塑胶件结构设计
塑胶件通用结构设计
Rev.A
P17
壁厚:
壁厚影响收缩
Rev.A
P18
壁厚:
Rev.A
壁厚影响收缩
前后模温度差异大时,冷却效率所影响，冷面先收缩，但很快固化，收缩量 固定，但热面缓慢收缩，分子有较长时间重排，收缩量会更大，所以产品会 向热的一面弯曲(产品各处温度差 大于10 ̊C以上)
P19
Rev.A
壁厚:
壁厚影响收缩
PC 6485 UL.pdf
P25
肋骨:
肋骨厚度:
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Rev.A
肋骨:
肋骨厚度推荐值:
高光泽面, 可以选择更薄的厚度: <1.5mm, 厚度推荐值 <=1.0mm, 等于壁厚
P27
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肋骨:
加强筋厚度与塑件壁厚的关系:
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肋骨:
薄壁肋骨问题:
-难填充 -靠近浇口比远处更难填充 -当壁厚在填充时,薄壁滞流冻结
圆角加大，应力集中减少。 内圆角R <0.3T----应力剧增。 内圆角R >0.8T----几乎无应力集中
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肋骨:
常见加强肋设计:
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肋骨:
常见加强肋设计:
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肋骨:
常见加强肋设计:
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肋骨:
常见加强肋设计:
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肋骨:
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壁厚:
壁厚的影响: 机械性能,感观,模塑性,成本
- 壁厚的选择是各方面的平衡 *强度 VS 减轻重量 *耐久性 VS 成本
塑胶件结构设计方案
塑胶件结构设计方案引言塑胶件在各个工业领域广泛应用，其结构设计方案对产品质量和成本控制有着重要影响。
本文将针对塑胶件结构设计方案进行详细讨论，探讨结构设计原则、注意事项以及常用的设计方法。
结构设计原则1. 符合产品功能和使用要求在进行塑胶件的结构设计时，首先需要确保塑胶件能够满足产品所需的功能要求。
例如，如果塑胶件用于承载重量，则需要考虑其强度和刚度；如果用于密封材料，则需要考虑其密封性能。
2. 合理利用材料在塑胶件的结构设计过程中，要充分利用材料的性能，尽量减少材料的浪费。
通过合理的形状设计、壁厚控制和孔洞设置等手段，达到最佳的材料利用效果。
3. 提高设计可生产性在塑胶件结构设计中，需要考虑到产品的可生产性。
合理的结构设计能够简化生产工艺、降低制造成本，并且提高产品的生产效率。
4. 考虑装配和维修性在塑胶件的结构设计过程中，需要考虑到产品的装配和维修性。
合理的结构设计可以使得塑胶件易于装配，并且方便进行维修和更换。
结构设计注意事项1. 壁厚控制塑胶件的壁厚对其性能和生产工艺有着重要影响。
过厚的壁厚会增加材料的消耗，并降低塑胶件的强度和刚度；而过薄的壁厚则容易导致塑胶件的变形和破裂。
因此，在结构设计过程中，需要合理控制塑胶件的壁厚，以实现最佳的性能和生产效果。
