设计可平折的活铰链

活铰链在设计时需要仔细注意可塑性原则

图1显示了纸和纸板合页的工作原理。

beplay体育下载ios在美国,活铰链是塑料部件中可以折叠的薄区域。它们通常被用来生产一个容器及其盖子作为一个单一的模塑部件,如果设计得当,它们可以打开和关闭数千次而不会失去强度或灵活性。概念很简单,但我们对一小块塑料的要求很高。

在典型的应用中,铰链可以弯曲90度或180度的弧度,但270度甚至接近360度的弧度也不是完全闻所未闻。无论弧是什么,我们都希望铰链能在不失去强度的情况下反复发挥作用。设计糟糕的活铰链——这让产品开发人员或最终用户非常沮丧——可能会在开始故障之前工作几次,或者实际上可能会阻止两个铰链部分在应该的情况下相遇。精心设计的活铰链可以像任何金属铰链一样整齐流畅地运行,并且可以延续产品的寿命。

图2描述了塑料铰链如何通过略微凹陷活铰链来工作。
需要考虑的因素

有几个因素影响活铰链的性能。首先是材料本身。像聚碳酸酯这样的脆性树脂根本不适合做铰链。另一方面,像TPE这样非常柔韧的树脂可以制作很好的铰链,但缺乏形成其余部分的刚度。有活铰链的零件最流行的树脂是聚丙烯和聚乙烯,这两种树脂都能平衡较厚区域的刚度和树脂较薄区域的灵活性。

影响活铰链性能的其他因素包括铰链本身的厚度(厚到足以坚固,薄到足以灵活)和弯曲半径(更薄的铰链可以弯曲更窄的半径而不会损坏)。

在某些情况下,这种平衡并不是很有挑战性。以连接挤压瓶的喷口和瓶盖的塑料条为例,它可以防止瓶盖丢失。它被称为系绳带,虽然从技术上讲,它不是一个活的铰链,但它具有类似的功能。典型的系绳带比大多数活铰链都要厚,所以它很结实,而且它弯曲的半径非常大,所以在皮带弯曲时不会有损坏树脂的风险。另一方面,塑料工具箱上的活动铰链很薄,当盒子关闭时,它连接的两个表面基本上是平贴在一起的,在铰链上形成了一个紧密的弯曲。这使得铰链设计的挑战更大。

活兴插画
图3说明了不凹陷的塑料铰链会发生什么。
纸一样薄的例子

演示活铰链如何工作或故障的简单方法是用一张薄纸。将一张纸轻轻对折,但不要在弯曲的地方压皱。这是发生在一个可接受的弯曲半径的活铰链上的情况。只要你把折痕留在纸上,你可以随心所欲地弯曲和展开它,而不会削弱它。但是,如果你想让折叠好的纸平放,然后放进信封里,你可以把它压平,形成一个折痕。现在,您已经永久地改变了论文的结构。在显微镜下,你可以看到折痕处断裂的纤维,如果你试图撕开床单,它可能会沿着减弱的折痕撕裂。

再从那张松折的纸开始,当你轻轻地按折痕时,你可以感觉到阻力。你甚至可能知道在折痕变成永久性折痕之前你能推多远。使用较薄的纸,你可以在削弱其结构之前压得更远。如果你使用较厚的纸或较轻的纸板,阻力就会更大,发生永久变形的半径也会更大。这与塑料活铰链发生的事情是一样的。但纸张和塑料的问题仍然存在:如何在不损坏铰链的情况下使被折叠的表面平放?

对于纸张,你可以通过将配合面抬高到铰链的水平以上,比如在它们上面加几张硬纸板(见图1)。这可以确保纸张折叠时,硬纸板表面彼此平放,而折叠处的纸张保持一个半径,防止材料永久变形。在塑料中,你可以通过将活铰链略微凹陷到它连接的配合表面以下来完成同样的事情(见图2)。如果没有凹处,折叠时活铰链会发生以下两种情况之一:

  1. 铰链中的塑料将抵抗被强迫成一个太小的半径,并将防止相邻表面相遇平坦。这对铰链很好,保持了它的完整性,但对设计的整体性能不利。
  2. 可以通过缩短铰链或对配合的特征施加力将它们压在一起来使表面相遇。这会使铰链外部过度受力,削弱或撕裂它。(参见图3。)
潜在的问题

与活铰链一样有用,它们可能具有挑战性,需要仔细注意模具零件设计的各个方面。树脂必须能够通过模具之间的狭窄间隙,将形成铰链。铰链处的这种收缩将导致铰链上游压力增加,导致闪流,而铰链下游压力下降,导致潜在的填充问题。不幸的是,这个问题不能通过在铰链两侧的门控来解决,因为在铰链处有两个树脂流相遇会大大削弱它。

我们的报价分析不会明确地识别出你设计中的铰链实际上是铰链,但它会识别出潜在的可塑性问题,可以在任何部件制造之前解决。一旦你有了原型,你可以进一步测试生活铰链的设计,然后再增加到更高的体积。

与往常一样,如有任何问题,请随时联系应用工程师,电话:877-479-3680或(电子邮件保护)