塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1、塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)導(dǎo)論產(chǎn)品設(shè)計(jì)是利用材料，經(jīng)設(shè)計(jì)成為新創(chuàng)的外形或結(jié)構(gòu)，以制成指定作用或目的的產(chǎn)品。其所須具備之條件為：1. 在功能上：要能符合使用者的需求。2. 在使用操作上：要能符合使用者的習(xí)慣與身份。3. 在外型上：要能合乎簡(jiǎn)單的制造原則并滿足使用者的喜好。4. 材料應(yīng)用與加工方法上：要合乎經(jīng)濟(jì)與合理的原則，并能求得最適化而降低成本。 即任何一新產(chǎn)品，從構(gòu)思到生產(chǎn)，對(duì)一公司而言，其考量前題為以下所列各項(xiàng)： 將來(lái)性：公司未來(lái)發(fā)展領(lǐng)域的配合，成長(zhǎng)性。 技術(shù)性：與該公司現(xiàn)有技術(shù)之關(guān)系，原料設(shè)備獲得之難易及技術(shù)上成功的可能性。 領(lǐng)先性：是否可申請(qǐng)或抵觸專利及制品是否具獨(dú)特性。 銷售可能性：產(chǎn)品的展望，推

2、出市場(chǎng)之難易，銷售網(wǎng)的建立及有無(wú)商品特征等可能性。 經(jīng)濟(jì)性：研究經(jīng)費(fèi)人員的多寡，開(kāi)發(fā)期間的長(zhǎng)短，設(shè)備投資額之獲得及獲利率的大小。 其它如材料之選擇、加工方式、模具的設(shè)計(jì)、二次加工方式及安全規(guī)范、法令等，皆須詳加 考慮。通常塑料新制品產(chǎn)生的方式可分為三種：1. 再設(shè)計(jì) (redesign) ：就是將現(xiàn)有產(chǎn)品的部分，做一些改變或修飾，使成為更具價(jià)值與流 行的新產(chǎn)品?，F(xiàn)今市場(chǎng)上約莫80，屬于此類。2. 組合 (combination) ：結(jié)合兩種以上不同功能，發(fā)展而成之新制品。例如 PC 制成的潛水 鏡再貼上防霧膜，而成為價(jià)值更高的新產(chǎn)品。此類新產(chǎn)品約占10。3. 創(chuàng)新 (innovation) ：

3、剩下的 10即為發(fā)明前所未有之新制品，此類產(chǎn)品由于須花費(fèi)較長(zhǎng) 的時(shí)間在宣傳及消費(fèi)者的接受性上，所以通常這方面之設(shè)計(jì)比例較低。塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)者與其它設(shè)計(jì)者最大的不同是， 前者必須詳加考慮塑料之各種物性， 尤其是環(huán) 境變化對(duì)物性之影響及在長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載下對(duì)產(chǎn)品之影響。通常，塑料之物性數(shù)據(jù)是在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下，依照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法(ASTM)而測(cè)得。而所設(shè)計(jì)的塑料產(chǎn)品并不會(huì)正如測(cè)試樣品在同樣條件下成形或被加應(yīng)力。其它如： 肉厚及形狀。 所加負(fù)載之速率及時(shí)間長(zhǎng)短。 玻纖之排列方向。 縫合線。 表面缺陷。 成形參數(shù)。 以上這些；都會(huì)影響到塑料產(chǎn)品之強(qiáng)度及韌性。 設(shè)計(jì)者亦須考慮到溫度，濕度，陽(yáng)光(紫外線)，化學(xué)藥

4、劑等之影響。所以了解其產(chǎn)品的最終目的而探討相關(guān)的物性是非常重要的。下表2-1 為一標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)檢查表 (design checklist) 。設(shè)tt鞍査叢產(chǎn)品名, 占司代號(hào)摩品功能操fF縣件正當(dāng)最大最少備作過(guò)屢壽命（小時(shí)）惡 R 籍）_負(fù)載時(shí)間 開(kāi)始 描鬼 _其他學(xué)廈境因索化愛(ài)品 澳氣 揺灤撫作之周遙溫度 曰如討 ，俺法直時(shí)乩設(shè)計(jì)嫌件妄全園黑堤大型折量尺寸公差趣方法憲咸酸飾 代理翻碼檢駛E,功龍淚U詼 化其他（任何有鹹了粹產(chǎn)品之甫息貳章豆】2-2 原型之設(shè)計(jì)為了能將實(shí)物從設(shè)計(jì)的階段到真正的商品化，我們通常是建一原型而加以測(cè)試并修正。最好的方法是盡可能的將原型與將商品化制造的加工方式相近。大部份的

5、工程塑料產(chǎn) 品是由射出成型所制出，所以原模必須為一單模穴原型模具所制得。以下將討論各種 制造原型之方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。2-2-1 機(jī)械加工圓桿或平板、塊法（machi ning from rod or slab stock）此法是當(dāng)所允許的設(shè)計(jì)時(shí)間非常短及只須少量的原型和物體的形狀非常簡(jiǎn)單的時(shí)候， 我們可將其經(jīng)機(jī)械加工而得。這樣不僅能幫助發(fā)展至固定的設(shè)計(jì)，亦能做為有限度的 測(cè)試結(jié)果條件；但千萬(wàn)不能將其做為最后商品化的標(biāo)準(zhǔn)，其原因如下：2其物性如強(qiáng)度，韌性及伸長(zhǎng)量可能會(huì)小于真正的成形品，因?yàn)闄C(jī)械加工會(huì)在原模上留下痕跡。2強(qiáng)度及韌性可能會(huì)高于成形品，因?yàn)閳A桿或平板塊具較高的結(jié)晶度。2若是加了玻纖的產(chǎn)品

6、，則玻纖的方向性影響會(huì)誤導(dǎo)了結(jié)果。2成形品的特性如頂出針痕，澆口痕及不定形的表面結(jié)構(gòu)將不會(huì)出現(xiàn)在原型上。2無(wú)法探討縫合線及接合線之影響。2由于內(nèi)應(yīng)力之不同，尺寸穩(wěn)定性會(huì)被誤導(dǎo)。2在圓桿或平板，塊的中間常有包氣現(xiàn)象，以致減少了其強(qiáng)度。同理在成形品的較厚肉處亦有此現(xiàn)象，而無(wú)法做一致的評(píng)估。2只有少數(shù)的圓桿或平板，塊材料可供選擇。2-2-2 鑄模法 (die casting tool)通常我們能夠修正射出成形的原型，如果具有鑄模模具的話。利用此鑄模模具可減少 對(duì)制造原型工具的須要及以低成本提供所須的前測(cè)試。然而，此法也許也無(wú)甚助益， 因?yàn)樵瓉?lái)的模具可能是為金屬鑄模而設(shè)，而非塑料。所以，外壁及肋將不會(huì)

