塑胶产品结构设计准则-支柱

塑胶产品结构设计准则-支柱
塑胶产品结构设计准则-支柱

塑胶产品结构设计准则--支柱(Boss)

一、基本设计守则

支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开物件及支撑承托其他零件之用。空心的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,目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。此外,因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气,所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。加强支柱的强度的方法”尤其是远离外壁的支柱,除了可使用加强筋外,三角加强块”Gusset plate的使用亦十分常见。

一个品质好的螺丝/支柱设计组合是取决於螺丝的机械特性及支柱孔的设计,一般塑胶产品的料厚尺寸是不足以承受大部份紧固件产生的应力。固此,从装配的考虑来看,局部增加胶料厚度是有需要的。但是,这会引致不良的影响,如形成缩水痕、空穴、或增加内应力。因此,支柱的导入孔及穿孔”避空孔的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,後者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力,更有助胶料填充及减少因困气而出现烧焦的情况。同样理由,远离外壁的支柱亦应辅以三角加强块,三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。

收缩痕的大小取决於胶料的收缩率、成型工序的叁数控制、模具设计及产品设计。使用过短的哥针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利於收缩痕的减少;不幸地,支柱的强度及抵受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。因此,支柱的设计须要从这两方面取得平衡。

二、不同塑胶材料的设计要点

ABS

一般来说,支柱的外径是内径的两倍已足够。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和在表面产生缩水纹及高成型应力。严格的来说支柱的厚度应为胶料厚度的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。斜骨是可以加强支柱的强度,可由最小的尺寸伸延至支柱高的90%。若柱位置接近边壁,则可用一条肋骨将边壁和柱相互连接来支持支柱。

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,支柱外径是内孔径的两倍就足够强壮。支柱设计有如肋骨设计的观念。太厚的切面会产生部件外缩水和内部真空。支柱的位置在边壁旁时可利用肋骨相连,则内孔径的尺寸可增至最大。

PC

支柱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。甚至一些很细小的支柱最终会热溶後作内部零件固定用。一些放於边位的支柱是需耍一些肋骨作为互相依附,以增加支柱强度。

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和边相连在一起。

PSU

支柱是用作连接两件部件的。其外径应是内孔径的两倍,高度不应超过外径的两倍。

塑料产品结构设计准则~壁厚

产品结构设计准则--壁厚篇 基本设计守则 壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其它零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为上限。从经济角度来看,过厚的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。从产品设计角度来看,过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性,大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度,但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形,由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说,当收缩率”Shrinkage Factor〔低于 0.01mm/mm时,产品可容许厚度的改变达;但当收缩率高于 0.01mm/mm时,产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说,太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热,形成废件。此外,纤维填充的热固性塑料于过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过,一些容易流

动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等,如厚薄均匀,最低的厚度可达0.25mm。 此外,采用固化成型的生产方法时,流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方,则应采用结构性发泡的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,包括挤压和固化成型,均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢,并且在相接的地方表面在浇口凝固后出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话,应尽量设计成渐次的改变,并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。

塑料产品结构设计-----第五章 加强筋

第五章加强筋(含凸台、角撑) 基本设计守则 加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。加强筋有效地如『工』字型,增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,但没有如『工』字型筋,倒扣结构将难於成型,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。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的支节部份很大的作用。 加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话,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的位置上。 加强筋一般的设计 加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,不过为了满足一些生产上或结构上的考虑,加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。 长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易

加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力过分集中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。此外,底部的宽度须较相连外壁的厚度为小,产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例,但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时,图中可见此部分相对外壁的厚度增加大约50%因此,此部份出现缩水纹的机会相当大。如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b),相对位置厚度的增幅即减至大约20%,缩水纹出现的机会亦大为减少。由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜,但当使用多条加强筋时,加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。加强筋的形状一般是细而长,加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则。留意过厚的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的关系 为避免缩水,筋的根部为0.6T,筋的高度为2 T (最大不过3T), 底部圆角为R=0.125T, 拔模斜度为0.5°~1.5°, 筋的方向最好和GATE同向. 筋间的距离尽可能在壁厚两倍以上. L<3T

塑胶产品结构设计准则--加强筋篇

产品结构设计准则--加强筋篇 基本设计守则 加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。加强筋有效地如『工』字铁般增加产品的刚性和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的形状问题,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。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的支节部份很大的作用。 加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话,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的位置上。 加强筋一般的设计 加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,不过为了满足一些生产上或结构上的考虑,加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。

