塑胶件结构设计手册培训

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5.0 支柱(Boss)
支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开对象及支撑承托其它零件之用。空心的支柱可以 用来嵌入镶件、收紧螺丝等。这些应用均要有足够强度支持压力而不致于破裂。
支柱尽量不要单独使用，应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用，目的是加强支柱的强度 及使胶料流动更顺畅。此外，因过高的支柱会导致塑料部件成形时困气，所以支柱高度一般是 不会超过支柱直径的两倍半。
最理的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚 有所改变总是无可避免的。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突 然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。
2.1 不同材料的常用壁厚
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2.0 壁厚 [Wall Thickness]
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4.1 拔模角标准 [ Draft Standard ]
注: 以上数据只供参考及以骨底的平面作中性面做出拔模角，如骨底是一个 非平
面的形状时，可选骨项的平面为中性面，但为避免加上拔模角后，骨厚超出比 例出现缩的问题，所以一般以骨顶为中性面时，出模角大概为0.5°~0.8°不等。 此外，如在制造出模角时出现问题，可以用cut代替draft造出拔模角。再者，可以 视乎情况而减少骨厚，作对加上draft angle后骨底数的调教。 (Fig. 4.1.2)
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8.0 六角孔配圆Pin的设计 (紧钉)
在产品设计中，很多时因为功能及安全的问题，在外形上会出现拆件的情况，但亦都因为很 多因素，拆件后的组装会出现外形不相配的情况。所以便需要一些做淮数的定位柱来作外形的配 合。在外形上的定位一般多数以六角形的孔配紧配圆形的塑料柱，因为紧配的关系，所以六角孔 与圆柱之间是不需要虚位和做出模角，而且在六角孔和胶柱项必须加上一些导入角(Fig. 8.0.1~8.0.2)。很多时，六角孔配图柱会用作为胶水柱的装配之用。所以此时便需要使用x`的尺寸 给与六角孔与图柱较多的虚位藏入胶水。
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1.0 选择材料的考虑因素
任何一件工业产品在设计的早期过程中，一定牵涉考虑 选择成形物料。因为在产品生产时、装配时、和完成的时间， 物料有着相互影响的关系。除此之外，品质检定水平、市场 销售情况和价格的厘定等也是需要考虑之列。所以这是无法 使用概括全面的考虑因素而定出一种系统性处理方法来决定 所选择的材料和生产过程是为最理想。
Fig. 3.0.1
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3.0 加强筋 (Ribs)
加强筋一般被放在塑料产品的非接触面，其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的 方向，选择加强筋的位置亦受制于一些生产上的考虑，如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的 长度可与产品的长度一致，两端相接产品的外壁，或只占据产品部份的长度，用以局部增加产 品某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话，未端部份亦不应突然终止，应该渐次地 将高度减低，直至完结，从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题，这些问题经常发生在 排气不足或封闭的位置上。而且因为缩水的问题，筋骨的厚度不能大过平均壁厚的厚度。
多数应用于一些因要接受drop test(跌落测试)而拆件的地方。
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1.1 不同材料的特性
3. PV
• 用途:
软喉管、硬喉管、软板、硬板、电线、玩具
• 特性:
柔软、坚韧而有人物），或一些需要避震或吸震的地方。
4. POM
• 用途:
机械零件、齿轮、摃杆、家电外壳
塑料件设计系列-
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目录
• 1.0 选择材料的考虑因素 • 2.0 壁厚 [Wall Thickness] • 3.0 加强筋 (Ribs) • 4.0 出模角 [Draft Angle] • 4.1 拔模角标准 [ Draft Standard ] • 5.0 支柱(Boss) • 6.0 支柱套 (Boss holder) • 7.0 虚位定义 • 8.0 六角孔配圆Pin的设计 (紧钉) • 9.0 六角nut的装配方法 • 10.0 扣位 • 11.0 超音波焊接技术 (Ultrasonic
1. 出模角的大少是没有一定的淮则，多数是依照 产品的深度来决定。
2. 一般的出模角为0.5°~1.0°。 3. 在深入或附有织纹的产品上，出模角的要求是 视乎织纹的深度而相应增加，一般为2°~3°。
4. 一般的晒纹版上已清楚例出可供作参考之用 的要求出模角。(Fig. 4.0.1)
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4.1 拔模角标准 [ Draft Standard ]
• 特性:
耐磨、坚硬但脆弱，损坏时容易有利边出现(Fig. 1.1.6)。
• 设计上的应用:
多数用于胶齿轮、滑轮、一些需要传动，承受大扭力或应力的地方。
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1.1 不同材料的特性
