塑料制品設(shè)計(jì)十大技巧

十大設(shè)計(jì)竅門十大設(shè)計(jì)竅門---七、加強(qiáng)肋理想的設(shè)計(jì)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。般來說，部件的剛性可用以下方法增強(qiáng)增加壁厚；增大彈性模量（如加大增強(qiáng)纖維的含量）設(shè)計(jì)中考慮。簡(jiǎn)單的方法是增加塑更有效的方法是在優(yōu)化的尺寸時(shí)，不但要考慮如果設(shè)計(jì)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(jiǎn)單的方法是增加塑更有效的方法是在優(yōu)化的尺寸時(shí)，不但要考慮料中增強(qiáng)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(zhǎng)。使用經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的。由于慣性力矩增大， 部件的剛性便會(huì)增大。工程設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)。生制品表面凹痕、內(nèi)部空洞和翹曲等問題。而且,岀于這種考慮，必須在合理比例內(nèi)保持的尺寸（見圖但是對(duì)熱塑性工程塑料，這種方法常會(huì)產(chǎn)如果的高度過高，在負(fù)荷下結(jié)構(gòu)將有可能膨脹。大的慣性力矩可很容易地通過設(shè)置又厚又高的來實(shí)現(xiàn)。生制品表面凹痕、內(nèi)部空洞和翹曲等問題。而且,岀于這種考慮，必須在合理比例內(nèi)保持的尺寸（見圖但是對(duì)熱塑性工程塑料，這種方法常會(huì)產(chǎn)如果的高度過高，在負(fù)荷下結(jié)構(gòu)將有可能膨脹。1）。圖12)。2)。Shallowtaperdessthan25Tnmde&p)SteeptaperImorethan25mmdeep)POMO'-1/4PA(iLTnireinforced)O'-11*8-1/4-1/2-PA(GR)O'-11/2*'1/4-Tpetwbteg剛V21/r■rDefnouldjngtapers

防止材料堆積對(duì)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(jì)可以減少組件形成表面凹痕的可能，以提高組件的質(zhì)量。底部的材料積聚在圖1所示的圓中。這個(gè)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(huì)形成內(nèi)部空洞，制品的機(jī)械性能將會(huì)非常差。減少底部的應(yīng)力如果給一個(gè)有負(fù)載的組件， 則底部可能會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。在這一部位如果沒有圓弧， 可能會(huì)產(chǎn)生非常高的應(yīng)力集中（見圖3），通常會(huì)導(dǎo)致組件的斷裂和報(bào)廢。補(bǔ)救措施是建立一個(gè)半徑足夠大的圓?。▓D1），使肋底部建立更好的應(yīng)力分布?！?...alshflrpMfnorsCornerswo11rtxindpdalshflrpMfnors圖3但如果圓弧半徑太大，也會(huì)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。RibbedrockercoverRibbedrockercover圖4在塑料設(shè)計(jì)中，十字結(jié)構(gòu)是最好的，因?yàn)樗軕?yīng)付許多不同的負(fù)荷排列變化（圖 4）。正確設(shè)計(jì)的可承受預(yù)期應(yīng)力的十字結(jié)構(gòu)， 可以確保在整個(gè)制品上的應(yīng)力均勻分布。 在的十字交叉處形成的節(jié)點(diǎn)（圖5）代表材料的積聚，但可以將節(jié)點(diǎn)中心挖空 ，以防止產(chǎn)生問題。還必須注意，不要在6）。交叉處和組件的邊相交的地方形成材料積聚（圖6）。0Nodeaalribinterucl^onsi/aTmustbeimprovedgood0Nodeaalribinterucl^onsi/aTmustbeimprovedgoodRibiuncfonwithEdgeofcomponeni八、公差隱含的成本要素注射成型制品不可能具有機(jī)械加工制品一樣的。 雖然大多數(shù)人都意識(shí)到這一點(diǎn)， 但還是常常被指定到無(wú)法達(dá)到的，或使具成本效益的生產(chǎn)變得不可能。A注射成型一般分為3種質(zhì)量等級(jí)，即一般用途的注射成型、技術(shù)注射成型和高精度注射成型。DIN16901標(biāo)準(zhǔn)指岀，它們是根據(jù)在容許范圍內(nèi) （范圍1和2）注射成型制品的和尺寸來劃分的。一般用途的注射成型要求低水平的質(zhì)量控制，其特點(diǎn)是低的退貨率和快的生產(chǎn)周期。技術(shù)注射成型會(huì)比較昂貴，因?yàn)樗鼘?duì)模具和生產(chǎn)過程有更高的要求，要求頻繁的質(zhì)量檢查，因而增加了退貨率。100%連續(xù)的生產(chǎn)100%連續(xù)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)者在決定注射模具制品的成本方面起了關(guān)鍵作用， 他們必須確定商業(yè)上可行的， 選定的雖然疋,不必盡可能的嚴(yán)格，但必須足夠嚴(yán)格。商業(yè)上可接受的產(chǎn)品一般是， 產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)尺寸的偏差不高疋,于0.25-0.3%，但這還需要與應(yīng)用時(shí)的具體要求相結(jié)合來判斷（圖 1）。loleonce；%loleonce；%deviationfromnarrinaIIdimensicnUnitpriceversustoJerance熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性,定嚴(yán)格的范圍。圖1熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性,定嚴(yán)格的范圍。不需要象具有高剛性、低延展性和低彈性的金屬一樣指影響的因素為了不對(duì)塑料部件制定過分嚴(yán)格的范圍，必須要注意一些影響注射成型制品尺寸準(zhǔn)確性的因素（圖2）。

