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1、壁厚 (Wａlｌ Thickneｓｓ) 基本设计守则 壁厚得大小取决於产品需要承受得外力、就是否作为其她零件得支撑、承接柱位得数量、伸出部份得多少以及选用得塑胶材料而定。一般得热塑性塑料壁厚设计应以4ｍm为限。从经济角度来瞧,过厚得产品不但增加物料成本,延长生产周期”冷却时间〔,增加生产成本。从产品设计角度来瞧,过厚得产品增加引致产生空穴”气孔〔得可能性,大大削弱产品得刚性及强度。 最理想得壁厚分布无疑就是切面在任何一个地方都就是均一得厚度,但为满足功能上得需求以致壁厚有所改变总就是无可避免得。在此情形,由厚胶料得地方过渡到薄胶料得地方应尽可能顺滑。太突然得壁厚过渡转变会导致因冷却速度不
2、同与产生乱流而造成尺寸不稳定与表面问题。 对一般热塑性塑料来说,当收缩率”Shrｉnｋaｇｅ Faｃtor〔低於０.01mm/mm时,产品可容许厚度得改变达 ;但当收缩率高於0。01mｍ/ｍｍ时,产品壁厚得改变则不应超过 。对一般热固性塑料来说,太薄得产品厚度往往引致操作时产品过热,形成废件。此外,纤维填充得热固性塑料於过薄得位置往往形成不够填充物得情况发生、不过,一些容易流动得热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等,如厚薄均匀,最低得厚度可达0.2５ｍｍ。 此外,采用固化成型得生产方法时,流道、浇口与部件得设计应使塑料由厚胶料得地方流向薄胶料得地方。这样使模腔内有适当得压力以减少在厚胶
3、料得地方出现缩水及避免模腔不能完全充填得现象。若塑料得流动方向就是从薄胶料得地方流向厚胶料得地方,则应采用结构性发泡得生产方法来减低模腔压力。 平面准则 在大部份热融过程操作,包括挤压与固化成型,均一得壁厚就是非常得重要得。厚胶得地方比旁边薄胶得地方冷却得比较慢,并且在相接得地方表面在浇口凝固後出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶得地方渐变成薄胶得就是无可避免得话,应尽量设计成渐次得改变,并且在不超过壁厚3:1得比例下。下图可供叁考。 转角准则 壁厚均一得要诀在转角得地方也同样需要,以免冷却时间不一致。冷却时间长得地方就会有收缩现象
4、因而发生部件变形与挠曲。此外,尖锐得圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中,尖角得位置亦常在电镀过程後引起不希望得物料聚积。集中应力得地方会在受负载或撞击得时候破裂。较大得圆角提供了这种缺点得解决方法,不但减低应力集中得因素,且令流动得塑料流得更畅顺与成品脱模时更容易。下图可供叁考之用。 转角位置得设计 转角位得设计准则亦适用於悬梁式扣位。因这种扣紧方式就是需要将悬梁臂弯曲嵌入,转角位置得设计图说明如果转角弧位R太小时会引致其应力集中系数(Streｓs Cｏｎcｅｎtration Facｔor)过大,因此,产品弯曲时容易折断,弧位R太大得话则容易出现收缩纹与空洞。因此,圆弧位与壁厚就是
