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塑料射出成型及产品设计之组装设计

发布日期:2021-06-29 22:38:53  点击次数: 312次

2-5 组装设计(Assembly desigh) 由于塑料材料之多变化性,遂使得组装塑料零件的方法五花八门,一般大概可分为机械组装,溶剂组装,黏著剂组装及焊接组装等四种。表2-5为一般常用材料其各种组装法好坏之比较。 2-5-1 机械组装(mechanical assembly) 以机械性

 

2-5 组装设计(Assembly desigh)

由于塑料材料之多变化性,遂使得组装塑料零件的方法五花八门,一般大概可分为机械组装,溶剂组装,黏著剂组装及焊接组装等四种。表2-5为一般常用材料其各种组装法好坏之比较。

2-5-1 机械组装(mechanical assembly)


以机械性的方法来连接塑料品是组装中最基本的方法,部份原因是因此方法在金属工业上已使用经年。机械组装基本上可分为接合法(fits)及扣接法(fasteners),其好处为成本低,可重复使用,接装速度快且效果良好。但质软易变形的材料加LDPE及硬而脆的材料皆不适宜用扣接法。接合法一般可分为迫紧法(snap-fits)、压紧法(press-fits)及打桩法(staking),扣接法则有具螺纹之螺丝(screw)、螺丝加螺帽(nut)与夹箍(clips)、铆接(riviting)等。


2-5-1-1 迫紧法


迫紧法为一简单,快速及具高效性的方法,它能应用于任何材料之连接。一个好的迫紧设计将不会承受负载,所以其扣合力量不会随时间而减少或因震动的影响而松弛。最常见的迫紧法为悬桁式如图2-38所示。PC材料最适宜用此方法,因其具低的模子收缩度,高抗蠕变及整体的尺寸安定性。

对一具定横切矩形面积的悬桁梁,其可容许之歪斜量计算如下:
y=2 3×εl2 h (2-2)
其中: y=最大之歪斜量
ε=最大之变形率
l=梁之长度
h=梁之厚度
从模具顶出时或是在组装时,歪斜量部不应该超出其最大值而损其结构。若欲增加其可容许之歪斜量,最好之方法是增加梁之长度或减少其厚度。可容许之歪斜量亦与可容许之变形量(ε)息息相关。一般而言,一个简单的迫紧装置,其可容许之变形量为4%,若此装置常须组合与拆却,则
变形量应为其之60%即2.4%。
式2-3为弯曲悬桁而达倾斜量y所须横轴歪斜力P之计算方式:
P=B·h2 6×Es·ε l (2-3)
其中: Es=正割模数(secant modulus),其定义如图2-39所示。

ε=变形量
B=宽度
h=厚度
l=梁之长度
为了组合迫紧装置,必须克服歪斜力(P)及摩擦力(μ),因此于梁底部经由导角可算得组合力(w)如式2-4。
w=P(μ+tanα 1-μtanα) (2-4)
其中: w=组合力
P=歪斜力
μ=摩擦系数(如表2-6所示)
α=导角
而〔μ+tanα 1-μtanα〕可直接从图2-40得知。

当设计分别的接合处时,拆卸力之计算方法犹如式2-3一样,只是将回角(α)取代导角(α1)如图2-41所示。

角度愈小,愈容易组合与拆卸,当角度近于90°时,此装置愈有自动扣锁之趋势。
欲增加悬桁之最大容许歪斜量,有一个好方法就是从梁底部到钩钩处,将其厚度(h)或宽度(b)慢慢变小即锥度化(taper)。如此,可使应力之分布更平均及节省材料。例如,将梁厚度锥化成原来之一半,其它变量保持不变,则其最大歪斜容许量可超过原来均匀厚度梁之60%。
将梁之厚度或宽度斜度化,式(2-1)将变成如式(2-5):
y=1.09K·εl2 h (2-5)
其中K为比例常数,可从图2-42,图2-43中查得。 


 

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