產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么一壁厚篇發(fā)布：小螃蟹 日期：7-25基本設(shè)計(jì)守那么壁厚的大小取決於產(chǎn)品需要承受的外力、是否作為其他零件的支撐、承接柱位的數(shù)量、 伸出部份的多少以及選用的塑膠材料而定。一般的熱塑性塑料壁厚設(shè)計(jì)應(yīng)以41nm為限。從經(jīng) 濟(jì)角度來看，過厚的產(chǎn)品不但增加物料本錢，延長生產(chǎn)周期”冷卻時(shí)間增加生產(chǎn)本錢。 從產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度來看，過厚的產(chǎn)品增加引致產(chǎn)生空穴”氣孔（的可能性，大大減弱產(chǎn)品的剛 性及強(qiáng)度。最抱負(fù)的壁厚分布無疑是切面在任何一個(gè)地方都是均一的厚度，但為滿意功能上的需求 以致壁厚有所轉(zhuǎn)變總是無可避開的。在此情形，由厚膠料的地方過渡到薄膠料的地方應(yīng)盡可 能順滑。太突然的壁厚過渡轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致因冷

2、卻速度不同和產(chǎn)生亂流而造成尺寸不穩(wěn)定和外表 問題。對(duì)一般熱塑性塑料來說，當(dāng)收縮率 Shrinkage Factor （低於0. Olmm/mm時(shí)，產(chǎn)品可容 許厚度的轉(zhuǎn)變達(dá)；但當(dāng)收縮率高於O.Olmni/mm時(shí)，產(chǎn)品壁厚的轉(zhuǎn)變那么不應(yīng)超過。對(duì)一般熱 固性塑料來說，太薄的產(chǎn)品厚度往往引致操作時(shí)產(chǎn)品過熱，形成廢件。止匕外，纖維填充的熱 固性塑料於過薄的位置往往形成不夠填充物的狀況發(fā)生。不過，一些簡潔流淌的熱固性塑料 如環(huán)氧樹脂 Epoxies等，如厚薄勻稱，最低的厚度可達(dá)0.25mm。此外，采納固化成型的生產(chǎn)方法時(shí)，流道、澆口和部件的設(shè)計(jì)應(yīng)使塑料由厚膠料的地方 流向薄膠料的地方。這樣使模腔內(nèi)有適當(dāng)?shù)?/p>

3、壓力以削減在厚膠料的地方消失縮水及避開模腔 不能完全充填的現(xiàn)象。假設(shè)塑料的流淌方向是從薄膠料的地方流向厚膠料的地方，那么應(yīng)采納結(jié) 構(gòu)性發(fā)泡的生產(chǎn)方法來減低模腔壓力。平面準(zhǔn)那么在大部份熱融過程操作，包括擠壓和固化成型，均一的壁厚是特別的重要的。厚膠的地 方比旁邊薄膠的地方冷卻得比擬慢，并且在相接的地方外表在澆口凝固彳爰消失收縮痕。更甚 者引致產(chǎn)生縮水印、熱內(nèi)應(yīng)力、撓曲部份歪曲、顏色不同或不同透亮度。假設(shè)厚膠的地方漸變成薄膠的是無可避開的話，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成漸次的轉(zhuǎn)變，并且在不超過壁厚3:1 的比例下。以下圖可供叁考。度的出模角。深化或附有織紋的產(chǎn)品要求出模角作相應(yīng)的增加，習(xí)慣上每0. 025nini

4、深的織紋, 便需要額外1度的出模角。出模角度與單邊間隙和邊位深度之關(guān)系表，列出出模角度與單邊 間隙的關(guān)系，可作為叁考之用。止匕外，當(dāng)產(chǎn)品需要長而深的肋骨及較小的出模角時(shí)，頂針的 設(shè)計(jì)須有特殊的處理，見對(duì)深而長加強(qiáng)筋的頂針設(shè)計(jì)圖。出模角度與單邊間隙和邊位深度之關(guān)系表不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)ABS一般應(yīng)用邊0. 5。至1。就足夠。有時(shí)由于拋光紋路與出模方向相同，出模角可接近至 零。有紋路的側(cè)面需每深0.025mm (0. 001 in)增加1。出模角。正確的出模角可向蝕紋供 應(yīng)商取得。LCP由于液晶共聚物有高的模數(shù)和低的延展性，倒扣的設(shè)計(jì)應(yīng)要避開。在全部的肋骨、壁邊、 支柱等凸出月寥位以上的地方均要有最

5、小。的出模角。假設(shè)壁邊比擬深或沒有磨光外表 和有蝕紋等那么有需要加額外的0.5-1. 5。以上。PBT假設(shè)部件外表光滑度好,需要1/2最小的脫模角。經(jīng)蝕紋處理過的外表,每增加0. 03mm (0.001 in)深度就需要加大1。脫模角。PC脫模角是在部件的任何一邊或凸起的地方要有的，包括上模和下模的地方。一般光華的 外表1.5。至2。已很足夠，然而有蝕紋的外表是要求額外的脫模角，以每深0.25mm (0.001 in)增加1。脫模角。PET塑膠成品的肋骨，支柱邊壁、流道壁等，如其脫模角能夠到達(dá)0.5。就已經(jīng)足夠。PS0.5的脫模角是極細(xì)的,1。的脫模角是標(biāo)準(zhǔn)方法，太小的脫模角會(huì)使部件難于脫離模