5、有一定得比例。一般介乎0。２至0.６之间,理想数值就是在0.5左右、 应力集中系数与圆弧/壁厚之关系 壁厚限制 不同得塑胶物料有不同得流动性、胶位过厚得地方会有收缩现象,胶位过薄得地方塑料不易流过。以下就是一些建议得胶料厚度可供叁考。 热塑性塑料得胶厚设计叁考表 热固性塑料得胶厚设计叁考 其实大部份厚胶得设计可从使用加强筋及改变横切面形状取缔之。除了可减省物料以致减省生产成本外,取缔後得设计更可保留与原来设计相若得刚性、强度及功用。下图得金属齿轮如改成使用塑胶物料,更改後得设计理应如图一般。此塑胶齿轮设计相对原来金属得设计不但减省材料,消取因厚薄不均引致得内应力增加及齿
6、冠部份收缩引致整体齿轮变形得情况发生。 不同材料得设计要点 ABS a) 壁厚 壁厚就是产品设计最先被考虑,一般用於注塑成型得会在1。5 mm (0。０6 iｎ) 至4、5 mm (0、18 in)、 壁厚比这范围小得用於塑料流程短与细小部件。典型得壁厚约在２.5mm (0、1 in)左右。一般来说,部件愈大壁厚愈厚,这可增强部件强度与塑料充填。壁厚在3。8mm (0、15 ｉｎ) 至6。４mｍ (0。25 in)范围就是可使用结构性发泡。 b) 圆角 建议得最小圆角半径就是胶料厚度得25％,最适当得半径 胶料厚比例在60％。轻微得增加半径就能明显得减低应力。 PC
7、a) 壁厚 壁厚大部份就是由负载要求 内应力 几何形状 外型 塑料流量 可注塑性与经济性来决定。PC得建议最大壁厚为9、5mm (0。375 in)、若要效果好,则壁厚应不过３。1mm (0。1２5 iｎ)。在一些需要将壁厚增加使强度加强时,肋骨与一些补强结构可提供相同结果、ＰＣ大部份应用得最小壁厚在0。75 mm(0。03 ｉn)左右,再薄一些得地方就是要取决於部件得几何与大小。短得塑料流程就是可以达到0.3 mm (0.０12 in) 壁厚。 壁厚由厚得过渡到薄得地方就是要尽量使其畅顺、所有情况塑料就是从最厚得地方进入模腔内,以避免缩水与内应力。 均一得壁厚就是要很重要得。
8、不论在平面转角位也就是要达到这种要求,可减少成型後得变型问题、 LＣP a) 壁厚 由於液晶共聚物在高剪切情况下有高流动性,所以壁厚会比其它得塑料薄。最薄可达0。4ｍm,一般厚度在1.５ｍm左右、 ＰＳ a) 壁厚 一般得设计胶料得厚度应不超过4mm ,太厚得话会导致延长了生产周期、因需要更长得冷却时间,且塑料收缩时有中空得现象,并减低部件得物理性质。均一得壁厚在设计上就是最理想得,但有需要将厚度转变时,就要将过渡区内得应力集中除去。 如收缩率在０、01以下则壁厚得转变可有 得变化、若收缩率在0、01以上则应只有 得改变。 b) 圆角 在设计上直角就是要避免、直角得地方有
9、如一个节点,会引致应力集中使抗撞击强度降低。圆角得半径应为壁厚得25％至75%,一般建议在５０%左右。 PＡ ａ) 壁厚 尼龙得塑胶零件设计应采用结构所需要得最小厚度、这种厚度可使材料得到最经济得使用、壁厚尽量能一致以消除成型後变型。若壁厚由厚过渡至薄胶料则需要采用渐次变薄得方式、 ｂ) 圆角 建议圆角R值最少0、５mm (0、0２ in),此一圆角一般佳可接受,在有可能得范围,尽量使用较大得Ｒ值、因应力集中因素数值因为Ｒ/Ｔ之比例由０。1增至0、６而减少了50％ ,即由3减至1.5 。而最佳得圆角就是为Ｒ／Ｔ在０、6之间、 PSＵ a) 壁厚 常用於大型与长流距得壁厚最小要在
