Pereka produk yang berpengalaman mempunyai pemahaman yang mendalam tentang proses pengacuan suntikan dan mempertimbangkan banyak faktor dalam reka bentuk bahagian plastik. Artikel ini menumpukan pada elemen utama dalam mereka bentuk bahagian acuan plastik, seperti ketebalan dinding, sudut draf, rusuk, lubang, bos, snap-pas, muat tekan dan toleransi.
Ketebalan Dinding dalam Reka Bentuk Bahagian Plastik
Menentukan ketebalan dinding yang sesuai adalah penting. Ciri-ciri lain, seperti rusuk dan jejari, berkaitan dengan ketebalan dinding. Ketebalan dinding produk plastik bergantung kepada pelbagai faktor, termasuk daya luaran yang mesti ditahan, sokongan untuk komponen lain, sifat bahan plastik, berat, prestasi elektrik, ketepatan dimensi, kestabilan dan keperluan pemasangan.
Biasanya, ketebalan dinding untuk bahan termoplastik berjulat dari 1 hingga 6 mm, dengan 2 hingga 3 mm adalah yang paling biasa. Untuk bahagian bersaiz-yang lebih besar, ketebalan dinding boleh melebihi 6 mm. Jadual 1 menyenaraikan nilai ketebalan dinding yang disyorkan untuk pelbagai bahan termoplastik.
Keseragaman Ketebalan Dinding
Ketebalan dinding yang seragam adalah prinsip utama dalam reka bentuk bahagian plastik. Ketebalan dinding yang tidak-sekata membawa kepada aliran cair yang tidak konsisten dan pengecutan penyejukan, mengakibatkan kecacatan seperti tanda sinki, lompang, melengkung dan juga keretakan. Selain itu, ia boleh menyebabkan tanda pengecutan, tekanan dalaman, ubah bentuk, perbezaan warna atau variasi ketelusan. Dinding yang terlalu nipis boleh mengurangkan kekuatan dan ketegaran bahagian semasa penggunaan dan pemasangan. Dari perspektif ekonomi, bahagian yang terlalu tebal meningkatkan kos bahan dan masa pengeluaran. Kawasan plastik yang lebih tebal menyejuk dengan lebih perlahan dan terdedah kepada kesan tenggelam. Rajah 1 menggambarkan reka bentuk ketebalan dinding yang seragam.
Jika peralihan daripada bahagian yang lebih tebal kepada bahagian yang lebih nipis tidak dapat dielakkan, ia hendaklah secara beransur-ansur, mengekalkan nisbah ketebalan dinding maksimum 3:1, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.
Dalam banyak kes, pereka boleh menggunakan rusuk untuk mengubah ketebalan dinding. Ini bukan sahaja menjimatkan bahan, mengurangkan kos pengeluaran, tetapi juga memendekkan masa penyejukan. Masa penyejukan adalah berkadar secara kasar dengan ketebalan dinding.
Tambahan pula, pereka bentuk juga mesti mempertimbangkan panjang laluan aliran, iaitu jarak perjalanan bahan lebur dari pintu gerbang ke pelbagai bahagian rongga. Biasanya, panjang laluan aliran adalah berkadar dengan ketebalan dinding. Semakin besar ketebalan dinding, semakin panjang laluan aliran. Jika nisbah panjang laluan aliran kepada ketebalan dinding terlalu tinggi, bahan yang tidak mencukupi atau pengisian yang tidak lengkap mungkin berlaku jauh dari pintu pagar. Oleh itu, dalam beberapa kes, peningkatan ketebalan dinding mungkin diperlukan.
Sudut Tajam
Sudut tajam selalunya membawa kepada kecacatan bahagian dan kepekatan tegasan. Kawasan ini terdedah kepada pengumpulan bahan semasa-pemprosesan seperti penyaduran elektrik atau pengecatan. Kepekatan tekanan boleh menyebabkan bahagian itu patah di bawah beban atau hentaman. Oleh itu, sudut tajam harus dielakkan dalam reka bentuk. Rajah 3 menunjukkan contoh reka bentuk sudut tajam.