DimensionalvariationsininjectionrnouldedpflHsresjiifrom：?Iplerance^inmould-making?I^AfEincMinprocqsaing?lo<erdnc?4Lk4tothemouldingimaterial?warpagedu?Iq.mouhlihnnhfttf*fpcits>ninh?04VpaFlgeomelryforenl^rnn/int^mslilressofliVdifferentowHrggn時(shí)?dimehirionfllChange田dueTO：ab4Orp4icnfthermaleJtpangionFactorsinfluencingdimensionalvariations圖2模具制造的必須相對(duì)嚴(yán)格地遵守。設(shè)計(jì)者應(yīng)切記，脫模斜度的重要性在于它能使脫模容易及防翹模具制造的必須相對(duì)嚴(yán)格地遵守。曲（見圖3曲（見圖3）。44）。OsmoMldingtap?r$一個(gè)與相關(guān)的問題是，當(dāng)成型品是由不同材料或不同壁厚制成。模后收縮值與方向和厚度相關(guān)。玻璃增強(qiáng)材料的這一性質(zhì)更明顯。 玻璃纖維的取向性可在水平方向和垂直方向產(chǎn)生具有顯著性差異的收縮，從而導(dǎo)致尺寸不準(zhǔn)確。塑料制品的幾何形狀對(duì)收縮也有影響，進(jìn)而影響到（圖Bar1Z7X12JX3,2mm?rtd的leD曲K3,2iTimc^mralgMoSheBi152K75x3,2nwnend^BtaMqvMjiKfiAMgeJal□i審州楷Lfri^ihWiAhPAML7%1.7%re%PAM Gfl0,1%520.4%0.4%bl%PAM43%Gft0,T%63%0.2%0,5%Shrinkage

