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塑胶产品结构设计准则


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二、塑胶产品结构设计准则-加强筋
加强筋被置於塑胶部件边缘的基本尺寸建议:
因肋骨在冷却时会在背面造 成凹痕(或色差),对策可在加强 筋对应的後面,设置一些小肋 骨或凹槽,用那些肋骨和凹槽 可以作装饰用途而消除缩水的 缺陷。
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三、塑胶产品结构设计准则-支柱 ( Boss )
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公差
孔径
1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.3 1.3
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公差
孔径
1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.6 1.6
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三、塑胶产品结构设计准则-支柱 ( Boss )
支柱 ( Boss )与加强筋(RIB)组合尺寸建议:
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三、塑胶产品结构设计准则-支柱 ( Boss )
螺丝柱设计要点:
A. 螺丝柱一般需承受紧固件产生的较大的应力,塑胶产品的料厚须足够,通常料 厚>=1.3。 B. 胶料局部过厚会导致如形成缩水痕、空穴、或增加内应力等不良。对于外观件 需进行缩水验证。 C. 采用加强筋方式连接外壁,或辅以三角或十字加强筋可有效增加强度。
B.
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一、塑胶产品结构设计准则-壁厚
转角准则:
A. 转角准则是要求在转角的地方也同样保证均一的壁厚,以免冷却时间不一致, 造成部件发生变形和挠曲。此外,尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应 力集中,尖角的位置亦常在电镀过程後引起不希望的物料聚积。集中应力的 地方会在受负载或撞击的时候破裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法, 不但减低应力集中的因素,且令流动的塑料流得更畅顺和成品脱模时更容易。 下图可供叁考。
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一、塑胶产品结构设计准则-壁厚
常用热塑性塑料的壁厚设计参考表 :
热塑性塑料 ABS PC 最薄mm 0.8 0.3 平均mm 2.3 2.4 最厚mm 3.2 9.5
PC+ABS
POM PMMA PA PS
0.5
0.4 0.6 0.4 0.8
2.4
1.6 2.4 1.6 1.6
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三、塑胶产品结构设计准则-支柱 ( Boss )
对于外观件,当有螺丝柱子,需要进行缩水验证,依照上页图示意,塑胶壁厚 1.5 ,螺丝柱子外径3.4,验证结果 NG:(1.8-1.5)/1.5*100%=20% >8%。 外观面有可能会有缩水痕迹。
改善方案如下图:
当缩水验证NG时,可在增加火山口及加深螺丝孔深度来改善。 外观部品综合考虑缩水与螺丝柱子强度,塑胶壁厚要求大于1.3。 适当的辅以三角或十字加强筋方式,可大幅度提高强度和改善料流填充。
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二、塑胶产品结构设计准则-加强筋
加强筋基本要求:
外观表面上易出现缩水情形,肋骨的厚度应应小于胶料厚度的50%;当超出料厚 50%时,须用缩水验证公式验证;非外观表面肋骨厚度可胶料厚度的70% ;发泡塑胶 部件,肋骨相交面料厚可达胶料厚度的100%; 肋骨的高度不应高於胶料厚的三倍。 当超过两条肋骨的时侯,肋骨之间的距离应不小於胶料厚度的2倍。 模具角度考虑,加强筋的阔度(或深度)和数量应尽量留有馀额,当试模时发觉产品 的刚性及强度有所不足时再适当地增加。
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五、塑胶产品结构设计准则-扣位 ( Snap Joints )
扣位类型: A. 如以功能来区分,扣位的设计可分为成永久型和可拆卸型两种。 永久型扣位的设计方便装上但不容易拆下,可拆卸型扣位的设计 则装上、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 有适当的导入角及导出角方便扣上及分离的动作,导入角及导出角的 大小直接影响扣上及分离时所需的力度,永久型的扣位则只有导入角 而没有导出角的设计,所以一经扣上,相接部份即形成自我锁上的状 态,不容易拆下。请叁考永久式及可拆卸式扣位的原理图。
孔洞边缘要求: 为便于尺寸管理及模具加工洞孔的边缘应预留最少0.2mm的直边,如下图参考:
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五、塑胶产品结构设计准则-扣位 ( Snap Joints )
扣位操作原理:
当两件零件扣上时,其中一件零件的勾形伸出部份被相接零件的凸缘部份 推开,直至凸缘部份完结为止;此後,藉着塑胶的弹性,勾形伸出部份即 时复位,其後面的凹槽亦即时被相接零件的凸缘部份嵌入,此倒扣位置立 时形成互相扣着的状态,扣位的操作原理图如下。
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三、塑胶产品结构设计准则-支柱 ( Boss )
普 通 牙 螺 丝塑胶件螺孔尺寸建议:
普通牙螺丝
螺丝规格 孔径要求 塑料名称 ABS PC+ABS PC PC+GF% HIPS POM PA φ1.4
单位:mm
φ1.7
φ2.0
孔径
1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1 1
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一、塑胶产品结构设计准则-壁厚
B. 转角位的设计准则亦适用於悬梁式扣位。因这种扣紧方式是需要将悬梁臂弯 曲嵌入,转角位置的设计图说明如果转角弧位R太小时会引致其应力集中系数 (Stress Concentration Factor)过大,因此,产品弯曲时容易折断,弧位R太大 的话则容易出现收缩纹和空洞。因此,圆弧位和壁厚是有一定的比例。一般 介乎0.2至0.6T之间,理想数值是在0.5T左右。
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三、塑胶产品结构设计准则-支柱 ( Boss )
热压支柱尺寸建议:
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痕,如果凹槽无功能要求,底部设计圆滑过渡,避免气痕。
0,3 0,5
通孔设计要点: 通孔的做法可以是靠单一边针两端同时固定在模具上、或两枝边针相接而各
有一端固定在模具上。当应用第二种方法时,两条边钉的直径应稍有不同以避 免因为两条边钉轴心稍有偏差而引致产品出现倒扣的情况。直径小于1.5mm的 细长孔,要求长度小于10mm.
采用射出成型的生产方法时,流道、浇口和部件的设计应使塑料 由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力 以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。

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一、塑胶产品结构设计准则-壁厚
平面准则:
A. 在大部份热融过程操作,包括挤压和射出成型,均一的壁厚是非常的重要的。 厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢,并且在相接的地方表面在浇口 凝固後出现收缩痕。更甚者引致产生挠曲、颜色不同或不同透明度。 若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话,应尽量设计成渐次的改变,并 且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考 。
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1,5
四、塑胶产品结构设计准则-洞孔 (Hole)
对于塑胶部品,结合线处强度较弱,受力容易破裂。当通孔处于产品边部,同 时有配合力量要求时,要求孔壁距离外侧壁1.5mm(如因结构原因无法保证 1.5mm, 采用模具设置冷料槽成型后再剪除,但最小要1.0mm),对于卡勾槽尽 量采用盲孔。
6.4
3.2 6.4 3.2 6.4
成本考虑对于超过4mm的壁厚,易采用发泡成型或氮气辅助射出。 由于UL安规要求,通常胶厚不易太薄(<1.2mm),太薄须使用特殊防火级别材 料,会导致材料成本大幅度上升。 DSC设计胶厚通常取1.5mm。
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二、塑胶产品结构设计准则-加强筋
塑胶产品结构设计准则
Paul ren
塑胶产品结构设计准则
一. 二. 三. 四. 五. 六. 七. 八. 九. 壁厚 (Thickness) 加强筋(Rib) 支柱 (Boss) 洞孔 (Hole) 扣位(Snap Joint) 出模角(Draft Angle) 螺紋(Screw) 文字(Text) 咬花(Texture)
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五、塑胶产品结构设计准则-扣位 ( Snap Joints )
( Snap Joints )
扣位设计要点:
A. 扣位的设计一般是采用悬梁式的方法,悬梁式的延伸就是环型扣或球型扣。所 谓悬梁式,其实是利用塑胶本身的挠曲变形的特性,经过弹性回复返回原来的 形状。 B. 常用的悬梁扣位是恒等切面的,若要悬梁变形大些可采用渐变切面,渐变切面 其变形量可远大于恒等切面。 C. 扣位的设计是需要计算出来,如装配时之受力,和装配後应力集中的渐变行为, 要根据塑料特性验证是否合理。 D. 扣位装置的弱点是扣位的两个组合部份,勾形伸出部份及凸缘部份经多次重覆 使用後容易产生变形,甚至出现断裂的现象,这情况较常出现於脆性或掺入纤 维的塑胶材料上。 E. 扣位与产品通常同时成型,所以扣位的损坏亦即产品的损坏。补救的办法是将 扣位装置设计成多个扣位同时共用,使整体的装置不会因为个别扣位的损坏而 不能运作,从而增加其使用寿命。 F. 扣位装置的另一弱点是扣位相关尺寸的公差要求十分严谨,倒扣位置过多容易 形成扣位损坏;相反,倒扣位置过少则装配位置难於控制或组合部份出现过松 的现象。
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