機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則匯總

1、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則匯總第一部分、塑料件1、概述：注塑件設(shè)計(jì)的一般原則：z充分考慮塑料件的成型工藝性，如流動(dòng)性；z塑料件的形狀在保證使用要求的前提下，應(yīng)有利于充模，排氣，補(bǔ)縮，同時(shí)能適應(yīng)高效冷卻硬化；z塑料設(shè)計(jì)應(yīng)考慮成型模具的總體結(jié)構(gòu)，特別是抽芯與脫出制品的復(fù)雜程度，同時(shí)應(yīng)充分考慮到模具零件的形狀及制造工藝，以便使制品具有較好的經(jīng)濟(jì)性：z塑料件設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是零件的形狀、尺寸、壁厚、孔、圓角、加強(qiáng)筋、螺紋、嵌件、表面粗糙度的設(shè)計(jì)。1.1、常用塑料介紹常用的塑料主要有ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM等，其中常用的透明塑料有PC、PMMA、PS、AS。高檔電子產(chǎn)品的外殼通常采用

2、ABS+PC；顯示屏采用PC，如采用PMMA則需進(jìn)行表面硬化處理。日常生活中使用的中底擋電子產(chǎn)品大多使用HIPS和ABS做外殼，HIPS因其有較好的抗老化性能，逐步有取代ABS的趨勢。1.2、常見表面處理介紹表面處理有電鍍、噴涂、絲印、移印。ABS、HIPS、PC料都有較好的表面處理效果。而PP料的表面處理性能較差，通常要做預(yù)處理工藝。近幾年發(fā)展起來的模內(nèi)轉(zhuǎn)印技術(shù)（IMD）、注塑成型表面裝飾技術(shù)（IML）、魔術(shù)鏡（HALFMIRROR）制造技術(shù)。IMD與IML的區(qū)別及優(yōu)勢：1、IMD膜片的基材多數(shù)為剝離性強(qiáng)的PET，而IML的膜片多數(shù)為PC。2、IMD注塑時(shí)只是膜片上的油墨跟樹脂接合，而IML

3、是整個(gè)膜片履在樹脂上。93、IMD是通過送膜機(jī)器自動(dòng)輸送定位，IML是通過人工操作手工掛。1.3、外形設(shè)計(jì)對(duì)于塑料件，如外形設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，很可能造成模具報(bào)廢，所以要特別小心。外形設(shè)計(jì)要求產(chǎn)品外觀美觀、流暢，曲面過渡圓滑、自然，符合人體工程。現(xiàn)實(shí)生活中使用的大多數(shù)電子產(chǎn)品，外殼主要都是由上、下殼組成，理論上上下殼的外形可以重合，但實(shí)際上由于模具的制造精度、注塑參數(shù)等因素影響，造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面殼大于底殼）或底刮（底殼大于面殼）。可接受面刮0.15mm,可接受底刮0.1mm。所以在無法保證零段差時(shí)，盡量使產(chǎn)品：面殼底殼。一般來說，上殼因有較多的按鍵孔，成型縮水較大，所以縮水率選擇

4、較大，一般選0.5%。底殼成型縮水較小，所以縮水率選擇較小，一般選0.4%。即面殼縮水率一般比底殼大0.1%1.4、裝配設(shè)計(jì)指有裝配關(guān)系的零部件之間的裝配尺寸設(shè)計(jì)。主要注意間隙配合和公差的控制。1.4.1止口指的是上殼與下殼之間的嵌合。設(shè)計(jì)的名義尺寸應(yīng)留0.050.1mm的間隙，嵌合面應(yīng)有1.52。的斜度。端部設(shè)倒角或圓角以利裝入。上殼與下殼圓角的止口配合。應(yīng)使配合內(nèi)角的R角偏大，以增大圓角之間的間隙，預(yù)防圓角處的干涉。1.4.2扣位主要是指上殼與下殼的扣位配合。在考慮扣位數(shù)量位置時(shí)，應(yīng)從產(chǎn)品的總體10外形尺寸考慮，要求數(shù)量平均，位置均衡，設(shè)在轉(zhuǎn)角處的扣位應(yīng)盡量靠近轉(zhuǎn)角，確保轉(zhuǎn)角處能更好的嵌合

5、，從設(shè)計(jì)上預(yù)防轉(zhuǎn)角處容易出現(xiàn)的離縫問題?？畚辉O(shè)計(jì)應(yīng)考慮預(yù)留間隙。設(shè)計(jì)扣位時(shí)應(yīng)考濾側(cè)抽心有無足夠的行程。1.4.3螺絲柱一般采用自攻螺絲，直徑為23mm。以上表中所提供的是HIPS和ABS料常用螺絲孔尺寸，對(duì)于不同的材料，螺絲孔尺寸有所不同，一般來說，比較軟、韌性較好的材料d值小，較脆的材料所選d值要大一點(diǎn)。1.5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在基本厚度的設(shè)計(jì)上，不宜過薄，否則外客強(qiáng)度不足，容易導(dǎo)致變、斷裂等問題的出現(xiàn)，過厚則浪費(fèi)材料，影響注塑生產(chǎn)。一般外殼壁厚控制在廣2mm。外殼整體厚度應(yīng)平均過度，不得存在厚度差異變化大的結(jié)構(gòu)，否則容易導(dǎo)致外觀縮水，特別是在筋位底部和螺絲柱位。11為預(yù)防縮水，筋位厚度控制在0.6

6、1.2mm。1.5.1面殼鍵孔的設(shè)計(jì)。鍵孔的碰穿方式有三種選擇。A方式利于模具的制作，但碰穿處的利邊容易導(dǎo)致卡鍵；B方式則避免了卡鍵問題，但當(dāng)碰穿偏心時(shí)則鍵孔變小，產(chǎn)生利邊。C方式增加了按鍵的倒入斜腳，同時(shí)保存了碰穿偏心的余量，有效的防止了問題的出現(xiàn)，現(xiàn)一般采用B或C。1.5.2按鍵設(shè)計(jì)間隙：按鍵設(shè)計(jì)時(shí)要注意按鍵與面殼鍵孔的間隙，一般來說，如果按鍵采用硅膠按鍵，則按鍵與面殼鍵孔的間隙為0.20.3mm。如果按鍵采用懸臂梁，則要考慮預(yù)留按動(dòng)時(shí)偏擺的間隙。如按鍵表面需要處理則要考慮各種表面處理對(duì)間隙的影響。水鍍（電鍍）鍍層厚度一般為0.1mm，噴涂和真空鍍一般為0.05mm。鍵頂圓?。喝鐟]按鍵表面