长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易 加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过份中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。此外,底部的宽度须较相连外壁的厚度为小,产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例,但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时,图中可见此部份相对外壁的厚度增加大约50%,因此,此部份出现缩水纹的机会相当大。如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b),相对位置厚度的增幅即减至大约20%,缩水纹出现的机会亦大为减少。由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜,但当使用多条加强筋时,加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。加强筋的形状一般是细而长,加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则。留意过厚的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的关系 除了以上的要求,加强筋的设计亦与使用的塑胶材料有关。从生产的角度看,材料的物理特性如熔胶的黏度和缩水率对加强筋设计的影响非常大。此外,塑料的蠕动(creep)特性从结构方面来看亦是一个重要的考虑因数。例如,从生产的角度看,加强筋的高度是受制於熔胶的流动及脱模顶出的特性(缩水率、摩擦系数及稳定性),较深的加强筋要求胶料有较低的熔胶黏度、较低的摩擦系数、较高的缩水率。另外,增加长的加强筋的出模角一般有助产品顶出,不过,当出模角不断增加而底部的阔度维持不变时,产品的刚性、强度,与及可顶出的面积即随着减少。顶出面积减少

注塑产品结构设计规范

注塑产品结构设计规范 1.目的 旨在规范注塑产品结构设计,使公司注塑产品设计有明确的、统一的要求,从而保证产品质量。 2.适用范围 适用于本公司所有注塑产品结构设计。 3.规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款,其最新版本适用于本规范。 产品3D建模设计规范 产品标记作业指导书 4.定义无 5.内容 5.1厚度设计 5.1.1 壁厚 Wall Thickness 5.1.1.1 最小壁厚 就传统注射成形而言,实用的最小壁厚在0.55到1.00mm之间。如果要采用更薄的壁厚,却又缺乏实际的经验,可以借助CAE作科学的决定。 5.1.1.2 壁厚变化 产品设计中壁厚不均带来的麻烦比任何其它问题设计带来者都要严重。这些麻烦包括了雾斑、喷流痕、气痕、焦痕、缩痕和缩孔、短射、熔接痕、迟滞痕、应力痕、翘曲变形以及周期时间长等。这些麻烦都可用CAE以直接或间接的方式预测。 设计高收缩率的结晶性注塑成型品时,设计者应将壁厚变化限制在10%以內。就低收缩率的非结晶性塑料而言,容许壁厚变化可到25%。厚度需在公称厚度的50%或67%或75%之间作一抉择。 下面是某一产品的壁厚变化引起的其它注塑参数变化的比较: 当壁厚改变时,阶梯式的断然变化应当避免,从厚到薄应以斜坡式的缓冲带过渡,该过渡区的长度以厚壁厚度的3倍为宜。看下图

5.1.1.3 掏空厚壁 Coring Out Thick Section 掏空厚壁以消除缩痕 差[Poor] 改善[Improved]

5.2 转角设计 5.2.1转角半径Corner Radius 尖锐的转角应力集中。塑料中,如尼龙和聚碳酸酯者,是对V字型刻痕敏感的,较之不敏感的塑料,如ABS和聚乙烯者,成型时会在内圆角上产生高的应力。 当一90°转角的内圆角半径小于公称厚度的25%时,角落就会有高的应力集中。内圆角的半径增加到公称厚度的75%时,二壁相交处就能进而强化。可接受的平均内圆角半径是公称厚度的50%。 内圆角半径图表Fillet Radius 5.2.2 转角设计实例 上图及中图中根部尖角,易开裂根部园角,开裂问题解决

塑料产品设计规范

塑料产品设计规范 塑料制品设计特点﹕ 塑料产品的设计与其它材料如钢,铜,铝,木材等的设计有些是类似的;但是,由于塑料材料组成的多样性,结构﹑形状的多变性,使得它比起其它材料有更理想的设计特性;特别是它的形状设计,材料选择,制造方法选择,更是其它大部分材料无可比拟的.因为其它的大部分材料,其设计者在外形或制造上,都受到相当的限制,有些材料只能利用弯曲﹑熔接等方式来成形.当然,塑料材料选择的多样性,也使得设计工作变得更为困难,如我们所知,目前已经有一万种以上的不同塑料被应用过,虽然其中只有数百种被广泛应用,但是,塑料材料的形成并不是由单一材料所构成,而由一群材料族所组合而成的,其中每一种材料又有其特性,这使得材料的选择,应用更为困难. 塑料制品设计原则﹕ 1.依成品所要求的机能决定其形状﹐尺寸﹐外观﹐材料 2.设计的成品必须符合模塑原则﹐既模具制作容易﹐成形及后加工容易﹐但仍保持成品的机能 塑料制品设计程序: 为了确保所设计的产品能够合理而经济,在产品设计的初期,在外观设计者﹐机构工程师,制图员,模具制造者,成形厂以及材料供应厂之间的紧密合作是必须的,因为没有一个设计者,能够同时拥有如此广泛的知识和经验,而从不同的事业观点所获得的建议,将是使产品合理化的基本前提;除此之外, 一个合理的设计考虑程序也是必须的;以下将就设计的一般程序作出说明: 一.确定产品的功能需求,外观. 在产品设计的初始阶段,设计者必须列出对该产品的目标使用条件和功能要求;然后根据实际的考虑,决定设计因子的范围,以避免在稍后的产品发展阶段造成可能的时间和费用的漏失.下表为产品设计的核对表,它将有助于确认各种的设计因子. 产品设计的核对表 一般数据: 1.产品的功能? 2.产品的组合操作方式? 3.产品的组合是否是可以靠着塑料的应用来简化? 4.在制造和组合上是否可能更为经济有效? 5.所需要的公差? 6.空间限制的考虑? 7.界定产品使用寿命? 8.产品重量的考虑? 9.有否承认的规格? 10.是否已经有相类似的应用存在? 结构考虑: 1.使用负载的状态? 2.使用负载的大小? 3.使用负载的期限? 4.变形的容许量? 环境: 1.使用在什么温度环境? 2.化学物品或溶剂的使用或接触? 3.温度环境? 4.在该种环境的使用期限? 外观: 1.外形 2.颜色 3.表面加工如咬花,喷漆等. 经济因素: 1.产品预估价格? 2.目前所设计产品的价格? 3.降低成本的可能性? 二.绘制预备性的设计图: 当产品的功能需求,外观被确定以后,设计者可以根据选定的塑料材料性质,开始绘制预备性的产品图,以作为先期估价,检讨以及原则模型的制作.

