【文章內(nèi)容簡介】 基本設(shè)計原理卡扣裝配的設(shè)計取決于使用的材料容許的變形。舉個例子，由于聚酰胺在干燥狀態(tài)下比常規(guī)狀態(tài)下能容許的變形更低，有必要加倍注意這種材料的應(yīng)用，玻璃纖維含量對材料的所允許變形也有很大的影響，因此對倒鉤允許的傾斜度也有影響。（見圖1）見圖2在倒鉤型卡扣裝配中，尖的倒鉤尖端可以減小倒鉤變形時的應(yīng)力（見圖2），這種設(shè)計能夠使應(yīng)力在整個倒鉤彎桿部分均勻分散。倒鉤基部的應(yīng)力集中相對減小。裝配壓力也有相當(dāng)程度的減少。忽略了倒鉤底部與構(gòu)件主體之間連接處的曲率半徑應(yīng)該足夠大的問題，通常導(dǎo)致出現(xiàn)脆弱點。原則上說，應(yīng)該提供足夠大的曲率半徑來避免壓力集中。經(jīng)常將圓柱或球孔型卡扣裝配系統(tǒng)開槽，使其裝配起來更加方便，因此，槽尾不得設(shè)計成尖狀的邊緣。見圖3壓件裝配壓件裝配可以使塑料組件在最低的成本下進行高強度裝配。例如對卡扣裝配來說，由于應(yīng)力松弛，高壓裝配的拉力強度隨著時間的流逝而減少（見圖3）。設(shè)計計算必須把它考慮進去。另外，必須作使用溫度周期變化的試驗，以保證設(shè)計的可行性。螺紋裝配螺紋裝配由分離型、組合型螺桿或整體螺桿嵌件的運用組成。 材料的撓曲模量給螺件的合理裝配提供了指導(dǎo)。 例如， 帶螺紋的螺絲的彎曲模量可以達到2800Mpa。如果需要使用公制的螺絲，或者螺紋裝配需要多次來完成，這就需要采用 金屬的細(xì)紋嵌件。 為了避免不合格組件的產(chǎn)生，確保正確的軸套尺寸是關(guān)鍵的一環(huán)（見圖4）。螺件制造商可在這方面提出不少建議。見圖5由于產(chǎn)生的壓力會使螺母口張開，原則上應(yīng)避免塑料裝配中使用帶有錐形埋頭釘?shù)穆萁z（見圖5）。這種額外的壓力帶來一種可能的后果，就是螺母的熔接痕處容易開裂。十大設(shè)計竅門: 共十章 By J252。rgen Hasenauer, Dieter K252。per, Jost E. Laumeyer and Ian Welsh加強肋 理想的設(shè)計為了克服壁厚大可能引起的問題，使用是一種可減少壁厚并能增加剛性的有效方法。一般來說，部件的剛性可用以下方法增強167。 增加壁厚； 167。 增大彈性模量（如加大增強纖維的含量）； 167。 設(shè)計中考慮。 如果設(shè)計用的材料不能滿足所需剛性，則應(yīng)選擇具有更大彈性模量的材料。簡單的方法是增加塑料中增強纖維的含量。但是，在特定壁厚下，這種方法僅能使剛性呈線性增長。更有效的方法是使用經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的。由于慣性力矩增大，部件的剛性便會增大。在優(yōu)化的尺寸時，不但要考慮工程設(shè)計應(yīng)當(dāng)考慮的問題，還應(yīng)考慮與生產(chǎn)和外觀有關(guān)的技術(shù)問題。優(yōu)化的尺寸大的慣性力矩可很容易地通過設(shè)置又厚又高的來實現(xiàn)。但是對熱塑性工程塑料，這種方法常會產(chǎn)生制品表面凹痕、內(nèi)部空洞和翹曲等問題。而且，如果的高度過高，在負(fù)荷下結(jié)構(gòu)將有可能膨脹。出于這種考慮，必須在合理比例內(nèi)保持的尺寸（見圖1）。圖1 為確保帶的制品容易頂出，必須設(shè)計一個適當(dāng)?shù)拿撃ｅF度（見圖2）。圖2防止材料堆積對于表面要求非常高的組件，如汽車輪蓋，的尺寸是非常重要的。正確的設(shè)計可以減少組件形成表面凹痕的可能，以提高組件的質(zhì)量。的底部的材料積聚在圖1所示的圓中。這個圓的大小與的尺寸相關(guān)，應(yīng)該越小越好，這樣才能減小或避免凹痕。