7、需進(jìn)行絲印等處理時(shí)，按鍵表面圓弧不宜過大，弓形高度小于0.5mm。圓角：按鍵頂部周邊需倒圓角，避免卡住按鍵。面殼按鍵按鍵按鈕線路板懸臂梁的不同設(shè)計(jì)對(duì)按鍵效果有不同的影響上圖所示按鍵按動(dòng)時(shí)偏擺較大，按鍵與面板鍵孔要預(yù)留較大的間隙12上圖所示按鍵按動(dòng)時(shí)偏擺較小，按鍵主要做垂直運(yùn)動(dòng)，按鍵與面板鍵孔預(yù)留較小的間隙另一方面，懸臂梁的長度和厚度也直接影響到按鍵的效果，如果是聯(lián)體按鍵，則要避免按鍵連動(dòng)（即按一個(gè)按鍵時(shí)，其它按鍵也跟著運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生其它按鈕發(fā)生動(dòng)作，造成誤操作）按鍵手感：輕觸式按鈕的按動(dòng)力量大小一般要求在100g200g,按動(dòng)靈活，手感良好。按鍵壽命：按鍵壽命一般要求100000次，

8、控制變形：對(duì)于懸臂梁按鍵，生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存時(shí)一定要控制按鍵的變形，因?yàn)檩p微的變形都可能導(dǎo)致按鍵的使用效果明顯下降。以上為簡要介紹，具體內(nèi)容見下面章節(jié)。2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一設(shè)計(jì)程序2.1、塑料制品設(shè)計(jì)特點(diǎn)塑料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與其它材料如鋼，銅，鋁，木材等的設(shè)計(jì)有些是類似的；但是，由于塑料材料組成的多樣性，結(jié)構(gòu)、形狀的多變性，使得它比起其它材料有更理想的設(shè)計(jì)特性；特別是它的形狀設(shè)計(jì)，材料選擇，制造方法選擇，更是其它大部分材料無可比擬的.因?yàn)槠渌拇蟛糠植牧?，其設(shè)計(jì)者在外形或制造上，都受到相當(dāng)?shù)南拗?，有些材料只能利用彎曲、熔接等方式來成形?dāng)然，塑料材料選擇的多樣性，也使得設(shè)計(jì)工作變得更為困難，如我們所知

9、，目前已經(jīng)有一萬種以上的不同塑料被應(yīng)用過，雖然其中只有數(shù)百種被廣泛應(yīng)用，但是，塑料材料的形成并不是由單一材料所構(gòu)成，而由一群材料族所組合而成的，其中每一種材料又有其特性，這使得材料的選擇，應(yīng)用更為困難。.2.2、塑料制品設(shè)計(jì)程序?yàn)榱舜_保所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能夠合理而經(jīng)濟(jì)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期，在外觀設(shè)計(jì)者，機(jī)構(gòu)工程師，制圖員，模具制造者，成形廠以及材料供應(yīng)廠之間的緊密合作是必須的，因?yàn)闆]有一個(gè)設(shè)計(jì)者，能夠同時(shí)擁有如此廣泛的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，而從不同的事業(yè)觀點(diǎn)所獲得的建議，將是使產(chǎn)品合理化的基本前提；除此之外，一個(gè)合理的設(shè)計(jì)考慮程序也是必須的；以下將就設(shè)計(jì)的一般程序作出說明：2.2.1、確定產(chǎn)品的功能需求，外觀.

10、在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初始階段，設(shè)計(jì)者必須列出對(duì)該產(chǎn)品的目標(biāo)使用條件和功能要求；然后根據(jù)實(shí)際的考量，決定設(shè)計(jì)因子的范圍，以避免在稍后的產(chǎn)品發(fā)展階段造成可能的時(shí)間和費(fèi)用的漏失.下表為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核對(duì)表，它將有助于確認(rèn)各種的設(shè)計(jì)因子。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核對(duì)表一般數(shù)據(jù)產(chǎn)品的功能？產(chǎn)品的組合操作方式？產(chǎn)品的組合是否是可以靠著塑料的應(yīng)用來簡化？在制造和組合上是否可能更為經(jīng)濟(jì)有效？所需要的公差？14空間限制的考慮？界定產(chǎn)品使用壽命？&產(chǎn)品重量的考慮？有否承認(rèn)的規(guī)格？是否已經(jīng)有相類似的應(yīng)用存在？結(jié)構(gòu)考慮使用負(fù)載的狀態(tài)？使用負(fù)載的大??？使用負(fù)載的期限？變形的容許量？環(huán)境使用在什么溫度環(huán)境？化學(xué)物品或溶劑的使用或接觸？溫度環(huán)境？在

11、該種環(huán)境的使用期限？外觀：外形顏色表面加工如咬花，噴漆等.經(jīng)濟(jì)因素產(chǎn)品預(yù)估價(jià)格？目前所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的價(jià)格？降低成本的可能性？2.2.2、繪制預(yù)備性的設(shè)計(jì)圖：當(dāng)產(chǎn)品的功能需求，外觀被確定以后，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)選定的塑料材料性質(zhì)，開始繪制預(yù)備性的產(chǎn)品圖，以作為先期估價(jià)，檢討以及原則模型的制作。2.2.3、制作原型模型：原型模型讓設(shè)計(jì)者有機(jī)會(huì)看到所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的實(shí)體，并且實(shí)際的核對(duì)其工程設(shè)計(jì)原型模型的制作一般有兩種方式，第一種就是利用板狀或棒狀材料依圖加工再接合成一完整的模型，這種方式制作的模型，經(jīng)濟(jì)快速，但是，缺點(diǎn)是量少,而且較難作結(jié)構(gòu)測試；另一種方式，是利用暫用模具，可作少量生產(chǎn)，需花費(fèi)較高的模具費(fèi)用，