塑胶产品结构设计要点

塑胶产品结构设计要点 1.胶厚(胶位):塑胶产品的胶厚(整体外壳)通常在0.80-3.00左右,太厚容易缩水和产生汽泡,太薄难走满胶,大型的产品胶厚取厚一点,小的产品取薄一点,一般产品取1.0-2.0为多。而且胶位要尽可能的均匀,在不得已的情况下,局部地方可适当的厚一点或薄一点,但需渐变不可突变,要以不缩水和能走满胶为原则,一般塑料胶厚小于0.3时就很难走胶,但软胶类和橡胶在0.2-0.3的胶厚时也能走满胶。 2.加强筋(骨位):塑胶产品大部分都有加强筋,因加强筋在不增加产品整体胶厚的情况下可以大大增加其整体强度,对大型和受力的产品尤其有用,同时还能防止产品变形。加强筋的厚度通常取整体胶厚的0.5-0.7倍,如大于0.7倍则容易缩水。加强筋的高度较大时则要做0.5-1的斜度(因其出模阻力大),高度较矮时可不做斜度。 3.脱模斜度:塑料产品都要做脱模斜度,但

高度较浅的(如一块平板)和有特殊要求的除外(但当侧壁较大而又没出模斜度时需做行位)。出模斜度通常为1-5度,常取2度左右,具体要根据产品大小、高度、形状而定,以能顺利脱模和不影响使用功能为原则。产品的前模斜度通常要比后模的斜度大0.5度为宜,以便产品开模事时能留在后模。通常枕位、插穿、碰穿等地方均需做斜度,其上下断差(即大端尺寸与小端尺寸之差)单边要大于0.1以上。 4.圆角(R角):塑胶产品除特殊要求指定要锐边的地方外,在棱边处通常都要做圆角,以便减小应力集中、利于塑胶的流动和容易脱模。最小R通常大于0.3,因太小的R模具上很难做到。 5.孔:从利于模具加工方面的角度考虑,孔最好做成形状规则简单的圆孔,尽可能不要做成复杂的异型孔,孔径不宜太小,孔深与孔径比不宜太大,因细而长的模具型心容易断、变形。孔与产品外边缘的距离最好要大于1.5倍孔径,孔与孔之间的距离最好要大于2倍的孔径,以便产

产品结构设计准则壁厚篇

产品结构设计准则壁厚篇 基本设计守则 壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看,过厚的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。从产品设计角度来看,过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性,大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度,但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形,由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说,当收缩率”Shrinkage Factor〔低於 0.01mm/mm时,产品可容许厚度的改变达;但当收缩率高於0.01mm/mm 时,产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说,太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热,形成废件。此外,纤维填充的热固性塑料於过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过,一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等,如厚薄均匀,最低的厚度可达0.25mm。

此外,采用固化成型的生产方法时,流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方,则应采用结构性发泡的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,包括挤压和固化成型,均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢,并且在相接的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。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话,应尽量设计成渐次的改变,并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。 转角准则

塑胶件结构设计规范

塑胶零件结构设计规范
摘要 随着公司的不断发展和产品的增加,为了造型的需要产品结构件中塑料零件用 的越来越多。那么在具体设计塑料零件的结构时需要考虑哪些方面的问题?怎样合理地设计 塑料零件的结构?如何选择塑料零件的材料?壁厚选择多少合适?等等。 本文对这些具体问 题进行了详细的总结。希望对大家在今后的设计中有所帮助并希望大家一起来补充完善。 关键词 塑料零件、壁厚、脱模斜度、加强筋、材料选择 1、零件的形状应尽量简单、合理、便于成型 1.1 在保证使用要求前提下,力求简单、便于脱模,尽量避免或减少抽芯机构,如采用下 图例中(b)的结构,不仅可大大简化模具结构,便于成型,且能提高生产效率。
1.2 利用转换区的方法来防止突然的递变。

