塑膠件產(chǎn)品設(shè)計(jì)之準(zhǔn)則-壁厚

1、壁厚(Wall Thick ness) 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4mr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，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)變會導(dǎo)致因冷卻速度不同和產(chǎn)

2、生 亂流而造成尺寸不穩(wěn)定和表面問題。對一般熱塑性塑料來說，當(dāng)收縮率”Shrinkage Factor 低於0.01mm/mi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/mi時(shí)，產(chǎn)品壁厚的改變則不應(yīng) 超過。對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

3、 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。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 比例下。下圖可供叁考。轉(zhuǎn)角準(zhǔn)則以免冷卻時(shí)間不一致。冷卻時(shí)間長的壁厚均一的要訣在轉(zhuǎn)角的地方也同樣需要，地方就會有收縮現(xiàn)象，因而發(fā)生部件變形

4、和撓曲。此外，尖銳的圓角位通常會導(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)力的地方會在受負(fù)載或撞擊的時(shí)候破裂。的解決方法，不但減低應(yīng)力集中的因素，VIZ較大的圓角提供了這種缺點(diǎn)且令流動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。不好轉(zhuǎn)角位的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則亦適用於懸梁式扣位。 入，轉(zhuǎn)角位置的設(shè)計(jì)圖說明如果轉(zhuǎn)角弧位轉(zhuǎn)角位置的設(shè)計(jì)因這種扣緊方式是需要將懸梁臂彎曲嵌 F太小時(shí)會引致其應(yīng)力集中系數(shù)(Stress Concentration Factor)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)收縮紋和空洞。因此，圓弧位和壁厚是有一定的比例。

5、一般介乎0.2至0.6之間，理想數(shù)值是在0.5左右。fj1.5Ia最大找伸應(yīng)力Sa02 DLX OB o. 工口雁力集中系數(shù)II(Stress tone entrationFactor)負(fù)載LJ1 T_4_l1 T應(yīng)力集中系數(shù)與圓弧/壁厚之關(guān)系壁厚限制不同的塑膠物料有不同的流動性。膠位過厚的地方會有收縮現(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)叁考表熱犁性那mm (inches)mm (inches)Smm(inches)Acetal P0珈0.4( 015)1.6(0.062)3 2(0.j)居S0.3(0 030)2,3(0.090)3 2(

6、0.1 2d)Acryli c - PliMA.0.6(0 025)2.4(0.093)6 4(0.250)Ccllul osics - GE(W 0219(0.05)4 0(0.137)FEP0.25(0.010)0.9(0 035)12.7(0.500)Nylon 一 PAC.4(CrO15)1.6(0 062)3 2(0.125)Polycarbonate PC0.1 (Ct. 040)2迤沖? 5(0.375)P oly ethyl en e(Lr.JJ.)-LDPEcn(LkU2C916(。U岡Poly ethyl eriejJT D.)-HDPE0.9(0 035)L6(0 062

7、)6 4C0.25D)Ethylene vinyl acetate-EVA0.5(0.020)1.6(0.062)3 2(0.125)P olypr opyl cac PP0.6(0.025)2.0(0.080)7 6(0.300)Poly sulfone - PSU1,0(0.040)2.5(OJOOJ9 5(0.37d)Modified-PPO0,3(0.050)2.0(0.030)9 5(0.375)P hty Styron p - P%0 a(n n?n)1而2)斤4(0 2氣D)SANO.S(0 OiO)1.6(0 062)5 4(0.250) PTC1.0(0 040)2.4(0.

8、093)9 5(0.375)Polyurethane PC0.6(0 025)12.7(0.500)3SC1.500)熱固性塑料的膠厚設(shè)計(jì)叁考熱固性勢mtn (inches)平均 mtn (ill ch es)最厚 mm (inc hes)Alkydglajs fill cd1.0(0.040)3 2(0.125)12.7(0,530)Alkyd-min eral filled1.0(0,040)4 StO.137)9.5(0 375)Disdlyl ph：halate1.0(0.040)4.3(0.137)9.5(0.375)Ep Qxy/glass0. SCO. 030)3.2(0.125

9、)25.4(1.000)Melamine-cellulose Filled0.9025)2.5(0.100)4.S(0.137)Jrea-cellulose tilled2.(0. lOO)4.(0.1S7)Pbenolic-general purpose1.3(0.050)3.2(0.125)25.4(1.030)Phenolic-fl ock ELJed1.3(0.050)3.2(0.125)25.4(1.030)Phenolic-glass filled0.3(0.030)2.4(0.093)19(0.750)Phen oil c-tabno tilled1.6(0.兀 2)4.8(0.