12、而且所費(fèi)的時(shí)間較長，但是，所制作的產(chǎn)品較類似于真正量產(chǎn)的產(chǎn)品（需要特殊模具機(jī)構(gòu)的部分，可能成形后再以機(jī)械加工成形），可做一般的工程測試，而且建立的模具，成形經(jīng)驗(yàn)，將有助于產(chǎn)品針對(duì)實(shí)際模具制作，成形需要而作正確的修正或評(píng)估。2.2.4、產(chǎn)品測試每一個(gè)設(shè)計(jì)都必須在原型階段，接受一些測試，以核對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算和假想15和實(shí)體之間的差異。產(chǎn)品在使用時(shí)所需要做的一些測試，大部分都可以籍著原型做有效的測試；此時(shí)，面對(duì)了所有設(shè)計(jì)的功能要求，并且能夠達(dá)成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)評(píng)估.仿真使用測試通常在模型產(chǎn)品階段就必須開始，這種型態(tài)的測試價(jià)值，取決于使用狀態(tài)被模擬的程度而定.機(jī)械和化學(xué)性質(zhì)的加速化測速通常被視為模型產(chǎn)品評(píng)

13、估的重要項(xiàng)目。2.2.5、設(shè)計(jì)的再核對(duì)與修正對(duì)設(shè)計(jì)的檢討將有助于回答一些根本的問題：所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是否達(dá)到預(yù)期的效果？價(jià)格是否合理?甚至于在此時(shí)，許多產(chǎn)品為了生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性或是為了重要的功能和外形的改變，必須被發(fā)掘并改善，當(dāng)然，設(shè)計(jì)上的重大改變，可能需要做完整的重新評(píng)估；假若所有的設(shè)計(jì)都經(jīng)過這種仔細(xì)檢討，則能夠在這個(gè)階建立產(chǎn)品的細(xì)節(jié)和規(guī)格。2.2.6、制定重要規(guī)格規(guī)格的目的在于消除生產(chǎn)時(shí)任何的偏差，以使產(chǎn)品符合外觀，功能和經(jīng)濟(jì)的要求，規(guī)格上必須明確說明產(chǎn)品所必須符合的要求，它應(yīng)該包括：制造方法，尺寸公差，表面加工，分模面位置，毛邊，變形，顏色以及測試規(guī)格等。2.2.7、開模生產(chǎn)當(dāng)規(guī)格被謹(jǐn)慎而實(shí)際的

14、訂定之后，模具就可以開始被設(shè)計(jì)和制作，模具的設(shè)計(jì)必須謹(jǐn)慎并咨詢專家的意思，因?yàn)椴贿m當(dāng)?shù)哪＞咴O(shè)計(jì)和制造，將會(huì)使得生產(chǎn)費(fèi)用提高，效率降低，并用可能造成品質(zhì)的問題。2.2.8、品質(zhì)的控制對(duì)照一個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn)，訂定對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)律檢測是良好的檢測作法，而檢測表應(yīng)該列出所有應(yīng)該被檢查的項(xiàng)目，另外，相關(guān)人員，如品管者或設(shè)計(jì)者也應(yīng)與成形廠聯(lián)合訂定一個(gè)質(zhì)量管理的程序，以利于在生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠符合規(guī)格的要求。3、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一塑料材質(zhì)3.1、熱硬化性塑料在原料狀態(tài)下是沒有什么用，在某一溫度下加熱，經(jīng)硬化作用，聚合作用或硫化作用后，熱硬化塑料就會(huì)保持穩(wěn)定而不能回到原料狀態(tài)。硫化作用后，熱硬化塑料是所有塑料中最堅(jiān)硬

15、的。3.2、熱塑性塑料像金屬一樣形成熔融凝固的循環(huán)。常用有聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVDC）。3.3、ABS：成分聚合物丙烯晴-一耐油，耐熱，耐化學(xué)和耐候性。苯乙烯-一光澤，硬固，優(yōu)良電氣特性和流動(dòng)性。丁二烯韌性。螺桿對(duì)原料有輸送，壓縮，熔融及計(jì)量等四種功能。螺桿在旋轉(zhuǎn)時(shí)使之慢慢后退的阻力為背壓。背壓太低，產(chǎn)品易產(chǎn)生內(nèi)部氣泡，表面銀線，背壓太高，原料會(huì)過熱，料斗下料處會(huì)結(jié)塊，螺桿不能后退，成型周期延長及噴嘴溢料等。壓力的變動(dòng)在一兩模內(nèi)就可知道結(jié)果，而溫度的變動(dòng)則需約10分鐘的結(jié)果才算穩(wěn)定。3.4、電鍍塑料電鍍時(shí)，須先進(jìn)行無電解電鍍，塑料表面形成薄金屬皮膜，形成導(dǎo)電物質(zhì)后再進(jìn)

16、行電解電鍍。印刷網(wǎng)版印刷：適用于一般平面印刷；移?。哼m用不規(guī)則，曲面的印刷文字；曲面印刷：被印物體旋轉(zhuǎn)而將文字與油墨印上；常用工程塑料：NORYL-PPO和HIPS合成，在240300工成型加工，須用7090工高模溫。17ABS-在170220下成型加工，模溫4060C即可。3.5、ABS系列成品設(shè)計(jì)及模具加工最佳的補(bǔ)強(qiáng)厚度t=70%成品工稱肉厚（T），角隅圓角的外圓R=3/2*T,內(nèi)圓R=T/2，T是成品工稱肉厚。噴嘴通道最小口徑為6.35mm，長度宜盡量短，可變電阻器控制精度稍嫌不足，所以在噴嘴外壁應(yīng)裝設(shè)電偶作溫度控制。流道形狀以圓形最佳，流動(dòng)長度與流道口徑關(guān)系。流動(dòng)長度（mm）流道直徑（

17、mm）2509.5752507.9756.0對(duì)防火級(jí)ABS材料應(yīng)使用直溢口為最佳設(shè)計(jì)（流道直徑最小7mm），邊溢口及潛伏式溢口，建議其長度為0.762mm。透氣得設(shè)置是絕對(duì)必須的，每隔2550mm開設(shè)一條透氣溝，深度宜為0.050.064mm，以獲得良好得透氣效果及防止產(chǎn)生毛頭。冷卻管口徑應(yīng)為11.114.3mm，每隔三個(gè)冷卻管口徑設(shè)一冷卻管，距離模腔表面必須有1.5個(gè)冷卻管口徑尺寸。一般模仁材料以采用P20或H13材質(zhì)居多。防火級(jí)材料盡量不要使用熱澆道系統(tǒng)，因?yàn)閮?nèi)加熱式的熱澆道在電熱管及樹脂間會(huì)產(chǎn)生很大的剪切熱，加熱樹脂溫度過高將會(huì)造成嚴(yán)重的模垢，若要用就只能用外加熱式，熱嘴溫度和樹脂溫度相