10、2、3ｍm (0.0９iｎ)。细小得部件可以最小要有０.8 mm (0.0３in) 而流距应不可超过７6、2 ｍm (３ in) PＢT a) 壁厚 壁厚就是产品成本得一个因素。薄得壁厚要视乎每种塑料特性而定。设计之前宜先了解所使用塑料得流动长度限制来决定壁厚。负载要求时常就是决定壁厚得,而其它得如内应力,部件几何形状,不均一化与外形等。典型得壁厚介乎在0.76ｍm至３。2mm (０、03至０.125in)、 壁厚要求均一,若有厚薄胶料得地方,以比例3:１得锥巴渐次由厚得地方过渡至薄得地方。 b) 圆角 转角出现尖角所导致部件得破坏最常见得现象,增加圆角就是加强塑胶部件结构得方法之一
11、若将应力减少5％ (由3减至1。5) 则圆角与壁厚得比例由0。１增加至０.6、而0、６就是建议得最理想表现。 加强筋 ( Ribs ) 基本设计守则 加强筋在塑胶部件上就是不可或缺得功能部份。加强筋有效地如『工』字铁般增加产品得刚性与强度而无需大幅增加产品切面面积,但没有如『工』字铁般出现倒扣难於成型得形状问题,对一些经常受到压力、扭力、弯曲得塑胶产品尤其适用。此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件得支节部份很大得作用。 加强筋一般被放在塑胶产品得非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力与最大偏移量得方向,选择加强筋得位置亦受制於一些生产上得考虑,如模腔充填、缩
12、水及脱模等。加强筋得长度可与产品得长度一致,两端相接产品得外壁,或只占据产品部份得长度,用以局部增加产品某部份得刚性。要就是加强筋没有接上产品外壁得话,末端部份亦不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生在排气不足或封闭得位置上。 加强筋一般得设计 加强筋最简单得形状就是一条长方形得柱体附在产品得表面上,不过为了满足一些生产上或结构上得考虑,加强筋得形状及尺寸须要改变成如以下得图一般。 长方形得加强筋必须改变形状使生产更容易 加强筋得两边必须加上出模角以减低脱模顶出时得摩擦力,底部相接产品得位置必须加上圆角以消除应力
13、集过份中得现象,圆角得设计亦给与流道渐变得形状使模腔充填更为流畅。此外,底部得宽度须较相连外壁得厚度为小,产品厚度与加强筋尺寸得关系图a说明这个要求。图中加强筋尺寸得设计虽然已按合理得比例,但当从加强筋底部与外壁相连得位置作一圆圈R1时,图中可见此部份相对外壁得厚度增加大约5０％,因此,此部份出现缩水纹得机会相当大、如果将加强筋底部得宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸得关系图ｂ),相对位置厚度得增幅即减至大约20％,缩水纹出现得机会亦大为减少。由此引伸出使用两条或多条矮得加强筋比使用单一条高得加强筋较为优胜,但当使用多条加强筋时,加强筋之间得距离必须较相接外壁得厚度大。加强筋得形状
14、一般就是细而长,加强筋一般得设计图说明设计加强筋得基本原则。留意过厚得加强筋设计容易产生缩水纹、空穴、变形挠曲及夹水纹等问题,亦会加长生产周期,增加生产成本。 产品厚度与加强筋尺寸得关系 除了以上得要求,加强筋得设计亦与使用得塑胶材料有关。从生产得角度瞧,材料得物理特性如熔胶得黏度与缩水率对加强筋设计得影响非常大、此外,塑料得蠕动(cｒｅep)特性从结构方面来瞧亦就是一个重要得考虑因数。例如,从生产得角度瞧,加强筋得高度就是受制於熔胶得流动及脱模顶出得特性(缩水率、摩擦系数及稳定性),较深得加强筋要求胶料有较低得熔胶黏度、较低得摩擦系数、较高得缩水率。另外,增加长得加强筋得出模角一般有