6、 腔。無論如何，任何的脫模角總比無角度為佳。假設(shè)部件有蝕紋的話，如皮革紋的深度，每深 0. 025mm就多加1脫模角。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么一支柱(Boss )發(fā)布：小螃蟹發(fā)布：小螃蟹日期：7-25轉(zhuǎn)自：手機(jī)研發(fā)論壇基本設(shè)計(jì)守那么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。空心的支柱可 以用來嵌入件、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裂開。支柱盡量不要單獨(dú)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) 度及使膠料流淌更順暢。止匕外，因過高的支柱會(huì)導(dǎo)致塑膠部件成型時(shí)困氣，所以支柱高度一 般是不會(huì)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

7、壁的支柱，除了可 使用加強(qiáng)筋外，三角加強(qiáng)塊 Gusset plate的使用亦特別常見。一個(gè)品質(zhì)好的螺絲/支柱設(shè)計(jì)組合是取決於螺絲的機(jī)械特性及支柱孔的設(shè)計(jì)，一般塑膠 產(chǎn)品的料厚尺寸是缺乏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(huì)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(dú) 立而處或使用加強(qiáng)筋連接外壁，彳爰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， 更有助膠料填充及削減因困氣而消失燒焦的狀況。同樣理由，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(duì)改

8、善薄壁支柱的膠料流淌特殊適用。收縮痕的大小取決於膠料的收縮率、成型工序的叁數(shù)掌握、模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)。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削減；不幸地, 支柱的強(qiáng)度及抵受外力的力量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(jì)必要從這兩方面取得平衡。支柱位置支柱設(shè)計(jì)不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)ABS一般來說，支柱的外徑是內(nèi)徑的兩倍已足夠。有時(shí)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外表產(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(jì)方式而支柱不能供應(yīng)足夠強(qiáng)度，但已改善了外表縮水。斜骨 是可以加強(qiáng)支柱

9、的強(qiáng)度，可由最小的尺寸伸延至支柱高的90%。假設(shè)柱位置接近邊壁，那么可用 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、緊壓協(xié)作、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(jì)有如肋骨設(shè)計(jì)的觀念。太厚的切面會(huì)產(chǎn)生部件外縮水和內(nèi) 部真空。支柱的位置在邊壁旁時(shí)可采用肋骨相連，那么內(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(shí)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(huì)熱溶彳爰作內(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相互 依附，以增加支柱強(qiáng)度。PS支柱通常用於打入件，收螺絲，導(dǎo)向針，攻牙或作緊迫協(xié)作?？赡芮?/p>

10、形之下避開獨(dú)立一 支支柱而無任何支撐。應(yīng)加一些肋骨以加強(qiáng)其強(qiáng)度。假設(shè)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(jì)準(zhǔn)那么一扣位(Snap Joints )發(fā)布：小螃蟹發(fā)布：小螃蟹日期:7-25基本設(shè)計(jì)手那么扣位供應(yīng)了一種不但便利快捷而且經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品裝配方法，由于扣位的組合部份在生產(chǎn) 成品的時(shí)候同時(shí)成型，裝配時(shí)無須協(xié)作其他如螺絲、介子等緊鎖配件，只要需組合的兩邊扣 位相互協(xié)作扣上即可?？畚坏脑O(shè)計(jì)雖可有多種幾何外形，但其操作原理大致相同：當(dāng)兩件零件扣上時(shí)，其中一 件零件的勾形伸出部份被相接零件的凸緣部份推開，直

11、至凸緣部份完結(jié)為止；及彳爰，藉著塑 膠的彈性，勾形伸出部份即時(shí)復(fù)位，其彳發(fā)面的凹槽亦即時(shí)被相接零件的凸緣部份嵌入，此倒 扣位置立時(shí)形成相互扣著的狀態(tài)，請(qǐng)參考扣位的操作原理圖?？畚坏牟僮髟砣缫怨δ軄韰^(qū)分，扣位的設(shè)計(jì)可分為成永久型和可拆卸型兩種。永久型扣位的設(shè)計(jì)便利 裝上但不簡潔拆下，可拆卸型扣位的設(shè)計(jì)那么裝上、拆下均特別便利。其原理是可拆卸型扣位 的勾形伸出部份附有適當(dāng)?shù)膶?dǎo)入角及導(dǎo)出角便利扣上及分別的動(dòng)作，導(dǎo)入角及導(dǎo)出角的大小 直接影響扣上及分別時(shí)所需的力度，永久型的扣位那么只有導(dǎo)入角而沒有導(dǎo)出角的設(shè)計(jì)，所以 一經(jīng)扣上，相接部份即形成自我鎖上的狀態(tài)，不簡潔拆下。請(qǐng)叁考永久式及可拆卸式扣位的 原

