汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1、汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)準(zhǔn)則壁厚 (Wall Thickness) 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(lái)看，過(guò)厚的產(chǎn)品不但增加物料成本，延長(zhǎng)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(lái)看，過(guò)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(wú)疑是切面在任何一個(gè)地方都是均一的厚度，但為滿(mǎn)足功能上的需求以致壁厚有所改變總是無(wú)可避免的。在此情形，由厚膠料的地方過(guò)渡到薄膠料的地方應(yīng)盡可能順滑。太突然的壁

2、厚過(guò)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(wèn)題。 對(duì)一般熱塑性塑料來(lái)說(shuō)，當(dāng)收縮率”Shrinkage Factor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(guò) 。對(duì)一般熱固性塑料來(lái)說(shuō)，太薄的產(chǎn)品厚度往往引致操作時(shí)產(chǎn)品過(guò)熱，形成廢件。此外，纖維填充的熱固性塑料於過(guò)薄的位置往往形成不夠填充物的情況發(fā)生。不過(guò)，一些容易流動(dòng)的熱固性塑料如環(huán)氧樹(shù)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)使塑料由厚膠料的地方流向薄膠料的地方

3、。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(lái)減低模腔壓力。 平面準(zhǔn)則在大部份熱融過(guò)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(wú)可避免的話(huà)，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成漸次的改變，并且在不超過(guò)壁厚3:1的比例下。下圖可供叁考。 轉(zhuǎn)角準(zhǔn)則 壁厚均一的要訣在轉(zhuǎn)角的地方也同樣需要，以

4、免冷卻時(shí)間不一致。冷卻時(shí)間長(zhǎng)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(guò)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)角位置的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)角位的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則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(shuō)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)(Stress Concentration 應(yīng)力集中系數(shù)與圓弧/壁厚之關(guān)系 壁厚限制 

5、;不同的塑膠物料有不同的流動(dòng)性。膠位過(guò)厚的地方會(huì)有收縮現(xiàn)象，膠位過(guò)薄的地方塑料不易流過(guò)。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(lái)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(lái)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況發(fā)生。 不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ABSa) 壁厚壁厚是產(chǎn)品

6、設(shè)計(jì)最先被考慮，一般用於注塑成型的會(huì)在1.5 mm (0.06 in) 至4.5 mm (0.18 in)。 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(lái)說(shuō)，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 (0.15 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?#160; 膠料厚比例在60%。輕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  幾何形狀  外型&

7、#160; 塑料流量  可注塑性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)決定。PC的建議最大壁厚為9.5mm (0.375 in)。若要效果好，則壁厚應(yīng)不過(guò)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)可提供相同結(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達(dá)到0.3 mm (0.012 in) 壁厚。 壁厚由厚的過(guò)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

8、型後的變型問(wèn)題。 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)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(guò)4mm ，太厚的話(huà)會(huì)導(dǎo)致延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期。因需要更長(zhǎng)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(guò)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 的變化。若收縮率在0.01以上則應(yīng)只有  的改變。 b) 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

9、。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)采用結(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。壁厚盡量能一致以消除成型後變型。若壁厚由厚過(guò)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 (0.02 。而最佳的圓角是為R/T在0.6之間。 PSUa) 壁厚常用於大型和長(zhǎng)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0.8 mm (0.03in) 而流距應(yīng)不可超過(guò)76.2 mm (3 in) PBTa) 壁厚  b) 圓角轉(zhuǎn)角出現(xiàn)尖角所

10、導(dǎo)致部件的破壞最常見(jiàn)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)   加強(qiáng)筋 ( Ribs ) 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(wú)需大幅增加產(chǎn)品切面面積，但沒(méi)有如工字鐵般出現(xiàn)倒扣難於成型的形狀問(wèn)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

11、生產(chǎn)上的考慮，如模腔充填、縮水及脫模等。加強(qiáng)筋的長(zhǎng)度可與產(chǎn)品的長(zhǎng)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(zhǎng)度，用以局部增加產(chǎn)品某部份的剛性。要是加強(qiáng)筋沒(méi)有接上產(chǎn)品外壁的話(huà)，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(mǎn)及燒焦痕等問(wèn)題，這些問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生在排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(jiǎn)單的形狀是一條長(zhǎng)方形的柱體附在產(chǎn)品的表面上，不過(guò)為了滿(mǎn)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。長(zhǎng)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

12、置必須加上圓角以消除應(yīng)力集過(guò)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(shuō)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(jiàn)此部份相對(duì)外壁的厚度增加大約50%，因此，此部份出現(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

13、壁的厚度大。加強(qiáng)筋的形狀一般是細(xì)而長(zhǎng)，加強(qiáng)筋一般的設(shè)計(jì)圖說(shuō)明設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋的基本原則。留意過(guò)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(wèn)題，亦會(huì)加長(zhǎng)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(lái)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(zhǎng)的加

14、強(qiáng)筋的出模角一般有助產(chǎn)品頂出，不過(guò)，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(wèn)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(wú)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

15、)和數(shù)量應(yīng)盡量留有馀額，當(dāng)試模時(shí)發(fā)覺(jué)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▉?lái)得簡(jiǎn)單及便宜。 加強(qiáng)筋增強(qiáng)塑膠件強(qiáng)度的方法   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  不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ABS減少在主要的部件表面上出現(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)

16、高於膠料厚的三倍。當(dāng)超過(guò)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。ABS加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)  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。 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。方式的考慮是會(huì)限制了肋骨尺寸。在壁厚於3.2mm (1/8 in) 以下肋骨厚度不應(yīng)超過(guò)壁厚的60%。在壁厚超過(guò)3.2mm的肋骨不應(yīng)超過(guò)40%。肋骨高度應(yīng)不超過(guò)骨厚的3倍。肋骨與膠壁兩邊的地

