產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則--洞孔

1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-洞孔 (Hole)轉(zhuǎn)自：手機(jī)研發(fā)論壇 在塑膠件上開孔使其和其它部件相接合或增加產(chǎn)品功能上的組合是常用的手法，洞孔的大小及位置應(yīng)盡量不會對產(chǎn)品的強(qiáng)度構(gòu)成影響或增加生產(chǎn)的復(fù)雜性，以下是在設(shè)計洞孔時須要考慮的幾個因素。 相連洞孔的距離或洞孔與相鄰產(chǎn)品直邊之間的距離不可少於洞孔的直徑，如孔離邊位或內(nèi)壁邊之要點圖。與此同時，洞孔的壁厚理應(yīng)盡量大，否則穿孔位置容易產(chǎn)生斷裂的情況。要是洞孔內(nèi)附有螺紋，設(shè)計上的要求即變得復(fù)雜，因為螺紋的位置容易形成應(yīng)力集中的地方。從經(jīng)驗所得，要使螺孔邊緣的應(yīng)力集中系數(shù)減低至一安全的水平，螺孔邊緣與產(chǎn)品邊緣的距離必須大於螺孔直徑的三倍。孔離邊位或內(nèi)壁邊之要點穿

2、孔 從裝配的角度來看，穿孔的應(yīng)用遠(yuǎn)較盲孔為多，而且較盲孔容易生產(chǎn)。從模具設(shè)計的角度來看，穿孔的設(shè)計在結(jié)構(gòu)上亦較為優(yōu)勝，因為用來穿孔成型的邊釘?shù)膬啥司墒艿街?。穿孔的做法可以是靠單一邊釘兩端同時固定在模具上、或兩枝邊釘相接而各有一端固定在模具上。一般來說，第一種方法被認(rèn)為是較好的；應(yīng)用第二種方法時，兩條邊釘?shù)闹睆綉?yīng)稍有不同以避免因為兩條邊釘軸心稍有偏差而引致產(chǎn)品出現(xiàn)倒扣的情況，而且相接的兩個端面必須磨平。盲孔 盲孔是靠模具上的哥針形成，而哥針的設(shè)計只能單邊支撐在模具上，因此很容易被溶融的塑料使其彎曲變形，形成盲孔出現(xiàn)橢圓的形狀，所以哥針的長度不能過長。一般來說，盲孔的深度只限於直徑的兩倍。要是

3、盲孔的直徑只有或於1.5mm，盲孔的深度更不應(yīng)大於直徑的尺寸。盲孔的設(shè)計要點鉆孔 大部份情況下，額外的鉆孔工序應(yīng)盡量被免，應(yīng)盡量考慮設(shè)計孔穴可單從模具一次成型，減低生產(chǎn)成本。但當(dāng)需要成型的孔穴是長而窄時”即孔穴的長度比深度為大，因更換折斷或彎曲的哥針構(gòu)成的額外成本可能較輔助的後鉆孔工序為高，此時，應(yīng)考慮加上後鉆孔工序。鉆孔工序應(yīng)配合使用鉆孔夾具加快生產(chǎn)及提高品質(zhì)，亦可減少因斷鉆咀或經(jīng)常番磨鉆咀的額外成本及時間；另一做法是在塑膠成品上加上細(xì)而淺的定位孔以代替使用鉆孔夾具。側(cè)孔 側(cè)孔往往增加模具設(shè)計上的困難，特別是當(dāng)側(cè)孔的方向與開模的方向成一直角時，因為側(cè)孔容易形成塑膠產(chǎn)品上的倒扣部份。一般的方法

4、是使用角針”Angle Pin及活動側(cè)?！盨plit Mould，或使用油壓抽哥。留意哥針在膠料填充時會否受壓變形或折斷，此情況常見於長而直徑小的哥針上。因模具的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，模具的制造成本比教高，此外，生產(chǎn)時間亦因模具必須抽走哥針才可脫模而相應(yīng)增加。其他設(shè)計考慮 有關(guān)孔穴在產(chǎn)品設(shè)計上的考慮，尚有下列各點： 1. 多級”多個不同直徑但相連的孔的孔可容許的深度比單一直徑的孔長；此外，將模具件部份孔位偷空，亦可將孔的深度縮短，下圖說明這兩種方法的應(yīng)用。多級孔或?qū)⒋┛淄悼盏膽?yīng)用方法 2. 側(cè)孔若使用角針、活動側(cè)?；蛴蛪撼楦绫貢鼓＞叩慕Y(jié)構(gòu)復(fù)雜及增加成本，此問題可從增加側(cè)孔壁位的角度，或以兩級的孔取代