如果復(fù)雜的成型加工對(duì)的要求非常嚴(yán)格，必須要獲得模具原型有關(guān)收縮值和翹曲行為的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。生產(chǎn)和使用因?yàn)闊崴苄运芰鲜苁褂脳l件的影響，因而決定它只需要生產(chǎn)還是同時(shí)需要使用非常重要。例如，熱塑性塑料的熱膨脹性可能比金屬的高 10倍（圖5），一些塑料（如尼龍）的吸水性對(duì)制品使用的可靠性產(chǎn)生非常重要的影響。IMMerialPOMThtrmri沖葉迥.時(shí)西赳IMMerialPOMThtrmri沖葉迥.時(shí)西赳15actJiUTC?D八Wmm試？3tD-100口niE?150CThermalexpansion使用半結(jié)晶性塑料時(shí)，必須考慮模后收縮。品在脫模后發(fā)生尺寸變化。脫模后不必馬上進(jìn)行質(zhì)量控制。這種現(xiàn)象主要受注射成型的加工條件影響,可導(dǎo)致制標(biāo)準(zhǔn)指岀，需要在標(biāo)準(zhǔn)氣候條件（ 使用半結(jié)晶性塑料時(shí)，必須考慮模后收縮。品在脫模后發(fā)生尺寸變化。脫模后不必馬上進(jìn)行質(zhì)量控制。這種現(xiàn)象主要受注射成型的加工條件影響,可導(dǎo)致制標(biāo)準(zhǔn)指岀，需要在標(biāo)準(zhǔn)氣候條件（ 23C,50%相對(duì)濕度）下儲(chǔ)存16h后或在適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后才可進(jìn)行質(zhì)量控制。DIN16901建議DIN16901中指定的可作為塑料制品成本有效生產(chǎn)的下限，現(xiàn)代化的注射成型機(jī)器的技術(shù)使我們可以獲得比該標(biāo)準(zhǔn)中指定的數(shù)值更精確的。對(duì)高精度的注射成型，因?yàn)?DIN16901已不再適用，各個(gè)工業(yè)部門已經(jīng)制定岀了各自的表，。在任何時(shí)候，如果需要確定精確的， 一定要與注塑廠或材料供應(yīng)商協(xié)商， 以確定所需是否在技術(shù)上6)。6)。?$?曲4￡吟郭虱llntiharmofMa割嗆hkvAhphAr(?M-thrknk?gevtluuthan?nwrph&usthsrinaplABllca?Rolnrorudihermopl陰tc*sh"nltbydiHerontamouniaIdrgnudirdlly仃nihadirMikvialih?glAU^fibraar亦mi閒*?rid'inIhftr?Riv?f9edirgcttOfi?TrticiwtflliIl'flAd1QsJnlimnrtcs.dtin?n?ionii|virialloniandwarpa^fr?Panandproc condrikinsohtnpifryfdecnivQroleInm仙tuip l0l*r9nCvv?Ttrnperplureflkietii.ntiQn?AMmaiSlL?rD 曲nratuhindim?n百焙nalchangstIhatmustb?tadkfrnintoAccoumh>foperating 鍛ncdaTolerance'relatedfactors