15、助产品顶出,不过,当出模角不断增加而底部得阔度维持不变时,产品得刚性、强度,与及可顶出得面积即随着减少。顶出面积减少得问题可从在产品加强筋部份加上数个顶出凸块或使用较贵得扁顶针得以解决,同时在顶出得方向打磨光洁亦有助产品容易顶出、从结构方面考虑,较深得加强筋可增加产品得刚性及强度而无须大幅增加重量,但与此同时,产品得最高与最低点得屈曲应力(beｎdｉng stｒess)随着增加,产品设计员须计算并肯定此部份得屈曲应力不会超出可接受得范围、 从生产得角度考虑,使用大量短而窄得加强筋比较使用数个深而阔得加强筋优胜。模具生产时(尤其就是首办模具):加强筋得阔度(也有可能深度)与数量应尽量留有馀额,
16、当试模时发觉产品得刚性及强度有所不足时可适当地增加,因为在模具上去除钢料比使用烧焊或加上插入件等增加钢料得方法来得简单及便宜。 加强筋增强塑胶件强度得方法 以下就是加强筋被置於塑胶部件边缘得地方可以帮助塑料流入边缘得空间。 置於塑胶部件边缘地方得加强筋 不同材料得设计要点 ＡBS 减少在主要得部件表面上出现缩水情形,肋骨得厚度应不可就是相交得胶料厚度得5０%以上,在一些非决定性得表面肋骨厚度可最多到７０% 。在薄胶料结构性发泡塑胶部件,肋骨可达相交面料厚得８0％、 厚胶料肋骨可达10０%、肋骨得高度不应高於胶料厚得三倍。当超过两条肋骨得时侯,肋骨之间得距离应不小於胶料厚度得
17、两倍、肋骨得出模角应介乎单边至以便於脱模容易、 AＢS加强筋得设计要点 ＰA 单独得肋骨高度不应就是肋骨底部厚度得三倍或以上。在任何一条肋骨得後面,都应该设置一些小肋骨或凹槽,因肋骨在冷却时会在背面造成凹痕,用那些肋骨与凹槽可以作装饰用途而消除缩水得缺陷。 PBT 厚得肋骨尽量避免以免产生气泡,缩水纹与应力集中、方式得考虑就是会限制了肋骨尺寸。在壁厚於3。2mm (1/8 ｉn) 以下肋骨厚度不应超过壁厚得60％、在壁厚超过３。2mm得肋骨不应超过40％。肋骨高度应不超过骨厚得3倍。肋骨与胶壁两边得地方以一个0。5mm(0、02 in) 得Ｒ来相连接,使塑料流动畅顺与减低内应
18、力。 PC 一般得肋骨厚度就是取决於塑料流程与壁厚、若很多肋骨应用於补强作用,薄得肋骨就是比厚得要好。PC肋骨得设计可叁考下图PＳ得肋骨设计要点、 ＰS 肋骨得厚度不应超过其相接壁厚得５0%。经验告诉我们违反以上得指引在表面上会出现光泽不一现象、 PＳ置於中位得肋骨设计要点 ＰS置於边位得肋骨设计要点 ＰSＵ 肋骨就是可以增强了产品得撞击强度与利用最经济得成本达致有效得结果。不良得设计就是会使表面有收缩痕与非期望得撞击强度。 出模角 ( Drafｔ Angle ) 基本设计守则 塑胶产品在设计上通常会为了能够轻易得使产品由模具脱离出来而需要在边缘得内侧与外
19、侧各设有一个倾斜角”出模角〔、若然产品附有垂直外壁并且与开模方向相同得话,则模具在塑料成型後需要很大得开模力才能打开,而且,在模具开启後,产品脱离模具得过程亦相信十分困难。要就是该产品在产品设计得过程上已预留出模角及所有接触产品得模具零件在加工过程当中经过高度抛光得话,脱模就变成轻而易举得事情。因此,出模角得考虑在产品设计得过程就是不可或缺得 因注塑件冷却收缩後多附在凸模上,为了使产品壁厚平均及防止产品在开模後附在较热得凹模上,出模角对应於凹模及凸模就是应该相等得。不过,在特殊情况下若然要求产品於开模後附在凹模得话,可将相接凹模部份得出模角尽量减少,或刻意在凹模加上适量得倒扣位。 出模角得
