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仁宝模具设计规范

模具設計規範

一、模具圖面設計制作-------------------------------3

二、模座-------------------------------------------------5

三、公模與母模----------------------------------------7

四、模具等級/鋼材之選用---------------------------10

五、冷卻系統-------------------------------------------13

六、進點及流道系統----------------------------------14

七、滑塊及斜梢----------------------------------------19

八、頂出系統-------------------------------------------24

九、排氣-------------------------------------------------25

十、咬花spec-------------------------------------------26

 

2

模具設計圖面制作

1、所有模具組立圖需能完整表示出模具結構,其圖面應含一公、母模面圖、從向與橫向剖視圖,和其他足以清楚表示模具結構之剖視圖及祥細之圖面;

2、母張圖面需圖框,右下角要有標簽欄;

3、每張模具組立圖需有材料欄,其內容應含(A)零件名稱(B)材料尺寸、型式硬度(C)零件在圖面之編號及所需之數量;

4、標示出所有模板、鑲塊之尺寸及模座之長、寬、高;

5、標示“TOPOFMOLD”與模具天側及“OFFSET”與偏移之導術及回位梢;

6、畫出完整之水路與平面及剖視圖上,至少標示一個不同水路之尺寸及水管接,並標示“IN”“OUT”及編號與水路進出側。

水管應制作成沈頭型式,避免外露;

7、引料接頭必需加以固定,防止轉動,並標示灌嘴半徑“R”、孔逕“φ”與孔斜度;

8、模具如果含有熱澆道系統,需加祥圖予以標示加工尺寸及線路配置系統;

9、模板與模板之間需有撬模槽;

10、澆道與模仁需制作排氣槽,須與圖面上標示成品與料道之排氣位置及大小,除標准間隔NB爲30mm,手機/PDA爲20mm之排氣槽外,模流分析之結合線位置及模具實際之結合位置需另外增排氣槽;

11、每個進點需以祥圖表示;

12、所有插破面至少5度;

3

13、爲了易與辨認各零件,可以使用下列代號:

(1)、S2-螺絲#2

(2)、LB-導套(3)、K.O.-頂出孔(4)、EGP-頂板導柱(5)、LP-導柱(6)、RP-回位梢(7)、ST-停止梢(8)、SP-頂柱;

14、標示鎖模塊、吊模孔位置與尺寸;

15、標示澆道及分支澆道尺寸;

16、不同體積之塑件,若有要求外觀品質及尺寸,非必要不得設計共模,若爲客戶工程師要求,模具廠有責任讓其了解,此種設計對品質之影響,若客戶工程師執意,則模具廠需取得畫面同意書,方可繼續進行;

17、若因射出上之需要,需設計節流閥時,該節流閥必須能調整到將料道塞死之程度;

18、縮水率需經模具廠與客戶RD&模具工程師討論,經確定並做成文字記錄之書面資料後方可進行後續之模具設計;

19、塑件上可容許拆PL之位置,模具廠必須與客戶ID(NOTEBOOK)、RD、模具工程師討論,並做成書面同意資料後,方可繼續進行後續之模具設計;

20、模具設計,其圖面未經與客戶RD&模具工程師檢討確認無誤後,方可進行備料之動作,若進行備料,則後續所衍生之任何問題皆與客戶無關;

 

4

模架

1、頂板需加裝2-4支導柱及襯套(手機&PDA需爲線性軸承),超過2.5T之模具需加裝黃油嘴;

2、頂柱需使用螺絲固定與底板,其數量及位置需足以抵擋射出壓力而不造致造成公模變形,尤其是進點附近;

3、模具需加裝公模面束塊或側束塊(插破較多時),數量爲四個;

4、互相插破面若允許一邊使用鑲塊,兩邊材質不同,硬度相差4度以上,以防止擦傷,並與産生毛邊後容易調整與更新;

5、導柱直徑在合理範圍內盡楞能加大並且長度至少爲模架總長約減5mm;

6、托料板襯套必須定位PIN或螺絲加以固定;

7、當需要電子線路連接時線跟連接盒必須裝置與模具之天側;

8、當需要極限開關控制模具動作順序,以保護模具時,必須確實將其安裝妥當;

9、導套底部需有良好之排氣溝;

10、灌咀中心必須置於模具中心不可偏心,如需偏心則不可超過20mm爲佳;