5、原來的側(cè)孔得以消除側(cè)孔引致的倒扣，消除側(cè)孔倒扣的方法圖說明這兩種方法的應(yīng)用。消除側(cè)孔倒扣的方法 3. 洞孔的邊緣應(yīng)預(yù)留最少0.4mm的直身位，設(shè)計一個完整的倒角或圓角於孔邊在經(jīng)濟(jì)上或?qū)嵺`上都是不設(shè)實際的，可叁考洞孔邊緣的設(shè)計圖。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-支柱 ( Boss )轉(zhuǎn)自：手機(jī)研發(fā)論壇基本設(shè)計守則支柱突出膠料壁厚是用以裝配產(chǎn)品、隔開物件及支撐承托其他零件之用?？招牡闹е梢杂脕砬度爰?、收緊螺絲等。這些應(yīng)用均要有足夠強(qiáng)度支持壓力而不致於破裂。支柱盡量不要單獨使用，應(yīng)盡量連接至外壁或與加強(qiáng)筋一同使用，目的是加強(qiáng)支柱的強(qiáng)度及使膠料流動更順暢。此外，因過高的支柱會導(dǎo)致塑膠部件成型時困氣，所以支柱高度一

6、般是不會超過支柱直徑的兩倍半。加強(qiáng)支柱的強(qiáng)度的方法”尤其是遠(yuǎn)離外壁的支柱，除了可使用加強(qiáng)筋外，三角加強(qiáng)塊”Gusset plate的使用亦十分常見。一個品質(zhì)好的螺絲/支柱設(shè)計組合是取決於螺絲的機(jī)械特性及支柱孔的設(shè)計，一般塑膠產(chǎn)品的料厚尺寸是不足以承受大部份緊固件產(chǎn)生的應(yīng)力。固此，從裝配的考慮來看，局部增加膠料厚度是有需要的。但是，這會引致不良的影響，如形成縮水痕、空穴、或增加內(nèi)應(yīng)力。因此，支柱的導(dǎo)入孔及穿孔”避空孔的位置應(yīng)與產(chǎn)品外壁保持一段距離。支柱可遠(yuǎn)離外壁獨立而處或使用加強(qiáng)筋連接外壁，後者不但增加支柱的強(qiáng)度以支撐更大的扭力及彎曲的外力，更有助膠料填充及減少因困氣而出現(xiàn)燒焦的情況。同樣理由，

7、遠(yuǎn)離外壁的支柱亦應(yīng)輔以三角加強(qiáng)塊，三角加強(qiáng)塊對改善薄壁支柱的膠料流動特別適用。收縮痕的大小取決於膠料的收縮率、成型工序的叁數(shù)控制、模具設(shè)計及產(chǎn)品設(shè)計。使用過短的哥針、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利於收縮痕的減少；不幸地，支柱的強(qiáng)度及抵受外力的能力卻隨著增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。因此，支柱的設(shè)計須要從這兩方面取得平衡。1) 支柱位置2) 支柱設(shè)計不同材料的設(shè)計要點ABS一般來說，支柱的外徑是內(nèi)徑的兩倍已足夠。有時這種方式結(jié)果支柱壁厚等於或超過膠料厚度而增加物料重量和在表面產(chǎn)生縮水紋及高成型應(yīng)力。嚴(yán)格的來說支柱的厚度應(yīng)為膠料厚度的50-70%。 如因此種設(shè)計方式而支柱不能提