18、近即可（約200C）。在任何時(shí)候熱澆道須使用內(nèi)部加熱器或熱探針。為減少模垢的產(chǎn)生，螺桿壓縮比宜取2：12.5：1,而L/D是20:1（理想值是24：1），可使用沒有計(jì)量段的螺桿，使加熱棒與熔融樹脂溫度差在5.5C附近。螺桿速度宜在4055RPM。模具保護(hù)劑可以中和防火級(jí)塑料及PVC樹脂在成型過程所釋放出的腐蝕氣體，防止模垢的積成及腐蝕模具，有優(yōu)良的脫模性，無須使用其它的脫模劑。模垢去除劑主要用來清洗模垢，在有柵格的區(qū)域切勿過度噴灑以方破壞樹脂導(dǎo)致無法脫模。射出時(shí)理想的狀況是成品重量約為射出單元一次為總排料量的80%，最少18比例也應(yīng)在50%以上。熔融樹脂溫度在221232C時(shí)可得最佳物性，但不

19、可超過243C,以避免分解。停機(jī)的排換料時(shí)須用模垢去除劑防止模具表面被腐蝕，然后在模具上噴一層良好的中性噴劑。4、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一壁厚篇4.1、基本設(shè)計(jì)守則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4mm為限。從經(jīng)濟(jì)角度來看，過厚的產(chǎn)品不但增加物料成本，延長生產(chǎn)周期”冷卻時(shí)間，增加生產(chǎn)成本。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，大大削弱產(chǎn)品的剛性及強(qiáng)度。最理想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，但為滿足功能上的需求以致壁厚有所改變總是無可避免的。在此情形，

20、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)致因冷卻速度不同和產(chǎn)生亂流而造成尺寸不穩(wěn)定和表面問題。對(duì)一般熱塑性塑料來說，當(dāng)收縮率ShrinkageFactor低於0.01mm/mm時(shí)，產(chǎn)品可容許厚度的改變達(dá)；但當(dāng)收縮率高於0.01mm/mm時(shí)，產(chǎn)品壁厚的改變則不應(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。此外，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情況發(fā)生。不過，一些容易流動(dòng)的熱固性塑料如環(huán)氧樹脂”Epoxies等，如厚薄均勻，最低的厚度可達(dá)0.25mm。此外，采用固化成型的生產(chǎn)方法時(shí)，流道、澆口和部件的設(shè)計(jì)應(yīng)使塑料由厚

21、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)膲毫σ詼p少在厚膠料的地方出現(xiàn)縮水及避免模腔不能完全充填的現(xiàn)象。若塑料的流動(dòng)方向是從薄膠料的地方流向厚膠料的地方，則應(yīng)采用結(jié)構(gòu)性發(fā)泡的生產(chǎn)方法來減低模腔壓力。4.1.1、平面準(zhǔn)則在大部份熱融過程操作，包括擠壓和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚膠的地方比旁邊薄膠的地方冷卻得比較慢，并且在相接的地方表面在澆口凝固後出現(xiàn)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、顏色不同或不同透明度。若厚膠的地方漸變成薄膠的是無可避免的話，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成漸次的改變，并且在不超過壁厚3:1的比例下。下圖可供叁考。204.1.2、轉(zhuǎn)角準(zhǔn)則壁厚均一的要訣在轉(zhuǎn)角的

22、地方也同樣需要，以免冷卻時(shí)間不一致。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後引起不希望的物料聚積。集中應(yīng)力的地方會(huì)在受負(fù)載或撞擊的時(shí)候破裂。較大的圓角提供了這種缺點(diǎn)的解決方法，不但減低應(yīng)力集中的因素，且令流動(dòng)的塑料流得更暢順和成品脫模時(shí)更容易。下圖可供叁考之用。轉(zhuǎn)角位的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則亦適用于懸梁式扣位。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)圖說明如果轉(zhuǎn)角弧位R太小時(shí)會(huì)引致其應(yīng)力集中系數(shù)(StressConcentrationFactor)過大，因此，產(chǎn)品彎曲時(shí)容易折斷，弧位R太大的話則容易出現(xiàn)收

23、縮紋和空洞。因此，圓弧位和壁厚是有一定的比例。一般介乎0.2至0.6之間，理想數(shù)值是在0.5左右。21壁厚限制不同的塑膠物料有不同的流動(dòng)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22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)筋及改變橫切面形狀取締之。除了可減省物料以致減省生產(chǎn)成本外，取締後的設(shè)計(jì)更可保留和原來設(shè)計(jì)相若的剛性、強(qiáng)度及功用。下圖的金屬齒輪如改成使用塑膠物料，更改後的設(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情

24、況發(fā)生。234.2、不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)4.2.1、ABS壁厚壁厚是產(chǎn)品設(shè)計(jì)最先被考慮，一般用于注塑成型的會(huì)在1.5mm(0.06in)至4.5mm(0.18in)。壁厚比這范圍小的用于塑料流程短和細(xì)小部件。典型的壁厚約在2.5mm(0.1in)左右。一般來說，部件愈大壁厚愈厚，這可增強(qiáng)部件強(qiáng)度和塑料充填。壁厚在3.8mm(0.15in)至6.4mm(0.25in)范圍是可使用結(jié)構(gòu)性發(fā)泡。圓角建議的最小圓角半徑是膠料厚度的25%，最適當(dāng)?shù)陌霃脚c膠料厚比例在60%。輕微的增加半徑就能明顯的減低應(yīng)力。244.2.2、PCa)壁厚壁厚大部份是由負(fù)載要求、內(nèi)應(yīng)力、幾何形狀、外型、塑料流量、可注塑性和經(jīng)濟(jì)