2. 强度和刚度要求根据不同的使用场景和功能要求，需要合理设计塑胶件的强度和刚度。
通过在关键部位增加加强结构或调整几何形状，可以满足产品的强度和刚度要求。
3. 模具设计在进行塑胶件结构设计时，需要考虑到制造过程中所需的模具设计。
合理的塑胶件结构设计能够简化模具结构，降低模具制造成本，并提高生产效率。
4. 表面处理和装饰塑胶件在设计过程中需要考虑到表面处理和装饰要求。
通过合理的设计，可以方便后续的表面处理（如喷塑、镀银等）和装饰操作，提高产品的美观性和附加值。
塑胶件结构设计方法1. 结构拓扑优化结构拓扑优化是一种常用的塑胶件结构设计方法。
通过应用有限元分析和优化算法，将原始的结构进行优化，以实现最佳的结构形式和性能。
塑胶产品结构设计重点
注重用户体验，优化产品造型、尺寸和细节， 提高舒适度和易用性。
创新性设计
打破传统思维，追求独特、新颖的设计风格， 提升产品吸引力。
绿色设计
强调产品的环保特性，从设计层面降低能耗、 减少废弃物产生。
模块化设计
采用模块化设计理念，便于产品维修、升级 和功能扩展。
制造工艺创新与优化
注塑成型工艺优化
搭配。
同时，还需要注意产品的材质和 表面处理方式，以提高产品的整 体质感，增强产品的市场竞争力。
可靠性原则
可靠性原则要求塑胶产品在正常 工作条件下能够长期保持良好的 性能和稳定性，保证产品的质量
和安全性。
在进行塑胶产品结构设计时，需 要充分考虑产品的可靠性和耐久 性，采用高强度、耐腐蚀、耐磨
等性能优良的塑胶材料。
同时，还需要对产品进行各种环 境下的测试和验证，确保产品在 不同环境下都能保持稳定的性能
表现。
经济性原则
经济性原则要求塑胶产品结构设计要 考虑到生产成本、制造成本和使用成 本等因素，力求降低产品的总成本。
同时，还需要考虑到产品的维护和保 养成本，设计出易于维修和保养的结 构，降低产品的使用成本。
在进行塑胶产品结构设计时，需要充 分考虑材料成本、工艺成本、生产效 率等因素，采用低成本、高效率的设 计方案。
塑胶产品结构设计重 点
contents
目录
• 塑胶材料特性 • 塑胶产品结构设计原则 • 塑胶产品结构设计要素 • 塑胶产品结构设计实例分析 • 塑胶产品结构设计发展趋势与挑战 • 塑胶产品结构设计优化与创新
01
塑胶材料特性
塑胶材料的种类与特性
01
02
03
04
热塑性塑料
一文看懂塑胶产品结构设计准则
一文看懂塑胶产品结构设计准则塑胶产品结构设计准则是指在设计塑胶制品时应遵循的一些原则和指导方针，以确保产品具有较好的结构设计、性能和品质。
下面一文将从以下几个方面对塑胶产品结构设计准则进行说明。
一、结构合理性塑胶制品的结构合理性是指在产品的设计中，结构要简洁、紧凑，且能够满足产品的功能要求。
合理的结构设计可以减少零件的数量，简化加工工艺，提高生产效率和降低成本。
此外，结构还应考虑产品的使用要求和使用环境，以确保产品具有较好的使用性能。
二、材料选择在塑胶制品的结构设计中，材料的选择是至关重要的。
合适的材料能够提供较好的强度和耐用性，同时还要满足产品的外观和质感要求。
在材料选择时，要考虑产品的功能要求，包括承受的载荷、环境条件等。
此外，还要考虑材料的加工性能和成本，以确保产品的可制造性和经济性。
三、模具设计塑胶制品的模具设计是确保产品质量和生产效率的重要一环。
模具的设计应考虑产品的结构和外观要求，以及材料的特性和加工工艺。
合理的模具设计可以减少产品的缺陷和变形，提高产品的一致性和精度。
此外，还要注重模具的维护和保养，以延长模具的使用寿命。
四、设计审查设计审查是确保产品设计合理性和质量的重要手段。
设计审查应包括结构设计、材料选择、模具设计等方面。
