材料性質(zhì)與塑件設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-07-12 21:06本頁面
【導(dǎo)讀】塑料材料的多樣性使得塑料射出成形比金屬成形更具有設(shè)計(jì)的自由度。變化與濕度變化等因素的影響，所以設(shè)計(jì)者必須將這些使用條件列入考慮。負(fù)荷、拘束條件、成形制程導(dǎo)致的殘留應(yīng)力和配向性。根據(jù)施加在塑件的負(fù)荷或拘束條件的。度及應(yīng)變率下的主要負(fù)荷所相關(guān)的應(yīng)力應(yīng)變行為列為重要考慮。然而，由于拉伸試驗(yàn)以外的。讀者如果有其它負(fù)荷狀態(tài)的應(yīng)用，應(yīng)參閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料。楊氏模數(shù)是應(yīng)力—應(yīng)變曲線起始直線部份的斜率。假如應(yīng)變量超過彈性極限，并且繼續(xù)。玻纖填充料使得塑料的破壞強(qiáng)度、降伏應(yīng)力、比例極限應(yīng)力及。拉伸造成剖面面積的縮小量可以根據(jù)蒲松比計(jì)算。明顯，結(jié)果導(dǎo)致塑料產(chǎn)生全然不同的運(yùn)動行為。設(shè)計(jì)承受長期負(fù)荷的塑件時(shí)，應(yīng)非常注意潛變效應(yīng)及應(yīng)力松弛。束后無法恢復(fù)原狀。當(dāng)施加負(fù)荷與解除負(fù)荷的頻率增加，或是施加負(fù)荷與無負(fù)荷的間隔時(shí)間。使用溫度都有密切的關(guān)系。塑料的沖擊強(qiáng)度（或韌性）表示其抵抗脈沖負(fù)荷的能力。
【正文】 曲；當(dāng)勾子通過孔緣后就回復(fù)原始形狀。從懸臂頂端到根部應(yīng)設(shè)計(jì)成錐度，使得作用應(yīng)力能夠均勻分布。組合應(yīng)力不應(yīng)超過材料的比例極限 懸臂搭扣的寬度或厚度都可以設(shè)計(jì)成斜度，如圖 518。假如將其厚度從根部線性地縮減，則勾頂厚度可以是根部厚度的一半。另外在根部勾側(cè)加工靠破孔，可以簡化模具的加工和動作，如圖 519所示。塑件與搭扣結(jié)合的根部應(yīng)加工圓角以防止應(yīng)力集中。 圖 518 典型之懸臂搭扣連接。勾子與孔緣之干涉量 y 代表其 于組裝時(shí)應(yīng)產(chǎn)生的撓曲量。 圖 519 懸臂搭扣之特征 (3) 扭曲搭扣連接 扭曲搭扣連接 (torsion snapfit joints)在支點(diǎn)處承受一剪應(yīng)力 ， 它適合應(yīng)用在經(jīng)常組裝和分解的組件。其總共的扭曲角與撓曲值或的關(guān)系為： 2211 sin lyly ??? 其中 φ = 扭轉(zhuǎn)角度； y1, y2 = 撓曲量； l1, l2 = 臂長 (參閱圖 520)。 允許的最大扭曲角φ pm受限于允許的剪應(yīng)變γ pm， rlpmpm ??? ??? 1 8 0 其中 φ pm= 允許的最大扭曲角ψ pm(度 )； γ pm= 允許的剪應(yīng)變； l = 扭轉(zhuǎn)臂長度； r = 扭轉(zhuǎn)軸半徑。 塑料的允許最大剪應(yīng)變γ pm大約等于： γ pm = ( + υ )ε pm γ pm = pm 其中 γ pm = 允許之剪應(yīng)變； ε pm = 允許之應(yīng)變； υ = 浦松比 (塑料大約為 )。 553 固定組件 傳統(tǒng)上使用的固定組件 (fasteners)包括固定金 屬組件的螺絲釘和鉚釘，它們也可以應(yīng)用于塑件，其應(yīng)用上考慮的重點(diǎn)如下列： ? ?? 過于緊迫的螺絲 釘 或鉚釘可能導(dǎo)致應(yīng)力。 ? ?? 螺絲釘之 螺紋可以預(yù)先加工，或是上 螺絲釘 時(shí)再產(chǎn)生。 ? ?? 螺絲釘 螺紋與頭部 之 毛邊、鉚釘毛邊等都可能造成應(yīng)力，導(dǎo)致塑件提早 破壞。 (1) 螺絲釘 和鉚釘 塑件之 模數(shù)低于 200,000 psi時(shí)，可以使用 成形螺紋螺絲釘 (threadforming screws)；模數(shù)高于 200,000 psi時(shí)，則應(yīng)使用 切削螺紋螺絲釘，否則可能造成應(yīng)力破裂 。塑件上有需要多次 上緊再卸下的螺絲 釘，必須防止對塑件切出新螺紋，宜采用單螺紋的金屬螺絲釘。螺帽必須再塑件表面以下時(shí)，可以使用埋頭孔配合螺絲釘， 使用平頭 螺絲釘 (panhead screws)可以加墊圈， 螺絲釘 和鉚釘?shù)膲|圈在接觸塑件面不可以有毛邊或沖痕，否則會減低塑件壽命。必須永久固定的塑件應(yīng)該采用 鉚 釘。 圖 520是不同尺寸的 螺絲釘 之建議孔徑。 圖 520 塑件與螺絲釘組合之建議孔洞尺寸，此類應(yīng)用應(yīng)盡量采用平頭螺絲釘。 埋頭 (countersunk screw head)和 pipe thread螺 絲釘容易上太緊而使塑件產(chǎn)生裂縫， 應(yīng)該避免使用。 (2) 一體成形螺紋 塑件之一體成形螺紋 (molded threads)可以避免使用 螺絲釘 和鉚釘?shù)阮~外固定組件。一體成形螺紋的根部應(yīng)該加設(shè)無螺紋之導(dǎo)距 (leadin diameter)，其比外徑略大， 大約一牙高度，可以增加強(qiáng)度。圖 521顯示無螺紋導(dǎo)距的設(shè)計(jì)。一體成形螺紋設(shè)計(jì)導(dǎo)引如下：一體成形螺紋必須具有足夠強(qiáng)度以承受負(fù)荷。太小的螺紋，特別是與金屬螺絲釘配合的螺紋，容易變形而失去抓力。螺紋的設(shè)計(jì)應(yīng)該避免尖銳的內(nèi)徑，甚至在螺紋頂端設(shè)計(jì)成圓形，以方便加工。假如成形螺紋的軸與分模線平行，可以將之 分設(shè)在公、母兩模成形，而為了避免因模具相錯(cuò)而產(chǎn)生明顯的分模線，可以將一小部分螺紋車平。假如螺紋的軸不與分模線平行，就必須采用回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。內(nèi)螺紋之射出通常需要以人工或模具動作回轉(zhuǎn)模具組件。塑件之崩牙內(nèi)螺紋可以在攻成更大的內(nèi)螺紋。 圖 521 一體成形螺紋的設(shè)計(jì)建議 (3) 鑲埋件 鑲埋件 (inserts)是預(yù)先插入模穴內(nèi)，于射出成形后與塑件結(jié)合成一體。鑲埋件可以采用任何不會熔化的材料。金屬鑲埋件可以用來導(dǎo)電，增強(qiáng)塑件，提供組合用之螺紋。塑料鑲埋件可以提供不同顏色或不同性質(zhì)的搭配組合。采用鑲埋件時(shí)，設(shè) 置澆口的位置應(yīng)該注意到使鑲埋件兩側(cè)維持相同的融膠波前之作用力，以免造成鑲埋件移位。最好設(shè)計(jì)使熔膠在鑲埋件兩側(cè)有適當(dāng)?shù)牧鲃勇窂剑谷勰z以相同的速率前進(jìn)。模具上也可以設(shè)計(jì)支撐鑲埋件的結(jié)構(gòu)，例如孔洞或柱樁。 通常，鑲埋件會造成縫合線，設(shè)計(jì)鑲埋件應(yīng)該容許產(chǎn)生縫合線或是在鑲埋件周圍的凸轂之一邊發(fā)生收縮應(yīng)力。 554 熔接制程 超音波熔接 (ultrasonic welding)使用高頻聲波振動，使兩個(gè)塑件相對滑動，此二表面的短行程高速往復(fù)滑動使接口熔化。停止振動后，接口冷卻，使得兩塑件表面結(jié)合。 超音波熔接 應(yīng)注意到 兩種材料的兼容性。表面的接點(diǎn)設(shè)計(jì)對于熔接的成功與否影響很大，應(yīng)在一熔接面設(shè)計(jì)一小三角形的 能量導(dǎo)引， 請參閱圖 522。在接點(diǎn)設(shè)計(jì)成軸對稱結(jié)構(gòu)，于熔化后，使兩種材料熔接在一起。傳送能量的超音波 喇叭 對于熔接成敗的影響很大。 圖 522 超音波熔接之小三角形的能量導(dǎo)引 其它的熔接方式必須使用人力，目前不太實(shí)用，仍有待研究。
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