12、理圖。永久式及可拆卸式扣位的原理假設(shè)以扣位的外形來區(qū)分，那么大致上可分為環(huán)型扣、單邊扣、球形扣等等，其設(shè)計(jì)可參閱 以下圖。球型扣（可拆卸式）扣位的設(shè)計(jì)一般是離不開懸梁式的方法，懸梁式的延長就是環(huán)型扣或球型扣。所謂懸梁 式，其實(shí)是采用塑膠本身的撓曲變形的特性，經(jīng)過彈性回復(fù)返回原來的外形?？畚坏脑O(shè)計(jì)是 需要計(jì)算出來，如裝配時(shí)之受力，和裝配彳爰應(yīng)力集中的漸變行為，是要從塑料特性中考慮。 常用的懸梁扣位是恒等切面的，假設(shè)要懸梁變形大些可采納漸變切面，單邊厚度可漸減至原來 的一半。其變形量可比恒等切面的多百分之六十以上。不同切面形式的懸梁扣位及其變形量之比擬扣位裝置的弱點(diǎn)是扣位的兩個(gè)組合部份:勾形伸出部

13、份及凸緣部份經(jīng)屢次重覆使用彳笈簡 潔產(chǎn)生變形，甚至消失斷裂的現(xiàn)象，斷裂彳爰的扣位很難修補(bǔ)，這狀況較常消失於脆性或摻入 纖維的塑膠材料上。由于扣位與產(chǎn)品同時(shí)成型，所以扣位的損壞亦即產(chǎn)品的損壞。補(bǔ)救的方 法是將扣位裝置設(shè)計(jì)成多個(gè)扣位同時(shí)共用，使整體的裝置不會(huì)由于個(gè)別扣位的損壞而不能運(yùn) 作，從而增加其使用壽命。扣位裝置的另一弱點(diǎn)是扣位相關(guān)尺寸的公差要求特別嚴(yán)謹(jǐn)，倒扣 位置過多簡潔形成扣位損壞；相反，倒扣位置過少那么裝配位置難於掌握或組合部份消失過松 的現(xiàn)象。不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)PA免時(shí)，特殊的造模零件是可以達(dá)致以上效果。另一種可得到倒扣效果的設(shè)計(jì)是考慮塑膠 物料的特性。采用塑膠松軟的變型，將倒扣的地方

14、強(qiáng)頂出模具，但通常要留意不會(huì)把倒扣的 地方括傷。以下是扣位的計(jì)算方式。尼龍的百份比在5%左右。脫模角大一點(diǎn)和倒扣的地方 離底部高時(shí)是可有10%oPBT扣位有分內(nèi)扣和外扣，外扣的可采用分模面做成，內(nèi)扣的可用變形方式或?qū)ε龇绞匠瞿！?內(nèi)扣的可采用算式計(jì)算扣位百份率，一般在6%左右，玻璃充填的約在1%左右。PBT外扣位設(shè)計(jì)方式PBT內(nèi)扣位設(shè)計(jì)的算法PBT用對(duì)碰方式的內(nèi)扣方式POM扣位必需為弧形或轉(zhuǎn)角弧度要大，便利塑膠成品簡潔滑過模具外表。并且削減脫落時(shí)應(yīng) 力集中的現(xiàn)象。內(nèi)置扣位通常比外置扣位難脫模，因塑膠收縮時(shí)將模蕊抓緊，外置式的就剛 好相反而易於脫模。較高的模具溫度使成品較熱，易於彎曲變形而易於頂

15、出模具，POM的扣 位百份率可以比擬大，可有5%。POM扣位的計(jì)算方式PS基本上扣位的設(shè)計(jì)是不鼓舞，但由於設(shè)計(jì)上的需要，那么模具上使用凸輪、模蕊推出或其 它裝置以達(dá)成設(shè)計(jì)要求。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么一入件(Moulded-in Inserts )發(fā)布：小螃蟹 日期：7-25基本設(shè)計(jì)守那么塑膠內(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(jì)上考慮便於返修、 易於更換或重復(fù)使用等要求時(shí),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)盡量削減，因使用入件需要額外的工序協(xié)作，增加生產(chǎn)本錢。入件通常是金屬 材料，其中以銅為主。入件的設(shè)計(jì)必需使其穩(wěn)固地嵌入塑膠內(nèi)，避開旋轉(zhuǎn)或拉出。入件

16、的設(shè)計(jì)亦不應(yīng)附有尖角 或封利的邊緣，由于尖角或封利的邊緣使塑膠件消失應(yīng)力集中的狀況。入件的成型方式分為同步成型嵌入和成型彳爰嵌入兩種：(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(shí)塑料會(huì)將入件包圍起 來同時(shí)成型。假設(shè)要使塑料把入件包合得好，必先預(yù)熱彳爰才放入模具。這樣可減低塑料的內(nèi)應(yīng) 力和收縮現(xiàn)象。(2)成型彼嵌入成型彳爰嵌入是將入件用不同方式打入成型部件之中。所采納的方法有熱式和冷式，唯原 理都是采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溶化的溫度, 然彳爰快速的將入件壓入部件上特殊預(yù)留的孔中冷卻彳爰成型。冷式一般是使用超聲波焊接方法 把入件

