热塑性工程塑料设计基本原理.

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首先感谢孤峰在线的xtameng
热塑性工程塑料设计基本原理.
热塑性工程塑料设计基本原理.
以下是今天将谈到的内容:
产品壁厚
等量刚度
加强结构
装配
工艺考虑
以上的讨论都是基于传统的注塑工艺
我们先讨论壁厚设计.首先是一些定义.
我们定义传统的壁厚比例为100比 1. 比如一个产品 254mm 长 2.54 厚则为传统设计.
薄壁设计的比例为 100 到 150之间.一个成功的例子是手机的设计. 其壁厚是 0.8mm, 流动长度在 76 至 102mm 之间.超薄设计意味着更薄的壁厚和更长的流动距离.这要求高剪切率的材料,快的注射速度和高的注射压力, 需要特别的机器. 笔记本电脑的设计便是其中一例.
现在我们讨论今天讲座的重点.
均匀一致的壁厚.
如果我正在设计如图部件,我将把芯部捞空. 因为:

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热塑性工程塑料设计基本原理 2
1) 从工艺考虑 - 较少的材料意味着少的成型周期
2) 从外观考虑 - 出现缩印的机会减少
3) 从产品性能考虑 - 壁厚过度导致内应力
均匀一致的壁厚始终是最佳的.
另一个考虑因素是壁厚的过度.
我们通常希望过度区是高度的三倍, 底部带有圆弧.
更多经典在后面。

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对进浇口的讨论我们将采用同样的产品模型. 浇口一定要放在靠近壁厚过度处(2)

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第一个方案我们采用从薄壁处进浇, 直觉告诉我们薄壁处将首先凝固. 如果厚壁处在这之
后继续冷却将产生以下缺陷:
1) 将会产生缩印或气泡
2) 甚至会产生变形
总是从厚壁处注射.
考虑的另一个因素是角落设计

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这张图展示了垂直角落截面.如不采用半径过度,局部壁厚增加.不均匀的壁厚会导致侧壁的变形.
半径过度的另一个好处是较低的内应力

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可看出添加一个小小的半径过度就能起到减少应力集中的作用.比如添加约等于壁厚 30% 的半径, 应力集中将大大降低.
如果在设计中我们考虑了缺口或应力集中的影响, 我们则可以选择缺口敏感性较高的材料.这可以降低成本.这是一个非常重要的概念.有可能的话就加上半径

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我们将讨论缩印和产品几何形状的关系. 这个产品薄壁处将比厚壁处较快冷却. 当厚壁处
冷却时将产生比薄壁处更大的收缩, 导致内应力.要注意的是产品最终的机械性能可能和设计的性能不同

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如果在某一区域有厚的截面,这将产生缩印如果产品的表层已经凝固,芯部则可能产生气泡
这是一个有气泡缺陷的轴承零件, 是疲劳失效的例子.在这种情形下, 气泡如同尖角一样会产生应力集中.这些应力集中将导致产品过早失效.

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现在我们简短地谈一下由于壁厚不均匀产生产品变形.上图产品厚壁处收缩较大产生香焦形变形.以下方法可以减少内应力:

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1) 允许耳朵和水平截面部分有不同收缩.
2) 应力平衡.
3) 底部也需做到应力平衡. 通过
增加加强筋来提高刚度.
我们现在来看几个成功的例子.