17、方以一個(gè)0.5mm(0.02 in) 的R來(lái)相連接，使塑料流動(dòng)暢順和減低內(nèi)應(yīng)力。 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)用於補(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)。 PS肋骨的厚度不應(yīng)超過(guò)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。PS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) PSU肋骨是可以增強(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。  出模角 (

18、 Draft Angle ) 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(lái)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(kāi)模方向相同的話(huà)，則模具在塑料成型後需要很大的開(kāi)模力才能打開(kāi)，而且，在模具開(kāi)啟後，產(chǎn)品脫離模具的過(guò)程亦相信十分困難。要是該產(chǎn)品在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)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(guò)程當(dāng)中經(jīng)過(guò)高度拋光的話(huà)，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(guò)程是不可或缺的因注塑件冷卻收縮後多附在凸模上，為了使產(chǎn)品壁厚平均及防止產(chǎn)品在開(kāi)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

19、。不過(guò)，在特殊情況下若然要求產(chǎn)品於開(kāi)模後附在凹模的話(huà)，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(méi)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(lái)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(lái)說(shuō)，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(zhǎng)而深的肋骨及較小的出模角時(shí)，頂針的設(shè)計(jì)須有特別的處理，見(jiàn)對(duì)深而長(zhǎng)加強(qiáng)筋的頂針設(shè)計(jì)圖。 

20、 出模角度與單邊間隙和邊位深度之關(guān)系表對(duì)深而長(zhǎng)加強(qiáng)筋的頂針設(shè)計(jì) 不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ABSLCPPBTPCPETPS  支柱 ( Boss ) 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(kāi)物件及支撐承托其他零件之用。空心的支柱可以用來(lái)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(guò)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(guò)支柱直徑的兩倍半。加強(qiáng)支柱的強(qiáng)度的方法”尤其是

21、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(jiàn)。 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部份緊固件產(chǎn)生的應(yīng)力。固此，從裝配的考慮來(lái)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)

22、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(guò)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(jì)須要從這兩方面取得平衡。 1)  支柱位置 2)  支柱設(shè)計(jì)支柱的基本設(shè)計(jì)要點(diǎn)a) 支柱靠近外壁時(shí)     b) 支柱遠(yuǎn)離外壁時(shí)支柱的兩種設(shè)計(jì)要點(diǎn) 不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ABS一般來(lái)說(shuō)，支柱的外徑是內(nèi)徑的兩倍已足夠。有時(shí)這種方式

23、結(jié)果支柱壁厚等於或超過(guò)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(lái)說(shuō)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(lái)支持支柱。ABS一般支柱之設(shè)計(jì)要點(diǎn)ABS附有肋骨支柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 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(jì)有如肋骨設(shè)計(jì)的觀(guān)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

24、大。PBT支柱的設(shè)計(jì)指引PBT靠在壁邊旁的支柱設(shè)計(jì)方式PC 支柱是大部份用來(lái)作裝配產(chǎn)品用，有時(shí)用作支撐其它物件或隔開(kāi)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。PC支柱的設(shè)計(jì)PC支柱在邊位時(shí)與肋骨的配合PS支柱通常用於打入件，收螺絲，導(dǎo)向針，攻牙或作緊迫配合。可能情形之下避免獨(dú)立一支支柱而無(wú)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。PS支柱接近邊壁的設(shè)計(jì)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(guò)外徑的兩倍。PSU支柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)  扣位

25、 ( Snap Joints ) 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(wú)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。 扣位的設(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(kāi)，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。 扣位的操作原理 如以功能來(lái)區(qū)分，扣

26、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，永久型的扣位則只有導(dǎo)入角而沒(méi)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(lái)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。 扣位的設(shè)計(jì)一般是離不開(kāi)懸梁式的方法，懸梁式的延伸就是環(huán)型扣或球型扣。所謂懸梁式，其實(shí)是利用塑膠

27、本身的撓曲變形的特性，經(jīng)過(guò)彈性回復(fù)返回原來(lái)的形狀。扣位的設(shè)計(jì)是需要計(jì)算出來(lái)，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(lái)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)計(jì)成多個(gè)扣位同時(shí)共用，使整體

28、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。扣位裝置的另一弱點(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(guò)多容易形成扣位損壞；相反，倒扣位置過(guò)少則裝配位置難於控制或組合部份出現(xiàn)過(guò)松的現(xiàn)象。  不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 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%。 PBT扣位有分內(nèi)扣和外扣，外扣的可利用分模面做成，內(nèi)扣的可用變形

29、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。 PBT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 POM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(guò)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，

30、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%。 POM扣位的計(jì)算方式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。入件 ( Moulded-in Inserts ) 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(wú)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。&

31、#160;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(shí)塑料會(huì)將入件包圍起來(lái)同時(shí)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。同步成型嵌入不同的入件 (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

32、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(guān)，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。塑膠部件成型後嵌入情形塑膠部件成型後嵌入不同的入件 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) POM  PBT PBT 入件壓花的設(shè)計(jì)  

33、;洞孔 (Hole) 在塑膠件上開(kāi)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)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。    穿孔的類(lèi)別孔離邊位或內(nèi)壁邊之要點(diǎn) 穿孔 從裝配的角度來(lái)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(lái)看，穿孔的設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上亦較為優(yōu)勝，因?yàn)橛脕?lái)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(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(lái)說(shuō)，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。 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