7、最適化； 澆口通常會(huì)過(guò)大及位置不合；并且無(wú) 法有效的冷卻塑料產(chǎn)品，造成質(zhì)量具甚大的相異性。2-2-3 原型模具法 (protoype tool)特別是對(duì)塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言，利用便宜的鋁，黃銅或是鈹銅合金制成原型是個(gè)不錯(cuò)的 方法。因?yàn)榛镜挠嵪⑷缡湛s度，玻纖方向性及澆口位置皆可得之。但由于此模具只 能承受有限度的射壓，所以無(wú)法正確的估算出成形周期(cycle time) ，而且模具冷卻性被限制，甚至不存在?？墒?，在另一方面而言，其好處為此形式能夠有效的提供樣品做最終的目的測(cè)試及快速的修正外 形尺寸。2-2-4 生產(chǎn)試模法 (preproduction tool)對(duì)設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展及產(chǎn)品的準(zhǔn)確性而言，

8、最好的方法是制造鋼鐵試模。它可以為單模 穴模具或以多模穴模具為體的單模穴模具。此模穴已經(jīng)機(jī)械加工完成，只是未做硬化 處理，所以仍可做一些修正。其好處為它具有與生產(chǎn)模具相同之冷卻效果，收縮與翹 曲可被探得；還有因?yàn)榫哂羞m當(dāng)?shù)捻敵銮?，模具能夠如生產(chǎn)線般的循環(huán)，于是能夠探得其周期。當(dāng)然，最重要的是這些樣 品能夠如最終產(chǎn)品般的做強(qiáng)度，抗沖擊，磨耗及其它物性等之測(cè)試。以上各法都是為了能在正式大量商品化前，做最低成本及最有效的預(yù)估分析。當(dāng)然， 我們不能本末倒置，忘記了最終產(chǎn)品的真正須求。最好是寫(xiě)下一標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品所須表，如 功能，外觀，可容許的公差等，做個(gè)最完美的設(shè)計(jì)者。2-3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)雖然塑料之產(chǎn)品設(shè)計(jì)非常復(fù)

9、雜，但總有一些基本之原理方法來(lái)減少一些成形上及產(chǎn)品 功能上所發(fā)生的問(wèn)題。以下所探討的是在設(shè)計(jì)上所須注意的基本細(xì)節(jié)，俾能在未來(lái)更 復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)上有所助益。2-3-1 壁厚 (wall thickness)通常產(chǎn)品必須具均勻的壁厚，如果變化不可避免，則利用轉(zhuǎn)換區(qū)的方法來(lái)防止突然的 遽變?nèi)鐖D 2-1 ，且澆口位于較厚處以防止充填不滿。刖用轉(zhuǎn)廉N的方眩宋強(qiáng)書(shū)張廉肋23飆段ft僅a不均勻的壁厚會(huì)造成嚴(yán)重的翹曲及尺寸控制的問(wèn)題。如果產(chǎn)品須要較高的強(qiáng)度，從成 本的觀點(diǎn)上來(lái)看，用肋(ribs)比增加壁厚要好的多。但如果產(chǎn)品須要好的外觀表面時(shí),則因凹陷痕(sink marks)會(huì)在表面上產(chǎn)生，故須避免之。若非

10、得用肋不可時(shí)：則應(yīng)盡 量讓凹陷痕出現(xiàn)在肋的另一面或較不顯眼處。圖2-2與2-3為使壁厚均勻的一些方法圖2-2乃利用肋及浮凸物(boss)，圖2-3則為利用鑄空法(cornig)使設(shè)計(jì)更好。表2-2為一般總之，一般的原則就是能夠利用最少的壁厚，完成最終產(chǎn)品所須具備的功能。熱塑性樹(shù)脂制品之厚度表，表2-3則為熱固性塑料制品之厚度表。表2Y 熱塑性劉腰品障度之建譙（M© :英年】熱邂性齊關(guān)POMD5ABS0.030厘克力0.025樹(shù)推索樹(shù)脂0*0鮎轍弗龍0.0Q尼龍PC0.040LDKE0.024HOPE0.035EVA0.020PP0,015PSO0.040PPO/PS0心。PS0*03

11、0SAN0,030pvc （硬覧）omovu0心$SURLYN0.025（瞬子聚合踱110,062a. izs,0,Q900< 12S0.0930. 2500.0?$Q> 1«?0.G3So.soo0.0620*2S0.0930.3750.0620.2500.0620.2500.062o.oso0< JOOOU 000.3750. OAO0.3750, 0620,2$00,062氛2$00.0930-3750. $00u$oo0.0620.7509E 2-3然闔烘趙藉餐品尺廈之燻31 ( Vtt :英對(duì))小幫件那廈-0科屢大番件廉廉大夙嗖0.0500.0620.12

12、5QU87 £ 1.00Q0.0620U2S0.1870.170.3750.1250,1250U370.2001.0000.0400.0930.1250-18? £0*5000.0400- I2S0U670-187 £ 0-357尿索及燙*明樹(shù)阿玻理摒充0.0500. 1250.125U.1250.1870* 0400.0930-1870.187 £0.3752-3-2 半徑（radii）切莫將產(chǎn)品設(shè)計(jì)成具尖銳的邊角，因?yàn)槠淇毯?notch)狀會(huì)造成應(yīng)力集中，以致減少了產(chǎn)品之抗沖擊力。為了保證設(shè)計(jì)在安全的應(yīng)力范圍內(nèi)，我們須計(jì)算每個(gè)邊角的應(yīng)力集中因子。女口

13、圖2-4為懸桁(cantilever)的情形下，應(yīng)力集中因子對(duì)半徑/壁厚之圖。為了增加邊角的強(qiáng)度及增進(jìn)充模的能力，半徑必須在壁厚的25%到75%之間，通常為50%,如圖2-5所示。«2-5 垮的出列半餐設(shè)計(jì)2-3-3 傾斜角(draft angle)為了使產(chǎn)品能夠輕易的從模具內(nèi)頂出，外壁必須設(shè)計(jì)成具傾斜的斜角，如圖2-6所示。通常每一英寸，0.5度的傾斜角是達(dá)成有效結(jié)果所能容許之最小值。一般而言每一英寸1度是標(biāo)準(zhǔn)的做法。如果產(chǎn)品的深度須要增加，通常每增加0.001英寸之深度，須要增加1度額外之傾斜角。2-3-4 肋及角板(gussets)肋及角板能夠有效的增加產(chǎn)品之剛性與強(qiáng)度。適當(dāng)?shù)?/p>

