塑膠產(chǎn)品設計教材(編輯修改稿)
2025-02-07 00:14 本頁面
【文章內容簡介】 產(chǎn)品結構設計準則 壁厚設計 基本設計守則 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計應以 4mm為限。從經(jīng)濟角度來看，過厚的產(chǎn)品不但增加物料成本，延長生產(chǎn)周期”冷卻時間〔，增加生產(chǎn)成本。從產(chǎn)品設計角度來看，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)品的剛性及強度。 最理想的壁厚分布無疑是切面在任何一個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盡可能順滑。太突然的壁厚過渡轉變會導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。 對一般熱塑性塑料來說，當收縮率” Shrinkage Factor〔 低於 ，產(chǎn)品可容許厚度的改變達 ；但當收縮率高於 ，產(chǎn)品壁厚的改變則不應超過 。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 。 此外，采用固化成型的生產(chǎn)方法時，流道、澆口和部件的設計應使塑料由厚膠料的地方流向薄膠料的地方。這樣使模腔內有適當?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。若塑料的流動方向是從薄膠料的地方流向厚膠料的地方，則應采用結構性發(fā)泡的生產(chǎn)方法來減低模腔壓力 . 平面準則 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、熱內應力、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，應盡量設計成漸次的改變，并且在不超過壁厚 3:1的比例下。下圖可供叁考。 轉角準則 壁厚均一的要訣在轉角的地方也同樣需要，以免冷卻時間不一致。冷卻時間長的地方就會有收縮現(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導致部件有缺陷及應力集中，尖角的位置亦常在電鍍過程後引起不希望的物料聚積。集中應力的地方會在受負載或撞擊的時候破裂。較大的圓角提供了這種缺點的解決方法，不但減低應力集中的因素，且令流動的塑料流得更暢順和成品脫模時更容易。下圖可供叁考之用。 轉角位的設計準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，轉角位置的設計圖說明如果轉角弧位 R太小時會引致其應力集中系數(shù) (Stress Concentration Factor)過大，因此，產(chǎn)品彎曲時容易折斷，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 間，理想數(shù)值是在 。 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計叁考表 熱固性塑料的膠厚設計叁考 其實大部份厚膠的設計可從使用加強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，取締後的設計更可保留和原來設計相若的剛性、強度及功用。下圖的金屬齒輪如改成使用塑膠物料，更改後的設計理應如圖一般。此塑膠齒輪設計相對原來金屬的設計不但減省材料，消取因厚薄不均引致的內應力增加及齒冠部份收縮引致整體齒輪變形的情況發(fā)生。 產(chǎn)品結構設計準則 扣位設計 基本設計手則 扣位提供了一種不但方便快捷而且經(jīng)濟的產(chǎn)品裝配方法，因為扣位的組合部份在生產(chǎn)成品的時候同時成型，裝配時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。 扣位的設計雖可有多種幾何形狀，但其操作原理大致相同：當兩件零件扣上時，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，直至凸緣部份完結為止；及後，藉著塑膠的彈性，勾形伸出部份即時復位，其後面的凹槽亦即時被相接零件的凸緣部份嵌入，此倒扣位置立時形成互相扣著的狀態(tài)，請參考扣位的操作原理圖。 扣位的操作原理 如以功能來區(qū)分，扣位的設計可分為成永久型和可拆卸型兩種。永久型扣位的設計方便裝上但不容易拆下，可拆卸型扣位的設計則裝上、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?shù)膶虢羌皩С鼋欠奖憧凵霞胺蛛x的動作，導入角及導出角的大小直接影響扣上及分離時所需的力度，永久型的扣位則只有導入角而沒有導出角的設計，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。 若以扣位的形狀來區(qū)分，則大致上可分為環(huán)型扣、單邊扣、球形扣等等，其設計可參閱下圖。 球型扣（可拆卸式） 手 機外型檢查 長度寬度尺寸： 1） Pcb、 Lcm是否全部包括在內 2）有沒有足夠的空間放置扣位、螺絲位 高度尺寸控制： 1)上下 Gasket最薄 ，各壓縮 2)主機底殼內表面與 Pcb高度是否有間隙 3)鏡片厚度達到 4)pcb距離主機面殼表面 5)電芯厚度多少，是否有足夠空間放電芯 外觀： 1)ID工程師是否認可簽字 2)外形面是否流暢，外形大小改變時重新生成能否順利 3)各結構件生產(chǎn)加工工藝是否合理 4)模具出模角度是否大于 2度 其他 1)轉軸尺寸合理否 ? 2)最薄料位將達到多少？ 3)按鍵是否對準 Metaldome 4)相對元器件的位置，結構件位置是否合理
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