如果圓太大，可能會形成內(nèi)部空洞，制品的機械性能將會非常差。減少底部的應(yīng)力如果給一個有的組件以負(fù)載，則的底部可能會產(chǎn)生應(yīng)力。在這一部位如果沒有圓弧，可能會產(chǎn)生非常高的應(yīng)力集中（見圖3），通常會導(dǎo)致組件的斷裂和報廢。補救措施是建立一個半徑足夠大的圓?。▓D1），使肋底部建立更好的應(yīng)力分布。圖3但如果圓弧半徑太大，也會增大上文提及的圓的直徑，而導(dǎo)致上文已經(jīng)提及的問題。圖4在塑料設(shè)計中，十字結(jié)構(gòu)是最好的，因為它能應(yīng)付許多不同的負(fù)荷排列變化（圖4）。正確設(shè)計的可承受預(yù)期應(yīng)力的十字結(jié)構(gòu)，可以確保在整個制品上的應(yīng)力均勻分布。在的十字交叉處形成的節(jié)點（圖5）代表材料的積聚，但可以將節(jié)點中心挖空,以防止產(chǎn)生問題。還必須注意，不要在交叉處和組件的邊相交的地方形成材料積聚（圖6）。圖5十大設(shè)計竅門: 共十章 By J252。rgen Hasenauer, Dieter K252。per, Jost E. Laumeyer and Ian Welsh節(jié)約成本設(shè)計 低成本設(shè)計價格是一個設(shè)計要素設(shè)計者對塑料零部件最終的成本負(fù)有大部分的責(zé)任。他的決策預(yù)先決定了生產(chǎn)、模具制作和組裝的成本。后期的修正和優(yōu)化通常是昂貴和不可行的。原材料性能影響成本充分發(fā)揮塑料原材料特性的優(yōu)勢，在許多方面可以節(jié)約成本。多功能一體化設(shè)計將幾種功能匯集在一個零部件上，可減少零件數(shù)量。運用低成本組裝技術(shù)卡扣，焊接裝置，固定裝置，雙料注塑技術(shù)等。 利用自潤滑特性，減少對額外和持續(xù)潤滑油的需要 免卻表面處理程序，塑料能著色、耐化學(xué)品和耐腐蝕、電器及熱絕緣等性質(zhì)。結(jié)核作用同系列的原材料有不同的結(jié)晶周期，這是因為結(jié)核劑在熔融冷卻階段產(chǎn)生加速結(jié)晶效果。 成品設(shè)計影響成本，除了以上提到的，注意以下各點能夠進一步節(jié)約成本，壁厚優(yōu)化壁厚分配可以影響原料成本，節(jié)省生產(chǎn)時間。模具，雙面模具可以減少對開數(shù)量。公差，要求過高的公差會增大產(chǎn)品的不合格率和質(zhì)量管理成本，原料，采用低變形聚合物來減少翹曲變形問題（如在玻纖材料中加入適量礦物），167。 選擇快定型或快固化原料可以減少成型周期和冷卻時間，167。 見圖1按生產(chǎn)各步驟成本比較當(dāng)注塑零件從注射機中脫出時，應(yīng)立即準(zhǔn)備裝配，不需要任何額外的處理。如果需要進行后處理，總體塑料成本則經(jīng)常可會相等于金屬成本。見圖2設(shè)計決定生產(chǎn)成本壁厚的增加并不總能增大強度，卻意味著生產(chǎn)和原料成本的增加。半結(jié)晶性熱塑性塑料在 固化時容積會有很大收縮。在保壓階段，這種收縮必須由連續(xù)的熔融進料來補償。每毫米壁厚的保壓時間大約為：167。 聚甲醛樹脂：8秒 167。 非增強聚酰胺66：4－167。 5秒 167。 增強聚酰胺66：2－167。 3秒（用于高達3毫米壁厚） 典型應(yīng)用舉例金屬設(shè)計必須進行機械加工，并經(jīng)常通過許多裝配環(huán)節(jié)，才能完成單一部件，與之相反，塑料加工科技則能提供可觀的成本節(jié)約機會。見圖3圖3中，牽引棒、彈簧、鋸齒、卡扣和軸承都為一次注射成型。而同樣的金屬設(shè)計則需要不少于5個獨立元件來組裝，并且當(dāng)軸桿與活塞連接時，還需要潤滑。