14、利用肋與角板不僅能夠節(jié)省材料，減輕重量及減短成形周期，更能消除如厚橫切面所造成的成形問(wèn)題。設(shè)計(jì)肋及角板時(shí)，我們有一些基本之原則必須遵守，如圖 2-7與圖2-8。墳U壁厚b Q.6 0*75®c -3a (著鈾良拓之鰹廈+則上福外的助)</- O,25o ( 4TS )/工毎暹1(少號(hào)“時(shí)角M2-7 «*rj 肋般 Std 2e 0*60.7a/=*< 2aW2-8 標(biāo)嚼的靂板段it與壁厚比較，如果肋或角板太厚的話，則可預(yù)期的會(huì)產(chǎn)生凹陷痕，包氣、翹曲、縫合線(造成內(nèi)應(yīng)力)及較長(zhǎng)的成形周期。肋之形狀最好設(shè)計(jì)成如圖2-2所示，乃因用窄形之肋骨以代替大而厚之肋骨，可減少

15、塑料之消耗。并且肋及角板必須被置于能夠方便流動(dòng)的位置，如此才能夠幫助產(chǎn)品的充填猶如內(nèi)流道之作用。否則，常會(huì)造成最后產(chǎn)品有燒焦之痕跡及包氣等問(wèn)題。注：角板乃是用作于邊緣的支架，以提高強(qiáng)度。2-3-5 浮凸物(bosses)浮凸物之目的是用來(lái)連接組合螺絲釘、導(dǎo)銷、栓或迫緊(force-fits)等作用。設(shè)計(jì)浮凸物的最重要原則為避免其無(wú)支撐物，并盡量讓其與外壁或肋相連如圖2-9所示：一般而言，肋外徑須為圓孔直徑的 2至2.5倍，以保證有足夠之強(qiáng)度。ZZ22L92-3 蟻建之萍檔物&計(jì)如果肋本身即與外壁間隔相當(dāng)遠(yuǎn)，則最好加上角板如圖2-10所示。圖2-11 及圖2-12 為肋靠近外壁及遠(yuǎn)離外壁

16、時(shí)，浮凸物之設(shè)計(jì)urf于堡厚X浮凸鞫序部臉孔之直輕 尸站|浮|£謝之曲岀；）3ae - 0.9dt=jdocfiXe護(hù)耀斜角毎邊華 仙£占訊勒之序部| 口左弘儲(chǔ)角舉加冃融曲柜之13冊(cè)H 2-11期津近外蚩時(shí) ' 浮凸暢之設(shè)計(jì)"Wron阿戸d=3a蚱湘角想還応*0L冋邊前外廿1 円.葫4坤1 上鍛勺gStXo 豈“（融洌翊ICHM2刪外磐卜曾凸韌化證計(jì)圖2-13為浮凸物設(shè)計(jì)之范例:i = 0.6T i 工 0.4 丁 M 2-13 浮凸t?之盤(pán)計(jì)絕例2-3-6 孔洞及鑄空(holes & coring)在塑物上開(kāi)孔洞或切口可使其和其它零件組合以達(dá)成更

17、多之功能及更具吸引力。圖2-14為孔洞的一般類型。半全穿孔洞比半孔洞易于加工，因?yàn)榍罢咧┛卒N可在兩端尋得支撐，而后者由于只有一端獲得支撐，易被熔融之塑流進(jìn)入模穴時(shí)，使穿孔銷偏心而造成誤差。所以，一般半穿孔之深度以不超過(guò)穿孔銷直徑兩倍為原則。若要加深半穿孔洞之深度則可用層次孔洞如圖2-15所示。由于塑流常會(huì)在穿孔針旁形成縫合線之故，我們可以將其先做成凹痕或小凹洞，成形后再以鉆孔針予以鉆孔，如此可防止縫合線造成之強(qiáng)度減少亦可降低模具成本如圖2-16所示。 2-T6彌五 2-17 孔櫥之嗓拳盤(pán)尹于成型大多數(shù)之熱塑性塑料時(shí)，在洞壁和塑物外壁間之寬度至少要和孔洞之直徑相等及孔洞 與孔洞內(nèi)壁間之厚度至少

18、要和孔洞之直徑相等如圖2-17所示。力if.慮対霍AC AZ>恕尺少0-005.之弧度F- 2A1/6，否則模制后會(huì)膨脹如圖2-18所若為半孔洞，則其底部之壁厚至少須為其孔洞直徑的 示。nA :樓製嗣2-3-7 螺紋(threads)與嵌入物(inserts)避免了利用機(jī)械加工之麻煩。設(shè)計(jì)內(nèi)，外螺紋不管是外螺紋或內(nèi)螺紋，皆可在模具內(nèi)成型,時(shí)，其基本規(guī)格設(shè)計(jì)須如圖2-19所示。外tit放旅型 A>BA(b)陸B(tài)。若是外螺,B± A。2-20。內(nèi)螺紋底部未螺紋化的直徑必須等于或小于螺紋的最小直徑如圖 2-19(a)， 紋，則其底部未螺紋化的直徑必須等于或大于螺紋的最大值徑如圖

19、 2-19(b) 成型螺紋必須避免具有如羽毛般的邊，以免造成應(yīng)力集中，使該區(qū)域強(qiáng)度變?nèi)跞鐖D僅不it 2>tl 內(nèi)外tfl枚之砂#呼比段用于塑料品的金屬嵌入物，通常用以承擔(dān)產(chǎn)品被磨損、撕裂的力量或用以與電氣相連及裝飾 用。嵌入物之類型有兩種，一種為成型前模內(nèi)插入物，另一種為成型后插入物。前者具中等 或極粗的刻痕以提供足夠的力量防止滑動(dòng)，后者可螺紋化或是藉由熱，超音波的方法來(lái)裝置。通常模制嵌入物時(shí)，我們須考慮以下幾個(gè)因素：2 插入物須能提供所需要的機(jī)械強(qiáng)度。2 在所有的塑料中，塑模的嵌入物須不具撓性。2固定的壁厚必須圍繞嵌入物之四周，以防止塑料冷卻時(shí)發(fā)生裂化。2當(dāng)插入物嵌入塑物中后，可能須要