25、性來決定。PC的建議最大壁厚為9.5mm(0.375in)。若要效果好,則壁厚應(yīng)不過3.1mm(0.125in)。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)可提供相同結(jié)果。PC大部份應(yīng)用的最小壁厚在0.75mm(0.03in)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達(dá)到0.3mm(0.012in)壁厚。壁厚由厚的過渡到薄的地方是要盡量使其暢順。所有情況塑料是從最厚的地方進(jìn)入模腔內(nèi)，以避免縮水和內(nèi)應(yīng)力。均一的壁厚是要很重要的。不論在平面轉(zhuǎn)角位也是要達(dá)到這種要求，可減少成型後的變型問題。4.2.3、LCPa)壁厚由於液晶共聚物在高剪切情況下有高流動(dòng)性，所以壁厚會(huì)

26、比其它的塑料薄。最薄可達(dá)0.4mm，般厚度在1.5mm左右。PS壁厚一般的設(shè)計(jì)膠料的厚度應(yīng)不超過4mm，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)上是最理想的，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以下則壁厚的轉(zhuǎn)變可有質(zhì)的變化。若收縮率在0.01以上則應(yīng)只有量的改變。25圓角在設(shè)計(jì)上直角是要避免。直角的地方有如一個(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%,般建議在50%左右。4.2.4、PAa)壁厚尼龍的塑膠零件設(shè)計(jì)應(yīng)采用結(jié)構(gòu)所需要的最小厚度。這種厚度可使材

27、料得到最經(jīng)濟(jì)的使用。壁厚盡量能一致以消除成型後變型。若壁厚由厚過渡至薄膠料則需要采用漸次變薄的方式。b)圓角建議圓角R值最少0.5mm(0.02in)，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)值因?yàn)镽/T之比例由0.1增至0.6而減少了50%，即由3減至1.5。而最佳的圓角是為R/T在0.6之間。4.2.5、PSUa)壁厚常用于大型和長流距的壁厚最小要在2.3mm(0.09in)。細(xì)小的部件可以最小要有0.8mm(0.03in)而流距應(yīng)不可超過76.2mm(3in)4.2.6、PBT壁厚壁厚是產(chǎn)品成本的一個(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

28、所使用塑料的流動(dòng)長度限制來決定壁厚。負(fù)載要求時(shí)常是決定壁厚的，而其它的如內(nèi)應(yīng)力，部件幾何形狀，不均一化和外形等。典型的26壁厚介乎在0.76mm至3.2mm(0.03至0.125in)。壁厚要求均一，若有厚薄膠料的地方，以比例3:1的錐巴漸次由厚的地方過渡至薄的地方。圓角轉(zhuǎn)角出現(xiàn)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)的方法之一。若將應(yīng)力減少5%(由3減至1.5)則圓角與壁厚的比例由0.1增加至0.6。而0.6是建議的最理想表現(xiàn)。5、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則-加強(qiáng)筋篇5.1、基本設(shè)計(jì)守則加強(qiáng)筋在塑膠部件上是不可或缺的功能部份。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

29、產(chǎn)品切面面積，但沒有如工字鐵般出現(xiàn)倒扣難於成型的形狀問題，對(duì)一些經(jīng)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)幫助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、縮水及脫模等。加強(qiáng)筋的長度可與產(chǎn)品的長度一致，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)該漸次地將高度減低，直至完結(jié)，從而減少出現(xiàn)困氣、填充不滿及燒焦痕等問題，這些問題經(jīng)常發(fā)生在排

30、氣不足或封閉的位置上。加強(qiáng)筋一般的設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋最簡單的形狀是一條長方形的柱體附在產(chǎn)品的表面上，不過為了滿足一些生產(chǎn)上或結(jié)構(gòu)上的考慮，加強(qiáng)筋的形狀及尺寸須要改變成如以下的圖一般。28長方形的加強(qiáng)筋必須改變形狀使生產(chǎn)更容易加強(qiáng)筋的兩邊必須加上出模角以減低脫模頂出時(shí)的摩擦力，底部相接產(chǎn)品的位置必須加上圓角以消除應(yīng)力集過份中的現(xiàn)象，圓角的設(shè)計(jì)亦給與流道漸變的形狀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

31、份出現(xiàn)縮水紋的機(jī)會(huì)相當(dāng)大。如果將加強(qiáng)筋底部的寬度相對(duì)產(chǎn)品厚度減少一半（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%，縮水紋出現(xiàn)的機(jī)會(huì)亦大為減少。由此引伸出使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)筋之間的距離必須較相接外壁的厚度大。加強(qiáng)筋的形狀一般是細(xì)而長，加強(qiáng)筋一般的設(shè)計(jì)圖說明設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋的基本原則。留意過厚的加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)容易產(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)成本。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

32、設(shè)計(jì)的影響非常大。此外，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29角度看，加強(qiáng)筋的高度是受制於熔膠的流動(dòng)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。另外，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減少。頂出面積減少的問題可從在產(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潔亦有助產(chǎn)品容易頂出。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

33、同時(shí)，產(chǎn)品的最高和最低點(diǎn)的屈曲應(yīng)力（bendingstress）隨著增加，產(chǎn)品設(shè)計(jì)員須計(jì)算并肯定此部份的屈曲應(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)筋比較使用數(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)盡量留有馀額，當(dāng)試模時(shí)發(fā)覺產(chǎn)品的剛性及強(qiáng)度有所不足時(shí)可適當(dāng)?shù)卦黾?，因?yàn)樵谀＞呱先コ摿媳仁褂脽富蚣由喜迦爰仍黾愉摿系姆椒▉淼煤唵渭氨阋?。加?qiáng)筋增強(qiáng)塑膠件強(qiáng)度的方法30以下是加強(qiáng)筋被置於塑膠部件邊緣的地方可以幫助塑料流入邊緣的空間。置於塑膠部件邊緣地方的加強(qiáng)筋5.2、不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)5.2.1、ABS減少在主要的部件表面上

34、出現(xiàn)縮水情形，肋骨的厚度應(yīng)不可是相交的膠料厚度的50%以上，在一些非決定性的表面肋骨厚度可最多到70%。在薄膠料結(jié)構(gòu)性發(fā)泡塑膠部件，肋骨可達(dá)相交面料厚的80%。厚膠料肋骨可達(dá)100%。肋骨的高度不應(yīng)高於膠料厚的三倍。當(dāng)超過兩條肋骨的時(shí)侯，肋骨之間的距離應(yīng)不小於膠料厚度的兩倍。肋骨的出模角應(yīng)介乎單邊至以便於脫模容易。31ABS加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)5.2.2、PA單獨(dú)的肋骨高度不應(yīng)是肋骨底部厚度的三倍或以上。在任何一條肋骨的後面，都應(yīng)該設(shè)置一些小肋骨或凹槽，因肋骨在冷卻時(shí)會(huì)在背面造成凹痕，用那些肋骨和凹槽可以作裝飾用途而消除縮水的缺陷。5.2.3、PBT厚的肋骨盡量避免以免產(chǎn)生氣泡，縮水紋和應(yīng)力集中。