實際上，在這一環(huán)節(jié)使用聚甲醛樹脂便可以不用另加潤滑劑。見圖4圖4中所示的電線纜扣設(shè)計中是將卡扣配合活接鉸的設(shè)計，將生產(chǎn)成本降低及令裝配更容易，若使用比較脆性材料，則可用另一卡扣來取替活接鉸設(shè)計便可。見圖5在設(shè)計過程中，設(shè)計者有必要規(guī)定模腔的設(shè)計。他要決定頂出裝置和所需模具活動塊的數(shù)量。通過巧妙的排列，可以用模芯來代替活動塊。十大設(shè)計竅門: 共十章 By J252。rgen Hasenauer, Dieter K252。per, Jost E. Laumeyer and Ian Welsh指導(dǎo)方針 設(shè)計核對表新產(chǎn)品開發(fā)或產(chǎn)品改善的目標(biāo)是使產(chǎn)品有優(yōu)良的表現(xiàn)，而同時獲得低的生產(chǎn)成本。這里，設(shè)計任務(wù)主要是指原料的選擇，適合加工過程的選擇，強度計算和模具設(shè)計。只有全盤考慮這些步驟，并有系統(tǒng)化的跟進，才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的、具商業(yè)效益的模具。設(shè)計部門經(jīng)常只是探求實用性的解決方案。然而，必須強調(diào)的是，塑料的實用性和成本效率不是必然的，設(shè)計者必須非常注重開發(fā)原料和加工過程的正確解決方案。 塑料性質(zhì)并非永恒不變的塑料的性質(zhì)受使用環(huán)境、加工過程、模具設(shè)計和操作條件的影響（如圖1所示）。塑料性質(zhì)由實驗室環(huán)境下的測試得到。測試圖由具有優(yōu)化參數(shù)的高光度模具，在規(guī)定壓力的標(biāo)準(zhǔn)條件下檢測產(chǎn)生的。然而，實際上，塑料不可能恰好在這樣的條件下生產(chǎn)，在使用中也不可能正好在同樣的壓力下。因此，在推出任何塑料設(shè)計方案的時候，其精確的要求和界定條件必須仔細(xì)地分析和羅列出來，設(shè)計核對表在這方面可以提供有用的幫助。樣品的生產(chǎn)開發(fā)一種產(chǎn)品，從設(shè)計階段到市場準(zhǔn)備階段，有必要準(zhǔn)備樣品來進行試驗和修正。要確保樣品的生產(chǎn)方法廣泛適用于量產(chǎn)方案。部分注塑成型的樣品也要由注塑模具來制造。如果沒有模具可以適用，就有必要使用近似的材料或片材，切割加工成為測試樣品。但是，總是存在這樣那樣的問題，原因如下： 167。 無法考察注塑成型部件的焊接線的影響。 167。 與注塑成型部分相比，167。 有時候，167。 機械加工中產(chǎn)生的凹槽會降低構(gòu)件的強度性質(zhì)。 167。 由于結(jié)晶度高，167。 擠塑棒材和片材的強度和硬度高于注塑部件。 167。 無法考察纖維取向作用的影響。 由擠出材料制成的用于電燈開關(guān)的樣品，可以承受180000次周期性應(yīng)力。而同樣情況下，注塑部件在80000次之后就出現(xiàn)了疲勞破壞。這種差異是由于在注塑過程中晶體結(jié)構(gòu)的不同所造成的。見圖3樣品模具目前生產(chǎn)樣品的模具，都是通過簡單的機械加工或運用低成本材料（如鋁或銅為原料）制作而成。然而，需要注意的是，對生產(chǎn)來說非常重要的參數(shù)如溫度、壓力等，不能以這樣的模具作代表。另外，它們不同的冷卻性質(zhì)又導(dǎo)致了不同的收縮和熱變表現(xiàn)?，F(xiàn)在推薦的是使用高硬度鋼材制造模具，而模具以單模穴排列設(shè)計便可。檢測設(shè)計隨著現(xiàn)代計算機模擬技術(shù)的發(fā)展，有時候，在早期工藝階段，就會將設(shè)計和加工過程中的潛在弊端