20、再修飾，二次加工等耗費(fèi)金錢(qián)的步驟。嵌入物必須與塑模打開(kāi)或關(guān)閉的移動(dòng)方向平行。因?yàn)橹苯腔蛐苯侵迦胛镌谀Ｖ茣r(shí)是非常困難 且 費(fèi) 成 本 的 如 圖 2-21所 示93劣«2-21 舐入拔不闔方也之氏戦不管是陰或陽(yáng)之嵌入物，皆須要有一肩座，以防止塑料化合物流入螺紋中如圖2-22所示,（a）不具肩座嵌入物，須避免之。（b）為單一圭寸合肩座。（c）雙圭寸合肩座，此種最理想，但成本較高。W2tt 隕，塔炭入棚伺極之比兢猶如孔洞設(shè)計(jì)的位置一樣， 插入物的位置設(shè)計(jì)方法與其大同小異。設(shè)計(jì)插入物時(shí)除考慮機(jī)械應(yīng)力外，由于嵌入物本身之高熱膨脹系數(shù)，造成塑物之熱應(yīng)力亦須考慮。所以當(dāng)塑物冷卻時(shí)， 塑料會(huì)比金屬

21、收縮的還多， 造成應(yīng)力集中以致?tīng)柡蟛迦胛镏茉恺斄?。預(yù)防的方法是，提供足夠之塑料于插入物的四周或是增加嵌入物與外壁之距離。表2-4為一些常用的塑料于嵌入物四周所須之最小厚度以避免龜裂。疑2對(duì)不同直塩se入粉型桂，所須之最小壁厚(英吋)直疑 1)塑穆材料U2S 250*37S.500>7S0IMA8S US 37$.500Z5Gh OQAcclul062* 125asr,37S壓克力.093倚,&7-J50.J7S.SOO 3特.S00.750】gEVA.00不考虐不考暄不考盧不考應(yīng)F，F(xiàn) - ?* < ttuoro4rb«a)不考直不考庖不考慮不脅庖Nylon,11

22、5.?».S00.754K«ryhnL»4i (Kd PPQ)IZ5八酣-2$0-375.SOO*T50PC1爲(wèi) 3陽(yáng)moHDPE<H.D-SOO.7501.00PoblwW* rne?7S0l<00PS Pol ywl foar輻好不要有嵌入桶Surlyn ( lohomer ).on12J U；.沙0.312Ph<Acl it G* P，.093,)5607JU34Jphenol ic Cnedtvn) impJCl )-07*.156.203 Ml.312.06?>1ZSH0t M 7.1*1Urea??；肘2.343M* t«

23、;mjDC商31岸.30EPW心0.OJ0 0“0MmoAlXyd” )47.30375|)i*tlyl phlhkhtr皿 0(premix；.03125.H0r U7.zso2租2-3-8 尺寸公差(dimensional toleranee)大部分的塑料成形品皆能維持相當(dāng)緊密之尺寸公差，除了高收縮性的材料之外如PE, PP, Nylon，POM EVA及軟質(zhì)PVC其收縮率達(dá)到2%至3%,而一般熱塑性制品的商業(yè)許可公差 為土 0.5 %。所以對(duì)于這些高收縮性材料必須指定較大之容許公差方行，因?yàn)槠涑叽绻詈?難藉模具設(shè)計(jì)予以補(bǔ)救。產(chǎn)品設(shè)計(jì)者在選定尺寸公差時(shí)要考慮使用之塑料材料、產(chǎn)品形狀及將來(lái)

24、之使用條件等。隨著公差的嚴(yán)格要求，其制造加工精度與模具價(jià)格亦相對(duì)提高，所以產(chǎn)品設(shè)計(jì)者于圖面上記入公差時(shí)，要審慎的設(shè)定適用于此公差的使用條件。因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)者所設(shè)定之總公差應(yīng)該包含了使用條件和環(huán) 境條件下的尺寸變化。塑料成形品除了尺寸公差以外，對(duì)于一些精密成形更須考慮形狀公差，因?yàn)闈部诘姆N類和位置或是模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)之決定，皆須根據(jù)這些資料來(lái)設(shè)計(jì)之。2-4模具設(shè)計(jì)適切的射出成型模具設(shè)計(jì)乃為制造成功的塑料產(chǎn)品的先決條件。因?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)的好壞 不僅影響到產(chǎn)品之質(zhì)量，產(chǎn)能，操作難易，更直接關(guān)系到整個(gè)成本結(jié)構(gòu)。所以，以下 我們將就模具各個(gè)重要構(gòu)造，予以探討。2-4-1 澆道襯套及其拉出機(jī)構(gòu) (sprue

25、bush ings & sprue pullers)澆道襯套乃連接射出成型機(jī)的噴嘴及模具的流道系統(tǒng)之機(jī)構(gòu)。理想的澆道應(yīng)該愈短愈 好以減少材料的浪費(fèi)及縮短成型周期。為了確保澆道與襯套能夠完全分離，襯套內(nèi)部 必須非常光滑及予以弧度化，并且使用有效性的拉出機(jī)構(gòu)，如圖2-23為常見(jiàn)的澆道(冷料)拉出機(jī)構(gòu)之三種設(shè)計(jì)：(a)tb)(c)溝權(quán)型fflM®Z型 2-23 高JI之聰忑(冷科拉出凰構(gòu)(a) 溝槽型：此乃在澆道的側(cè)壁開(kāi)設(shè)幾個(gè)溝槽，以便塑料冷凝時(shí)，能留住冷料。此結(jié) 構(gòu)中亦采用澆道頂桿將冷料從冷料井中頂出，此時(shí)澆道頂桿直接切過(guò)槽里之塑料，使 之仍留在槽溝里，在下一次注射周期里，注入之

26、熔融塑料又與槽溝內(nèi)之冷料融合在一 起。(b) 倒錐型：倒錐面之冷料井是最簡(jiǎn)單之澆道拉出設(shè)計(jì)。其錐型冷料井之小端朝注口 套，大端則順冷料之拉出方向構(gòu)成凹槽。澆道頂桿，其結(jié)構(gòu)與頂出機(jī)構(gòu)的頂桿相同， 位于冷料井之后方，以便在進(jìn)行頂出時(shí)，冷料井之冷料與注口和流道的冷料一起被頂 出。(c) Z型：此結(jié)構(gòu)中，澆道頂桿之頭部被加工成Z型狀，在模具打開(kāi)時(shí)能把冷料鉤住,隨頂出行程而向前移動(dòng)再把尾料頂出。2-4-2 傳統(tǒng)之模具(conventional molds) 2-4-2-1 流道(runner)之形狀流道是傳動(dòng)塑料從澆道到澆口的系統(tǒng)。流道應(yīng)該具有最大之橫切面積及最小的周長(zhǎng)，亦即具高的體積對(duì)表面積比， 或截