10、187)9 5(0.375)Phenolic-mineral Riled3.2(0.125)4.8(0.187)25.4(1.030)Silicon亡 glass1.賀0.0網(wǎng)320.12 為6.4(01.250)Polyett&r premi is1.0(0.010)1 StO.070)25.(!.0：0)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

11、及齒冠部份收縮引致整體齒輪變形的情況發(fā)生。不好不好較好平好不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)ABSa)壁厚壁厚是產(chǎn)品設(shè)計(jì)最先被考慮，一般用於注塑成型的會在1.5 mm(0.06 in)至4.5部件愈大壁厚愈厚，這可增強(qiáng)部件強(qiáng)度和塑 至6.4mm (0.25 in)范圍是可使用結(jié)構(gòu)性發(fā)泡。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。一般來說，料充填。壁厚在3.8mm (0.15 in) b)圓角25%最適當(dāng)?shù)陌霃?膠料厚比例在60%輕微建議的最小圓角半徑是膠料厚度的 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

12、狀 外型 塑料流量 可注塑性和經(jīng)濟(jì)性來決定。PC勺建議最大壁厚為9.5mm(0.375 in)。若要效果好，則壁厚應(yīng) 不過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。LCPa)壁厚由

13、於液晶共聚物在高剪切情況下有高流動性，所以壁厚會比其它的塑料薄。最薄 可達(dá)0.4mm 般厚度在1.5mn左右。PS a)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 的變化。若收縮率在0.01以上則 應(yīng)只有的改變。T_不建使用最小圓甬:T/4b)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%g75% 一般建議在5

14、0流右。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。 若壁厚由厚過渡至薄膠料則需要 采用漸次變薄的方式。b)圓角建議圓角F值最少0.5mm (0.02 in)，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。PSUa)壁厚常用於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0.8 mm (0.03in)而流距應(yīng)不可超過76.2 mm (3 in)PB

15、Ta)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 了解所使用塑料的流動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。b）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)。加強(qiáng)筋（Ribs ） 基本設(shè)計(jì)守則 加

16、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，對幫助塑料流入部件的支節(jié)部 份很大的作用。日加強(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，

17、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)生在排氣不足或封閉 的位置上。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。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

18、的位置作一圓圈 R1時(shí)，圖中可見此部份相對外壁的 厚度增加大約50%因此，此部份出現(xiàn)縮水紋的機(jī)會相當(dāng)大。如果將加強(qiáng)筋底部 的寬度相對產(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），相對位置厚 度的增幅即減至大約20%縮水紋出現(xiàn)的機(jī)會亦大為減少。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，亦會加長生產(chǎn)周期，增加生產(chǎn)成本。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)

19、。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加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)的影響非常大。此外，塑料的蠕動（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)的角 度看，加強(qiáng)筋的高度是受制於熔膠的流動及脫模頂出的特性（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

20、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▉淼煤唵渭氨阋恕Ｒ?qJ I沖壁厚 h = 0.6 - 0.75aC=2屁Z 3孔（第0刼高趣曳 則加上as卿血H） 最少m阻轉(zhuǎn)

21、角半圉f=單邊最少0別翳加強(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。b = ac = ad = 2a.e = 0-6 E 0,7af =置於塑膠部件邊緣地方的加強(qiáng)筋0一a用小肋骨放於背面 遮蓋就陷不同材料的設(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鳩上，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

22、脫模容易。壁厚C-加強(qiáng)筋高度A-加強(qiáng)筋底厚度R-0.25T- 0.60TC - 3T【最大)A- 0.5T- 0.7(最大)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)超過壁厚的60%在壁厚超 過3.2mm勺肋骨不應(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(0.02 in)的R來相連接

23、，使塑料流動暢順和減低內(nèi)應(yīng)力。脫模角1/2 磚 I 1/2 t 1R-0.5t = 0.6T, T3,2t = 0.4T JPC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匚d = i.5包（戢?。?巳=0.2弘（凰角）f = 1護(hù)軍邊最小之脫模角PS置於邊位的肋骨設(shè)計(jì)要點(diǎn)PSU不良的肋骨是可以增強(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。 設(shè)計(jì)是會使表面有收縮痕和非期望的撞擊強(qiáng)度。出模角(Draft An gle ) 基本設(shè)