九、壁厚因此可將這些要點(diǎn)提煉為簡(jiǎn)在工程塑料零件的設(shè)計(jì)中， 經(jīng)驗(yàn)表明，有一些設(shè)計(jì)要點(diǎn)要經(jīng)?？紤],因此可將這些要點(diǎn)提煉為簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)指南。這些要點(diǎn)之一就是的設(shè)計(jì)。對(duì)零件質(zhì)量有重要影響。對(duì)特殊零件標(biāo)準(zhǔn)的影響改變一個(gè)零件的，對(duì)以下主要性能將有顯著影響:零件重量在模塑中可得到的流動(dòng)長(zhǎng)度零件的生產(chǎn)周期模塑零件的剛性公差零件質(zhì)量，如表面光潔度、翹曲和空隙流程與的比率在設(shè)計(jì)的最初階段，模腔填充有很大影響。粘度（易于流動(dòng)熔解）殊的模具來測(cè)定流程（圖有必要考慮一下所用材料是否可以得到所要求。如果在注塑工藝中， 要得到流程長(zhǎng)、而薄，在設(shè)計(jì)的最初階段，模腔填充有很大影響。粘度（易于流動(dòng)熔解）殊的模具來測(cè)定流程（圖有必要考慮一下所用材料是否可以得到所要求。如果在注塑工藝中， 要得到流程長(zhǎng)、而薄，是非常必要的。為了深入了解聚合物熔化時(shí)的流動(dòng)性能,1、圖2）。流程與的比率對(duì)注塑工藝中則聚合物應(yīng)具有相當(dāng)?shù)牡腿廴诳梢允褂靡环N特?fù)锨Ａ颗c的函數(shù)關(guān)系Mouldremperaturo?"CM?llC二EEF三HhIV-Mo-dPCT30%GAPET45%GR140Flowbehaviourinaspiralmould撓曲模量與的函數(shù)關(guān)系Mouldremperaturo?"CM?llC二EEF三HhIV-Mo-dPCT30%GAPET45%GR140FlowbehaviourinaspiralmouldSCBO100 120Injectionpr^sfiurQ(MPalFlow 創(chuàng)itiditiflrflnimcllviaizcjiQiex一塊平板的抗撓剛度由材料特有的彈性模數(shù)和該塊版的橫截面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所決定。如果未經(jīng)任何考證就自動(dòng)增加以改進(jìn)塑料制品的剛性,通常會(huì)導(dǎo)致岀現(xiàn)嚴(yán)重問題,對(duì)結(jié)晶材料尤為如此。對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)材料，改變也會(huì)影響玻璃纖維的取向?？拷＞弑诿?，纖維按照流體流動(dòng)方向取向。而在模具壁面橫截面的中央部位，纖維取向混亂，從而導(dǎo)致岀現(xiàn)湍流。圖3圖3對(duì)于玻纖增強(qiáng)塑料，有一個(gè)可精確區(qū)分岀制品剛度的邊界區(qū)， 這個(gè)邊界區(qū)將隨而減少。 這就解釋了為什么當(dāng)增加則撓曲模量將減低（圖 4）。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條（3,2mm所確定的強(qiáng)度值不能直接用來確定，否則將產(chǎn)生偏差，為估計(jì)岀制品的性能，有必要使用安全系數(shù)。loooaloooa2MO'3.Zmm比翡nw9.5mmThickrtis*t?Flexu訶moefuluB曲5functionofwallthickness圖4所以說，如果不考慮后果就增加，將使材料和生產(chǎn)成本增加，而剛性并未有增加。hadGdieGate—?goodCoringAdequatehadGdieGate—?goodCoringAdequate在塑料零件的設(shè)計(jì)中,根據(jù)零件剛性不同,很重要的一點(diǎn)是盡量使這將導(dǎo)致嚴(yán)重的翹曲和在塑料零件的設(shè)計(jì)中,根據(jù)零件剛性不同,很重要的一點(diǎn)是盡量使這將導(dǎo)致嚴(yán)重的翹曲和5）。此舉可防止形Transitionbetweendifferentwallthicknesses是否要增加?增加不僅決定了機(jī)械性能， 還將決定成品的質(zhì)量。均勻。同一種零件的不同可引起零件的不同收縮性，尺寸精度問題（圖6）。為取得均勻的，模制品的厚壁部分應(yīng)設(shè)置模心（圖

成空隙，并減少內(nèi)部壓力，從而使扭曲變形減至最小。零件中形成的空隙和微孔，將使橫截面變窄，內(nèi)應(yīng)力升高，有時(shí)還存在切口效應(yīng)，從而大大降低其機(jī)械性能。Component僧Erpageasaresultofbadlydesignedwallthicknesstransitions十、焊接技術(shù)最佳裝配技術(shù)…第二部分除了在本系列第7除了在本系列第7部分中所描述的裝配技術(shù)外,塑料零件連接中還可以使用許多其他不同的焊接方法。為確保低成本、有效功能設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的早期階段，十分有必要選擇一種適宜的焊接方法,并對(duì)所需連接幾何形狀給予充分考慮。焊接方法的選擇依據(jù)以下對(duì)不用其他裝配零件而永久性聯(lián)結(jié)的塑料零件的裝配可采用焊接方法。焊接方法的選擇依據(jù)以下幾種標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)模塑零件的幾何形狀,所使用的原料，幾種標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)模塑零件的幾何形狀,所使用的原料，成本、總生產(chǎn)周期的綜合因素,裝配部位所要求的機(jī)械性能和外觀質(zhì)量。IHot-loolV'lbfBticn/'SpinlUttraicmicPrinerpleOJto*札IHot-loolV'lbfBticn/'SpinlUttraicmicPrinerpleOJto*札1-3*-lA加-lA加iriEWH鼻紐TM計(jì)"i勺I輸4?*(hucnijMikBnmrtHl*呻-ipmll^rwprwKKdwwk^^噸訓(xùn)衽-Hflhd*flr?4EMonwMHi工urf曲4*prTd■咗fMAhrrtftlh?dIon仰p?m'IV4pN?fpr卄Ting|2中■36刑iZTE，ItafiQi-na^IH^ibOk-m*rhiOdcvob?i?■曰野XMIUmtlAliens=loiithflfwtinUmtlAliens=loiithflfwtin口=lEin亦匕Er?g<|rtv-fOvtf樹'Xnffl mcirtnwn*Iomedbun^UMdpM9-■nw??漳HV■?竹兇1|幀血祁iRkfMwphnof**ir<ifcfrp|p?MiHrttJILUHWIEnnJI**ir<ifcfrp|p?MiHrttJILUHWIEnnJICompAfiitonoFdifferent methods不同焊接方法1）：1）：高溫工具焊接旋轉(zhuǎn)焊接振動(dòng)焊接超聲焊接其他方法有:高頻焊接感應(yīng)焊接