27、面積對(duì)圓周長(zhǎng)比值。 如此的流道方可使熱散失， 壓力降的變化減 到最少及預(yù)防塑料在流道內(nèi)過(guò)早固化。所以圓形與正方形截面之流道結(jié)構(gòu)最好，而半圓形和梯形的截面則稍差，六角形則介于其中間，如圖 2-24所示。何uw蔽迢冏梯聆說(shuō)道M傾礙克同典角形謊道2-24楓和I遼灑創(chuàng)娥(a) 圓形流道：此為最具效益性的流道，但成本也最高，因?yàn)榱鞯理毐磺谐蓛砂?，各在模?的一方，精確度之要求非常高。(b) 梯形流道：由于正方形截面之流道非常難脫模， 所以將兩面傾斜25度而成梯形流道，此流道較便宜而仍能發(fā)揮有效的塑流傳送，通常將其深度與梯形底部之長(zhǎng)相等， 以保有最大之體積對(duì)表面積比。(c) 半圓形流道：此種流道通常不建議

28、采用，因?yàn)槠潴w積對(duì)表面積之比值最小。只有對(duì)于復(fù)雜分型面之模具而言，因?yàn)槟＞咧畠蛇厹?zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)有困難，方采用之。(d) 六角形流道：它是由在分型面上，連接兩個(gè)梯形而成。由模具制造者之觀點(diǎn)來(lái)看：由于比構(gòu)成圓形流動(dòng)的兩個(gè)半圓邊配合要容易，其特別適用于直徑小于1/8英寸的流道。由于塑流經(jīng)過(guò)流道時(shí)與模穴的冷表面接觸，塑料溫度會(huì)迅速降低而逐漸凝固， 如此外圍便起了絕熱作用而保持了流道內(nèi)中心部分塑料的高溫。所以澆口位于流道中心在線的全圓形流道和六角形流道，對(duì)射出成形而言，最具效益性。但在多層模具里，由于機(jī)械之頂出較為困難， 一般采用梯形或改良自梯形的U形流道。2-4-2-2 流道之尺寸在決定流道之尺寸時(shí)，應(yīng)考慮

29、下列這些因素如：塑件之體積、壁厚與流動(dòng)長(zhǎng)度、流道之長(zhǎng)度及冷卻，機(jī)臺(tái)的容量能力，澆口大小及成形周期等。由于流道之橫截面積應(yīng)大到足以讓熔融塑料在流道內(nèi)凝固定之前進(jìn)入模穴，并可進(jìn)行保壓以補(bǔ)償塑料之收縮。一般而言，流道之直徑在0.1875至0.375英寸(10mm)之間。除了硬質(zhì) PVC與丙烯酸類塑料例外，可用到直徑達(dá) 13mml的流道，因?yàn)槠漯ざ容^高。但流道之橫截面積也不應(yīng)該太大，以免增長(zhǎng)了成形周期。所以，在理論上，主流道的橫截面積應(yīng)該等于或超過(guò)支流道橫截面積之總和，可達(dá)流道尺寸之最適化?，F(xiàn)在，我們也可以利用計(jì)算機(jī)模具塑流模擬分析的方法算得最佳的流道尺寸?？傊?，流道須大到能夠使壓力流失減到最少，小到

30、使塑料產(chǎn)生剪切熱以助其流動(dòng)。在這兩者間求得一折衷。2-4-2-3 流道之布局(runner layout)流道之布局取決于以下幾個(gè)因素：模穴數(shù)，塑物的形狀，模具為雙板式模具抑是多層模具，澆口之類型。在設(shè)計(jì)流道布置時(shí)，流道之長(zhǎng)度應(yīng)盡可能的短以減少壓力損失并且流道系統(tǒng)應(yīng)是平衡的，即充填各模穴之時(shí)間與壓力必須相同，如圖2-25所示。妊好的廿規(guī)平衡謙孑B2-25（的）當(dāng)然并非所有的多模穴都具相同之大小，我們可層次性的改變流通直徑，及改變澆口大小來(lái)達(dá)成上述之要求。一般之單穴型模具，由于塑料直接由澆口進(jìn)入模穴，因此無(wú)需設(shè)置流道系統(tǒng)， 但為了防止塑物之表面有注口痕跡，可采用如圖2-26所示之短流道，但模穴本

31、身必須偏置。這樣做對(duì)大型模穴而言會(huì)發(fā)生問(wèn)題。因?yàn)樽⑸鋲毫?huì)產(chǎn)生一個(gè)不平衡之力而使塑物帶毛邊(flash)草穴電橫咒H 2-26若為設(shè)計(jì)雙模穴模子如圖2-27所示：流道可取兩模穴之間的最短距離如圖（a），但由于澆口的最適位置不一定總是在模具的中心在線，此時(shí)可用T字型流道如圖（b），流道伸出模穴之一端，然后用短的支流道再與澆口相連；或采用S型流道如圖（c），此時(shí)無(wú)須設(shè)置的支流道，S型流道本身即可接至兩模穴的澆口。耐（可 227 箜仗穴根真其它三穴型，四穴型以至多穴型模穴都是以上述類似之方法盡可能的達(dá)到平衡各模穴時(shí)間與 壓力的要求。2-4-2-4 冷料井（cold slug wells）在所有流道之

32、交界處，主流道至少須超過(guò)支流道一個(gè)直徑距離以上，如圖2-28所示而成一冷料井。它可以讓熔融塑流前端冷的、高黏度的高分子停留于此，使后方熱的、低黏度的高分子易于進(jìn)入模穴內(nèi)。所以冷料井能夠防止冷料進(jìn)入模穴而影響最后之產(chǎn)品性質(zhì)。S2-28 冷料井之設(shè)計(jì)2-4-3 無(wú)澆道模具（runnerless molds）無(wú)澆道模與傳統(tǒng)模具之最大不同處在于前者延伸了熔融料筒及噴嘴（no zzle）的功能而保有與料筒內(nèi)塑流相近之溫度和黏度。通常使用無(wú)澆道模具的樹(shù)脂必須對(duì)溫度不敏感，在低溫時(shí)也容易流動(dòng)及熱變形溫度高，以利塑品能從模具內(nèi)迅速頂出，還有為了能將樹(shù)脂迅速除熱， 熱傳導(dǎo)率宜高。無(wú)澆道模具一般可分為絕熱澆道及熱

