產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)

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基本設(shè)計(jì)守則
　　加強(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(duì)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(duì)幫助塑料流入部件的支節(jié)部份很大的作用,�,！　〖訌�(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(zhǎng)度可與產(chǎn)品的長(zhǎng)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(zhǎng)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，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。
: s* Q" K7 S$ |% l" E/ }加強(qiáng)筋一般的設(shè)計(jì)
/ F7 G; H3 ^) K6 a　　加強(qiáng)筋最簡(jiǎn)單的形狀是一條長(zhǎng)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,。
長(zhǎng)方形的加強(qiáng)筋必須改變形狀使生產(chǎn)更容易
4 P* T. M( `9 D7 n8 P　　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)筋底部與外壁相連的位置作一圓圈R1時(shí),，圖中可見此部份相對(duì)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(huì)相當(dāng)大,。如果將加強(qiáng)筋底部的寬度相對(duì)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(duì)位置厚度的增幅即減至大約20%，縮水紋出現(xiàn)的機(jī)會(huì)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(zhǎng),，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(huì)加長(zhǎng)生產(chǎn)周期,，增加生產(chǎn)成本,。
產(chǎn)品厚度與加強(qiáng)筋尺寸的關(guān)系
# N$ v  K- s% ^. [　　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),。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(duì)加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)的影響非常大。此外,，塑料的蠕動(dòng)(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(dòng)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(zhǎng)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(huì)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)卦黾樱�因�(yàn)樵谀＞呱先コ�鋼料比使用燒焊或加上插入件等增加鋼料的方法來得�?jiǎn)單及便宜,。
加強(qiáng)筋增強(qiáng)塑膠件強(qiáng)度的方法
; U; a, r' }2 l3 m- q; Z　　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,。
% u2 C. `' h  B1 \置於塑膠部件邊緣地方的加強(qiáng)筋
$ c# ^& x- J' Q' X6 ]4 A不同材料的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
" ?$ g- [+ G; S　　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%以上,，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)介乎單邊至以便於脫模容易,。
ABS加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
　　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(huì)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(huì)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的肋骨不應(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，使塑料流動(dòng)暢順和減低內(nèi)應(yīng)力,。
　　PC　　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),。
9 G$ _# e5 _/ I" [$ A  l　　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會(huì)出現(xiàn)光澤不一現(xiàn)象,。

PS置於中位的肋骨設(shè)計(jì)要點(diǎn)
8 v7 B: [/ F. x" O; _# kPS置於邊位的肋骨設(shè)計(jì)要點(diǎn)
　　PSU　　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,。不良的設(shè)計(jì)是會(huì)使表面有收縮痕和非期望的撞擊強(qiáng)度。

mb2009

好資料,，學(xué)了不少東西,！謝謝了！鼓勵(lì),！

dxbwar

謝謝樓主,，吉大機(jī)械短學(xué)期正在學(xué)這課，非常想看這東西

earthling1983

多謝分享,！

MELO2108

好東西,、謝謝樓主

richardyangzhou

謝謝

pengzhh

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月yueniao

感謝樓主共同分享