通过设计审查，可以发现和解决产品设计过程中存在的问题，提高产品的设计质量和可制造性。
五、设计创新在塑胶产品的结构设计中，要注重创新。
创新的设计可以提高产品的竞争力和市场价值。
设计人员应不断学习和积累经验，结合市场需求和技术发展趋势，推进产品的技术创新和结构创新。
总之，塑胶产品结构设计准则是指在设计塑胶制品时应遵循的一系列原则和指导方针。
合理的结构设计、材料选择、模具设计以及设计创新都是塑胶产品结构设计中需要关注的重要方面。
通过遵循这些准则，可以确保塑胶产品具有较好的结构设计、性能和品质。
结构设计规范
塑胶件结构设计规范一．拔模1.前模面拔模斜度，光面1-1.5度，幼纹2-3度，依据蚀纹的实际要求确定拔模斜度(3-10度).2.后模面拔模斜度，为了防止产品嵌前模，可比原则比前模面小一度.3.骨位取0.25-1度,原则上骨位顶部厚度比底部小0.20mm, 如图4所示。
4.插穿位及枕位拔模斜度3度.图1 图2 拔模快速检索表二．止口及止骨,1.塑胶件因为缩水变形的影响，上下壳装配时会有段差，严重的会刮手, 做止口可以将这种影响降到最小，而且从外观看又是一条美工线。
一般止口尺寸做0.5*0.5（依壁厚而定）, 如图3所示。
2.止骨最好上下壳互插,并且有挡骨限位，配合面拔模斜度2度,并倒R角, 如图3所示。
3.骨位厚度，一般为壁厚的0.4，最厚不大于壁厚的0.7, 如图4所示。
图3 图4三．螺柱连接1. 如结构允许，上下壳螺柱连接尽量采用插入限位式，如图5所示。
2.螺丝柱底孔直径D1（自攻牙）为螺丝公称直径的0.85,螺丝柱外径M1.2:D2=Φ2.2 M1.4:D2=Φ2.6 M1.7:D2=Φ3 M2.0:D2=Φ3.5 M2.3:D2=Φ4.0 M2.6:D2=Φ4.8 M3:D2=Φ5.5螺丝过孔D3大于螺丝公称直径+0.2，如图5所示。
3.为防止打螺丝时，柱子爆裂,1). 底孔做倒角;2). 底孔做沉孔;3)加加强肋，如图5所示。
4.为防止缩水，螺丝柱做火山口减胶，如图5所示。
5.橡胶垫高出骨位0.5mm, 如图5所示。
图5四.按键1.按键与壳的间隙单边0.10-0.20mm,如喷油电镀单边增加0.025mm,如其他特殊喷涂，似涂层厚度增加间隙, 如图6所示.2.按键弹片建议厚度为0.6-0.8mm,如电镀建议为0.6mm, 如图6所示.3.按键与轻触开关的间隙为0.10，且此部位原则上不能下顶针, 如图6所示.4.如是轻触开关，PCB高度定位误差控制在0.10以内, 如图6所示.5.建议设计回程0.30mm,以抵消PCB高度误差的影响, 如图6所示.6.建议原料用奇美757原料,不能用水口料.7.按键孔建议做台阶,一部份出前模，一部份出后模，如图6所示.图6五.扣位连接，上下壳适当扣位是必要的,可以减少上下壳离壳的不良，增加机器的抗跌落性能.出斜顶或行位请注意行程,以免干涉或是铲胶, 如图5所示。
塑胶件的结构设计（提纲）
塑胶件的结构设计（提纲）结构，可以理解为由组成整体的各部分的搭配和安排；产品结构设计可以理解为，为产品设计一个物理的架构，使其能够把组成产品的各零部件组合在一起，并能实现一定的功能（如连接、承载、活动等）。
如果把单个零件拿出来讲的话，组成零件的各个特征，都认为是一种结构，为此，我们把零件的结构分为：功能结构、工艺结构、造型结构三种。
功能结构：是零件设计的核心，主要是指能实现具体功能的结构，如壁厚、加强筋、卡扣、止口、螺丝柱、圆角、孔洞、定位柱（孔）等。
工艺结构：零件在理想状态是不需要工艺结构的，但是由于实际生产制造的原因，必须设计一些利于零件能够顺利生产制造，或能降低零件缺陷产生的结构，如拔模斜度、火山口、美工线等，有时还包括一些搭桥结构，如螺丝柱根部斜顶结构。