33、澆道。2-4-3-1 絕熱澆道(insulated runner)與傳統(tǒng)之模如圖2-29比較，絕熱澆道如圖 2-30所示，能讓熔融塑流流入澆道，然后冷卻, 于澆道之內(nèi)壁形成一固態(tài)塑料絕緣層。此絕緣層會(huì)減少澆道之直徑并使熔融塑料保持固定之溫度，以等待下一次之成型。 2-29 粧之冷蹤：n楫貝猶道涮瓷工鏡曲(就迪O琥口M 2-30絕熱澆道系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成其體積不超過(guò)模穴之體積。因?yàn)闈驳纼?nèi)之所有熔融高分子，于每次成型時(shí)，皆會(huì)被完全射入模穴，若澆道過(guò)大會(huì)使絕緣層過(guò)厚造成熔融溫度降差太大。絕熱澆道之好處在于：2 各流通平衡的須要沒(méi)有那么重要。2 減少材料之受剪切力。2 成形后的塑品具較一致性的體積。2 較

34、短之成形周期。2 減少澆道之廢料。2 增進(jìn)塑品的外觀。2 減少模具的磨耗。相對(duì)的其壞處為：2 較復(fù)雜的模具設(shè)計(jì)及高成本。2 穩(wěn)定的開(kāi)始步驟較難掌握。2 可能會(huì)造成熔融高分子之熱裂解。2 換顏色較為困難。2 維護(hù)成本較高。所以基本上，我們并不贊成用絕熱澆道，如果真要用無(wú)澆道系統(tǒng)的話，下節(jié)所談的熱澆道系 統(tǒng)，將是較好之選擇。2-4-3-2 熱澆道(hot runners) 特別是對(duì)大型及多模穴之模具， 熱澆道如圖2-31所示為最好之選擇，其好處有如絕緣澆道, 卻無(wú)冗長(zhǎng)的穩(wěn)定開(kāi)始步驟。當(dāng)然無(wú)可避免的， 其設(shè)計(jì)較復(fù)雜，制造不易且成本極高，因?yàn)樗?須要裝置熱分流管并平衡分流管所供給之熱，還有要使塑流的停

35、滯現(xiàn)象減至最低。n 231 駝逍模典熱分流管之功能猶如噴嘴之延伸，維持從噴嘴到澆口這一段有所須之固定溫度。由于高溫之關(guān)系，要注意模之熱膨脹效應(yīng)及分流管與澆口是否穩(wěn)當(dāng)連接。2-4-4 澆口 (gates)澆口是一個(gè)連接流道(澆道)及模穴的孔或通道，它必須小到能讓流道與塑物很容易的分離 卻又須大到能夠避免塑流過(guò)早凝結(jié)造成填充不足。一般設(shè)計(jì)澆口之大小，是由小漸大直到能夠填充完全，但最小的澆口其直徑不得小于0.03英寸且不得超過(guò)流道或澆道之直徑。通常澆口之大小為塑件壁厚之一半。2-4-4-1澆口之位置澆口之位置與最終產(chǎn)品之性質(zhì)關(guān)系甚鉅如以下所列：1. 外觀：殘留之澆口痕通常不可避免，所以盡量讓其位于較

36、不明顯之處。2. 應(yīng)力：切勿將澆口設(shè)于近高應(yīng)力區(qū)，因?yàn)闈部诒旧碇浇鼤?huì)產(chǎn)生殘留應(yīng)力且澆口造成之 粗糙表面容易導(dǎo)致應(yīng)力集中。3. 壓力：將澆口設(shè)于塑物之較厚部位以保證充填完美并能避免凹陷及包氣的產(chǎn)生。4. 分子方向性(orientation):高度的軸分子方向性會(huì)造成塑物只具單方向之強(qiáng)度。所以調(diào)整澆口之位置，讓塑流進(jìn)入模穴后能輻射似的流動(dòng)。5. 縫合線：通常將澆口位于能使流動(dòng)到模穴各部位之長(zhǎng)度一定如圖2-32(c)所示。圖(b)則為側(cè)澆口所造成之縫合線。而圖(a)由于有插入物之關(guān)系，縫合線更為嚴(yán)重，解決方法為將澆口設(shè)近于插入物處，使之產(chǎn)生較大之渦流以減輕縫合線。6.充填(filling)毛邊:將

37、澆口設(shè)于壁之對(duì)端, 如圖重迭式進(jìn)料以增加渦流來(lái)消除流痕及澆口附近之2-33所示 2.33 JI樽住口位以浴加髙付孑之陡動(dòng)總之，澆口最理想之位置是能使熔融塑料均勻的進(jìn)入模穴且把模穴的各個(gè)部位同時(shí)填滿。2-4-4-2 澆口之種類2-34為各種不同之澆選擇最好之澆口類型，其重要性猶如澆口之位置與大小。圖 口圖。梶口細(xì)蚩擇饒口口柑農(nóng)擇貼軟緘口S*耳盍便口(D幌秋齪口澆道澆口 (sprue gate):此為經(jīng)由澆道襯套或直接制造于模穴中之錐形孔。 通常用于單模穴模具或是須要對(duì)稱性流動(dòng)之模具，其優(yōu)點(diǎn)為材料之受剪應(yīng)力及壓 力損失較低，材料溫度較均勻；缺點(diǎn)則為須要后加工以消除明顯之?dāng)嗪邸?b) 邊緣澆口 (s

38、ide or edge gate):此種澆口適用于雙層板之多模穴模具及較厚部位的塑物。其優(yōu)點(diǎn)為澆口之橫斷面較簡(jiǎn)單，易于加工，澆口之尺寸較精確且易于修改；缺點(diǎn)則為澆口冷卻去掉后，痕跡仍然明顯。(c) 點(diǎn)狀澆口 (pin gate):此種澆口通常用來(lái)取代邊緣澆口以減少后加工之處理。 常應(yīng)用于三板式、模底注料模具，就是在凹模板后再設(shè)有一塊板以裝置流道系統(tǒng)， 點(diǎn)狀澆口再直接地或通過(guò)分澆口以把模穴和流道連接在一起。其限制為它只適用于較薄之塑件。(d) 邊緣點(diǎn)狀澆口：猶如點(diǎn)狀澆口，它只適用于較薄之塑件。其優(yōu)點(diǎn)為將澆道與 成形件分開(kāi)，有較不明顯之?dāng)嗪?，缺點(diǎn)則為較大之壓力損失，經(jīng)由局部過(guò)熱有損 成形材料之性質(zhì)

