ProE模流分析教程 第五章 材料性质与塑件设计

发布日期:[10-12-17 18:19:19] 浏览人次:[]

成变形。肉厚较厚的塑件需要较长的冷却时间和较长的保压时间。理论上,塑件射出之冷却时间与肉厚的平方成正比,或者与圆形对象直径的1.6次方成正比。所以粗厚件会延长成形周期时间,降低单位时间所射出塑件的数量,增加每个塑件的制造成本。

  另外,塑料射出成形先天上就会发生收缩,然而,剖面或整个组件的过量收缩或不均匀收缩就会造成翘曲,以致于成形品无法依照设计形状呈现。请参阅图5-10。

            

图5-10  (左边)粗厚件会导致(中间)塑件的收缩和翘曲,

        应该将塑件设计为具有均匀肉厚的(左边)塑件。

  塑件同时具有薄肉区和厚肉区时,充填熔胶倾向于往厚截面部分流动,容易产生竞流效应(race-tracking effect),导致包风(air traps)和缝合线(weld lines),在塑件表面产生瑕疵。假如厚肉区没有充足的保压,就会造成凹痕(sink marks)或气孔(voids),所以应该尽可能设计薄且肉厚均匀的塑件,以缩短成形周期时间,改善塑件尺寸稳定性,和去除塑件之表面瑕疪,塑件肉厚设计通则是:使用肋可以提高塑件的刚性和强度,并且避免厚肉区的结构。塑件尺寸的设计,应将使用塑料之材料性质和负荷类型、使用条件之间的关系列入考虑,也应考虑组件的组合需求。图 5-11 提供一些设计范例的比较。

      

     

    

                                  (not recommended)               (recommended)

图5-11  塑件之设计范例。左边为不良设计,右边是典型的塑件设计。

5-4  肋之设计

  塑件设计之结构完整性的主要考量是:塑件结构强度必须足以抵抗预期负荷。如果藉由增加肉厚以强化结构,有下列的缺点:

    Ÿ塑件重量及成本相对地增加。

    Ÿ加长塑件所需的冷却时间。

    Ÿ增加产生凹痕与气孔的机会。

肋(ribs)是达成所需刚性和强度,并且避免粗厚剖面的有效方法。设计良好的肋,仅仅增加低百分比的重量,就足以提供必要的结构强度。假如还需要更高的刚性,可以缩小肋的间距,以便添加更多的肋。肋的典型用途包括:

    Ÿ盖子、箱子、及需要有良好外观和重量轻的宽大表面。

    Ÿ必须有圆柱形表面之走纸用滚轮和导轨。

    Ÿ齿轮的轴和齿廓。

    Ÿ塑件的支撑与构架。

  肋的厚度、高度和开模斜角是相互关连的。太粗厚的肋会在塑件的另一面造成凹痕;太薄的肋和太大的开模斜角会造成肋的尖端充填困难。肋之各边应有 1°的开模斜角,最小不得低于 1/2°,而且应该将肋两侧之模面精密抛光。开模斜角使得从肋顶部到根部增加肉厚,每一度开模斜角会使一公分高肋的根部增加0.175公厘肉厚。建议根部的最大厚度为塑件肉厚的0.8倍,通常取肉厚的0.5~0.8倍,如图5-12所示。

图5-12  设计肋之截面规范

  将肋设计在开模方向,可以降低模具的加工成本。使用角板(gussets)也可以强化肋的结构,如图5-12所示。使用凸毂(bosses)时,不应该凸毂将连接到平行之塑件壁面,必须和壁面

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