Pertimbangan untuk Sudut Pendekatan dan Arah Lontar
Arah Pancutan dan Garisan Perpisahan
Pada permulaan reka bentuk produk suntikan, adalah penting untuk menentukan arah pelepasan dan garis perpisahan. Ini meminimumkan keperluan untuk-mekanisme tindakan sampingan dan mengurangkan kesan garisan perpisahan pada penampilan. Setelah arah lontaran ditentukan, struktur seperti rusuk, -pasang dan tonjolan hendaklah diselaraskan dengannya untuk mengelakkan tindakan sampingan-, mengurangkan garisan bersatu dan memanjangkan hayat acuan. Selepas itu, garis perpisahan yang sesuai boleh dipilih untuk meningkatkan penampilan dan prestasi produk.
Apabila bahagian dikeluarkan dari acuan, ia mesti mengatasi daya lenting dan daya bukaan. Daya bukaan merujuk kepada proses pemisahan bahagian daripada rongga. Apabila bahagian itu sejuk dalam acuan, ia mengecut, menyebabkan dinding lubang mencengkam inti dengan kuat. Geseran antara bahagian dan teras, lekatan vakum di bahagian bawah lubang, dan faktor lain menjadikan daya lenting jauh lebih besar daripada daya pembukaan. Daya lenting yang berlebihan boleh menyebabkan ubah bentuk bahagian, pemutihan, kedutan, dan haus permukaan.
Sudut Draf
Sudut draf adalah kritikal dalam menentukan magnitud daya lenting. Memandangkan bahagian acuan suntikan sering melekat pada teras (bahagian lelaki) selepas menyejukkan dan mengecut, menggunakan sudut draf yang sama pada kedua-dua rongga dan teras memastikan ketebalan dinding yang seragam dan menghalang bahagian daripada melekat pada rongga yang lebih panas selepas lontar. Dalam kes khas, jika perlu untuk bahagian itu melekat pada rongga selepas lontar, sudut draf pada rongga bersebelahan boleh dikurangkan, atau undercut yang disengajakan boleh ditambah pada rongga.
Tiada nilai tetap untuk sudut draf; ia biasanya ditentukan secara empirik. Sudut draf sekecil 1/8 atau 1/4 darjah boleh digunakan pada dinding luar yang sangat digilap. Untuk bahagian atau bahagian yang lebih dalam dengan tekstur, sudut draf perlu ditingkatkan dengan sewajarnya. Biasanya, untuk setiap 0.025 mm kedalaman tekstur, sudut draf perlu ditingkatkan sebanyak 1 darjah.
Tambahan pula, walaupun sudut draf yang lebih besar secara amnya memudahkan bahagian merobohkan, mengekalkan ketepatan dimensi adalah yang terpenting. Ralat dimensi yang disebabkan oleh sudut draf mesti disimpan dalam toleransi ketepatan. Bagi bahagian yang mempunyai pengecutan tinggi atau bentuk kompleks, sudut draf yang lebih besar harus dipertimbangkan.
Rusuk dalam Reka Bentuk Bahagian Plastik
Kekuatan bahagian plastik bukan semata-mata bergantung pada peningkatan ketebalan dinding. Malah, peningkatan ketebalan dinding membawa kepada pengecutan yang lebih besar, mengakibatkan tekanan dalaman yang sebenarnya mengurangkan kekuatan. Kunci untuk meningkatkan kekuatan bahagian plastik terletak pada kekukuhannya. Ini selalunya dicapai dengan menggabungkan-struktur dinding nipis dengan rusuk yang diletakkan secara strategik untuk meningkatkan modulus bahagian.
Pertimbangan untuk Reka Bentuk Rusuk
Walau bagaimanapun, menambah rusuk meningkatkan ketebalan di persimpangan dengan dinding utama. Ketebalan ini biasanya ditentukan oleh diameter bulatan bertulis terbesar, yang seterusnya ditentukan oleh ketebalan rusuk dan jejari akar. Untuk ketebalan dinding asas 4 mm, mengubah ketebalan rusuk dan jejari akar mengubah diameter bulatan bertulis terbesar. Rajah 4 menunjukkan bagaimana peningkatan ketebalan dinding tempatan boleh menyebabkan kesan tenggelam pada permukaan bertentangan, menjejaskan penampilan. Reka bentuk yang rasional boleh mengurangkan kemungkinan kemurungan permukaan, dengan itu meningkatkan kualiti bahagian.