1.3 利用肋及浮凸物和铸空法使设计更合理。
1.4 转角处用圆弧过渡。

1.5 尽量让浮凸物与外壁或肋相连。
1.6 如果肋本身即与外壁间隔相当远,则最好加上角板。
2、零件的壁厚确定应合理 塑料零件的壁厚取决于塑件的使用要求, 太薄会造成制品的强度和刚度不足, 受力后容 易产生翘曲变形 , 成型时流动阻力大 , 大型复杂的零件就难以充满型腔。 反之, 壁厚过大, 不但浪费材料,而且加长成型周期,降低生产率,还容易产生气泡、缩孔、翘曲等疵病。因 此制件设计时确定零件壁厚应注意以下几点: 2.1 在满足使用要求的前提下,尽量减小壁厚; 2.2 零件的各部位壁厚尽量均匀, 以减小内应力和变形。 不均匀的壁厚会造成严重的翘曲 及尺寸控制的问题; 2.3 承受紧固力部位必须保证压缩强度; 2.4 避免过厚部位产生缩孔和凹陷; 2.5 成型顶出时能承受冲击力的冲击。

注塑件结构设计要点

注塑件结构设计要点 吕文果 塑料是四大工程材料(钢铁、木材、水泥和塑料)之一,它是以高分子量的合成树脂为主要成份,在一定条件下可塑制成一定形状且在常温下保持形状不变的材料。塑料总体分为热固性和热塑性两种,区分两种塑料的规则一般是在一定温度加热一段时间或加入硬化剂后有无发生化学反应而硬化,发生化学反应而硬化的叫热固性塑料,反之则叫热塑性塑料。它广泛应用于工业、农业、国防等行业。但是塑料与其它材料相比又具有自己的一些特有的性能,这些性能决定它的一些特有的使用场合、加工方法、生产工艺等。一般来说塑料的成型方法有以下几种:注射成型、挤压成型、压铸成型、发泡、吹塑、真空吸塑、中空成型、机加工等。 由于塑料的种类及性能、使用场合、成型工艺等条件的影响,对塑料件的结构设计也就自然会产生一些特殊的要求及方法。由于热固性塑料与热塑性塑料最终的形态不同,结构设计过程中的好多要求也就不一样,涉及的范围相当之大。下面我们就针对注射成型的热塑性塑料件的结构设计从胶模斜度、塑件的壁厚、加强筋、支承柱、孔、公差等方面作一些初略的讨论。 一、 壁厚 合理确定塑件的壁厚是非常重要的,其它的形体和尺寸如加强筋和圆角等都是以壁厚为参照的。塑料产品的壁厚主要决定于塑料的使用要求,即产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱

位的数量、伸出部份的多少以、选用的塑胶材料、重量、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项要求而定。如果壁厚不均匀,会使塑料熔体的充模速度和冷却收缩不均匀,由此会引起凹陷、真空泡、翘曲、甚至开裂。壁厚均匀是塑料件设计的一大原则。 一般的热塑性塑料壁厚设计在1~6mm范围。最常用的为2~3mm。大型件也有超过6mm的。表1是一些热塑性塑料壁厚的推荐值。在取较小壁厚时,要考虑制品在使用和装配时的强度和刚度。从经济角度来看,过厚的产品不但增加物料成本,还延长生产周期。尽量使塑件各处的壁厚均匀,否则会引起收缩不均匀使塑件产生变形和气泡、凹陷的工艺问题。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得慢,因而产生缩痕。更甚者导致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话,应尽量设计成渐次的改变,并且在不超过壁厚3:1的比例下,如下图1: 图1 其实大部份厚胶的设计可使用加强筋来改变总壁厚。除了可节省物料来节省生产成本外,还可以节省冷却时间,冷却时间大概与壁成

注塑结构设计注意要点

注塑设计注意要点 1、利用注塑工艺生产产品时,由于塑料在模腔中的不均匀冷却和不均匀收缩以及产品结构设计的不 合理,容易引起产品的各种缺陷:缩印、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤、飞边。 2、为得到高质量的注塑产品,我们必须在设计产品时充分考虑其结构工艺性,下面结合注塑产品 的主要结构特点分析避免注塑缺陷的方法。 (1)开模方向和分型线每个注塑产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线,以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响。 1)、开模方向确定后,产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致,以避免抽芯减少拼缝线,延长模具寿命。 2)、例如:保险杠的开模方向一般为车身坐标X方向,如果开模方向设计成与X轴不一致,则必须在产品图中注明其夹角。 3)、开模方向确定后,可选择适当的分型线,以改善外观及性能。 2)脱模斜度 1)、适当的脱模斜度可避免产品拉毛。光滑表面的脱模斜度应大于度,细皮纹表面大于 1 度,粗皮纹表面大于度。 2)、适当的脱模斜度可避免产品顶伤。 3)、深腔结构产品设计时外表面斜度要求小于内表面斜度,以保证注塑时模具型芯不偏位,得到均匀的产品壁厚,并保证产品开口部位的材料密度强度。 (3)产品壁厚 1)、各种塑料均有一定的壁厚范围,一般?4mm,当壁厚超过4mm时,将引起冷却时间过长,产生缩印等问题,应考虑改变产品结构。 2)、壁厚不均会引起表面缩印。 3)、壁厚不均会引起气孔和熔接痕。 (4)加强筋 1 )、加强筋的合理应用,可增加产品刚性,减少变形。 2)、加强筋的厚度必须小于产品壁厚的 1 /3 ,否则引起表面缩印。 3)、加强筋的单面斜度应大于°,以避免顶伤。 (5)圆角