造型结构：是指零件的外形，即零件的外观面的形态（指视觉），如平面、曲面、圆形、方型等，同时还包括些局部的特征形态，如渐消面、各类网孔等；还指零件的表面状态（指触觉），如光面、纹面等。
在之前文章有提到，本年度主要分享结构设计的知识多一些，以上就是需要介绍的主题提纲，即由功能结构、工艺介绍、造型结构组成的零件的结构设计。
需要声明的是，是以塑胶件的角度进行介绍，其他诸如压铸件，结构上虽与塑胶件有很大相似之处，但咱不做具体的分析介绍。
以上一些列的结构知识基本上囊括了一件塑胶零件的结构设计内容，（注意：特指结构，不包含CMF相关的内容）。
所以，大家可以随意拿出一件塑胶零件，仔细观察，零件的结构基本都可以从上面提到的三种结构分类找到具体的结构。
大家不要误解零件的结构就是产品的结构，实际上，产品的具体结构设计的内容不单单是零件的结构，还应包括零件之间的分配关系（即拆件）以及配合关系（即装配），这部分内容留到以后介绍，（注意：两个零件通过有些配合关系可视为一个零件，如双色件）。
可能有些小伙伴会问，这些内容太基础了，很多资料网上都有，甚至其他公众号都有相对应的介绍。
塑胶产品结构设计重点
塑胶产品结构设计重点一、材料选择塑胶产品的结构设计首先要考虑材料选择。
材料的选择直接关系到产品的性能、质量和成本，因此需要根据产品的具体要求和使用环境，选择适合的塑胶材料。
常见的塑胶材料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚酯（PET）等。
在选择材料时需要考虑产品的机械性能、耐热性、耐化学性、耐候性、电气性能、透明度等因素。
同时还需要考虑材料的加工性能，如流动性、热稳定性、收缩率等。
材料的选择不合理会导致产品性能不达标或加工工艺困难，因此需要在产品设计之前进行充分的材料筛选和试验。
二、结构设计塑胶产品结构设计主要包括外形设计和内部结构设计。
外形设计需要考虑产品的功能、美观和人机工程学等因素。
合理的外形设计可以提升产品的市场竞争力和用户体验。
内部结构设计需要考虑产品的强度、稳定性和装配性等因素。
合理的内部结构设计可以提高产品的性能和质量，减少生产和使用过程中的故障和损坏。
此外还需要考虑产品的可制造性和生产效率。
在进行结构设计时，需要采用CAD软件进行三维建模和仿真分析，以验证设计的可行性和优化设计。
三、模具设计塑胶产品的生产需要模具进行注塑成型。
模具设计是塑胶产品结构设计中非常重要的一部分，直接影响产品的质量和生产效率。
模具设计需要考虑产品的尺寸、形状和结构特点，选择合适的注塑工艺，确定模具的结构和加工工艺。
模具的设计要求高精度、高效率、长寿命和低成本，需要充分考虑模具的结构强度、冷却系统、顶出系统、塑胶流道等因素。
合理的模具设计可以提高产品的精度和表面质量，降低生产成本和生产周期。
四、加工工艺塑胶产品的加工工艺是塑胶产品结构设计的最后一步，直接影响产品的成型质量和效率。
常见的塑胶加工工艺有注塑成型、吹塑成型、挤出成型、压缩成型等。
在选择和优化加工工艺时，需要考虑产品的形状、尺寸、材料特性和生产要求等因素。
合理的加工工艺可以提高产品的质量和生产效率，降低生产成本和能耗。
塑胶产品结构设计
塑料件结构设计要点 壁厚适当、均匀
壁厚适当、均匀
不同厚度的壁之间应该有过渡部分
不同厚度的壁之间应该有过渡部分
避免倒塌
避免倒塌
表面凹痕的消除或掩盖
要有足够的脱模斜度
塑料零件结构应对称
采用组合结构
减小有拐角零件的变形
避免细长杆受压
避免内切结构
避免内切结构
