产品结构设计准则-支柱(Boss)(1).doc

产品结构设计准则--支柱 ( Boss )
基本设计守则
支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开物件及支撑承托其他零件之用。空心的支柱可以用来嵌入件、收紧螺丝等。这些应用均要有足够强度支持压力而不致於破裂。
支柱尽量不要单独使用,应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用,目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。此外,因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气,所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。加强支柱的强度的方法”尤其是远离外壁的支柱,除了可使用加强筋外,三角加强块”Gusset plate的使用亦十分常见。
一个品质好的螺丝/支柱设计组合是取决於螺丝的机械特性及支柱孔的设计,一般塑胶产品的料厚尺寸是不足以承受大部份紧固件产生的应力。固此,从装配的考虑来看,局部增加胶料厚度是有需要的。但是,这会引致不良的影响,如形成缩水痕、空穴、或增加内应力。因此,支柱的导入孔及穿孔”避空孔的位置应与产品外壁保持一段距离。支柱可远离外壁独立而处或使用加强筋连接外壁,後者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力,更有助胶料填充及减少因困气而出现烧焦的情况。同样理由,远离外壁的支柱亦应辅以三角加强块,三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。
收缩痕的大小取决於胶料的收缩率、成型工序的叁数控制、模具设计及产品设计。使用过短的哥针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利於收缩痕的减少;不幸地,支柱的强度及抵受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。因此,支柱的设计须要从这两方面取得平衡。
1)? 支柱位置
2)? 支柱设计
不同材料的设计要点
ABS
一般来说,支柱的外径是内径的两倍已足够。有时这种方式结果支柱壁厚等於或超过胶料厚度而增加物料重量和在表面产生缩水纹及高成型应力。严格的来说支柱的厚度应为胶料厚度的50-70%。 如因此种设计方式而支柱不能提供足够强度,但已改善了表面缩水。斜骨是可以加强支柱的强度,可由最小的尺寸伸延至支柱高的90%。若柱位置接近边壁,则可用一条肋骨将边壁和柱相互连接来支持支柱。
PBT
支柱通常用於机构上装配,如收螺丝、紧压配合、导入装配等多数情形,支柱外径是内孔径的两倍就足够强壮。支柱设计有如肋骨设计的观念。太厚的切面会产生部件外缩水和内部真空。支柱的位置在边壁旁时可利用肋骨相连,则内孔径的尺寸可增至最大。
PC
支柱是大部份用来作装配产品用,有时用作支撑其它物件或隔开物体之用。甚至一些很细小的支柱最终会热溶後作内部零件固定用。一些放於边位的支柱是需耍一些肋骨作为互相依附,以增加支柱强度。
PS
支柱通常用於打入件,收螺丝,导向针,攻牙或作紧迫配合。可能情形之下避免独立一支支柱而无任何支撑。应加一些肋骨以加强其强度。若支柱离边壁不远应以肋骨将柱和边相连在一起。
PSU
支柱是用作连接两件部件的。其外径应是内孔径的两倍,高度不应超过外径的两倍。