24、計(jì)守則 塑膠產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上通常會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， 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， 出模角對應(yīng)於凹模及凸模是應(yīng)該相等的。 不過， 在特殊情況下

25、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0.025mn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出模角時(shí)， 頂針的設(shè)計(jì)須有特別的處理， 見對深而 長加強(qiáng)筋的頂針設(shè)計(jì)圖。出模角度

26、與單邊間隙和邊位深度之關(guān)系表SwA* Itvn1iB頂針長或探的加 強(qiáng)/ / /分模鎳對深而長加強(qiáng)筋的頂針設(shè)計(jì)不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)ABS一般應(yīng)用單邊0亍至廣就足鉤。有時(shí)因爲(wèi)拋光絞踣與出模方向相同，出模角可 接近至零。荷紋路的側(cè)面需每灤0抵知垃(O.QQl m)増a r出棋角0正確的出 模角可向帥絞供應(yīng)商取得0LCP因?yàn)橐壕Ч簿畚镉畜{的模數(shù)和低的延展性棚扣的訟計(jì)應(yīng)要避鬼在所有的肋骨、 壁謖.支性尊凸出膠位以上的地方均要有最小0.2-0. r的出模ffi.若壁邊比較 深或役有磨光表E和有蝕紋等則有需要再加額外的05仃以匕PBT若部件表面光潔度好，需要HE最小的脫經(jīng)蝕紈處理過的表面.每增加 嘰跖 tO

27、XOlin）探度就需賈加大r脫模角，PC脫模角是在部件的任何一邊或凸起的地方墓有的F包括上模和下模的地方。一般 光滑的袤面L亍至2己很足夠y然而有蝕紋的袁面是5求額外的脫模角，以每 深Q25皿（COOUn）増加1。脫模角*PET塑魔應(yīng)品的肋骨，支S遷壁、i船I壁等如其脫模角能夠達(dá)到0.59就已經(jīng)足夠勺PS05的脫模角是極細(xì)的，廣的脫模角是標(biāo)準(zhǔn)方祛.太水的脫模角會使部件難於 脫離模腔。無論如何，任何的脫模角理岀無角度為佳.若部件有蝕紋的話，如皮 革紋等，一般均以紋的瀟度，每探002加n.，就多加r脫模角。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、 隔開物件及支撐承托其他零

28、件之用。 空心的 支柱可以用來嵌入件、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)度及使膠料流動更順暢。此外，因過高的支柱會導(dǎo)致塑膠部件成型時(shí)困氣， 所以支柱高度一般是不會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”Gusset plate 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，這會引致

29、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, 角加強(qiáng)塊對改善薄壁支柱的膠料流動特別適用。支柱的設(shè)計(jì)須要從這兩方面取得平衡。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)度及抵受外力的能力卻隨著增加底部弧度尺寸或壁厚 尺

30、寸而增加。因此，1）支柱位置不好O1_ro/X2）支柱設(shè)計(jì)TV3t=0.GTTV3t=0.4TE支柱離開外壁時(shí)-2 -06T己如HV）獨(dú)立支柱設(shè)計(jì)耍點(diǎn)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)GdC十-:!0牛壁厚二珈対i之IR） d = 3a e= 0.9ii f = g L.ii.ABF般支柱之設(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)的觀念。太厚的切面會產(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。c uD01o.eDigUHg1PB

31、T支柱的設(shè)計(jì)指引T 3p3inm, t = 0.4TPBTS在壁邊旁的支柱設(shè)計(jì)方式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。H = 2,5D斜角inTPC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?？赡芮樾沃卤苊?獨(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。：!toa =壁厚b =內(nèi)圜尺寸（柱頂 C = 2.5bcT 3aA = 0-9df = 03e （暈

32、小） f = eg =咖車邊說模角 h =0.60（底）i = 0芻班商角） j = 0血（底）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)超過外徑的兩 倍?？畚?Snap Joi nts ) 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

33、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)，請參考扣位的操 作原理圖。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。請叁考永久式及可拆卸式扣位的原理圖。導(dǎo)岀角導(dǎo)入角永久式及可拆卸式扣位的原理若以扣位的形狀來區(qū)分,