5. Nylon （尼龙） • 用途: 齿轮、滑轮 • 特性: 坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。 • 设计上的应用: 因为精准度比较难控制，所以大多用于一些模数较大的齿轮。 6. Kraton （克拉通） 用途: 摩打垫 特性: 柔软，有弹性，韧度高，延伸性强。 设计上的应用: 多数作为摩打垫，吸收摩打震动，减低噪音。
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6.0 支柱套 (Boss holder)
如成品是以支柱收紧螺丝的时侯，在成品的上壳身必须要有支柱套来作定位之用。跟据一 般的安全规格标准，螺丝头必须收藏于不能触摸的位置，所以高度必须有2.5mm或以上。以及， 因为加上支柱套后会有Shape edge（形状边缘）的关系，所以在每一个支柱套上壳收螺丝的地 方，必须加上R1.0或以上的round fillet（圆形圆角）。
加强支柱的强度的方法(尤其是远离外壁的支柱)，除了可使用加强筋外，加强块的使用亦 十分常见。
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5.0 支柱(Boss)
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5.0 支柱(Boss)
注: 为免在扭上螺丝时出现打滑的情况，支柱的出模角一般会以支柱顶部的平 面为中性面，而且角度一般为0.5º~1.0º。如支柱的高度超过15.0mm的时候，为加强支柱的 强度，可在支柱连上些加强筋，作结构加强之用。如支柱需要穿过PCB（线路板）的时候，同样 在支柱连上些加强筋，而且在加强筋的顶部设计成平台形式，此可作承托PCB之用，而平台的平 面与丝筒项的平面必须要有2.0 ~ 3.0mm。(Fig. 5.0.4)
0.5°~1.0° 0.5°~1.0°
0.5° 0.5° 0.5°
x≦5mm
1.0°
5＜x≦10mm
1.0°
10＜x≦15mm 1.0°
3mm
2.1mm 15＜x≦20mm
1.0°
20＜x≦25mm 0.5°~1.0°
25＜x≦30mm 0.5°~1.0°
30＜x≦35mm 0.5°~0.8° 35＜x≦40mm 0.5°~0.8°
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1.1 不同材料的特性
Table 1.1.1 一般胶料的特性与用途
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1.1 不同材料的特性
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2.0 壁厚 [Wall Thickness]
壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其它零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部 份的多少以及选用的塑料材料而定。一般的热塑性塑料的壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来 看，过厚的产品设计不但增加物料成本，延长生产周期(冷却时间)，增加生产成本。从产品设计 角度来看，过厚的产品增加引至产生空穴(气孔)的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。
为方便生产装配时的导入，所以在每一个支柱套的底部都可以不多不少的加上Chamfer（倒 角）作导入之用。而且因为定位的关系，在支柱套底部必须要有至少1.0mm的深度来收藏支柱。
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7.0 虚位定义
在产品生产设计时，给与零件与零件之间虚位是一件不可缺少及非常重 要的事情。随着产品的大小，零件形状的不同及功能，给与虚位的数值也应 相应改变。
因注塑件冷却收缩后多附在凸模上，为使产品壁厚平均及防止产品在 开模后附在较热的凹模上，出模角对应于凹模及凸模是应该相等的。不过， 在特殊情况下若然要求产品于开模后附在凹模的话，可将相接凹模部份的 出模角尽量减少，或刻意在凹模加上适量的倒扣位。
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4.0 出模角 [Draft Angle]
出模角的大小是没有一定的准则，多数是凭经验和依照产品的深度来决定。此 外，成型的方式，壁厚和塑料的选择也在考虑之列。一般来说，高度抛光的外壁可 使用 1/8 度或 1/4 度的出模角。深入或附有织纹的产品要求出模角作相应增加，习 惯上每0.025mm深的织纹,便需要额外1度的出模角。此外，当产品需要长而深的肋 骨较少的出模角时，顶针的设计须有特别的处理。
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1.1 不同材料的特性
1. ABS • 用途: 玩具、机壳、日常用品
• 特性: 坚硬、不易碎、可涂胶水，但损坏时可能有利边出现
设计上的应用: 多数应用于玩具外壳或不用受力的零件。
2. PP • 用途: 玩具、日常用品、包装胶袋、瓶子
• 特性: 有弹性、韧度强、延伸性大、但不可涂胶水。
• 设计上的应用:
1. ABS 一般最先选择的材料，壁厚通常为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm，视乎产品的大小和功能而 定。 2. PP 因为比较软，而且基于缩水的问题，所以不能太厚，一般为1, 1.2, 1.5mm。 3. PVC 因为多用由于figure(外形)上和多是实心，所以限制不大。 4. POM 一般为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm视乎产品大小而定。 5. Nylon 因为缩水率比较高，所以平均料厚和筋骨的比例可比较少。 6. Kraton 因为多数用作摩打垫或不外露件，所以限制不大。
Wall thickness
Rib thickness
平均料厚
骨厚
Height of Rib (x)
加强筋高度
Draft Angle 拔模角
x≦5mm 1.0°~1.5°
1.5mm