【塑料橡胶制品】塑料结构件设计规范

(塑料橡胶材料)塑料结构 件设计规范

塑料制品的结构设计 塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。 §1.1塑料制品设计的一般程序和原则 1.1.1塑料制品设计的一般程序 1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 2、选定塑料品种 3、制定初步设计方案,绘制制品草图(形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等) 4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 5、制品设计、绘制正规制品图纸 6、编制文件,包括塑料制品设计说明书和技术条件等。 1.1.2塑料制品设计的一般原则 1、在选料方面需考虑:(1)塑料的物理机械性能,如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等;(2)塑料的成型工艺性,如流动性、结晶速率,对成型温度、压力的敏感性等;(3)塑料制品在成型后的收缩情况,及各向收缩率的差异。 2、在制品形状方面:能满足使用要求,有利于充模、排气、补缩,同时能适应高效冷却硬化(热塑性塑料制品)或快速受热固化(热固性塑料制品)等。 3、在模具方面:应考虑它的总体结构,特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺,以便使制品具有较好的经济性。 4、在成本方面:要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限,尽可能降低成本。

§1.2塑料制品的收缩 塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象,收缩的大小用收缩率表示。 式中S——收缩率; L0——室温时的模具尺寸; L——室温时的塑料制品尺寸。 影响收缩率的主要因素有: (1)成型压力。型腔内的压力越大,成型后的收缩越小。非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。 (2)注射温度。温度升高,塑料的膨胀系数增大,塑料制品的收缩率增大。但温度升高熔料的密度增大,收缩率反又减小。两者同时作用的结果一般是,收缩率随温度的升高而减小。 (3)模具温度。通常情况是,模具温度越高,收缩率增大的趋势越明显。 (4)成型时间。成型时保压时间一长,补料充分,收缩率便小。与此同时,塑料的冻结取向要加大,制品的内应力亦大,收缩率也就增大。成型的冷却时间一长,塑料的固化便充分,收缩率亦小。 (5)制品壁厚。结晶型塑料(聚甲醛除外)的收缩率随壁厚的增加而增加,而非结晶型塑料中,收缩率的变化又分下面几种情况:ABS和聚碳酸酯等的收缩率不受壁厚的影响;聚乙烯、丙烯腈—苯乙烯、丙烯酸类等塑料的收缩率随壁厚的增加而增加;硬质聚氯乙烯的收缩率随壁厚的增加而减小。 (6)进料口尺寸。进料口尺寸大,塑料制品致密,收缩便小。 (7)玻璃纤维等的填充量。收缩率随填充量的增加而减小。 表2-1、表2-2、表2-3为常用塑料的成型收缩率。

塑胶产品结构设计准则--壁厚篇

塑胶产品结构设计准则--壁厚篇 基本设计守则 壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看,过厚的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。从产品设计角度来看,过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性,大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度,但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形,由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说,当收缩率”Shrinkage Factor〔低于0.01mm/mm 时,产品可容许厚度的改变达;但当收缩率高于0.01mm/mm时,产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说,太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热,形成废件。此外,纤维填充的热固性塑料于过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过,一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等,如厚薄均匀,最低的厚度可达0.25mm。 此外,采用固化成型的生产方法时,流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方,则应采用结构性发泡的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,包括挤压和固化成型,均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢,并且在相接的地方表面在浇口凝固后出现收缩痕。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。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话,应尽量设计成渐次的改变,并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。 转角准则 壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要,以免冷却时间不一致。冷却时间长的地方就会有收缩现象,因而发生部件变形和挠曲。此外,尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中,尖角的位置亦常在电镀过程后引起不希望的物料聚积。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法,不但减低应力集中的因素,且令流动的塑料流得更畅顺和成品脱模时更容易。下图可供叁考之用。