39、。(e) 耳式澆口 (tab gate):在模穴之一側(cè)設(shè)置耳槽，然后在耳槽上設(shè)一個(gè)普通的矩形邊緣澆口。由于熔料進(jìn)入模穴前必須先拐90。的彎，防止了直接進(jìn)料所產(chǎn)生之噴射，因此塑料能平穩(wěn)均勻的填滿模穴。膜狀澆口 (diaphragm gate):用于單模穴模具且塑物為環(huán)形具較小內(nèi)部直徑 的。其優(yōu)點(diǎn)為較少之殘留應(yīng)力，缺點(diǎn)則為須要之射出材料較多，后加工較為困難。(g) 內(nèi)環(huán)形澆口 (internal ring gate):猶如膜狀澆口般適用于制造環(huán)形物之單模穴模具，但塑物是具較大內(nèi)部直徑的。(h) 外環(huán)形澆口 (external ring gate):用于多模穴模具之環(huán)形物制造。(i) 潛伏式澆口(s

40、ubmarine gate):它是一種圓形或橢圓形澆口，潛伏在分模面之下向模穴供料，其優(yōu)點(diǎn)為：* 模穴設(shè)在一塊模皮里，不存在配合之問(wèn)題且可得較精確之尺寸。 不受澆口冷卻封閉時(shí)間的影響而能直接控制充滿模穴的時(shí)間。#在頂出時(shí)，澆口尾料和塑件可被自動(dòng)切斷。2-4-5 排氣(vents)當(dāng)模具充滿塑料后， 所有之內(nèi)部空氣必須排掉，否則模穴內(nèi)被壓縮之空氣會(huì)產(chǎn)生熱而將塑品燒焦。排氣可位于分模在線任何一處，特別是在模穴內(nèi)最后填滿的地方，如圖2-35所示。無(wú)可避免 之短射n 2-35 S；Ji置之遣澤對(duì)于未顯現(xiàn)的肋及浮凸物，排氣可在頂出軸方向上磨一小平塊而設(shè)立。排氣裝置是由淺、 小而漸大，但如果太大會(huì)造成塑物

41、在排氣口有毛邊現(xiàn)象。對(duì)于熱塑性塑料， 射出成型之排氣裝置其尺寸規(guī)格通常如圖 2-36所示。0.D03*U. 125*辭大賽鍛之瀚塑POM以外J-500*0*010* 2-36 然婕性拈膽於耕出城電喪中1巒緘N報(bào)強(qiáng)2-4-5 頂出機(jī)構(gòu)(ejection mechanisms)一個(gè)良好之頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅能不損壞塑品，節(jié)省人力，更能節(jié)省成本。以下各 項(xiàng)為設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)所須考慮之因素：2塑品之形狀及壁厚。2所用材料為何。2塑品體積多大。2與分模線之相對(duì)位置。頂針的形狀可為標(biāo)準(zhǔn)的平頭頂針、刀切型頂針，閥形頂針，或分段層次型頂針。 其位置最好于塑物形狀有大變化之地方如邊角，肋或浮凸物等，因?yàn)檫@些地方較 易卡

42、在模具內(nèi)。要有效的頂出塑物，設(shè)計(jì)者必須算出所須要的頂出面積及力量。如果面積不夠的 話，塑物表面會(huì)遭破壞，以下是計(jì)算所須頂出力量的方程序(2-1 )。P= St 2 E2 A2 u D(D/2T) (D/4T 2 Y) (2-1)卩=所須之頂出力量(lbs)丘=彈性模數(shù)(elastic modulus)(psi)人=頂?shù)剿芷分娣e(in2)u=塑品與鋼之磨擦系數(shù)D=圍繞公模芯塑面之圓周長(zhǎng)(in)T=塑品之壁厚(in)Y=塑品之蒲松比(poisson ratio)St =熱膨脹系數(shù)3 T(i n) T=熱變形溫度(HDT) 頂出時(shí)之溫度2-4-6 冷卻冷卻模具的目的在于使剛成形之塑品能夠迅速移去熱

43、量以被頂出模穴外。冷卻的 方法是在模壁內(nèi)制造通道以進(jìn)行熱交換，所用之冷卻液有水，冰水，水加抗凍劑 及油類等四種。對(duì)于一些有幾何限制上之制品，由于直接鉆挖之冷卻道，有時(shí)并 不足以能完全達(dá)到冷卻之作用，此時(shí)我們可在冷卻系統(tǒng)上裝設(shè)如圖2-37之輔助裝置。(a) 擋板(baffle):于冷卻道上插入一平板使冷卻液由板之一邊進(jìn)，再由另一邊 出，造成對(duì)流以移走熱量。(b) 噴泉管(bubbler):于冷卻道上插入一環(huán)狀管，冷卻液由內(nèi)管進(jìn)入直沖外管再回到冷卻道上，產(chǎn)生如噴泉般的效應(yīng)以增加渦流。因?yàn)闇u流一般可比層流多35倍的熱交換。(c) 熱管(heat pipe):于冷卻道上插入一密閉的封管，一端于冷卻在線

44、是為冷凝 器，另一端位于須要被冷卻的區(qū)域上是為蒸發(fā)器。封管內(nèi)為作對(duì)流媒介的水，氨， 甲烷或甲醇等，經(jīng)由管內(nèi)之蕊作熱交換。上列三種裝置對(duì)于防止冷卻不良而產(chǎn)生之熱點(diǎn)(hot-spo ts)極具效益，并能減少成形周期。一般而言，一個(gè)好的冷卻設(shè)計(jì)是不讓冷卻液溫度上升超過(guò)5T的。模具的材質(zhì)影響到冷卻之效果甚巨，常用的模具材料有2 P20 鋼2 H13 鋼2 P6鋼2 S7鋼2鈹銅合金2 鋁2 420不銹鋼2 414不銹鋼鈹銅合金之熱傳導(dǎo)兩倍于碳化鋼，四倍于不銹鋼，但這并不表示其成形周期四倍 少于不銹鋼。一般而言，鈹銅合金對(duì)于薄肉厚的制品最具功效，H13適于須高溫成型的制品，S7極耐沖撞但不耐磨耗，P型鋼

45、則特別為塑料成型所設(shè)計(jì)，不銹鋼則極具耐侵蝕性但熱傳導(dǎo)性不佳。2-5組裝設(shè)計(jì)(Assembly desigh)由于塑料材料之多變化性，遂使得組裝塑料零件的方法五花八門(mén)，一般大概可分 為機(jī)械組裝，溶劑組裝，黏著劑組裝及焊接組裝等四種。表2-5為一般常用材料其各種組裝法好壞之比較。表2書(shū) 齊特材nKMWtttfWi比域W料n M m M焊揣紐除PC好ABS好好栽好POMM好不甘ft!竟力好WNylon好跖好可PP不好不好可PSpolysul(oneH崢(«« )SAN好2-5-1 機(jī)械組裝(mechanical assembly)以機(jī)械性的方法來(lái)連接塑料品是組裝中最基本的方法，部