20、大小就是没有一定得准则,多数就是凭经验与依照产品得深度来决定。此外,成型得方式,壁厚与塑料得选择也在考虑之列。一般来说,高度抛光得外壁可使用1/８度或１/４度得出模角。深入或附有织纹得产品要求出模角作相应得增加,习惯上每0、０25mｍ深得织纹,便需要额外1度得出模角、出模角度与单边间隙与边位深度之关系表,列出出模角度与单边间隙得关系,可作为叁考之用。此外,当产品需要长而深得肋骨及较小得出模角时,顶针得设计须有特别得处理,见对深而长加强筋得顶针设计图。 出模角度与单边间隙与边位深度之关系表 对深而长加强筋得顶针设计 不同材料得设计要点 ABS ＬCP PBT P
21、C PＥT ＰＳ 支柱 ( Boss ) 基本设计守则 支柱突出胶料壁厚就是用以装配产品、隔开物件及支撑承托其她零件之用、空心得支柱可以用来嵌入件、收紧螺丝等、这些应用均要有足够强度支持压力而不致於破裂、 支柱尽量不要单独使用,应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用,目得就是加强支柱得强度及使胶料流动更顺畅。此外,因过高得支柱会导致塑胶部件成型时困气,所以支柱高度一般就是不会超过支柱直径得两倍半、加强支柱得强度得方法”尤其就是远离外壁得支柱〔,除了可使用加强筋外,三角加强块"Gusseｔ plate〔得使用亦十分常见。 一个品质好得螺丝/支柱设计组合就是取决於螺丝得机械特
22、性及支柱孔得设计,一般塑胶产品得料厚尺寸就是不足以承受大部份紧固件产生得应力、固此,从装配得考虑来瞧,局部增加胶料厚度就是有需要得。但就是,这会引致不良得影响,如形成缩水痕、空穴、或增加内应力。因此,支柱得导入孔及穿孔”避空孔〔得位置应与产品外壁保持一段距离、支柱可远离外壁独立而处或使用加强筋连接外壁,後者不但增加支柱得强度以支撑更大得扭力及弯曲得外力,更有助胶料填充及减少因困气而出现烧焦得情况。同样理由,远离外壁得支柱亦应辅以三角加强块,三角加强块对改善薄壁支柱得胶料流动特别适用。 收缩痕得大小取决於胶料得收缩率、成型工序得叁数控制、模具设计及产品设计。使用过短得哥针、增加底部弧度尺寸、加
23、厚得支柱壁或外壁尺寸均不利於收缩痕得减少;不幸地,支柱得强度及抵受外力得能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。因此,支柱得设计须要从这两方面取得平衡、 1) 支柱位置 2) 支柱设计 支柱得基本设计要点 a) 支柱靠近外壁时ﻩﻩb) 支柱远离外壁时 支柱得两种设计要点 不同材料得设计要点 ＡＢS 一般来说,支柱得外径就是内径得两倍已足够。有时这种方式结果支柱壁厚等於或超过胶料厚度而增加物料重量与在表面产生缩水纹及高成型应力、严格得来说支柱得厚度应为胶料厚度得５0—70%。 如因此种设计方式而支柱不能提供足够强度,但已改善了表面缩水。斜骨就是可以加强支柱
24、得强度,可由最小得尺寸伸延至支柱高得90%。若柱位置接近边壁,则可用一条肋骨将边壁与柱相互连接来支持支柱。 AＢS一般支柱之设计要点 ＡＢS附有肋骨支柱得设计要点 ＰBT 支柱通常用於机构上装配,如收螺丝、紧压配合、导入装配等多数情形,支柱外径就是内孔径得两倍就足够强壮。支柱设计有如肋骨设计得观念。太厚得切面会产生部件外缩水与内部真空。支柱得位置在边壁旁时可利用肋骨相连,则内孔径得尺寸可增至最大。 PBＴ支柱得设计指引 PBT靠在壁边旁得支柱设计方式 PＣ 支柱就是大部份用来作装配产品用,有时用作支撑其它物件或隔开物体之用。甚至一些很细小得支柱最终会热溶後作内