注塑模成型部分(模仁)设计原则

注塑模--成型部分(模仁)设计原则 我是以一个产品结构设计者的角度来介绍,而非专业模具设计者,所论述的知识内容只为产品结构设计工作服务。 上面有讲到注塑模中的标准模架部分,现在来讲成型部分的一些基本原则,也就是模仁设计的注意事项。 一,拔模 1,拔模的必要性 拔模并非模具工作者的口头术语,我们做结构的也经常讲这个东西,它关乎塑件制品能否顺利脱模,关乎制品的成型难度、顶出难度、表面质量等,是我们在设计产品时时时刻刻要考虑到的问题。有人说只要在关键位置给出拔模角度就好了,其他的就叫模具设计者们去自己弄吧,我并不赞同这个说法,拔模在产品结构设计环节就该被完成,为何要拖到下个工序呢,对于一个产品,任何一个面都要考虑拔模问题,并在结构设计环节做出来,这是咱的职业操守。 拔模的定义:为了能够使产品能够顺利脱模,我们把产品的侧壁设置一定角度的做法就叫做拔模,这个角度就叫拔模角度, 为什么设置拔模角度:热塑性塑料在冷却过程中会收缩,从而紧贴在模仁上,很难被顶出。(如下图) 从图中可以看出开模以后,产品从定模脱出,贴在后模上面,此时顶出装置开始把塑件从动模上顶出,但塑件却被卡在了后模上面,当然塑料肯定很有钢铁强,最终会被顶出,可强行顶出会使塑件变形或被破坏。这就是拔模方向错误导致的。 2,拔模角度的选择 拔模会改变原定产品的尺寸,会使直面变成斜面,这是不可避免的。但我们也可以换一个角度来想,只有拔好模的产品外观尺寸才是正确的,未拔模的是错的,那我们就不用去纠结拔模后会改变尺寸的问题了。当然,在保证顺利脱模的情况下,拔模角度越小越好,那么我们从哪些角度来考虑拔模角度的大小呢?之前在产品结构设计基本原则中就有说过,如下: (1),在不影响产品外观和功能下,拔模角尽量大。 (2),尺寸大的产品,拔模角尽量小。 (3),产品结构复杂不易拔模的,采用较大斜度。 (4),塑胶材料收缩率大的,拔模斜度也要大。 (5),增强塑料选大斜度,自润滑塑料选较小斜度。

关于电饭煲注塑件的结构设计的分析

关于电饭煲注塑件的结构设计的分析 摘要:塑料与钢铁、水泥、木材并称为四大工程材料。随着科学技术的进步, 塑料的运用变得越来越广泛。与金属相比,塑料具有耐腐蚀、电绝缘、重量轻和 成本低等优点;且塑料材质丰富、形状多变,使其具有很理想设计特性,既避免 金属件必要的价格不低的二次加工和表面处理,又减少了成型对设计的限制,扩 大了设计自由(注塑件可以将几个零件功能集合到某一个零件中)。电饭煲产品中,为了成型方便、降低成本,除了发热盘、内锅、外锅、加强板等需要耐高温 或刚性强的零件使用金属材料,大部分的机体零件使用各种塑料材料进行设计。 由于塑料的机械性能随温度等因素影响很大,如高温使塑料的刚度和强度会降低,低温使塑料变脆;不同温度下,塑料的收缩量也不同;同时因为模具结构也有限制,不合理的设计会致一些试模及装配阶段才会发现的隐形问题,加大研发成本 及耽误项目进度。基于此,本文从选材、常规设计、模具的工艺性、变形等不同 方面介绍电饭煲的注塑件的结构设计。 关键词:结构设计;电饭煲;注塑件 1、电饭煲的概述 电饭煲又称作电锅、电饭锅。是利用电能转变为内能的炊具,使用方便,清洁卫生,还 具有对食品进行蒸、煮、炖、煨等多种操作功能。常见的电饭锅分为保温自动式、定时保温 式以及新型的微电脑控制式三类。如下图所示。 2、电饭煲注塑件的结构设计的要点 2.1材料选择 作为一个产品设计师,尤其设计结构部分,选择合理的材料是一项非常关键的工作,是 成功设计一款产品、每个零件的前提条件。通常来说,不是材料不好,而是各种材料有不同 的特定性能,需要设计师根据零件的使用环境、性能要求选择合适的材料。塑料的种类繁多,性能各异,而且还添加有各种增强剂、色母等填料;同时各种材料的性能数据都是在特定条 件下的测试数据,与实际工作情况下有一定差别,这些都影响着材料种类的选择。虽然材料 选择具有复杂性,但是在选材时也是有简单规律可参考。对于注塑件,通常首先考虑零件的 工作条件,比如载荷、耐温等条件,以缩小选材范围,同时配合零件的成型工艺、外观方面 要求、装配方式等要求,比如透明性、运动部件的耐磨性等确定材料选定。电饭煲为加热产品,有运动部件,同时也有食品安全要求,作为小家电,对外观配合也要求美观精良。有经 验的结构设计师通常参考成熟产品、根据以往经验或者考虑供应商的推荐来选择合适的材料。电饭煲产品常用的几种塑料为PP、ABS、POM。例如,面盖、底座、内盖、支撑环等零件因 为要求耐温,一般都选择食品级的PP料;装饰板、电镀件通常都选择ABS;开盖按钮推块等 运动部件则都选择POM;一些需要特别耐高温的部件则选择尼龙或者PET材料;一些特殊要 求的部件比如电路板支架需要选择具有阻燃性能的塑料。 2.2壁厚合理设计 合理设计壁厚对一个注塑件来说是非常关键的,注塑件的壁厚数值一般为2~3mm。一 般壁厚过薄则强度和刚度弱,同时成型困难;壁厚过厚则容易缩水、成型时间长、浪费成本,对于壁厚偏厚的地方要掏胶等做防缩水工艺性设计。同时制品壁厚的设计应该均匀、圆滑过渡,若不均匀容易出现翘曲变形或者缩水等不良外观问题。电饭煲产品中,通过经验总结, 底座、支撑环、内盖等对刚度和强度要求高的部件一般设计壁厚为2.5或者2.8mm厚,面盖 等部件一般设计2.2mm厚,个别透明件或者无载荷的零件设计壁厚低于2mm。 2.3加强筋设计 在注塑件设计中,为了增加零件的刚度和强度,通常设计加强筋来满足要求,这样既减 少塑料用量又减轻重量,在结构上也能防止注塑件翘曲变形,成型时辅助塑料流动。加强筋 的设计通常要注意三个要点:第一是厚度,厚度过薄起不到加强作用也难以填充,厚度过厚