对于工业产品来讲，尤其是固定类灯具产品，但如果是环境条件充许的话（对有些产 品，特别是各种灰尘戒是粉尘环境下的产品，是丌能有装饰缝的），最好能设计装饰缝， 设计装饰缝是为了弥补塑胶件变形带来外观的缺陷，为了保证塑胶零件之间的外形相互配 合良好，装拆方便，需要在相互配合的地方设计止口不叉骨。止口不叉骨的设计多种多 样，建议止口不叉骨的形状推荐如图2、图3所示。特别注意减胶要均匀，渐变，丌要突 变，否则外观面易形成阴影。
很多，这里我们要特别注意的是前后壳间的联接扣位。推荐的扣位形式如下：
图3
图4
通用塑胶零件设计
图4所示结构一般做在后壳上，图5所示结构一般做在前壳上。特别主意减胶要均匀，渐 变，丌要突变。否则会在减胶处出现阴影戒缩水。
8、圆角的设计
塑角零件除了使用上要求采用尖角处外，其余所有转角处均应尽可能采用圆角过度，因塑胶 件的尖角处易产生应力集中，在受力戒冲击震动时会发生开裂现象。甚至在脱模过程中就发生开 裂。一般推荐加工圆角用如下原则：
1.4 缺胶、不饱模 塑胶熔体未完全充满型腔。
1.5 毛边、批锋 塑胶熔体流入分模面戒镶件配合面将发生锁模力足够，但在主浇道不分 流道会合处产 生薄膜状多余胶料为
1.6 烧焦 一般所谓的烧焦，包括制品表面因塑胶降解导致的变色及制品的填充末端焦黑的现象； 烧焦是指滞留型腔内的空气在塑料熔体填充时未能迅速排出（困气），被压缩而显著升 温，将材料烧焦。
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加强筋的一般設計形式 角支撑的形式
材料厚度与加強筋的尺寸关系（一）
PC,PPO PA,PE PMMA,ABS PS
T’<0.6T T’<0.5T T’<0.5T T’<0.6T
肋根部厚度约为(0.5~0.7)T 肋间间距>4T 肋高L<3T
不同材质的加强筋细节有所区别 ABS
材料厚度与加強筋的关系（三）
材料厚度与加強筋的关系（二）
材料厚度与加強筋的关系（四）
如果对外观要求不是很严格的话可以在此处 加一个槽防止缩水和产生气泡
三 塑胶零件及产品设计---卡扣篇
卡扣的使用时机
➢ 两部品结合后,仍具有活动性,如滑动键,电池盖…等； ➢ 弥补主壳螺丝锁附后,强度之不足； ➢ 使产品组装更具方便性,降低工时； ➢ 适用于可换外观饰片之固定设计.
卡扣的操作原理
主壳卡扣的基本形式
主壳卡扣的基本形式
可以将扣的孔设计成盲孔
主壳卡扣的基本形式
以功能区分卡扣的基本形式
一. 永久型 二. 可拆卸型
永久型
可拆卸型
球型可拆卸型
需加外力的可拆卸型
搭扣配合及其计算
一. 扭转搭扣配合 二. 圆筒搭扣配合 三. 搭扣钩尺寸及作用力
一. 扭转Leabharlann 扣配合热塑性塑料的胶厚设计叁考表
不同的塑胶物料有不同的流动性, 胶位过厚的地方会有收缩现象, 胶位过薄的地方 塑料不易流过, 以下是一些建议的胶料厚度可供叁考.
其实大部份厚胶的设计可从使用加强筋及改变横切面形状取缔之, 除了可减省物 料以致减省生产成本外, 取缔后的设计更可保留和原来设计相若的刚性, 强度及功 用, 下图的金属齿轮如改成使用塑胶物料,更改后的设计理应如图一般, 此塑胶齿 轮设计相对原来金属的设计不但减省材料, 消取因厚薄不均引致的内应力增加及 齿冠部份收缩引致整体齿轮变形的情况发生.
二.圆筒搭扣配合
三.搭扣钩尺寸及作用力
从产品设计角度来看: 过厚的产品增加导致产生 ”空穴” 气孔的可能性， 大大削弱产品的刚性及强度 .
1. 由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑, 太突然的壁厚过渡转变 会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题, 并且此處 模具易產生磨損.