17、壓入。用超聲波的方法所得到的結(jié)果比擬全都和美觀，而預(yù)熱壓入在工藝上要掌握得 好才有好的效果。否那么消失入件歪斜、位置不正、塑料包含不勻稱等現(xiàn)象形成壞品。正常情 形下 入件是在塑膠成品平面對(duì)齊或有些微的在平面之上以削減塑膠內(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(jì)要點(diǎn)POMPOM成型時(shí)，因塑料和鑲?cè)爰湛s比率不而有應(yīng)力產(chǎn)生。慢慢在鑲?cè)爰牡胤桨l(fā)生了龜 裂現(xiàn)象而成品裂開，以下方法可改善成品裂開現(xiàn)象。用溫度達(dá)90c左右的鑲?cè)爰庞谀Ｇ?內(nèi)成型。模具內(nèi)溫度打90左右。鑲?cè)爰蓛艏氨荛_有尖角或利邊。PBT鑲?cè)爰ǔＪ怯靡匝b配便利或修理簡潔為目的的，但亦有的是特殊用途如金

18、屬扣等。為 了使鑲?cè)爰谒苣z成品內(nèi)減低應(yīng)力和因不同物料的熱膨脹系數(shù)所影響，鑲?cè)爰M量不要有尖 角，防止拔出和轉(zhuǎn)動(dòng)的凹槽要使用簡潔的設(shè)計(jì)，壓花的花紋面積不要太大，壓花的邊要和鑲 件邊位遠(yuǎn)離，花紋的地方要放于穩(wěn)藏處。鑲?cè)爰獗聿荒苡腥魏尾幌嗳莸幕瘜W(xué)藥品如潤滑油 等。在放入模具生產(chǎn)是使用80至110的模溫來減低成型后的內(nèi)應(yīng)力。PBT入件壓花的設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么一洞孔(Hole)發(fā)布：小螃蟹 日期：7-25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(huì)對(duì)產(chǎn)品的強(qiáng)度構(gòu)成影響或增加生產(chǎn)的簡單性，以下是在設(shè)計(jì)洞孔 時(shí)必要考慮的幾個(gè)因素。相連洞孔的距離或

19、洞孔與相鄰產(chǎn)品直邊之間的距離不行少於洞孔的直徑，如孔離邊 位或內(nèi)壁邊之要點(diǎn)圖。與此同時(shí)、洞孔的壁厚理應(yīng)盡量大，否那么穿孔位置簡潔產(chǎn)生斷裂的狀 況。要是洞孔內(nèi)附有螺紋，設(shè)計(jì)上的要求即變得簡單，由于螺紋的位置簡潔形成應(yīng)力集中的 地方。從閱歷所得，要使螺孔邊緣的應(yīng)力集中系數(shù)減低至一平安的水平，螺孔邊緣與產(chǎn)品邊 緣的距離必需大於螺孔直徑的三倍?？纂x邊位或內(nèi)壁邊之要點(diǎn)穿孔從裝配的角度來看，穿孔的應(yīng)用遠(yuǎn)較盲孔為多，而且較盲孔簡潔生產(chǎn)。從模具設(shè)計(jì) 的角度來看，穿孔的設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上亦較為優(yōu)勝，由于用來穿孔成型的邊釘?shù)膬啥司墒艿街?撐。穿孔的做法可以是靠單一邊釘兩端同時(shí)固定在模具上、或兩枝邊釘相接而各有一端固定

20、 在模具上。一般來說，第一種方法被認(rèn)為是較好的；應(yīng)用其次種方法時(shí)，兩條邊釘?shù)闹睆綉?yīng) 稍有不同以避開由于兩條邊釘軸心稍有偏差而引致產(chǎn)品消失倒扣的狀況，而且相接的兩個(gè)端 面必需磨平。盲孔盲孔是靠模具上的哥針形成，而哥針的設(shè)計(jì)只能單邊支撐在模具上，因此很簡潔被 溶融的塑料使其彎曲變形，形成盲孔消失橢圓的外形，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。要是盲孔的直徑只有或於l.5rnni,盲孔的深度更不應(yīng)大於直 徑的尺寸。盲孔的設(shè)計(jì)要點(diǎn)轉(zhuǎn)角準(zhǔn)那么壁厚均一的要訣在轉(zhuǎn)角的地方也同樣需要，以免冷卻時(shí)間不全都。冷卻時(shí)間長的地方就 會(huì)有收縮現(xiàn)象，因而發(fā)生部件變形和撓曲。此外，尖銳的圓角位通