塑胶产品结构设计准则--洞孔

塑胶产品结构设计准则--洞孔 (Hole) 在塑胶件上开孔使其和其它部件相接合或增加产品功能上的组合是常用的手法,洞孔的大小及位置应尽量不会对产品的强度构成影响或增加生产的复杂性,以下是在设计洞孔时须要考虑的几个因素。 相连洞孔的距离或洞孔与相邻产品直边之间的距离不可少於洞孔的直径,如孔离边位或内壁边之要点图。与此同时,洞孔的壁厚理应尽量大,否则穿孔位置容易产生断裂的情况。要是洞孔内附有螺纹,设计上的要求即变得复杂,因为螺纹的位置容易形成应力集中的地方。从经验所得,要使螺孔边缘的应力集中系数减低至一安全的水平,螺孔边缘与产品边缘的距离必须大於螺孔直径的三倍。 孔离边位或内壁边之要点 穿孔

从装配的角度来看,穿孔的应用远较盲孔为多,而且较盲孔容易生产。从模具设计的角度来看,穿孔的设计在结构上亦较为优胜,因为用来穿孔成型的边钉的两端均可受到支撑。穿孔的做法可以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,第一种方法被认为是较好的;应用第二种方法时,两条边钉的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的情况,而且相接的两个端面必须磨平。 盲孔 盲孔是靠模具上的哥针形成,而哥针的设计只能单边支撑在模具上,因此很容易被溶融的塑料使其弯曲变形,形成盲孔出现椭圆的形状,所以哥针的长度不能过长。一般来说,盲孔的深度只限於直径的两倍。要是盲孔的直径只有或於1.5mm,盲孔的深度更不应大於直径的尺寸。 盲孔的设计要点 钻孔

大部份情况下,额外的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。但当需要成型的孔穴是长而窄时”即孔穴的长度比深度为大〔,因更换折断或弯曲的哥针构成的额外成本可能较辅助的後钻孔工序为高,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的额外成本及时间;另一做法是在塑胶成品上加上细而浅的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的困难,特别是当侧孔的方向与开模的方向成一直角时,因为侧孔容易形成塑胶产品上的倒扣部份。一般的方法是使用角针”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的哥针上。因模具的结构较为复杂,模具的制造成本比教高,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。 其他设计考虑 有关孔穴在产品设计上的考虑,尚有下列各点: 1. 多级”多个不同直径但相连的孔〔的孔可容许的深度比单一直径的孔长;此外,将模具件部份孔位偷空,亦可将孔的深度缩短,下图说明这两种方法的应用。

塑胶件设计规范

塑胶件设计规范:(限于目前常用的热塑性塑料件设计) 1.壁厚设计 根据零件功能及形状大小而定。注塑成型壁厚一般不大于4mm。常用材料壁厚如下,特殊要求的壁厚另行考虑。 热塑性塑料名称厚度范围典型厚度备注 ABS 1.5~4.5 2.5 拐角内圆角最小半径25%壁厚 PC 0.75~9.5 2.4 一般设计壁厚不超过3.1mm PP 0.6~7.6 2.0 一般设计壁厚不超过2.5mm PS 0.8~6.4 2.2 50%壁厚 PA 0.4~3.2 1.6 0.5mm POM 0.4~3.2 1.6 PMMA 0.6~6.4 2.4 PPO 0.8~9.5 2.0 SAN 0.8~6.4 1.6 PU 0.6~38 12.7 LDPE 0.5~6.4 1.6 HDPE 0.9~6.4 1.6 LCP 0.4~1.5 1.5 平面准则:尽量壁厚均匀一致。 因故不能做到,需做渐变过度, 过度的部分长高比例大于等于3:1 转角准则:壁厚均匀原则在 拐角处同样适用。

2.BOSS柱设计:(常用塑料) 设计原则,首先考虑连接强度。下表是对于一般结构件连接情况;对于重要外观件,BOSS 柱外径,在连接强度不高情况下,可以适当做小。 当连接有强度要求,又有外观要求时,需按下面参数设计,同时设计出火山口。 BOSS柱要求使用司筒顶出,斜度不大于0.25度。 说明:外径根据强度要求可以适当变化,以上值为要求 说明:PC柱比ABS更容易打爆,若出现此现象,外径可适当加大