46、份原因是因此方法在金屬工業(yè)上已使用經(jīng)年。機(jī)械組裝基本上可分為接合法(fits) 及扣接法 (faste ners)，其好處為成本低，可重復(fù)使用，接裝速度快且效果良好。但質(zhì)軟易變形的材料加LDPE及硬而脆的材料皆不適宜用扣接法。接合法一般可分為迫緊法(snap-fits)、壓緊法(press-fits)及打樁法(staking)，扣接法則有具螺紋之螺絲(screw)、螺絲加螺帽(nut)與夾箍(clips)、鉚接(riviting)等。2-5-1-1 迫緊法迫緊法為一簡(jiǎn)單，快速及具高效性的方法，它能應(yīng)用于任何材料之連接。一個(gè)好 的迫緊設(shè)計(jì)將不會(huì)承受負(fù)載，所以其扣合力量不會(huì)隨時(shí)間而減少或因震動(dòng)的影

47、響 而松弛。最常見(jiàn)的迫緊法為懸桁式如圖2-38所示。PC材料最適宜用此方法，因其具低的模子收縮度，高抗蠕變及整體的尺寸安定性。hr口去用半霾y =股斜戒*ft料內(nèi)艮 尸童御力駅2-38 世転式茁jiOSE注5U*對(duì)一具定橫切矩形面積的懸桁梁，其可容許之歪斜量計(jì)算如下:y = 2 33 & l2 h (2-2)其中： y=最大之歪斜量e =最大之變形率l=梁之長(zhǎng)度h=梁之厚度從模具頂出時(shí)或是在組裝時(shí)，歪斜量部不應(yīng)該超出其最大值而損其結(jié)構(gòu)。若欲增 加其可容許之歪斜量，最好之方法是增加梁之長(zhǎng)度或減少其厚度?？扇菰S之歪斜 量亦與可容許之變形量(s )息息相關(guān)。一般而言，一個(gè)簡(jiǎn)單的迫緊裝置，其可

48、容 許之變形量為4%，若此裝置常須組合與拆卻，則變形量應(yīng)為其之60%即2.4 %。式2-3為彎曲懸桁而達(dá)傾斜量y所須橫軸歪斜力 P之計(jì)算方式：P= B2 h2 6 3 Es2 s 1(2-3)其中： Es =正割模數(shù)(secantmodulus),其定義如圖 2-39 所示。愎形區(qū)< %W2-39 正現(xiàn)檢戰(zhàn)N定報(bào)s =變形量B=寬度h =厚度l=梁之長(zhǎng)度為了組合迫緊裝置，必須克服歪斜力(P)及摩擦力(卩)，因此于梁底部經(jīng)由導(dǎo)角可算得組合力(w)如式2-4。w= P(+ tan a 1 卩 tan a ) (2-4)其中：w=組合力P=歪斜力卩=摩擦系數(shù)(如表 2-6所示)a =導(dǎo)角而卩+

49、 tan a 1 卩tan a可直接從圖 2-40得知。材料1« S ft同苗蚪時(shí)之蟆固子A0S0.50趴60< x 1.2 )PC0. 35-0-40(« 1*2 >NylonQ.30-* U 40(x 1.5 )PBT0. 350«40(x E2 )卩E（戟賞）D55 0.6Q(x U 2 )PE («!ft )I 0.20-* 0.Z5(x 2.0 )A!£力0®060(x E2 )PP0. 25"- 0.10(x 1.5 )PSQ4Q0SO(x 1.2 )PVC0* 55 0 60(X l.Q )SAN0

50、.45* 0, 55(X 1 + 2 )ffl 2-40 自相合力之大小決定曹嗎當(dāng)設(shè)計(jì)分別的接合處時(shí)，拆卸力之計(jì)算方法猶如式 2-3 一樣，只是將回角（a ）取代導(dǎo)角（a 1） 2-41迫殘組合國(guó)拆知於懸桁劈,第角之役計(jì)如圖2-41所示。角度愈小，愈容易組合與拆卸，當(dāng)角度近于90 °時(shí)，此裝置愈有自動(dòng)扣鎖之趨勢(shì)。欲增加懸桁之最大容許歪斜量，有一個(gè)好方法就是從梁底部到鉤鉤處，將其厚度(h)或?qū)挾?b)慢慢變小即錐度化(taper)。如此，可使應(yīng)力之分布更平均及節(jié)省材料。例如，將梁厚度 錐化成原來(lái)之一半，其它變量保持不變，則其最大歪斜容許量可超過(guò)原來(lái)均勻厚度梁之60%。將梁之厚度或?qū)挾刃?/p>

51、度化，式(2-1)將變成如式(2-5):y= 1.09K2 £ 12 h (2-5)其中K為比例常數(shù)，可從圖 2-42，圖2-43中查得。舟:均窮處之厚虜 h* :矚座轉(zhuǎn)之瑕J®W 2-42 難化域厚發(fā)後之比例常數(shù)磧Vyb :鈎鈎處之覽震 嘰:嬴駆操之賈廢00.2 0.4 0.6 0.8 1.0«2-43離化糊覚姪援之比例常發(fā)値2-5-1-2 壓緊法壓緊法是最簡(jiǎn)單的接合方法，不僅快速且成本低，但卻往往最易出問(wèn)題。設(shè)計(jì)壓緊裝置時(shí)， 一定要確保支撐力能夠大到足以組合而又不會(huì)造成應(yīng)力過(guò)分的集中，其影響因素有三：1. 壓緊設(shè)計(jì)須要緊密的制造公差。2. 所用材料之硬度與韌度

52、。3. 隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，所造成塑品的蠕變及應(yīng)力松弛。當(dāng)用壓緊法接合兩堅(jiān)硬材質(zhì)時(shí)，如下例及圖2-44所示，一定要將兩材料之互相影響度(in terfere nee)減到最小，以保接合應(yīng)力在可容許之范圍內(nèi)。-250-*500*2-44 宜需濟(jì)購(gòu)屋窮於掰螺祝2-45【例】一鋼鐵桿壓緊于一 PC轂力，我們必須定出最大的鐵桿直徑及最小的轂內(nèi)徑，以免圍 繞應(yīng)力(hoop stress)超過(guò)應(yīng)用PC時(shí)所容許之應(yīng)力范圍。決定 PC的直徑影響度可由圖 求出。610*10.2 0.3 0.4 0.5 a.6 G.7 0-3檸建榊紳EMMS於希凱¥ PC血褂的細(xì)3桿直徑 轂外徑=0.250" 0500"= 0.5代入圖2-4