熱氣焊接還有一些新的方法正在開發(fā)中（例如激光焊接），但尚未在工業(yè)中獲得廣泛使用。在所有方法中，都要使用加熱（使塑料表面融化再粘接）和加壓。通常通過接觸或輻射發(fā)熱、內(nèi)部或外部摩擦發(fā)熱，或用電加熱等方式提供熱量。選擇合適方法為得到高質(zhì)量、重復(fù)性好的焊接質(zhì)量， 需要選擇一種合適的焊接方法， 以使焊接參數(shù)最優(yōu)化，并在決定選用某種焊接方法前， 與設(shè)備制造商或確保需要焊接的零件設(shè)計(jì)正確，與所選用的焊接方法相匹配。焊機(jī)制造商不僅要提供標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，還要提供適合各種各樣焊接任務(wù)的特殊焊接設(shè)備。在決定選用某種焊接方法前， 與設(shè)備制造商或樹脂供應(yīng)商進(jìn)行商議探討是十分明智的選擇。但是有時(shí)塑料的焊接性能相當(dāng)不同。 非晶態(tài)聚合所以尼龍等吸水性塑料焊接前需

或焊接前將之放在干燥環(huán)境中。未增強(qiáng)但是有時(shí)塑料的焊接性能相當(dāng)不同。 非晶態(tài)聚合所以尼龍等吸水性塑料焊接前需

或焊接前將之放在干燥環(huán)境中。未增強(qiáng)物和半結(jié)晶聚合物不能焊接在一起。 由于水氣會(huì)影響焊接質(zhì)量，要預(yù)先干燥。為使焊接質(zhì)量最好，尼龍零件最好注塑后立即焊接，在焊接區(qū)域上，由玻璃纖維和穩(wěn)定劑等樹脂添加劑同樣會(huì)影響焊接質(zhì)量。 選擇適宜的工藝參數(shù)和零件設(shè)計(jì),在焊接區(qū)域上，由塑料的焊接裝配件的強(qiáng)度可以和其原料相媲美。 對(duì)于玻璃纖維增強(qiáng)塑料而言，于纖維分離和再取向使得強(qiáng)度減弱，這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)中必須予以考慮。W-2-3TTn-'4卩4 W-2-3TTn-'4卩4 ??環(huán)5TTtiinwahiedpensThickwalledpartsWelddesignforvibrationwelding/hot-toolwelding在圖2和圖在圖2和圖3中所示剖面圖中顯示了正確的基本設(shè)計(jì)。如果對(duì)焊接區(qū)域外觀有特殊審美要求，則需要考慮特殊幾何形狀。

1寧1寧Welddesignforspinwelding圖34）。薄壁零件設(shè)計(jì)時(shí)需要在零件雙方之4）。薄壁零件設(shè)計(jì)時(shí)需要在零件雙方之間加入一個(gè)導(dǎo)槽，這樣，當(dāng)使用一定的焊接壓力時(shí)，零件壁不會(huì)移動(dòng)而偏離預(yù)定位