21、常會(huì)導(dǎo)致部件有缺陷及應(yīng) 力集中，尖角的位置亦常在電鍍過程彳爰引起不盼望的物料聚積。集中應(yīng)力的地方會(huì)在受負(fù)載 或撞擊的時(shí)候裂開。較大的圓角供應(yīng)了這種缺點(diǎn)的解決方法，不但減低應(yīng)力集中的因素，且 令流淌的塑料流得更暢順和成品脫模時(shí)更簡潔。以下圖可供叁考之用。轉(zhuǎn)角位的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么亦適用於懸梁式扣位。因這種扣緊方式是需要將懸梁臂彎曲嵌入，轉(zhuǎn)角 位置的設(shè)計(jì)圖說明假如轉(zhuǎn)角弧位R太小時(shí)會(huì)引致其應(yīng)力集中系數(shù)(Stress Concentration Factor)過大，因此，產(chǎn)品彎曲時(shí)簡潔折斷，弧位R太大的話那么簡潔消失收縮紋和空洞。因 此，圓弧位和壁厚是有肯定的比例。一般介乎0.2至0. 6之間，抱負(fù)數(shù)值是在0

22、.5左右。壁厚限制不同的塑膠物料有不同的流淌性。膠位過厚的地方會(huì)有收縮現(xiàn)象，膠位過薄的地方塑料 不易流過。以下是一些建議的膠料厚度可供叁考。熱塑性塑料的膠厚設(shè)計(jì)叁考表熱固性塑料的膠厚設(shè)計(jì)叁考其實(shí)大部份厚膠的設(shè)計(jì)可從使用加強(qiáng)筋及轉(zhuǎn)變橫切面外形取締之。除了可減省物料以致 減省生產(chǎn)本錢外，取締彳爰的設(shè)計(jì)更可保存和原來設(shè)計(jì)相假設(shè)的剛性、強(qiáng)度及功用。以下圖的金屬 齒輪如改成使用塑膠物料，更改彳矍的設(shè)計(jì)理應(yīng)如圖一般。此塑膠齒輪設(shè)計(jì)相對(duì)原來金屬的設(shè) 計(jì)不但減省材料，消取因厚薄不均引致的內(nèi)應(yīng)力增加及齒冠部份收縮引致整體齒輪變形的狀 況發(fā)生。鉆孔大部份狀況下，額外的鉆孔工序應(yīng)盡量被免，應(yīng)盡量考慮設(shè)計(jì)孔穴可單從模

23、具一次 成型，減低生產(chǎn)本錢。但當(dāng)需要成型的孔穴是長而窄時(shí)”即孔穴的長度比深度為大（,因更 換折斷或彎曲的哥針構(gòu)成的額外本錢可能較幫助的彳爰鉆孔工序?yàn)楦?，此時(shí)，應(yīng)考慮加上彳爰鉆 孔工序。鉆孔工序應(yīng)協(xié)作使用鉆孔夾具加快生產(chǎn)及提高品質(zhì)，亦可削減因斷鉆咀或常常番磨 鉆咀的額外本錢準(zhǔn)時(shí)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(jì)上的困難，特殊是當(dāng)側(cè)孔的方向與開模的方向成始終角時(shí)， 由于側(cè)孔簡潔形成塑膠產(chǎn)品上的倒扣部份。一般的方法是使用角針 Angle Pin （及活動(dòng)側(cè) 模 Split Mould或使用油壓抽哥。留意哥針在膠料填充時(shí)會(huì)否受壓變形或折斷，此狀況

24、常見於長而直徑小的哥針上。因模具的結(jié)構(gòu)較為簡單，模具的制造本錢比教高，此外，生 產(chǎn)時(shí)間亦因模具必需抽走哥針才可脫模而相應(yīng)增加。其他設(shè)計(jì)考慮有關(guān)孔穴在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的考慮，尚有以下各點(diǎn)：.多級(jí)”多個(gè)不同直徑但相連的孔（的孔可容許的深度比單始終徑的孔長；止匕外, 將模具件部份孔位偷空，亦可將孔的深度縮短，以下圖說明這兩種方法的應(yīng)用。多級(jí)孔或?qū)⒋┛淄悼盏膽?yīng)用方法.側(cè)孔假設(shè)使用角針、活動(dòng)側(cè)?；蛴蛪撼楦绫貢?huì)使模具的結(jié)構(gòu)簡單及增加本錢，此問 題可從增加側(cè)孔壁位的角度，或以兩級(jí)的孔取代原來的側(cè)孔得以消退側(cè)孔引致的倒扣，消退 側(cè)孔倒扣的方法圖說明這兩種方法的應(yīng)用。消退側(cè)孔倒扣的方法.洞孔的邊緣應(yīng)預(yù)留最少0. 4m

25、m的直身位，設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)際的，可叁考洞孔邊緣的設(shè)計(jì)圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的公差要求發(fā)布：小螃蟹 日期：7-25隱含的本錢要素注射成型制品不行能具有機(jī)械加工制品一樣的。雖然大多數(shù)人都意識(shí)到這一點(diǎn)，但 還是常常被指定到無法到達(dá)的，或使具本錢效益的生產(chǎn)變得不行能。和它們的本錢含意A注射成型一般分為3種質(zhì)量等級(jí)，即一般用途的注射成型、技術(shù)注射成型和高精 度注射成型。DIN16901標(biāo)準(zhǔn)指出，它們是依據(jù)在容許范圍內(nèi)（范圍1和2 ）注射成型制品 的和尺寸來劃分的。 一般用途的注射成型要求低水平的質(zhì)量掌握，其特點(diǎn)是低的退貨率和快的生產(chǎn)周期。技術(shù)注射成型會(huì)比擬昂貴,由于它對(duì)