11、無強制早回機構時,不可有頂出銷或頂出套管置於滑塊下方;

12、“O”型油封必須安裝於環形凹槽中,不可安裝於無凹槽或圓凹槽之情況;

13、側滑塊退至行程底必須有固定固其位置,不可只使用彈簧定位珠或過小之螺栓做固定,並於滑塊退行程終了不行有接觸撞擊之情形,其闡隙必須>0.5mm<1mm,以阻擋滑塊過行程;

14、模板之間的連接單邊至少需要3-4沉頭螺絲,螺絲鎖付深度a、同一工件兩支螺絲以上鎖付時,其鎖付深度爲1.5倍之螺絲直徑;b、工件由單支螺鎖付時,其鎖付深度爲2倍之螺絲直徑;

15、每片模板的邊緣需加上C2倒角或R2圓弧(小模具除外);

16、模具裝置有油奢缸、冷卻水路接頭、電子接頭等妨礙模具之放置,故必需有墊腳,以確保模具之正確放置方向;

17、模座及模仁其螺絲大小需打刻上編號與模仁旁,以利辨識;

18、熱澆道模具或高溫模具(toolstorunover150°F)需於模具上方及下方裝置隔熱板;

19、模具分析模面必須制作撬模槽作爲開模之輔助,盡量不使用角落;

 

5

20、開模行程必須容許成品膠道可自由落下及機械臂的操作;

21、模腳於操作員之側面,必須加工模具標簽凹槽,以便利裝置財産標簽(有熱澆道之模具需空間給控制點及電路圖刻字用(請參拷進點及流道系統);

22、模具不輪大、小組,於公、母模分模面需制作鎖模塊(1-4個),以防止模具吊送間不明原因的開啓,以策安全;

23、公母模若有承板時,應至少有兩個定位孔;

 

6

公模與母模

1、公模與母模仁刻字表示基准邊;

2、公、母模必須高於52Rockwell的硬度,易龜裂之局部或較厚部除外;

3、預硬化鋼之使用必須經由客戶工程部之同意承認;

4、所有公模入子皆必須硬化處理,但頂出銷不在此限;

5、導柱伸出模座部分不可超出總長之3/4;

6、公母模仁固定螺絲鎖付深度a、同一工件兩支螺絲以上鎖付時,其鎖付深度爲1.5倍之螺絲直徑;b、工件由單支螺絲鎖付時,其鎖付深度爲2倍之螺絲直徑;

7、頂出銷與公模鎖骨孔之摩擦支撐面需至少3/8“長”或1.5倍之直徑,兩者取其大者;

8、公母模仁組裝於模板之模穴之內,採基准角零間隙之對准方式,基准角之對稱邊。

單邊必須使用2-4塊以上之斜度束塊,將模仁迫緊,並必須有足夠的數量及φ逕之螺絲將模仁鎖緊,若小模仁無法使用束塊時,其兩邊最大間隙不得超過0.025mm;

9、公母模仁鎖附於模座後,將公母模板合模後,模板間之間隙不得大於0.05mm(NB放寬至0.1mm);

10、公母模鑲塊應於底部制作一凹槽(空間許可時),並刻上材料名稱、硬度及零件標號;

11、所有的插破面需有最少5°之插破角度;

12、在多模穴之模具上,公母模鑲塊需有辨識碼;

 

7

13、公母模需有足夠的排氣槽,一般間隔20mm(手機&PDA)需有一條排氣溝(NB爲30mm);

14、有形體之心型梢需有定位;

15、鋼材與熱處理需附上出廠(材質&硬度)證明;

16、當工廠收到鋼材第一件就是測試其硬度是否符合模具規範要求,並盡可能以鋼材之火花做比對試驗,確認材質;

17、最後的打光痕迹須與脫模方向相同,以得到最佳脫模效果;

18、所有料道與灌嘴必須高打光(B-1以上);

19、公母模仁成品外緣之靠破面,單邊至少45mm以上;

20、公母模板採鑲模仁設計時,模板底部至模穴底部之距離規定如下:

21、電鍍品之模仁使用選擇:

(1)、使用NAK80之鋼材時,於量産前模仁需做表面氮化處理,膜厚需達0.5mm<且其表面硬度需達HRC60°-62°;