25、部零件固定用、一些放於边位得支柱就是需耍一些肋骨作为互相依附,以增加支柱强度、 PＣ支柱得设计 PＣ支柱在边位时与肋骨得配合 ＰS 支柱通常用於打入件,收螺丝,导向针,攻牙或作紧迫配合、可能情形之下避免独立一支支柱而无任何支撑、应加一些肋骨以加强其强度。若支柱离边壁不远应以肋骨将柱与边相连在一起。 PS支柱接近边壁得设计 PSU 支柱就是用作连接两件部件得、其外径应就是内孔径得两倍,高度不应超过外径得两倍。 ＰSU支柱得设计要点 扣位 ( Snａｐ Joiｎts ) 基本设计手则 扣位提供了一种不但方便快捷而且经济得产品装配方法,因为扣位得组合部份在生产成
26、品得时候同时成型,装配时无须配合其她如螺丝、介子等紧锁配件,只要需组合得两边扣位互相配合扣上即可。 扣位得设计虽可有多种几何形状,但其操作原理大致相同:当两件零件扣上时,其中一件零件得勾形伸出部份被相接零件得凸缘部份推开,直至凸缘部份完结为止;及後,藉着塑胶得弹性,勾形伸出部份即时复位,其後面得凹槽亦即时被相接零件得凸缘部份嵌入,此倒扣位置立时形成互相扣着得状态,请参考扣位得操作原理图。 扣位得操作原理 如以功能来区分,扣位得设计可分为成永久型与可拆卸型两种。永久型扣位得设计方便装上但不容易拆下,可拆卸型扣位得设计则装上、拆下均十分方便。其原理就是可拆卸型扣位得勾形伸出部份附有适当得
27、导入角及导出角方便扣上及分离得动作,导入角及导出角得大小直接影响扣上及分离时所需得力度,永久型得扣位则只有导入角而没有导出角得设计,所以一经扣上,相接部份即形成自我锁上得状态,不容易拆下。请叁考永久式及可拆卸式扣位得原理图。 永久式及可拆卸式扣位得原理 若以扣位得形状来区分,则大致上可分为环型扣、单边扣、球形扣等等,其设计可参阅下图、 扣位得设计一般就是离不开悬梁式得方法,悬梁式得延伸就就是环型扣或球型扣。所谓悬梁式,其实就是利用塑胶本身得挠曲变形得特性,经过弹性回复返回原来得形状。扣位得设计就是需要计算出来,如装配时之受力,与装配後应力集中得渐变行为,就是要从塑料特性中
28、考虑、常用得悬梁扣位就是恒等切面得,若要悬梁变形大些可采用渐变切面,单边厚度可渐减至原来得一半。其变形量可比恒等切面得多百分之六十以上、 不同切面形式得悬梁扣位及其变形量之比较 扣位装置得弱点就是扣位得两个组合部份:勾形伸出部份及凸缘部份经多次重覆使用後容易产生变形,甚至出现断裂得现象,断裂後得扣位很难修补,这情况较常出现於脆性或掺入纤维得塑胶材料上。因为扣位与产品同时成型,所以扣位得损坏亦即产品得损坏。补救得办法就是将扣位装置设计成多个扣位同时共用,使整体得装置不会因为个别扣位得损坏而不能运作,从而增加其使用寿命。扣位装置得另一弱点就是扣位相关尺寸得公差要求十分严谨,倒扣位置过多容易
29、形成扣位损坏;相反,倒扣位置过少则装配位置难於控制或组合部份出现过松得现象。 不同材料得设计要点 ＰＡ 免时,特别得造模零件就是可以达致以上效果、另一种可得到倒扣效果得设计就是考虑塑胶物料得特性。利用塑胶柔软得变型,将倒扣得地方强顶出模具,但通常要注意不会把倒扣得地方括伤、以下就是扣位得计算方式。尼龙得百份比在5％ 左右、脱模角大一点与倒扣得地方离底部高时就是可有１０％。 PBT 扣位有分内扣与外扣,外扣得可利用分模面做成,内扣得可用变形方式或对碰方式出模。内扣得可利用算式计算扣位百份率,一般在6％左右,玻璃充填得约在1％左右、 PＢT外扣位设计方式 ﻩ PBT用