26、模具和生產(chǎn)過程有更高的要求，要求頻繁的質(zhì)量 檢查，因而增加了退貨率。第三種，即高精度的注射成型，要求精確的模具、最正確的生產(chǎn)條件和100%連續(xù)的生 產(chǎn)監(jiān)控。這將影響生產(chǎn)周期，增加單位生產(chǎn)本錢和質(zhì)量掌握本錢。設(shè)計(jì)者在打算注射模具制品的本錢方面起了關(guān)鍵作用,他們必需確定商業(yè)上可行的，選 定的雖然不必盡可能的嚴(yán)格，但必需足夠嚴(yán)格。商業(yè)上可接受的產(chǎn)品一般是，產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)尺寸的偏差不高于0.25-0.3%,但這還需 要與應(yīng)用時(shí)的詳細(xì)要求相結(jié)合來推斷（圖1）。熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性，不需要象具有高剛性、低延展性和低彈性 的金屬一樣指定嚴(yán)格的范圍。影響的因素為了不對(duì)塑料部件制定過分嚴(yán)格的范圍，必需

27、要留意一些影響注射成型制品尺寸精 確性的因素（圖2）。圖2模具制造的必需相對(duì)嚴(yán)格地遵守。設(shè)計(jì)者應(yīng)切記，脫模斜度的重要性在于它能使脫 模簡潔及防翹曲（見圖3）。圖3一個(gè)與相關(guān)的問題是，當(dāng)成型品是由不同材料或不同壁厚制成。模后收縮值與方向 和厚度相關(guān)。玻璃增加材料的這一性質(zhì)更明顯。玻璃纖維的取向性可在水平方向和垂直方向 產(chǎn)生具有顯著性差異的收縮，從而導(dǎo)致尺寸不精確。塑料制品的幾何外形對(duì)收縮也有影響，進(jìn)而影響到（圖4）。假如簡單的成型加工對(duì)的要求特別嚴(yán)格，必需要獲得模具原型有關(guān)收縮值和翹曲行 為的精確數(shù)據(jù)。生產(chǎn)和使用由于熱塑性塑料受使用條件的影響，因而打算它只需要生產(chǎn)還是同時(shí)需要使用特別 重要。例如

28、，熱塑性塑料的熱膨脹性可能比金屬的高10倍（圖5）, 一些塑料（如尼龍） 的吸水性對(duì)制品使用的牢靠性產(chǎn)生特別重要的影響。圖5使用半結(jié)晶性塑料時(shí)，必需考慮模后收縮。這種現(xiàn)象主要受注射成型的加工條件影 響，可導(dǎo)致制品在脫模后發(fā)生尺寸變化。脫模后不必立刻進(jìn)行質(zhì)量掌握。DIN16901標(biāo)準(zhǔn)指出，需要在標(biāo)準(zhǔn)氣候條件（23C, 50%相對(duì)濕度）下儲(chǔ)存16h后或在適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后才可進(jìn)行質(zhì)量掌握。建議DIN16901中指定的可作為塑料制品本錢有效生產(chǎn)的下限，現(xiàn)代化的注射成型機(jī)器的 技術(shù)使我們可以獲得比該標(biāo)準(zhǔn)中指定的數(shù)值更精確的。對(duì)高精度的注射成型，由于DIN16901已不再適用，各個(gè)工業(yè)部門已經(jīng)制定出了各自

29、的表，。在任何時(shí)候，假如需要確定精確的，肯定要與注塑廠或材料供應(yīng)商協(xié)商，以確定所需是否在 技術(shù)上可行、商業(yè)上適用（圖6）。不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)ABSa)壁厚壁厚是產(chǎn)品設(shè)計(jì)最先被考慮，一般用於注塑成型的會(huì)在L 5 mm (0. 06 in)至4. 5 mm (0. 18 in)o壁厚比這范圍小的用於塑料流程短和細(xì)小部件。典型的壁厚約在2. 5mm (0.1 in) 左右。一般來說，部件愈大壁厚愈厚，這可增加部件強(qiáng)度和塑料充填。壁厚在3.8mm (0. 15 in)至6. 4mm (0. 25 in)范圍是可使用結(jié)構(gòu)性發(fā)泡。b)圓角建議的最小圓角半徑是膠料厚度的25%,最適當(dāng)?shù)陌霃?膠料厚比例在60