Analisis menunjukkan bahawa ketebalan tulang rusuk harus diminimumkan sebanyak mungkin dalam julat tertentu. Jika rusuk terlalu nipis, ketinggiannya mesti ditingkatkan untuk mengekalkan kekakuan. Walau bagaimanapun, tulang rusuk yang terlalu nipis boleh menyebabkan lekuk semasa suntikan, kesukaran mengisi acuan dan melekat pada acuan. Jejari di pangkal rusuk tidak boleh terlalu kecil untuk mengelakkan kepekatan tekanan.
Biasanya, jejari akar rusuk hendaklah sekurang-kurangnya 40% daripada ketebalan tulang rusuk. Ketebalan rusuk hendaklah 50% hingga 75% daripada ketebalan dinding asas, dengan peratusan yang lebih tinggi hanya terpakai kepada bahan dengan pengecutan rendah. Ketinggian rusuk hendaklah kurang daripada lima kali ketebalan asas. Tulang rusuk mesti mempunyai sudut draf, dan orientasinya hendaklah sejajar dengan arah lontar, atau komponen acuan boleh alih boleh digunakan. Jarak antara rusuk hendaklah lebih daripada dua kali ketebalan asas.
Untuk mencapai kekakuan seragam dalam semua arah, kaedah paling mudah ialah menambah rusuk kedua-dua membujur dan melintang, dengan rusuk bersilang secara berserenjang. Walau bagaimanapun, ini meningkatkan ketebalan dinding di persimpangan, yang membawa kepada pengecutan yang lebih besar. Penyelesaian biasa ialah menambah lubang bulat di persimpangan untuk membentuk ketebalan dinding yang seragam, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5.
Pertimbangan Reka Bentuk untuk Lubang di Bahagian Plastik
1. Lokasi dan Kekuatan Lubang
Adalah menjadi amalan biasa untuk memasukkan lubang pada bahagian plastik untuk memudahkan pemasangan atau tujuan berfungsi. Sebaik-baiknya, saiz dan lokasi lubang ini tidak boleh menjejaskan kekuatan produk atau meningkatkan kerumitan pembuatan. Pertimbangan utama:
Jarak antara lubang bersebelahan, atau jarak dari lubang ke tepi terdekat, hendaklah sekurang-kurangnya sama dengan diameter lubang. Ini amat penting untuk lubang berhampiran tepi untuk mengelakkan pecah. Untuk lubang berulir, jarak dari lubang ke tepi produk biasanya lebih besar daripada tiga kali diameter lubang.
2. Jenis Lubang
Lubang datang dalam pelbagai jenis, seperti melalui lubang, lubang buta, dan lubang berpijak. Dari perspektif pemasangan, melalui lubang adalah lebih biasa dan lebih mudah untuk dimesin daripada lubang buta. Dari segi reka bentuk acuan, struktur untuk melalui lubang adalah lebih mudah. Ia boleh dibentuk dengan meletakkan teras pada kedua-dua bahagian acuan yang bergerak dan tetap, atau dengan menggunakan satu teras dalam hanya satu bahagian. Yang pertama mencipta dua rasuk julur di bawah tindakan plastik cair, tetapi disebabkan oleh panjang rasuk yang pendek, ubah bentuk adalah minimum. Yang terakhir ini biasanya membentuk rasuk yang hanya disokong, dengan juga ubah bentuk yang minimum. Apabila dua teras digunakan, diameternya hendaklah sedikit berbeza untuk mengelakkan salah jajaran dan memastikan permukaan mengawan licin. Lubang buta yang dibentuk oleh pin teras julur lebih terdedah kepada lenturan di bawah kesan plastik cair, yang membawa kepada bentuk lubang yang tidak teratur. Biasanya, kedalaman lubang buta tidak boleh melebihi dua kali diameternya. Untuk lubang buta dengan diameter 1.5mm atau kurang, kedalaman tidak boleh melebihi diameter. Ketebalan dinding di bahagian bawah lubang buta hendaklah sekurang-kurangnya satu{11}}perenam diameter lubang untuk mengelakkan pengecutan.
3. Lubang Sisi
Lubang sisi biasanya dibentuk menggunakan teras sisi, yang meningkatkan kos acuan dan penyelenggaraan, terutamanya apabila teras sisi panjang dan terdedah kepada pecah. Jika boleh, reka bentuk boleh diperbaiki seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6 untuk mengurangkan isu ini.