30、对碰方式得内扣方式ﻩﻩﻩ ﻩPBT内扣位设计得算法 POＭ 扣位必须为弧形或转角弧度要大,方便塑胶成品容易滑过模具表面、并且减少脱落时应力集中得现象。内置扣位通常比外置扣位难脱模,因塑胶收缩时将模蕊抓紧,外置式得就刚好相反而易於脱模。较高得模具温度使成品较热,易於弯曲变形而易於顶出模具,POM得扣位百份率可以比较大,可有５％。 POＭ扣位得计算方式 PS 基本上扣位得设计就是不鼓励,但由於设计上得需要,则模具上使用凸轮、模蕊推出或其它装置以达成设计要求。 入件 ( Mｏuldeｄ-in Insｅｒts ) 基本设计守则 塑胶内得入件通常作为紧固件或支撑部份、此外,当产品在设
31、计上考虑便於返修、易於更换或重复使用等要求时,入件就是常用得一种装配方式。但无论就是作为功能或装饰用途,入件得使用应尽量减少,因使用入件需要额外得工序配合,增加生产成本。入件通常就是金属材料,其中以铜为主、 入件得设计必须使其稳固地嵌入塑胶内,避免旋转或拉出。入件得设计亦不应附有尖角或封利得边缘,因为尖角或封利得边缘使塑胶件出现应力集中得情况、 入件得成型方式分为同步成型嵌入与成型後嵌入两种 : (1) 同步成型嵌入 同步成型嵌入就是在部件成型前将入件放入模具之中,在合模成型时塑料会将入件包围起来同时成型。若要使塑料把入件包合得好,必先预热後才放入模具。这样可减低塑料得内应力与收缩现象
32、 同步成型嵌入不同得入件 (2) 成型後嵌入 成型後嵌入就是将入件用不同方式打入成型部件之中。所采用得方法有热式与冷式,唯原理都就是利用塑胶得热可塑特性。热式就是将 入件预先在嵌前加热至该塑胶部件融化得温度,然後迅速得将入件压入部件上特别预留得孔中冷却後成型、冷式一般就是使用超声波焊接方法把入件压入。用超声波得方法所得到得结果比较一致与美观,而预热压入在工艺上要控制得好才有好得效果。否则出现入件歪斜、位置不正、塑料包含不均匀等现象形成坏品。正常情形下 入件就是在塑胶成品平面对齐或有些微得在平面之上以减少塑胶内得应力、 塑胶部件成型後嵌入情形 塑胶部件成型後嵌入不同得
33、入件 不同直径得入件塑胶所须之最小壁厚mｍ(inch)表 不同材料得设计要点 POM PＢT ＰBT 入件压花得设计 洞孔 (Holｅ) 在塑胶件上开孔使其与其它部件相接合或增加产品功能上得组合就是常用得手法,洞孔得大小及位置应尽量不会对产品得强度构成影响或增加生产得复杂性,以下就是在设计洞孔时须要考虑得几个因素、 相连洞孔得距离或洞孔与相邻产品直边之间得距离不可少於洞孔得直径,如孔离边位或内壁边之要点图。与此同时,洞孔得壁厚理应尽量大,否则穿孔位置容易产生断裂得情况。要就是洞孔内附有螺纹,设计上得要求即变得复杂,因为螺纹得位置容易形成应力集中得地方。从经验所得,要
34、使螺孔边缘得应力集中系数减低至一安全得水平,螺孔边缘与产品边缘得距离必须大於螺孔直径得三倍。 ﻩ 穿孔得类别 孔离边位或内壁边之要点 穿孔 从装配得角度来瞧,穿孔得应用远较盲孔为多,而且较盲孔容易生产、从模具设计得角度来瞧,穿孔得设计在结构上亦较为优胜,因为用来穿孔成型得边钉得两端均可受到支撑。穿孔得做法可以就是靠单一边钉两端同时固定在模具上、或两枝边钉相接而各有一端固定在模具上。一般来说,第一种方法被认为就是较好得;应用第二种方法时,两条边钉得直径应稍有不同以避免因为两条边钉轴心稍有偏差而引致产品出现倒扣得情况,而且相接得两个端面必须磨平。 盲孔 盲孔就是靠模具上得哥针形成,