30、%o稍微的增 加半徑就能明顯的減低應(yīng)力。PCa)壁厚壁厚大部份是由負(fù)載要求內(nèi)應(yīng)力幾何外形外型塑料流量可注塑性和經(jīng) 濟(jì)性來打算。PC的建議最大壁厚為9. 5mni (0. 375 in)。假設(shè)要效果好，那么壁厚應(yīng)不過3. 1mm (0. 125 in)。在一些需要將壁厚增加使強(qiáng)度加強(qiáng)時(shí)，肋骨和一些補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)可供應(yīng)相同結(jié)果。 PC大部份應(yīng)用的最小壁厚在0. 75 mm(0. 03 in)左右，再薄一些的地方是要取決於部件的幾 何和大小。短的塑料流程是可以到達(dá)0.3 mm (0.012 in)壁厚。壁厚由厚的過渡到薄的地方是要盡量使其暢順。全部狀況塑料是從最厚的地方進(jìn)入模腔 內(nèi)，以避開縮水和內(nèi)應(yīng)力。均

31、一的壁厚是要很重要的。不管在平面轉(zhuǎn)角位也是要到達(dá)這種要求，可削減成型彳菱的變 型問題。LCPa)壁厚由於液晶共聚物在高剪切狀況下有高流淌性，所以壁厚會(huì)比其它的塑料薄。最薄可達(dá) 0. 4mm, 一般厚度在1. 5mm左右。PSa)壁厚一般的設(shè)計(jì)膠料的厚度應(yīng)不超過41Tlm ,太厚的話會(huì)導(dǎo)致延長了生產(chǎn)周期。因需要更長 的冷卻時(shí)間，且塑料收縮時(shí)有中空的現(xiàn)象，并減低部件的物理性質(zhì)。均一的壁厚在設(shè)計(jì)上是 最抱負(fù)的，但有需要將厚度轉(zhuǎn)變時(shí)，就要將過渡區(qū)內(nèi)的應(yīng)力集中除去。如收縮率在0.01 以下那么壁厚的轉(zhuǎn)變可有的變化。假設(shè)收縮率在0. 01以上那么應(yīng)只有 的轉(zhuǎn)變。b)圓角在設(shè)計(jì)上直角是要避開。直角的地方有如

32、一個(gè)節(jié)點(diǎn)，會(huì)引致應(yīng)力集中使抗撞擊強(qiáng)度降低。 圓角的半徑應(yīng)為壁厚的25%至75%, 一般建議在50%左右。PAa)壁厚尼龍的塑膠零件設(shè)計(jì)應(yīng)采納結(jié)構(gòu)所需要的最小厚度。這種厚度可使材料得到最經(jīng)濟(jì)的使 用。壁厚盡量能全都以消退成型彳爰變型。假設(shè)壁厚由厚過渡至薄膠料那么需要采納漸次變薄的方 式。b)圓角建議圓角R值最少0.5mm (0. 02 in),此一圓角一般佳可接受，在有可能的范圍，盡量 使用較大的R值。因應(yīng)力集中因素?cái)?shù)值由于R/T之比例由0.1增至0. 6而削減了 50% ,即 由3減至1.5 o而最正確的圓角是為R/T在0.6之間。PSUa)壁厚常用於大型和長流距的壁厚最小要在2. 3mm (

33、0. 09in)。細(xì)小的部件可以最小要有0. 8 mm (0. 03in)而流距應(yīng)不行超過76. 2 mm (3 in)PBTa)壁厚壁厚是產(chǎn)品本錢的一個(gè)因素。薄的壁厚要視乎每種塑料特性而定。設(shè)計(jì)之前宜先了解所 使用塑料的流淌長度限制來打算壁厚。負(fù)載要求時(shí)常是打算壁厚的，而其它的如內(nèi)應(yīng)力，部 件幾何外形，不均一化和外形等。典型的壁厚介乎在0.76mm至3. 2mm (0. 03至0. 125in)。 壁厚要求均一，假設(shè)有厚薄膠料的地方，以比例3:1的錐巴漸次由厚的地方過渡至薄的地方。b)圓角轉(zhuǎn)角消失尖角所導(dǎo)致部件的破壞最常見的現(xiàn)象，增加圓角是加強(qiáng)塑膠部件結(jié)構(gòu)的方法之-o假設(shè)將應(yīng)力削減5% （由

34、3減至1. 5）那么圓角與壁厚的比例由0.1增加至0.6。而0.6是建 議的最抱負(fù)表現(xiàn)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么一加強(qiáng)筋篇發(fā)布：小螃蟹 日期：7-25基本設(shè)計(jì)守那么加強(qiáng)筋在塑膠部件上是不行或缺的功能部份。加強(qiáng)筋有效地如工字鐵般增加產(chǎn)品的 剛性和強(qiáng)度而無需大幅增加產(chǎn)品切面面積，但沒有如工字鐵般消失倒扣難於成型的外形 問題，對(duì)一些常常受到壓力、扭力、彎曲的塑膠產(chǎn)品尤其適用。此外，加強(qiáng)筋更可充當(dāng)內(nèi)部 流道，有助模腔充填，對(duì)關(guān)心塑料流入部件的支節(jié)部份很大的作用。加強(qiáng)筋一般被放在塑膠產(chǎn)品的非接觸面，其伸展方向應(yīng)跟隨產(chǎn)品最大應(yīng)力和最大偏移量 的方向，選擇加強(qiáng)筋的位置亦受制於一些生產(chǎn)上的考慮，如模腔充填、縮水及脫