(2)、在考理不會設變之清況下,亦可使用420不鏽鋼材熱處理至HRC52°;

8

22、母模二因塑膠件需電鍍,故表面需打光至亮面時,必須要求母模仁細電極做極細放電(面細度約0.6μ),並打光至水砂紙#1200之均勻粗糟度,表面必須平順,且成品PL處不得有打光倒角之情形,(尤其手機&PDA類之模具更需要嚴格要求);

23、母模仁因塑件需塗裝時,必須要求母模仁細電極做光澤放電加工(面粗度0.6μ,且放電紋路必須細緻均勻),且不得再打光,以確保PL造型無倒角之情形,若合模及往後試模及生産階段,造成PL壓傷(凹陷造成倒勾)之情形,亦不得以人工打光,必須以原細電極再進行光澤放電加工做修整,以確保PL造型之完整。

(此項目NB暫不執行);

24、成品造型拆機構(斜梢、滑塊等)部分,其PL斷差不得超過±0.02mm,亦禁止以手工修整斷差,一律以機械加工,以避免因手工修整誤差,而破壞曲面造型;

25、以上23、24項說明,若不幸真造成打光倒角,及曲面造型失敗,此時唯有重做或降面(厚度允許下)之途逕,不接受補模之方式,故加工工法及程序,請慎重規劃進行之;

 

9

模具等級&鋼材之選用

模具等級

1、CLASSA

1.1、要求壽命:

100萬模次

1.2、說明:

用於要求快速生産或非常高之生産量,産品尺寸要求嚴格,模具以最高品質之鋼材制造而成,模具費用高昂;

 

1.3、鋼材:

A、模座:

RAMAX不鏽鋼材料,HRC34-38°;

B、模仁:

ELMAX等級不鏽鋼材料,需熱處理至HRC57°以上;

C、滑動件:

須與模仁不同材料(整面滑塊可使用與查仁相同之鋼材硬度相差40°以上,並作氮化處理。

如:

S7(HRC56-58°)、A-2(HRC54-56°)。

凸塊與耐模板採用O-1(HRC54-56°),所有滑動件必須有油溝;

D、配件要求:

一律使用4個°束塊於相對位置,並加裝計數器,滑塊則必須加裝定速器(如使用定位彈簧,需由客戶模仁工程師確認設計);

E、附注:

鋼材於EDM加工或焊補之後,需再行熱處理以消除應力及始鋼材硬度均一,需附是熱處理程序表(HeatTreatmentChart);

2、CLASSB

2.1、要求壽命:

50萬模次;

2.2、說明:

用於中高産量及精密的公差要求,這是高品質、高價格的模具;

2.3、鋼材:

A、模座:

P-20或AISI-4130,硬度爲HRC28-32°;

B、模仁:

NAK80、H13、TDAC、FDAC、420不鏽鋼或M26EXTRA,母模仁必須熱處理至HRC52°以上,公模仁氮化處理硬公層厚度需達0.3mm以上;

 

10

C、滑動件:

DH2F、TFAC、FDAC、NAK80或H13硬度爲HRC35-45°,需使用需磨板時,材質爲SK3-SK5,HRC52-56°,所有滑動件必須有油溝,但整面滑塊可使用與模仁相同的鋼材及硬度;

D、配件要求:

一律使用4個0°整塊於相對位置,滑塊則必須加裝定位機構(如使用定位彈簧,需由客戶模具工程師確認設計);

E、附注:

鋼材焊補之後,需再行熱處理以消除應力及始鋼材硬度均一,可於報價過程中議定是否選擇抗腐蝕水路;

3、CLASSC

3.1、要求壽命:

30萬模次

3.2、說明:

用於中低産量;

3.3、鋼材:

A、模座:

PDS-1或S55C硬度爲165HN(HRB85-90°);

B、模仁:

PX-4、P20或ASSAB718,硬度爲HRB28-32°;

C、滑動件:

硬鋼TDAC、DH2F或H13,HRC38-42°,氮化處理,需使用與滑動件不同之材質但同等級之耐模板,所有滑動件必須有油溝,但整面滑塊可使用與模仁相同的鋼材及硬度;

D、配件要求:

需使用模具束塊,滑塊必須加裝定位器;

E、附注:

4、CLASSD

4.1、要求壽命:

10萬模次

4.2、說明:

低産量、低成本之模具,用於有限産量,並不使用耐模材質;

4.3、鋼材:

A、模座:

中碳鋼;

B、模仁:

PDS-3等級;

C、滑動件:

中碳鋼,可不使用耐模板;

D、配件要求:

E、附注:

 

11

 

5、CLASSE

5.1、要求壽命:

不超過10000模次;

5.2、說明:

用於原型制作;

5.3、鋼材:

可使用鋅或樹脂及任何強度足夠之材料;

 

鋼材之選用

1、420或440不鏽鋼用於腐蝕性塑膠或須要高度打光之模具;

2、S-7、A-2或相等鋼材用於高産量模具快速成型模具或小部之模具;

3、H-13用於進點入子或熱澆道零件;

4、A-10或相等鋼材用於磨耗面,頂出板襯套、閥銷及套筒;

5、不鏽鋼可用於具有冷卻水井之小型公模;

6、公母模鑲塊與模板模穴間隙不超過0.013-0.025mm,不可使用墊片加於底部;

 

12

冷卻系統

1、於設計階段決定-斜梢、Boss、滑塊位置後,優先配置水路位置,最後再決定頂針位置,使水路之配置爲最佳之位置;

2、水路直徑盡可能不小於φ10,如使用水溫,應制作1/4NPT快速接頭,接頭需鎖於沈頭孔內,並低於模板5mm,不可凸出於模板外,水路沈孔外逕爲25.4mm*27.78mm深;

3、盡可能不在夾模槽內設置水栓頭;

4、水路盡可能直接進入公、母模仁內,避免使用O型環;

5、所有隔水板、水栓、接頭需以黃銅制作;

6、水路需在模板外打上“IN”及“OUT”及水路編號,確保水路循環正常;

7、水路設計循環進出口最好設計在兩側或模具地側,避免設計於天側,尤其具有熱澆道系統之模具,若天側一定要有水路出入口時,則於水路沈孔底部加鑽旁流水孔;

8、水路之間的距離在3-4倍水孔直徑內,離成品面不超過2倍水孔直徑;

9、滑塊與鑲塊大到足以裝置水路時,就必須有冷卻系統;

10、

使用O型環時,盡量避免使用在垂直面上,而且需裝置在O型槽上,不可裝置於沈頭內;

 

11、成品較厚部分及孔柱部分,需加強冷卻;

12、模具出廠前需高壓測試每個回路是否漏水;

13、當模具爲三模板時,必須安裝水路於料道脫料板或流道板;

14、盡可能將水路鑽穿以方便清潔水路;

15、使用油加溫之模具必須使用金屬管路,並且安置油路於頂出板上;

16、油封必須安裝於環形溝中,不可使用圓形凹槽;

17、熱澆道之進點必須特別冷卻,尤其是閥門式熱澆道;

 

13

進點及流道系統

1、多模穴之澆道應加裝料道切換器;

2、流道設計不可有直角轉彎現象,應以圓弧敗變方向(最小R角爲料道之φ逕尺寸);

3、Runner大小以成品重量/進澆點數量及runner長度爲考量依据;

4、模具图面需增加进料点之放电图,并祥细标示尺寸;

5、进料系统以流动平衡为优先考量;

6、流长比在厚度(1.5mm<t≤2.0)时,以不超过100为限,在厚度(T≤1.5mm)时,以不超过60为限,如果有超过规范,须经客户模具工程师检讨同意;

7、如果使用香蕉式进料系统,一律使用圆形截面之设计(gate)需由二块入子组合,且必须做斜度配合(建议单边5°),以使组装间隙为零;

8、流道尺寸进点尺寸位置需经由模流分析决定,当无模流公析时由小直径做起;

9、多模穴模具必须于流道上安装调节钮,且必须易于字装及移除;

 

14

10、在母模及流道末端或转折处需加排气道,其长度需为1.5-2.0D(D为runner之直径);

11、装置冷料井于流道尾端或转折处;

12、无论何时尽可能自动使进点断落;

13、熱流板之接線不可外落於模具之外,需妥善收於理線槽內;

14、盡可能使用研磨做爲進點之完工,盡可能不使用放電加工;

15、閥門式熱澆道之閥桿頭夾角需小於40°;

16、閥門式熱澆道之閥桿頭需凹陷於成品面之下0.1-0.15mm;

