存在安全性問題。
塑膠玩具常用的幾種塑膠通用材料
PS或GPPS |
ABS |
POM |
PE |
PP |
PC |
PA |
PMMA |
具體材料特性不再詳述 |
結構設計具體要求
螺絲與螺絲柱配合設計
産品在開發過程中應一般采用PB型螺絲,KA型等尖頭螺絲盡量少用或不用,螺絲帽需要做至少大于1.8mm的沉頭設計,以下為設計中的螺絲柱位的尺寸參考:
柱與孔的配合設計
配合在機械中分為間隙配合、過盈配合、過渡配合,而玩具中我們俗稱松配、緊配,緊配即過盈配合,松配即間隙配合,緊配通常用圓柱配六角孔結構。
火箭骨(腳)設計
說明:H指柱子高度,T指塑膠件膠位厚度,火箭骨的高度做到≤2/3H,寬度做到1/2T或2/3T,不能大于壁厚的2/3,以免縮水
按鍵孔與單點導電膠配合設計
按鍵進膠口與限位柱設計
便于移印、絲印,電腦仔或其他産品的按鍵要采用圍水口形式,組裝上還要考慮防呆設計。
電池箱結構設計
電池箱内标識規格要求(注意電池門開啟方向)
超聲波焊接超聲線設計
玩具齒輪傳動設計
搪膠件要求
螺絲方面
螺絲種類
螺絲按牙分有B牙、T牙、P牙、機牙(以字母M表示)、尖牙(以字母A表示);按頭分則分為圓頭(以字母P表示)、介子頭(以字母W表示)、平頭(以字母K表示)
螺絲命名
先表示頭,再表示牙,接着表示尺寸,如PT2.6x10,即表示圓頭,T牙,牙徑2.6mm,牙長10mm,尺寸表示一般牙的直徑在前,牙的長度在後。
螺絲牙的探讨
B牙和T牙的不同在于T牙前端有開槽,而B牙沒有開槽,對于直徑為3或者3mm的自攻螺絲,一般都要用開槽的T牙,因為開了槽的牙在打螺絲時較容易打入,而且産生的粉末大部分會留着槽中,從而不滑牙。
M牙(機牙)即機械螺紋,不能自攻,通常用得最多的就是電池門螺絲。
尖牙即螺絲前端是尖的,優點是容易打入膠件,但因安全問題很多情況下不準使用。
P牙為PP料及其他軟性膠料的螺絲,如PP3.0x12,其特點是螺紋升角比牙型要大,且是雙線螺紋,這樣的螺絲打在PP料等軟膠料上才不會滑牙。而B牙和T牙打入PP料等軟膠材料中則極易将螺絲孔打大,從而滑牙。
螺絲的表面處理
螺絲的表面處理有鍍白鋅、鍍彩鋅、鍍鎳、煲黑幾種,一般根據客戶要求而選用,對于耐氧化要求高的選用鍍鎳較好。
其它五金件
AA及AAA電池片,電池片底闆的材料一般選用鐵材料,彈弓用彈簧鋼,表面需要鍍鎳,對于要求較高的産品,其電池片底闆可用青銅或磷銅,價格會貴一些,但導電性與抗氧化性更強。通常選用現有已開好模的電池片,除非專用的電池箱才重新打辦及開模。
紐扣電池電池片的材料有磷銅及特殊的不鏽鋼片兩種,通常用的更多的是不鏽鋼(彈性較好不易變形),不鏽鋼電池片如果不需要焊線的話,則不需要電鍍,需要焊線則需要鍍鎳,否則不能上錫。
鐵軸的尺寸需要打樣,其兩端需要倒角,以利于裝配,其表面處理一般為電鎳。
齒輪方面
齒輪材料一般為POM,有時也用尼龍(對韌性要求較高的場合,但注塑時需要泡水),對于扭力特别大的場合,需要考慮用銅齒輪,對于聲音要求特别高的産品,高速齒輪可選用消音齒輪,其材料為TPU,但價格貴。
齒輪模數一般選用0.5,對于輸出齒輪,如果扭力較大,一般用0.8或1.0。
齒輪的入水設計,如果齒輪的直徑夠大,則盡量使用三點入水,這樣才能保證齒輪的圓度,否則時産生噪音的主要原因之一。
齒輪外圓及孔同軸度要求較高,如孔做偏心也是産生噪音的主要原因之一。
齒輪的模具加工,如果對于聲音要求較高,齒輪在做模具時需用滾齒法加工銅工,不宜用線割,這樣模具生産處理的齒輪的牙才會更光滑,從而産生的聲音更小。
有話要說...