材料螺钉内孔直径外径连接有效深度PP ST2.2 1.8±0.05 4 4.5 ST 2.6 2.1±0.05 4.8 5 ST2.9 2.3±0.05 5.5 6 ST 3.3 2.6±0.05 6.0 6.5 ST 3.5 2.8±0.05 6.5 7 ST 3.9 3.2±0.057.2 8 ST 4.2 3.4±0.057.8 8.5 ST 4.8 3.8±0.059 9.5 ST 5.5 4.4±0.0510 11 ST 6.3 5.1±0.0511.5 12.5 ST 8 6.4±0.0514.8 16 材料螺钉内孔直径外径连接有效深度 PA6,PA66,SAN /POM ST2.2 1.8±0.05 4 4.5 ST 2.6 2.2±0.05 4.8 5 ST2.9 2.4±0.05 5.5 6 ST 3.3 2.8±0.05 6.0 6.5 ST 3.5 3±0.05 6.5 7 ST 3.9 3.3±0.057.2 8 ST 4.2 3.5±0.057.8 8.5 ST 4.8 4±0.059 9.5 ST 5.5 4.6±0.0510 11 ST 6.3 5.3±0.0511.5 12.5 ST 8 6.8±0.0514.8 16 说明:PA6,PA66螺钉有效深度可以比上表值缩短15%。 火山口设计: 壁厚<2mm, A尺寸做0.75mm 2mm≤壁厚, A尺寸做60~70%壁厚

塑胶件设计准则(较全)

塑胶件设计准则 壁厚(Wall Thickness) 基本设计守则 壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看,过厚的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。从产品设计角度来看,过厚的产品增加引致产生空穴“气孔”的可能性,大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度,但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形,由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说,当收缩率(Shrinkage Factor)低于0.01mm/mm时,产品可容许厚度的改变达;但当收缩率高于0.01mm/mm时,产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说,太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热,形成废件。此外,纤维填充的热固性塑料于过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过,一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂(Epoxies)等,如厚薄均匀,最低的厚度可达0.25mm。 此外,采用固化成型的生产方法时,流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方,则应采用结构性发泡的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,包括挤压和固化成型,均一的壁厚是非常重要 的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢,并且在相接的地方表 面在浇口凝固后出现收缩痕。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。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可 避免的话,应尽量设计成渐次的改变,并且在不超过壁厚3:1的比例下。 下图可供叁考。 转角准则 壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要,以免冷却时间不一致。冷却 时间长的地方就会有收缩现象,因而发生部件变形和挠曲。此外,尖锐 的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中,尖角的位置亦常在电镀过 程后引起不希望的物料聚积。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法,不但减低应力集中的因素,且令流动的塑料流得更畅顺和成品脱模时更容易。下图可供叁考之用。 转角位置的设计应力集中系数与圆弧/壁厚之关系 转角位的设计准则亦适用于悬梁式扣位。因这种扣紧方式是需要将悬梁臂弯曲嵌入,转角位置的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太大的话则容易出现收缩纹和空洞。因此,圆弧位和壁厚是有一定的比例。一般介乎0.2至0.6之间,理想数值是在0.5左右。 壁厚限制 不同的塑胶物料有不同的流动性。胶位过厚的地方会有收缩现象,胶位过薄的地方塑料不易流过。以下是一些建议的胶料厚度可供叁考。 热塑性塑料的胶厚设计叁考表

塑胶产品结构设计准则-支柱

塑胶产品结构设计准则--支柱(Boss) 一、基本设计守则 支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开物件及支撑承托其他零件之用。空心的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,目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。此外,因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气,所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。加强支柱的强度的方法”尤其是远离外壁的支柱,除了可使用加强筋外,三角加强块”Gusset plate的使用亦十分常见。 一个品质好的螺丝/支柱设计组合是取决於螺丝的机械特性及支柱孔的设计,一般塑胶产品的料厚尺寸是不足以承受大部份紧固件产生的应力。固此,从装配的考虑来看,局部增加胶料厚度是有需要的。但是,这会引致不良的影响,如形成缩水痕、空穴、或增加内应力。因此,支柱的导入孔及穿孔”避空孔的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,後者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力,更有助胶料填充及减少因困气而出现烧焦的情况。同样理由,远离外壁的支柱亦应辅以三角加强块,三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。 收缩痕的大小取决於胶料的收缩率、成型工序的叁数控制、模具设计及产品设计。使用过短的哥针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利於收缩痕的减少;不幸地,支柱的强度及抵受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。因此,支柱的设计须要从这两方面取得平衡。

二、不同塑胶材料的设计要点 ABS 一般来说,支柱的外径是内径的两倍已足够。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和在表面产生缩水纹及高成型应力。严格的来说支柱的厚度应为胶料厚度的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。斜骨是可以加强支柱的强度,可由最小的尺寸伸延至支柱高的90%。若柱位置接近边壁,则可用一条肋骨将边壁和柱相互连接来支持支柱。

相关文档
最新文档