2. 采用固化成型的生产方法时, 流道, 浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的 地方流向薄胶料的地方, 这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方 出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象; 若塑料的流动方向是从薄胶料的 地方流向厚胶料的地方, 则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力.
5. 制品上相邻壁厚差的关系(薄壁：厚壁)为： 热固性塑料：压制1：3，挤塑1：5 热塑性塑料：注塑1：1.5(2)
壁厚基本设计之平面准则
在大部份热融过程操作, 包括挤压和固化成型, 均一的壁厚是非常的重要的; 厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢, 并且在相接的地方表面在浇口凝固 後出现收缩痕; 更甚者引致产生缩水印, 热内应力,挠曲部份歪曲, 颜色不同或不同透明度; 若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话, 应尽量设计成渐次的改变, 并且在不 超过壁厚3:1的比例下.
壁厚的差异产生内应力的影响
壁厚的差异产生缩水和气泡的影响
针对壁厚差异较大处的过度改善措施
针对壁厚设计不良产生的变形的改善措施
壁厚设计考虑对产品成型产生的影响
壁厚过度处必要时考虑到胶口设计对产品的影响
壁厚基本设计之转角准则
壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要, 以免冷却时间不一致, 冷却时间长的 地方就会有收缩现象, 因而发生部件变形和挠曲; 此外, 尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中, 尖角的位置亦常在电镀过 程後引起不希望的物料聚积; 集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂; 较大的圆角提供了这种缺点的解决方法, 不但减低应力集中的因素, 且令流动的塑 料流得更畅顺和成品脱模时更容易.
一 塑胶零件及产品设计---壁厚篇
壁厚基本设计守则
1. 壁厚的大小取决於产品需要承受的外力, 是否作为其他零件的支撑,承接柱位 的数量,伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定.
2. 一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限:
从经济角度来看: 过厚的产品不但增加物料成本,延长生产周期和冷却时间, 增加生产成本;
塑胶件结构设计
基本纲要： ➢ 塑胶零件中加强筋的应用与设计; ➢ 塑胶零件中壁厚的选择与设计; ➢ 塑胶零件中卡扣强度计算及其应用.
塑膠制品設計原則
1、在选料方面需考虑： (1) 塑料的物理机械性能,如强度,刚性,韧性,弹性,吸水性以及对应力的敏感性等； (2) 塑料的成型工艺性,如流动性,结晶速率,对成型温度,压力的敏感性等； (3) 塑料制品在成型后的收缩情况,及各向收缩率的差异.
2、在制品形状方面：能满足使用要求,有利于充模,排气,补缩,同时能适应高效冷 却硬化（热塑性塑料制品）或快速受热固化（热固性塑料制品）等.
3、在模具方面：应考虑它的总体结构,特别是抽芯与脱出制品的复杂程度;同时应 充分考虑模具零件的形状及其制造工艺,以便使制品具有较好的经济性.
4、在成本方面：要考虑注射制品的利润率,年产量,原料价格,使用寿命和更换期 限,尽可能降低成本.
二 塑胶零件及产品设计---加强筋篇
加强筋的作用
➢在不加大制品壁厚的条件下, 增强制品的强度和刚性, 以节约塑料用量, 减轻重 量, 降低成本; ➢ 可克服制品壁厚差带来的应力不均所造成的制品歪扭变形; ➢ 便于塑料熔体的流动, 在塑料制品本体某些壁部过薄处为熔体的充满提供通道.
加强筋的一般設計形式
转角处的壁厚设计不当后果及改善措施
转角位的设计准则亦适用於悬梁式扣位:
因这种扣紧方式是需要将悬梁臂弯曲嵌入,转角位置的设计图说明如果转角弧 位R太小时会引致其应力集中系数(Stress Concentration Factor)过大, 产品弯 曲时容易折断, 弧位R太大的话则容易出现收缩纹和空洞, 因此, 圆弧位和壁厚 是有一定的比例, 一般介乎0.2至0.6之间, 理想数值是在0.5左右.