塑膠零件加強(qiáng)筋壁厚卡扣設(shè)計(jì)及經(jīng)驗(yàn)綜述

1、塑膠零件及產(chǎn)品設(shè)計(jì)基本綱要： 塑膠零件中加強(qiáng)筋的應(yīng)用與設(shè)計(jì); 塑膠零件中壁厚的選擇與設(shè)計(jì); 塑膠零件中卡扣強(qiáng)度計(jì)算及其應(yīng)用.塑膠制品設(shè)計(jì)原則 1、在選料方面需考慮： (1) 塑料的物理機(jī)械性能,如強(qiáng)度,剛性,韌性,彈性,吸水性以及對(duì)應(yīng)力的敏感性等； (2) 塑料的成型工藝性,如流動(dòng)性,結(jié)晶速率,對(duì)成型溫度,壓力的敏感性等； (3) 塑料制品在成型后的收縮情況,及各向收縮率的差異. 2、在制品形狀方面：能滿足使用要求,有利于充模,排氣,補(bǔ)縮,同時(shí)能適應(yīng)高效冷卻硬化（熱塑性塑料制品）或快速受熱固化（熱固性塑料制品）等. 3、在模具方面：應(yīng)考慮它的總體結(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

2、考慮模具零件的形狀及其制造工藝,以便使制品具有較好的經(jīng)濟(jì)性. 4、在成本方面：要考慮注射制品的利潤(rùn)率,年產(chǎn)量,原料價(jià)格,使用壽命和更換期限,盡可能降低成本.一 塑膠零件及產(chǎn)品設(shè)計(jì)-壁厚篇壁厚基本設(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(zhǎng)生產(chǎn)周期和冷卻時(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)品增加導(dǎo)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 .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

3、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, 并且此處模具易產(chǎn)生磨損.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, 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.5. 制品上相鄰壁厚差的關(guān)系(薄壁：厚壁)為： 熱固性塑料：壓制1：3，擠塑1：5 熱塑性塑料：注塑1：1.5(2) 壁厚基本設(shè)計(jì)之平面準(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

4、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.壁厚的差異產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的影響壁厚的差異產(chǎn)生縮水和氣泡的影響針對(duì)壁厚差異較大處的過度改善措施針對(duì)壁厚設(shè)計(jì)不良產(chǎn)生的變形的改善措施壁厚設(shè)計(jì)考慮對(duì)產(chǎn)品成型產(chǎn)生的影響壁厚過度處必要時(shí)考慮到膠口設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的影響壁厚基本設(shè)計(jì)之轉(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

5、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.轉(zhuǎn)角處的壁厚設(shè)計(jì)不當(dāng)后果及改善措施轉(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 Factor)過大, 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、6之間, 理想數(shù)值是在0.5左右.熱塑性塑料的膠厚設(shè)計(jì)叁考表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.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, 取締后的設(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,更改后的設(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況發(fā)生.二 塑膠零件及產(chǎn)品設(shè)計(jì)-加強(qiáng)筋篇加強(qiáng)筋的作用 在不加大制品壁厚的條件下, 增強(qiáng)

7、制品的強(qiáng)度和剛性, 以節(jié)約塑料用量, 減輕重量, 降低成本; 可克服制品壁厚差帶來的應(yīng)力不均所造成的制品歪扭變形; 便于塑料熔體的流動(dòng), 在塑料制品本體某些壁部過薄處為熔體的充滿提供通道.加強(qiáng)筋的一般設(shè)計(jì)形式角支撐的形式加強(qiáng)筋的一般設(shè)計(jì)形式肋根部厚度約為(0.50.7)T肋間間距4T肋高L3T材料厚度與加強(qiáng)筋的尺寸關(guān)系（一）不同材質(zhì)的加強(qiáng)筋細(xì)節(jié)有所區(qū)別ABS材料厚度與加強(qiáng)筋的關(guān)系（三）材料厚度與加強(qiáng)筋的關(guān)系（二）材料厚度與加強(qiáng)筋的關(guān)系（四）如果對(duì)外觀要求不是很嚴(yán)格的話可以在此處加一個(gè)槽防止縮水和產(chǎn)生氣泡三 塑膠零件及產(chǎn)品設(shè)計(jì)-卡扣篇卡扣的使用時(shí)機(jī) 兩部品結(jié)合后,仍具有活動(dòng)性,如滑動(dòng)鍵,電池蓋等； 彌補(bǔ)主殼螺絲鎖附后,強(qiáng)度之不足； 使產(chǎn)品組裝更具方便性,降低工時(shí)； 適用于可換外觀飾片之固定設(shè)計(jì).卡扣的操作原理主殼卡扣的基本形式主殼卡