35、方式的考慮是會(huì)限制了肋骨尺寸。在壁厚於3.2mm(1/8in)以下肋骨厚度不應(yīng)超過壁厚的60%。在壁厚超過3.2mm的肋骨不應(yīng)超過40%。肋骨高度應(yīng)不超過骨厚的3倍。肋骨與膠壁兩邊的地方以一個(gè)0.5mm(0.02in)的R來相連接，使塑料流動(dòng)暢順和減低內(nèi)應(yīng)力。325.2.3、PC一般的肋骨厚度是取決於塑料流程和壁厚。若很多肋骨應(yīng)用于補(bǔ)強(qiáng)作用，薄的肋骨是比厚的要好。PC肋骨的設(shè)計(jì)可叁考下圖PS的肋骨設(shè)計(jì)要點(diǎn)。5.2.4、PS肋骨的厚度不應(yīng)超過其相接壁厚的50%。經(jīng)驗(yàn)告訴我們違反以上的指引在表面上會(huì)出現(xiàn)光澤不一現(xiàn)象。33PS置於中位的肋骨設(shè)計(jì)要點(diǎn)PS置於邊位的肋骨設(shè)計(jì)要點(diǎn)5.2.5、PSU肋骨是可

36、以增強(qiáng)了產(chǎn)品的撞擊強(qiáng)度和利用最經(jīng)濟(jì)的成本達(dá)致有效的結(jié)果。不良的設(shè)計(jì)是會(huì)使表面有收縮痕和非期望的撞擊強(qiáng)度。6、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一出模角篇6.1、基本設(shè)計(jì)守則塑膠產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上通常會(huì)為了能夠輕易的使產(chǎn)品由模具脫離出來而需要在邊緣的內(nèi)側(cè)和外側(cè)各設(shè)有一個(gè)傾斜角”出模角。若然產(chǎn)品附有垂直外壁并且與開模方向相同的話，則模具在塑料成型後需要很大的開模力才能打開，而且，在模具開啟後，產(chǎn)品脫離模具的過程亦相信十分困難。要是該產(chǎn)品在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程上已預(yù)留出模角及所有接觸產(chǎn)品的模具零件在加工過程當(dāng)中經(jīng)過高度拋光的話，脫模就變成輕而易舉的事情。因此，出模角的考慮在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程是不可或缺的因注塑件冷卻收縮後多附在凸模上

37、，為了使產(chǎn)品壁厚平均及防止產(chǎn)品在開模後附在較熱的凹模上，出模角對(duì)應(yīng)於凹模及凸模是應(yīng)該相等的。不過，在特殊情況下若然要求產(chǎn)品於開模後附在凹模的話，可將相接凹模部份的出模角盡量減少，或刻意在凹模加上適量的倒扣位。出模角的大小是沒有一定的準(zhǔn)則，多數(shù)是憑經(jīng)驗(yàn)和依照產(chǎn)品的深度來決定。此外，成型的方式，壁厚和塑料的選擇也在考慮之列。一般來說，高度拋光的外壁可使用1/8度或1/4度的出模角。深入或附有織紋的產(chǎn)品要求出模角作相應(yīng)的增加，習(xí)慣上每0.025mm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。此外，當(dāng)產(chǎn)品需要長而深的肋骨及較小的

38、出模角時(shí)，頂針的設(shè)計(jì)須有特別的處理，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356.2、不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)6.2.1、ABS一般應(yīng)用邊0.5至1就足夠。有時(shí)因?yàn)閽伖饧y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（0.001in）增加1出模角。正確的出模角可向蝕紋供應(yīng)商取得。6.2.2、LCP因?yàn)橐壕Ч簿畚镉懈叩哪?shù)和低的延展性，倒扣的設(shè)計(jì)應(yīng)要避免。在所有的肋骨、壁邊、支柱等凸出膠位以上的地方均要有最小0.2-0.5的出模角。若壁邊比較深或沒有磨光表面和有蝕紋等則有需要加額外的0.5-1.5以上。366.2.3、PBT若部件表面光潔度好，需要1/

39、2最小的脫模角。經(jīng)蝕紋處理過的表面，每增加0.03mm（0.001in）深度就需要加大1脫模角。6.2.4、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。一般光華的表面1.5。至2已很足夠，然而有蝕紋的表面是要求額外的脫模角,以每深0.25mm（0.001in）增加1脫模角。6.2.5、PET塑膠成品的肋骨，支柱邊壁、流道壁等，如其脫模角能夠達(dá)到0.5就已經(jīng)足夠。6.2.6、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)使部件難于脫離模腔。無論如何，任何的脫模角總比無角度為佳。若部件有蝕紋的話，如皮革紋的深度，每深0.025mm就多加1脫模角。7、產(chǎn)品

40、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一支柱（Boss）7.1、基本設(shè)計(jì)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(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)度及使膠料流動(dòng)更順暢。此外，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)離外壁的支柱，除了可使用加強(qiáng)筋外，三角加強(qiáng)塊Gussetplate的使用亦十分常見。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)品的料厚尺寸是不足以承受大

41、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，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，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)改善薄壁支柱的膠料流動(dòng)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(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減少；不幸地，支柱的強(qiáng)度及抵受

42、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(jì)須要從這兩方面取得平衡。1）、支柱位置382)、支柱設(shè)計(jì)397.2、不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)7.2.1、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(jì)方式而支柱不能提供足夠強(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。407.2.2、PBT支柱通常用于機(jī)構(gòu)上裝配，如收螺絲、緊壓配合、導(dǎo)入

43、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)可利用肋骨相連，則內(nèi)孔徑的尺寸可增至最大。417.2.3、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。427.2.4、PS支柱通常用于打入件，收螺絲，導(dǎo)向針，攻牙或作緊迫配合?？赡芮樾沃卤苊猹?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。若支柱離邊壁不遠(yuǎn)應(yīng)以肋骨將柱和邊相連在一起。437.2.5、PSU支柱是用作連接兩