35、模等。加強(qiáng) 筋的長度可與產(chǎn)品的長度全都，兩端相接產(chǎn)品的外壁，或只占據(jù)產(chǎn)品部份的長度，用以局部 增加產(chǎn)品某部份的剛性。要是加強(qiáng)筋沒有接上產(chǎn)品外壁的話，末端部份亦不應(yīng)突然終止，應(yīng) 當(dāng)漸次地將高度減低，直至完結(jié)，從而削減消失困氣、填充不滿及燒焦痕等問題，這些問題 常常發(fā)生在排氣缺乏或封閉的位置上。加強(qiáng)筋一般的設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋最簡潔的外形是一條長方形的柱體附在產(chǎn)品的外表上，不過為了滿意一些生產(chǎn)上 或結(jié)構(gòu)上的考慮，加強(qiáng)筋的外形及尺寸必要轉(zhuǎn)變成如以下的圖一般。長方形的加強(qiáng)筋必需轉(zhuǎn)變外形使生產(chǎn)更簡潔加強(qiáng)筋的兩邊必需加上出模角以減低脫模頂出時(shí)的摩擦力，底部相接產(chǎn)品的位置必需加 上圓角以消退應(yīng)力集過份中的現(xiàn)象，圓角的

36、設(shè)計(jì)亦給與流道漸變的外形使模腔充填更為流 暢。此外，底部的寬度須較相連外壁的厚度為小，產(chǎn)品厚度與加強(qiáng)筋尺寸的關(guān)系圖a說明這 個(gè)要求。圖中加強(qiáng)筋尺寸的設(shè)計(jì)雖然已按合理的比例，但當(dāng)從加強(qiáng)筋底部與外壁相連的位置 作一圓圈R1時(shí)，圖中可見此部份相對(duì)外壁的厚度增加大約50%,因此，此部份消失縮水紋 的機(jī)會(huì)相當(dāng)大。假如將加強(qiáng)筋底部的寬度相對(duì)產(chǎn)品厚度削減一半（產(chǎn)品厚度與加強(qiáng)筋尺寸的 關(guān)系圖b）,相對(duì)位置厚度的增幅即減至大約20%,縮水紋消失的機(jī)會(huì)亦大為削減。由此引伸 出訪用兩條或多條矮的加強(qiáng)筋比使用單一條高的加強(qiáng)筋較為優(yōu)勝，但當(dāng)使用多條加強(qiáng)筋時(shí), 加強(qiáng)筋之間的距離必需較相接外壁的厚度大。加強(qiáng)筋的外形一般是細(xì)

37、而長，加強(qiáng)筋一般的設(shè) 計(jì)圖說明設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋的基本原那么。留意過厚的加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)簡潔產(chǎn)生縮水紋、空穴、變形撓曲 及夾水紋等問題，亦會(huì)加長生產(chǎn)周期，增加生產(chǎn)本錢。產(chǎn)品厚度與加強(qiáng)筋尺寸的關(guān)系除了以上的要求，加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)亦與使用的塑膠材料有關(guān)。從生產(chǎn)的角度看，材料的物 理特性如熔膠的黏度和縮水率對(duì)加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)的影響特別大。止匕外，塑料的蠕動(dòng)（creep）特性 從結(jié)構(gòu)方面來看亦是一個(gè)重要的考慮因數(shù)。例如，從生產(chǎn)的角度看，加強(qiáng)筋的高度是受制於 熔膠的流淌及脫模頂出的特性（縮水率、摩擦系數(shù)及穩(wěn)定性），較深的加強(qiáng)筋要求膠料有較低 的熔膠黏度、較低的摩擦系數(shù)、較高的縮水率。止匕外，增加長的加強(qiáng)筋的出模角一般有助產(chǎn) 品頂出，不過，當(dāng)出模角不斷增加而底部的闊度維持不變時(shí)，產(chǎn)品的剛性、強(qiáng)度，與及可頂 出的面積即隨著削減。頂出面積削減的問題可從在產(chǎn)品加強(qiáng)筋部份加上數(shù)個(gè)頂出凸塊或使用 較貴的扁頂針得以解決，同時(shí)在頂出的方向打磨光滑亦有助產(chǎn)品簡潔頂出。從結(jié)構(gòu)方面考慮, 較深的加強(qiáng)筋可增加產(chǎn)品的剛性及強(qiáng)度而無須大幅增加重量，但與此同時(shí)，產(chǎn)品的最高和最 低點(diǎn)的屈曲應(yīng)力（bending stress）隨著增加，產(chǎn)品設(shè)計(jì)員須計(jì)算并確定此部份的屈曲應(yīng)力不 會(huì)超出可接受的范圍。從生產(chǎn)的角度考慮，使用大量短而窄的加強(qiáng)筋比擬使用數(shù)個(gè)深而闊的加強(qiáng)筋優(yōu)勝。模具 生產(chǎn)時(shí)（尤其是首辦模具）：加強(qiáng)筋的闊度（也有可能深度）和數(shù)量應(yīng)