8、供足夠強(qiáng)度，但已改善了表面縮水。斜骨是可以加強(qiáng)支柱的強(qiáng)度，可由最小的尺寸伸延至支柱高的90%。若柱位置接近邊壁，則可用一條肋骨將邊壁和柱相互連接來支持支柱。PBT支柱通常用於機(jī)構(gòu)上裝配，如收螺絲、緊壓配合、導(dǎo)入裝配等多數(shù)情形，支柱外徑是內(nèi)孔徑的兩倍就足夠強(qiáng)壯。支柱設(shè)計有如肋骨設(shè)計的觀念。太厚的切面會產(chǎn)生部件外縮水和內(nèi)部真空。支柱的位置在邊壁旁時可利用肋骨相連，則內(nèi)孔徑的尺寸可增至最大。PC 支柱是大部份用來作裝配產(chǎn)品用，有時用作支撐其它物件或隔開物體之用。甚至一些很細(xì)小的支柱最終會熱溶後作內(nèi)部零件固定用。一些放於邊位的支柱是需耍一些肋骨作為互相依附，以增加支柱強(qiáng)度。PS支柱通常用於打入件，收螺

9、絲，導(dǎo)向針，攻牙或作緊迫配合?？赡芮樾沃卤苊猹毩⒁恢ее鵁o任何支撐。應(yīng)加一些肋骨以加強(qiáng)其強(qiáng)度。若支柱離邊壁不遠(yuǎn)應(yīng)以肋骨將柱和邊相連在一起。PSU支柱是用作連接兩件部件的。其外徑應(yīng)是內(nèi)孔徑的兩倍，高度不應(yīng)超過外徑的兩倍。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則-入件 ( Moulded-in Inserts )轉(zhuǎn)自：手機(jī)研發(fā)論壇基本設(shè)計守則 塑膠內(nèi)的入件通常作為緊固件或支撐部份。此外，當(dāng)產(chǎn)品在設(shè)計上考慮便於返修、易於更換或重復(fù)使用等要求時，入件是常用的一種裝配方式。但無論是作為功能或裝飾用途，入件的使用應(yīng)盡量減少，因使用入件需要額外的工序配合，增加生產(chǎn)成本。入件通常是金屬材料，其中以銅為主。入件的設(shè)計必須使其穩(wěn)固地

10、嵌入塑膠內(nèi)，避免旋轉(zhuǎn)或拉出。入件的設(shè)計亦不應(yīng)附有尖角或封利的邊緣，因為尖角或封利的邊緣使塑膠件出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況。入件的成型方式分為同步成型嵌入和成型後嵌入兩種 :(1) 同步成型嵌入同步成型嵌入是在部件成型前將入件放入模具之中，在合模成型時塑料會將入件包圍起來同時成型。若要使塑料把入件包合得好，必先預(yù)熱後才放入模具。這樣可減低塑料的內(nèi)應(yīng)力和收縮現(xiàn)象。(2) 成型後嵌入成型後嵌入是將入件用不同方式打入成型部件之中。所采用的方法有熱式和冷式，唯原理都是利用塑膠的熱可塑特性。熱式是將 入件預(yù)先在嵌前加熱至該塑膠部件融化的溫度，然後迅速的將入件壓入部件上特別預(yù)留的孔中冷卻後成型。冷式一般是使用超聲波焊接方法把入件壓入。用超聲波的方法所得到的結(jié)果比較一致和美觀，而預(yù)熱壓入在工藝上要控制得好才有好的效果。否則出現(xiàn)入件歪斜、位置不正、塑料包含不均勻等現(xiàn)象形成壞品。正常情形下 入件是在塑膠成品平面對齊或有些微的在平面之上以減少塑膠內(nèi)的應(yīng)力。不同直徑的入件塑膠所須之最小壁厚mm(inch)表不同材料的設(shè)計要點POMPOM成型時，因塑料和鑲?cè)爰湛s比率不而有應(yīng)力產(chǎn)生。漸漸在鑲?cè)爰牡胤桨l(fā)生了龜裂現(xiàn)象而成品破裂，以下方法可改善成品破裂現(xiàn)象。用溫度達(dá)90左右的鑲?cè)爰庞谀Ｇ粌?nèi)成型。模具內(nèi)溫度打90左右。鑲?cè)爰獫崈艏氨苊庥屑饨腔蚶叀?PBT 鑲?cè)爰ǔＪ怯靡匝b配方便或維修容易為目的的，但亦有的是特