产品结构设计·玩具产品塑胶件设计基础整理

由于玩具产品面对的大多数儿童是缺乏自我保护意识，所以设计玩具产品时其安全性极为重要，也就是说在玩具产品的设计时要避免可能潜在的威胁，其次产品的功能可靠性也要相当重视，下文将粗略整理塑胶件玩具结构设计常用内容，以供初学者一个工作指引，未详尽阐明之处可参考以往经验或公司相关规范进行设计。

玩具产品主要的几个安全性问题

• 小物体

设计时应尽量避免，对于3岁以上儿童玩具，如无法避免，应在产品包装和说明书中加上小物体警示标语，并放在显眼的位置，大小尺寸与包装盒的大小尺寸相关。

• 利边与尖角

塑胶件在啤塑过程中产生的批锋，极有可能是利边，细水口入水点极有可能是尖点。解决方法：在不影响外观及客户无特别要求的情况下，在塑胶件边缘包R0.5-08mm的圆角或加0.5mm美工线；对于细水口入水点采用二次加工的方法，即塑胶件刚出模还未完全冷却时，用铜条挤压入水点，使其尖点变平。

• 夹手指

设计时尽可能将运动部件暗藏或者把两运动部件之间的间隙做到小于5mm，另外可采用软胶材料或使用保护结构，即运动部件在受力的作用下，可以打滑而不至于夹伤手指。

• 凸出物体(尖体)

对于设计无法避免时，应尽量采用平滑过渡且在任意摆放后尖体端不要直立向上，或采用断裂设计，即在受力情况下断裂(分离)，但断裂件要符合其他安全测试要求，或收缩设计，在合理力的作用下缩进一个平面内。

• 小球

设计无法避免时，应尽可能的在小球上不同方向多做几个直通孔，以防万一堵在咽喉所带来的危险，小球的设计必须要满足安规要求的测试。

• 摇铃

10个月或以下幼儿使用，质量不超过0.5kg的玩具，其形状盒尺寸必须满足安规要求。

• 合理性破坏测试

包括撞击(落地、倾翻、阶梯及冲击测试)、拉力、扭力、压力、咬力测试；对于某些玩具还包括盐水、碱水、过氧、机洗、水洗测试等。无论怎样，测试前后都不能存在安全性问题。

塑胶玩具常用的几种塑胶通用材料

PS或GPPS	ABS	POM	PE
PP	PC	PA	PMMA
具体材料特性不再详述

结构设计具体要求

• 螺丝与螺丝柱配合设计

产品在开发过程中应一般采用PB型螺丝，KA型等尖头螺丝尽量少用或不用，螺丝帽需要做至少大于1.8mm的沉头设计，以下为设计中的螺丝柱位的尺寸参考：

• 柱与孔的配合设计

配合在机械中分为间隙配合、过盈配合、过渡配合，而玩具中我们俗称松配、紧配，紧配即过盈配合，松配即间隙配合，紧配通常用圆柱配六角孔结构。

• 火箭骨(脚)设计

说明：H指柱子高度，T指塑胶件胶位厚度，火箭骨的高度做到≤2/3H，宽度做到1/2T或2/3T，不能大于壁厚的2/3，以免缩水

• 按键孔与单点导电胶配合设计

• 按键进胶口与限位柱设计

便于移印、丝印，电脑仔或其他产品的按键要采用围水口形式，组装上还要考虑防呆设计。

• 电池箱结构设计

• 电池箱内标识规格要求(注意电池门开启方向)

• 超声波焊接超声线设计

• 玩具齿轮传动设计

• 搪胶件要求

• 螺丝方面

螺丝种类

螺丝按牙分有B牙、T牙、P牙、机牙(以字母M表示)、尖牙(以字母A表示)；按头分则分为圆头(以字母P表示)、介子头(以字母W表示)、平头(以字母K表示)

螺丝命名

先表示头，再表示牙，接着表示尺寸，如PT2.6x10,即表示圆头，T牙，牙径2.6mm，牙长10mm,尺寸表示一般牙的直径在前，牙的长度在后。

螺丝牙的探讨

1. B牙和T牙的不同在于T牙前端有开槽，而B牙没有开槽，对于直径为3或者3mm的自攻螺丝，一般都要用开槽的T牙，因为开了槽的牙在打螺丝时较容易打入，而且产生的粉末大部分会留着槽中，从而不滑牙。

2. M牙(机牙)即机械螺纹，不能自攻，通常用得最多的就是电池门螺丝。

3. 尖牙即螺丝前端是尖的，优点是容易打入胶件，但因安全问题很多情况下不准使用。

4. P牙为PP料及其他软性胶料的螺丝，如PP3.0x12,其特点是螺纹升角比牙型要大，且是双线螺纹，这样的螺丝打在PP料等软胶料上才不会滑牙。而B牙和T牙打入PP料等软胶材料中则极易将螺丝孔打大，从而滑牙。

螺丝的表面处理

螺丝的表面处理有镀白锌、镀彩锌、镀镍、煲黑几种，一般根据客户要求而选用，对于耐氧化要求高的选用镀镍较好。

• 其它五金件

1. AA及AAA电池片，电池片底板的材料一般选用铁材料，弹弓用弹簧钢，表面需要镀镍，对于要求较高的产品，其电池片底板可用青铜或磷铜，价格会贵一些，但导电性与抗氧化性更强。通常选用现有已开好模的电池片，除非专用的电池箱才重新打办及开模。

2. 纽扣电池电池片的材料有磷铜及特殊的不锈钢片两种，通常用的更多的是不锈钢(弹性较好不易变形)，不锈钢电池片如果不需要焊线的话，则不需要电镀，需要焊线则需要镀镍，否则不能上锡。

3. 铁轴的尺寸需要打样，其两端需要倒角，以利于装配，其表面处理一般为电镍。

• 齿轮方面

1. 齿轮材料一般为POM，有时也用尼龙(对韧性要求较高的场合，但注塑时需要泡水)，对于扭力特别大的场合，需要考虑用铜齿轮，对于声音要求特别高的产品，高速齿轮可选用消音齿轮，其材料为TPU，但价格贵。

2. 齿轮模数一般选用0.5，对于输出齿轮，如果扭力较大，一般用0.8或1.0。

3. 齿轮的入水设计，如果齿轮的直径够大，则尽量使用三点入水，这样才能保证齿轮的圆度，否则时产生噪音的主要原因之一。

4. 齿轮外圆及孔同轴度要求较高，如孔做偏心也是产生噪音的主要原因之一。

5. 齿轮的模具加工，如果对于声音要求较高，齿轮在做模具时需用滚齿法加工铜工，不宜用线割，这样模具生产处理的齿轮的牙才会更光滑，从而产生的声音更小。