17、閥門式熱澆道之閥桿頭裝置於熱澆道主體時需凸出0.05-0.1mm;

18、熱流板之接線必須裝置於模具上方出線,並且不得經過定位環;

19、熱流板之接線盒及接頭必須盡可能安置於模具頂端,並且不可影響機械手臂之操作,conneclorstobemounted;;

20、熱澆道供應商需提供熱流板之接線圖,並於試模前一週交貨;

21、澆道,潛伏式灌點皆需加有倒勾之拉料梢於其下;

22、澆道必須於下方增加冷料井,冷料井以澆道最大尺寸爲直徑,長度爲1.0D-1.5D爲調計准則(D爲冷料井直徑);

23、Runner末端需增冷料井,其長度需爲1.5D-5.0D(D爲runner之直徑);

24、Gatedesing請參攷附件設計;

 

15

16

25、“電鍍模具”要避免潛伏式進澆方式,而造成二次切削産生之料屑,應盡量使頂出時,讓料道與成品能連接在一起,若外觀不允許,可使用配合滑塊或斜梢機構設計需成之半圓形潛伏式進澆;

 

17

26、設計採潛伏進薄RIB之設計時,請採用下圖之頂出桿設計方式,且頂出桿靠近成品處皆須做斜度配合;

 

27、道之模具,必須在操作側之間隔板上,以CNC刻上熱灌嘴之控制點號碼以及電路圖(深度必須0.3mm以上,並於溝內塗上綠色油漆,溢出表請以溶劑擦拭幹淨);

 

18

滑塊&斜梢

1、若使用油壓缸抽蕊或需強制回位之模具,必須加裝微動開關;

2、滑動件需使用與仁不同之鋼材,惟整現滑塊可使用與模仁相同的鋼材,滑塊軌與耐模片必須與滑塊不同材質,且其硬度相差4度以上;

3、斜梢之傾斜角度以不超過10度爲原則,如果超過時,需與客戶檢討斜梢強度與設計;

4、斜梢於成品前端之三側垂直面作單邊3°以上之插破配合(如下圖所示),如模具結構示意圖中斜梢機構所示,且於公模板底部加裝耐磨鑲塊,與底部頂板之滑塊軸承必須以線割加工配合(該滑塊長度如下之要求,可大不可小)。

備注:

3°並非固定不變,可依實際結構狀況將3°斜度減小或加大;

 

19

5、機構爲使用頂桿爲上下作動件時(兩節式斜梢機構),頂出桿必須使用方形不可使用圓形頂針,且斜梢頂出之距離(L)不可超出支撐面之長度(A)(斜梢前端之3度斜面面之距離不得計入),以及斜梢必須加一滑塊再與拉桿做一連(如下圖所示);

6、斜梢裝入模仁內時於斜梢上方施一力量(斜梢下方必須無組裝任何機構),此時斜梢下陷與PL之距離必須小於0.02mm,更不得高於PL面(如下圖所示),此時斜梢之斜度配合面,其間隙需爲零,且斜梢下方之平行處,其滑塊間隙不可大於0.03mm;

 

20

7、斜梢底部頂出桿T槽之部分肉厚不得低於4mm,低於此值時採用另外之機構對應,頂出桿一律使用方形,且組裝後必須穩固;

8、滑塊斜度束面之耐模板應裝於對手件側(檔塊上或母模座上),若滑塊本身面積夠安裝耐磨板時,亦需加裝耐磨板;

9、滑塊之高度與長度之經例爲1(高度A):

2(長度2A),若必須低於此比例則需征求客戶同意,但最低不得低於1:

1.5之底線。

另滑塊之寬度若大於2A之兩倍時,則必須於寬度中央再加一導槽,大於三倍時,則於寬度上平均加上兩個導槽,大於四倍以上則依些類推;

10、滑塊前端鑲塊,於模仁成品處必須做單邊5°之斜度於模仁配合(斜度面配合間隙爲0),

21

11、滑塊兩側之壓板,必須做熱處理(或做表面氮化處理,硬化層膜厚0.5mm以上),與滑塊之滑配間隙,兩邊間隙總和必須小於0.03mm以下,(若模具需設計於高溫生産時,因熱脹因素造成幹涉時,則滑配間隙0.03mm可再加上熱膨脹值,但此值模具廠必須提供鋼材之熱膨脹系數及其計算式向客戶模具技術課負責之工程師證明之);