Bos dalam Reka Bentuk Bahagian Plastik
Bos biasanya menonjol dari ketebalan dinding utama dan digunakan untuk pemasangan produk, jarak objek dan komponen lain yang menyokong. Bos berongga boleh memuatkan sisipan atau skru. Aplikasi ini memerlukan bos mempunyai kekuatan yang mencukupi untuk menahan tekanan tanpa retak. Bos biasanya berbentuk silinder, kerana bentuk ini lebih mudah dibentuk dan menawarkan sifat mekanikal yang lebih baik.
Integrasi dengan Struktur
Sebaik-baiknya, bos tidak boleh direka bentuk sebagai silinder terpencil, tetapi harus disambungkan ke dinding luar atau digunakan bersama-sama dengan tulang rusuk. Pendekatan ini meningkatkan kekuatan bos dan membantu pengaliran bahan plastik yang lancar. Sambungan ke dinding luar hendaklah sambungan-dinding nipis untuk mengelakkan kesan sinki.
Jejari fillet di dasar tempat bos menyambung ke substrat hendaklah 0.4 hingga 0.6 kali ketebalan substrat. Ketebalan dinding bos hendaklah 0.5 hingga 0.75 kali ketebalan substrat. Bahagian atas bos hendaklah diletak untuk memudahkan pemasangan skru. Bos juga mesti mempunyai sudut draf. Keperluan reka bentuk ini serupa dengan rusuk, jadi bos boleh dianggap sebagai variasi tulang rusuk. Rujuk Rajah 7 dan 8 untuk hubungan ini.
Bos Berulir untuk Sendiri-Skru Mengetik
Banyak bos digunakan untuk menyambung-skru mengetuk sendiri. Benang dalaman pada bos ini dibentuk oleh proses pengacuan aliran-sejuk, yang membentuk plastik melalui ubah bentuk dan bukannya pemotongan. Dimensi bos berulir mestilah mencukupi untuk menahan daya pemasukan skru dan beban yang dibawanya. Diameter lubang pada bos hendaklah memastikan skru kekal selamat di bawah keadaan tork dan getaran yang ditetapkan.
Diameter luar bos mesti menahan daya lilitan yang dihasilkan semasa mengetatkan skru tanpa patah. Untuk memudahkan pemasukan skru, sinki kaunter biasanya disediakan di bahagian atas bos, dengan diameter lebih besar sedikit daripada diameter skru nominal. Mengira dimensi bos boleh menjadi rumit.
Kaedah anggaran yang dipermudahkan, dicadangkan di tapak web asing dan berdasarkan diameter skru nominal, adalah disyorkan. Mula-mula, tentukan bahan skru, kemudian, berdasarkan pekali yang sepadan dalam jadual, gantikan pekali ke dalam diameter skru nominal untuk menentukan saiz yang sesuai.
Tangkap-Paut Sambungan dalam Reka Bentuk Bahagian Plastik
Pemasangan snap-adalah kaedah sambungan yang mudah, menjimatkan dan mesra alam. Komponen muat-snap dibentuk serentak dengan produk, menghapuskan keperluan untuk pengikat tambahan seperti skru. Pemasangan melibatkan hanya menyentap bahagian yang sepadan bersama-sama.
Prinsip sambungan snap-melibatkan menolak bahagian yang menonjol pada satu komponen ke atas halangan yang lain. Proses ini melibatkan ubah bentuk elastik; sebaik sahaja halangan dibersihkan, bahagian itu akan kembali ke bentuk asalnya dan terkunci pada tempatnya, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 9. Sambungan snap-boleh kekal atau boleh ditanggalkan.
Dari segi struktur, padanan snap-boleh diklasifikasikan kepada jenis julur, anulus dan sfera, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 10.
Sudut Utama dan Pengiraan
Sudut Kritikal
Dua sudut utama dalam reka bentuk muat-snap ialah sudut kembali (atau sudut pengekalan) dan sudut utama-dalam. Secara amnya, sudut pulangan yang lebih besar mengutamakan kesesuaian yang lebih selamat. Apabila sudut kembali menghampiri 90 darjah, sambungan snap-set menjadi kekal, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 11.