34、 可參閱下圖。則大致上可分為環(huán)型扣、單邊扣、球形扣等等，其設(shè)計(jì)永久式環(huán)型扣分a需加上另T卜力啟動才可 分離的可拆卸式環(huán)型扣銘*/氷久式單邊扣iP .Ph-J遂可拆卸式單暹扣球型執(zhí)（可拆卸式）青加上另一外力咸動才可分離的可拆卸式單邊扣扣位的設(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

35、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 的裝置不會因?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。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

36、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%MmC外倒扣衣 100!；B!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。PB!內(nèi)扣位設(shè)計(jì)的算法方便塑膠成品容易滑過模具表面。并且減少脫 因塑膠收縮時(shí)將模蕊抓POM扣位必須為弧形或轉(zhuǎn)角弧度要大， 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， 緊

37、，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，PO的扣位百份率可以比較大，可有5%-)x100 =先PO扣位的計(jì)算方式 A 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 In serts ) 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。

38、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)同步成型嵌入在合模成型時(shí)塑料會將入件必先預(yù)熱後才放入模具。這樣同步成型嵌入是在部件成型前將入件放入模具之中, 包圍起來同時(shí)成型。若要使塑料把入件包合得好， 可減低塑料的內(nèi)應(yīng)力和收縮現(xiàn)象。gl盲孔凸岀壁21眼凸出型雞眼兩邊凸tfi型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)先在嵌前加熱至該塑膠

39、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，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 面對齊或有些微的在平面之上以減少塑膠內(nèi)的應(yīng)力。一二二fBg?L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(i nch)表不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)POMPOM成型時(shí)，因塑料和鑲?cè)爰湛s比率不同而有應(yīng)力産生 漸斬在鑲?cè)爰牡?方發(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)

40、聚用溫度達(dá)9必 左右的鑲?cè)爰澎赌內(nèi)成型。模具內(nèi)溫度達(dá)兀C左右，鑲?cè)爰Z潔淨(jìng)及避免 有尖角咸利邊.PBT鑲?cè)爰统Ｊ怯靡匝b配方便或維修容易爲(wèi)目的，但亦有的是持殊用途如加金屬 扣等4爲(wèi)了使鑲?cè)爰谒苣[成品內(nèi)減低應(yīng)力和因不同物料的熱膨脹系歎所彩 響*鑲?cè)爰嵙魁R要育尖角，防止拔岀和轉(zhuǎn)動的凹稽妻懐用葡單的設(shè)計(jì)*壓花 的花純面積不要太犬壓花的邊要和鑲件邊位遠(yuǎn)離，花紋的地方要救於穩(wěn)藏處。離入件表面平能育任何不相容的化學(xué)藥品如潤滑抽等。在敏入乖莫具生產(chǎn)日寺使用80至110X的模?來減低成型後的內(nèi)應(yīng)力。PBT芋 “菲hT 佳陸去斷有尖ftBK不S在入件的虞PBT入件壓花的設(shè)計(jì)洞孔(Hole)在塑膠件上開孔

41、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)盡量不會對產(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，如孔離盲孔穿孔層次多層次邊位或內(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?？纂x邊位或內(nèi)壁邊之要點(diǎn)穿孔 從裝配的角度來看，穿孔的應(yīng)用遠(yuǎn)較盲孔為多，

42、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?端均可受到支撐。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。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1.5m

43、m 盲孔的深度更不應(yīng)大於直徑的尺寸。BMB小iHw鯉後g盲孔的設(shè)計(jì)要點(diǎn)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)楦撸?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。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

44、法是使用角針” A nglePin及活動側(cè)模”Split Mould，或使用油壓抽哥。留意哥針在膠料填充時(shí)會否受壓變形或折斷，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。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):1. 多級”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。ZZZ22ZZZ將穿孔愉空可縮矩 哥不好粱孔可輪較侵的哥針多級孔或?qū)⒋┛淄悼盏膽?yīng)用方法2. 側(cè)孔若使用角針、活動側(cè)?；蛴蛪撼楦绫貢鼓＞叩慕Y(jié)構(gòu)

45、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3. 洞孔的邊緣應(yīng)預(yù)留最少0.4mm勺直身位，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)圖不好不好洞孔邊緣的設(shè)計(jì)公差(Tolera nee ) 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。不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)LCP液晶共聚物成品容