44、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。8、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則-扣位(SnapJoints)&1、基本設(shè)計(jì)手則扣位提供了一種不但方便快捷而且經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品裝配方法，因?yàn)榭畚坏慕M合部份在生產(chǎn)成品的時(shí)候同時(shí)成型，裝配時(shí)無須配合其他如螺絲、介子等緊鎖配件，只要需組合的兩邊扣位互相配合扣上即可?？畚坏脑O(shè)計(jì)雖可有多種幾何形狀，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，直至凸緣部份完結(jié)為止；及後，藉著塑膠的彈性，勾形伸出部份即時(shí)復(fù)位，其後面的凹槽亦即時(shí)被相接零件的凸緣部份嵌入，此倒扣位置立時(shí)形成互相扣著的狀態(tài)，請(qǐng)參考扣位的操作原理圖?？畚坏牟僮?/p>

45、原理如以功能來區(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)方便裝上但不容易拆下，可拆卸型扣位的設(shè)計(jì)則裝上、拆下均十分方便。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)出角方便扣上及分離的動(dòng)作，導(dǎo)入角及導(dǎo)出角的大小直接影響扣上及分離時(shí)所需的力度，永久型45的扣位則只有導(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)，不容易拆下。請(qǐng)叁考永久式及可拆卸式扣位的原理圖。永久式及可拆卸式扣位的原理若以扣位的形狀來區(qū)分，則大致上可分為環(huán)型扣、單邊扣、球形扣等等，其設(shè)計(jì)可參閱下圖。46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，懸梁式的延伸就是環(huán)型扣

46、或球型扣。所謂懸梁式，其實(shí)是利用塑膠本身的撓曲變形的特性，經(jīng)過彈性回復(fù)返回原來的形狀?？畚坏脑O(shè)計(jì)是需要計(jì)算出來，如裝配時(shí)之受力，和裝配後應(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，若要懸梁變形大些可采用漸變切面，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。47不同切面形式的懸梁扣位及其變形量之比較扣位裝置的弱點(diǎn)是扣位的兩個(gè)組合部份：勾形伸出部份及凸緣部份經(jīng)多次重覆使用後容易產(chǎn)生變形，甚至出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，斷裂後的扣位很難修補(bǔ)，這情況較常出現(xiàn)於脆性或摻入纖維的塑膠材料上。因?yàn)榭畚慌c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)救的辦法是將扣位裝置設(shè)

47、計(jì)成多個(gè)扣位同時(shí)共用，使整體的裝置不會(huì)因?yàn)閭€(gè)別扣位的損壞而不能運(yùn)作，從而增加其使用壽命?？畚谎b置的另一弱點(diǎn)是扣位相關(guān)尺寸的公差要求十分嚴(yán)謹(jǐn)，倒扣位置過多容易形成扣位損壞；相反，倒扣位置過少則裝配位置難於控制或組合部份出現(xiàn)過松的現(xiàn)象。&2、不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)&2.1、PA免時(shí)，特別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。利用塑膠柔軟的變型，將倒扣的地方強(qiáng)頂出模具，但通常要注意不會(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%。&2.2、PBT扣位有分內(nèi)扣和外扣，外扣的可利用分模面做成，內(nèi)扣的可用

48、變形方式或?qū)ε龇绞匠瞿?。?nèi)扣的可利用算式計(jì)算扣位百份率，一般在6%左右，玻璃充填的約在1%左右。48PBT外扣位設(shè)計(jì)方式PBT用對(duì)碰方式的內(nèi)扣方式PBT內(nèi)扣位設(shè)計(jì)的算法&2.3、P0M扣位必須為弧形或轉(zhuǎn)角弧度要大，方便塑膠成品容易滑過模具表面。并且減少脫落時(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出模具，POM的扣位百份率可以比較大，可有5%。49POM扣位的計(jì)算方式&2.4、PS基本上扣位的設(shè)計(jì)是不鼓勵(lì)，但由於設(shè)計(jì)上的需要，則模具上使用凸輪、模蕊推出或其它裝置以達(dá)成設(shè)計(jì)要求。9、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

49、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則-入件(Moulded-inInserts)9.1、基本設(shè)計(jì)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(jì)上考慮便于返修、易于更換或重復(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(jì)必須使其穩(wěn)固地嵌入塑膠內(nèi)，避免旋轉(zhuǎn)或拉出。入件的設(shè)計(jì)亦不應(yīng)附有尖角或封利的邊緣，因?yàn)榧饨腔蚍饫倪吘壥顾苣z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后嵌入兩種：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

50、來同時(shí)成型。若要使塑料把入件包合得好，必先預(yù)熱后才放入模具。這樣可減低塑料的內(nèi)應(yīng)力和收縮現(xiàn)象。51成型后嵌入成型后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，然后迅速的將入件壓入部件上特別預(yù)留的孔中冷卻后成型。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(duì)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

51、厚mm(inch)表9.2、不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)9.2.1、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。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)9or左右的鑲?cè)爰庞谀Ｇ粌?nèi)成型。模具內(nèi)溫度打9or左右。鑲?cè)爰獫崈艏氨苊庥屑饨腔蚶叀?29.2.2、PBT鑲?cè)爰ǔＪ怯靡匝b配方便或維修容易為目的的，但亦有的是特殊用途如金屬扣等。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)的凹槽要使用簡單的設(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砻娌荒苡腥魏?/p>

52、不相容的化學(xué)藥品如潤滑油等。在放入模具生產(chǎn)是使用80至1101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)10、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一洞孔(Hole)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)的復(fù)雜性，以下是在設(shè)計(jì)洞孔時(shí)須要考慮的幾個(gè)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(diǎn)圖。與此同時(shí)，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(jì)上的要求即變得復(fù)雜，因?yàn)槁菁y的位置容易形成應(yīng)力集中的地方。從經(jīng)驗(yàn)所得，要使螺孔邊緣的應(yīng)力集中系數(shù)

53、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?？纂x邊位或內(nèi)壁邊之要點(diǎn)10.1、穿孔從裝配的角度來看，穿孔的應(yīng)用遠(yuǎn)較盲孔為多，而且較盲孔容易生產(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，因?yàn)橛脕泶┛壮尚偷倪呩數(shù)膬啥司墒艿街?。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(shí)，兩條邊釘?shù)闹睆綉?yīng)稍有不同以避免因?yàn)閮蓷l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(gè)端面必須磨平。5410.2、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，因此很容易被溶

54、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(jì)要點(diǎn)10.3、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(jì)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(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)成的額外成本可能較輔助的後鉆孔工序?yàn)楦?，此時(shí)，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(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。10.