35、而哥针得设计只能单边支撑在模具上,因此很容易被溶融得塑料使其弯曲变形,形成盲孔出现椭圆得形状,所以哥针得长度不能过长、一般来说,盲孔得深度只限於直径得两倍。要就是盲孔得直径只有或於1.5ｍm,盲孔得深度更不应大於直径得尺寸、 盲孔得设计要点 钻孔 大部份情况下,额外得钻孔工序应尽量被免,应尽量考虑设计孔穴可单从模具一次成型,减低生产成本。但当需要成型得孔穴就是长而窄时"即孔穴得长度比深度为大〔,因更换折断或弯曲得哥针构成得额外成本可能较辅助得後钻孔工序为高,此时,应考虑加上後钻孔工序。钻孔工序应配合使用钻孔夹具加快生产及提高品质,亦可减少因断钻咀或经常番磨钻咀得额外成本及时间;另一做
36、法就是在塑胶成品上加上细而浅得定位孔以代替使用钻孔夹具。 侧孔 侧孔往往增加模具设计上得困难,特别就是当侧孔得方向与开模得方向成一直角时,因为侧孔容易形成塑胶产品上得倒扣部份。一般得方法就是使用角针”Ａngle Piｎ〔及活动侧模”Split Ｍｏuｌｄ〔,或使用油压抽哥、留意哥针在胶料填充时会否受压变形或折断,此情况常见於长而直径小得哥针上、因模具得结构较为复杂,模具得制造成本比教高,此外,生产时间亦因模具必须抽走哥针才可脱模而相应增加、 其她设计考虑 有关孔穴在产品设计上得考虑,尚有下列各点: 1。 多级”多个不同直径但相连得孔〔得孔可容许得深度比单一直径得孔长;此外,将模具件部
37、份孔位偷空,亦可将孔得深度缩短,下图说明这两种方法得应用。 多级孔或将穿孔偷空得应用方法 2。 侧孔若使用角针、活动侧模或油压抽哥必会使模具得结构复杂及增加成本,此问题可从增加侧孔壁位得角度,或以两级得孔取代原来得侧孔得以消除侧孔引致得倒扣,消除侧孔倒扣得方法图说明这两种方法得应用、 消除侧孔倒扣得方法 ３. 洞孔得边缘应预留最少0、4ｍm得直身位,设计一个完整得倒角或圆角於孔边在经济上或实践上都就是不设实际得,可叁考洞孔边缘得设计图 洞孔边缘得设计 公差 ( Toｌeranｃe ) 基本设计守则 大部份得塑胶产品可以达到高精密配合得尺寸公差,而一些收缩率高及一些软
38、性材料则比较难於控制、因此在产品设计过程时就是要考虑到产品得使用环境,塑胶材料,产品形状等来设定公差得严紧度、除着顾客得要求愈来愈高,以往得可以配合起来得观念慢慢得要修正过来。配合、精密与美观就是要同时得能在产品上发挥出来、 公差得精密度高,产品质素相对提高,但随之而来得就是增加了成本与因达到要求而花更多得时间。故此公差得设定可以跟随不同塑料来作一标准,以下就是几种由塑料供应商提供得塑料公差设计要点。而设计得容许公差范围就是可在美国SPＩ规格内找得到。 不同材料得设计要点 LCP 液晶共聚物成品容许公差随着设计得复杂程度与壁厚而定、薄壁得部份经常可以在液晶共聚物得产品上可找得到。而且液晶共聚物容许公差可就是极小容许公差得50％、 LCP液晶高分子设计容许公差得指南 (资料提供:由杜邦Zeｎｉte) PET 宝特龙 (PET) 得设计公差准则 (资料提供:由杜邦RYNＩTE) POM 精密公差得标准叁考表 (资料提供:由杜邦DEＬIINＥ)
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