 

12、滑塊前端鑲件之高度,公差規定如下:

(1)B>A,且兩者尺寸相減之尺寸誤差不得超過0.01mm;

(2)A組裝於模仁上時不得浮出於PL之平面上;

 

22

13、滑塊、斜梢、頂出塊等皆須制作油槽,但油槽之深度及寬度至少爲0.5*1.5mm,且油槽與油槽間之距離必須小於該機構之滑動行程;

14、滑塊、斜梢、模仁入子與對手件有插破及靠破之情形,且插破對手件其中之一其結構較弱,有斷裂之處時皆須比照下列方式改善,以增加模具零件之壽命;

a、脆弱結構部分盡量拆成鑲件,以方便損壞時更換;

b、脆弱結構部分拆成鑲件後,其鑲件必須制作備品,且其備品數量必須足夠模具保證模次之使用量;

c、結構較弱之對手件其插靠破面於合模完成後,必須將其其中之一插靠破面(含備品)再降面0.01-0.02mm(視塑料而定);

15、滑塊後方束塊面之深度(即檔塊與滑塊接觸之深度),必須達到滑塊高度之4/5以上;

 

23

16、滑塊底部之耐磨板,其長度忣須大於滑塊行程+滑塊長度(移動軸向),且耐磨板安裝之位置,必須位於滑塊行程+滑塊長度(移動軸向)之正下方,且耐磨板與滑動面必需等高(>0mm<0.005mm);

 

24

頂出機構

1、使用供應商建議之標准化彈簧以避免頂出系統之過度壓縮,彈簧中心必須安置於螺栓或導柱,需限制彈簧使用之最大壓縮量;

2、當塑料添加物易造成具磨損時,澆口需做鑲件及硬化處理,拉料梢需加裝襯套(需做硬化處理);

3、至少需要有兩個機械頂出孔(KO孔),若爲小模具則可爲單一KO孔(若單一KO孔會造成頂出不平均時,一律必須改爲二個KO孔以上),兩孔以上之KO孔放置時注意具上有無套管幹涉模具,需強制回位時需配合機台制作機械頂出孔;

4、建議安裝2或4支頂出導板梢(襯套必須爲線性軸承手機&PDA),uselaminabushingswhereisapromblen;

5、頂出板底部需安裝襯墊,當射出壓力較高時攷慮到頂出梢需承受較高壓力,因此需使用較大直徑之襯墊;

6、需安裝頂出行程止位塊,以限制頂出桿行程超過頂出之實際必要行程;

7、安裝頂出機械孔襯墊,使頂出桿於安裝後低於模具底部0.5-1.0mm;

8、模腳支撐柱需有0.05-0.1mm之幹涉,特別是模具中心部位;

9、頂出系統需有4條中負荷彈簧來退回頂板;

 

25

排氣

1、排氣槽之設計,於接近成品端深度爲0.02mm(依塑料而定),長度爲3-5mm,其後深度爲2mm,並直接延伸到模仁外,直接將氣體排至大氣中;

2、在灌點交叉垂直出務必安裝一個排氣道,必且盡量於模具其他部位增加排氣道,千萬不要抵估䢪當排氣道的重要性;

3、流道轉折及尾端務必安置排氣道;

4、當無法於模具中心安置排氣道時,必須以適當之入子幫助排氣;

5、當頂出銷位於必須排氣之位置時,須增加緩和區域,並使用環形排氣道;

母模排氣道之深度參攷指南:

項次

塑膠

下限

上限

英制

1

Acetal

0.0254

0.03

0.001-0.0013

2

Glassfilledacelal

0.0254

0.03

0.001-0.0013

3

Glassfillednylon

0.0127

0.02

0.0005-0.00075

4

Nylon

0.0127

0.02

0.0005-0.00075*1

5

Polyethylene(pe)

0.0191

0.03

0.00075-0.001

6

Polypropylcne(pp)

0.0191

0.03

0.00075-0.001*2

7

Polyurethane(pu)

0.0064

0.13

0.00025-0.005

8

Styrene,san&ABS

0.0254

0.04

0.001-0.0015

9

Polycarbonate(pc)

0.0381

0.05

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