55、4、側(cè)孔側(cè)孔往往增加模具設(shè)計(jì)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(shí)，因?yàn)閭?cè)孔容易形成塑膠產(chǎn)品上的倒扣部份。一般的方法是使用角針”AnglePin及活動(dòng)側(cè)?！盨plitMould，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(shí)間亦因模具必須抽走哥針才可脫模而相應(yīng)增加。5510.5、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，尚有下列各點(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(jí)孔或?qū)⒋┛淄悼盏?/p>

56、應(yīng)用方法側(cè)孔若使用角針、活動(dòng)側(cè)模或油壓抽哥必會(huì)使模具的結(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(jí)的孔取代原來的側(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)孔倒扣的方法洞孔的邊緣應(yīng)預(yù)留最少0.4mm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。5611、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一公差（Tolerance）11.1、基本設(shè)計(jì)守則大部份的塑膠產(chǎn)品可以達(dá)到高精密配合的尺寸公差，而一些收縮率高及一些軟性材料則比較難於控制。因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程時(shí)是要考慮到產(chǎn)品的使用環(huán)境，塑膠材料，產(chǎn)品形狀等來設(shè)定公差的嚴(yán)緊度。除著顧客

57、的要求愈來愈高，以往的可以配合起來的觀念慢慢的要修正過來。配合、精密和美觀是要同時(shí)的能在產(chǎn)品上發(fā)揮出來。公差的精密度高，產(chǎn)品質(zhì)素相對(duì)提高，但隨之而來的是增加了成本和因達(dá)到要求而花更多的時(shí)間。故此公差的設(shè)定可以跟隨不同塑料來作一標(biāo)準(zhǔn)，以下是幾種由塑料供應(yīng)商提供的塑料公差設(shè)計(jì)要點(diǎn)。而設(shè)計(jì)的容許公差范圍是可在美國SPI規(guī)格內(nèi)找得到。11.2、不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)11.2.1、LCP液晶共聚物成品容許公差隨著設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度和壁厚而定。薄壁的部份經(jīng)常可以在液晶共聚物的產(chǎn)品上可找得到。而且液晶共聚物容許公差可是極小容許公差的50%。LCP液晶高分子設(shè)計(jì)容許公差的指南5811.2.2、PET寶特龍（PET）的

58、設(shè)計(jì)公差準(zhǔn)則5911.2.3、POM精密公差的標(biāo)準(zhǔn)叁考表6012、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則12.1、避免翹曲準(zhǔn)則翹曲現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)于塑料構(gòu)件中，所以塑料件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)特別注意避免這種情況。翹曲的主要原因是由于模塑成型過程中，構(gòu)件冷卻不均勻，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而塑料的彈性模量一般又很低，所以這種不均勻的冷卻過程非常容易引起構(gòu)件的翹曲變形。造成冷卻不均勻的原因主要有三種：（1）材料分布不均勻；（2）散熱邊界條件不均勻；（3）結(jié)構(gòu)不對(duì)稱。壁厚不均勻的構(gòu)件易出現(xiàn)冷卻不均勻現(xiàn)象，從而導(dǎo)致構(gòu)件翹曲變形，如圖2左所示。在因構(gòu)件本身功能要求的限制無法做到的情況下，應(yīng)在兩不同壁厚之間留有緩慢的過渡段，如圖2右

59、所示。由于塑料的彈性模量一般很低，過厚的壁厚內(nèi)部又會(huì)產(chǎn)生空洞等缺陷，所以常用設(shè)置加強(qiáng)筋的辦法來提高構(gòu)件的剛度。過簿或過厚的加強(qiáng)筋也會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的翹曲變形，如圖3左所示。加強(qiáng)筋的壁厚和底板的壁厚應(yīng)盡量相同，如圖3右所示。均勻壁厚的構(gòu)件也會(huì)產(chǎn)生翹曲變形，圖4左所示的大平板從幾何形狀上來說完全均勻，但冷卻不均勻：外部冷卻快，內(nèi)部冷卻慢，板越大，不均勻越嚴(yán)重。解決這個(gè)問題的方法是將平板改成拱形板，如圖4右所示，這樣提高了板的抗彎剛度，從而有助于減少或消除構(gòu)件的翹曲變形。另一種因冷卻不均勻而產(chǎn)生翹曲變形的結(jié)構(gòu)是帶拐角的構(gòu)件，如圖5左所示。拐角內(nèi)外散熱速度不一樣，內(nèi)慢外快。解決的措施是加大內(nèi)拐角的散熱面積，

60、改直角為倒角或設(shè)置一槽，如圖5右所示。如果結(jié)構(gòu)措施不能滿足要求，可用輔助方法增加內(nèi)拐角的相對(duì)散熱速度：（1）使內(nèi)拐角的環(huán)境溫度低于外拐角的環(huán)境溫度；（2）在內(nèi)拐角設(shè)置導(dǎo)熱性能好的附件，比如銅片，如圖6所示。62圖7所示是一塑料制的皮帶輪，左邊結(jié)構(gòu)有翹曲變形，嚴(yán)重減低了構(gòu)件自身的性能質(zhì)量。其原因是皮帶輪上的加強(qiáng)筋兩邊不對(duì)稱，改進(jìn)的結(jié)構(gòu)如圖7右邊所示。12.2、細(xì)長筋受拉準(zhǔn)則加強(qiáng)筋是塑料構(gòu)件中的常見結(jié)構(gòu)，它們往往比較細(xì)長。塑料就其材料本身的拉壓強(qiáng)度而言，并無什么差別。塑料的彈性模量很低，所以易出現(xiàn)失穩(wěn)問題，特別是細(xì)長結(jié)構(gòu)。應(yīng)使細(xì)長筋盡量處于受拉狀態(tài)，見圖8。這條準(zhǔn)則和鑄件優(yōu)先受壓準(zhǔn)則恰好相反，鑄件