塑胶常识

1．胶厚（胶位）：塑胶产品的胶厚（整体外壳）通常在0.80-3.00左右，太厚容易缩水和产生汽泡，太薄难走满胶，大型的产品胶厚取厚一点，小的产品取薄一点，一般产品取1.0-2.0为多。

而且胶位要尽可能的均匀，在不得已的情况下，局部地方可适当的厚一点或薄一点，
但需渐变不可突变，要以不缩水和能走满胶为原则，一般塑料胶厚小于0.3时就很难走胶，但软胶类和橡胶在0.2-0.3的胶厚时也能走满胶。

2．加强筋（骨位）：塑胶产品大部分都有加强筋，因加强筋在不增加产品整体胶厚的情况下可以大大增加其整体强度，对大型和受力的产品
尤其有用，同时还能防止产品变形。

加强筋的厚度通常取整体胶厚的0.5-0.7倍，如大于0.7倍则容易缩水。

加强筋的高度较大时则要做0.5-1
的斜度（因其出模阻力大），高度较矮时可不做斜度。

3．脱模斜度：塑料产品都要做脱模斜度，但高度较浅的（如一块平板）和有特殊要求的除外（但当侧壁较大而又没出模斜度时需做行位）。

出模斜度通常为1-5度，常取2度左右，具体要根据产品大小、高度、形状而定，以能顺利脱模和不影响使用功能为原则。

产品的前模斜度通常
要比后模的斜度大0.5度为宜，以便产品开模事时能留在后模。

通常枕位、插穿、碰穿等地方均需做斜度，其上下断差（即大端尺寸与小端
尺寸之差）单边要大于0.1以上。

4．圆角（R角）：塑胶产品除特殊要求指定要锐边的地方外，在棱边处通常都要做圆角，以便减小应力集中、利于塑胶的流动和容易脱模。

最小R通常大于0.3，因太小的R模具上很难做到。

5．孔:从利于模具加工方面的角度考虑，孔最好做成形状规则简单的圆孔，尽可能不要做成复杂的异型孔，孔径不宜太小，孔深与孔径比
不宜太大，因细而长的模具型心容易断、变形。

孔与产品外边缘的距离最好要大于1.5倍孔径，孔与孔之间的距离最好要大于2倍的孔径，
以便产品有必要的强度。

与模具开模方向平行的孔在模具上通常上是用型心（可镶、可延伸留）或碰穿、插穿成型，与模具开模方向不平行
的孔通常要做行位或斜顶，在不影响产品使用和装配的前提下，产品侧壁的孔在可能的情况下也应尽量做成能用碰穿、插穿成型的孔。

6．凸台（BOSS）：凸台通常用于两个塑胶产品的轴－孔形式的配合，或自攻螺丝的装配。

当BOSS不是很高而在模具上又是用司筒顶出时，
其可不用做斜度。

当BOSS很高时，通常在其外侧加做十字肋（筋），该十字肋通常要做1-2度的斜度，BOSS看情况也要做斜度。

当BOSS和柱子
（或另一BOSS）配合时，其配合间隙通常取单边0.05-0.10的装配间隙，以便适合各BOSS加工用于自攻螺丝的BOSS 时产生的位置误差。

当．
装配时，其内孔要比自攻螺丝的螺径单边小0.1-0.2，以便螺钉能锁紧。

如用M3.0的自攻螺丝装配时，BOSS的内孔通常做Ф2.60-2.80。

7．嵌件：把已经存在的金属件或塑胶件放在模具内再次成型时，该已经存在的部件叫嵌件。

当塑胶产品设计有嵌件时，要考虑嵌件在模具内
必须能完全、准确、可靠的定位，还要考虑嵌件必须与成型部分连接牢固，当包胶太薄时则不容易牢固。

还要考虑不能漏胶。

8．产品表面纹面：塑料产品的表面可以是光滑面（模具表面省光）、火花纹（模具型腔用铜工放电加工形成）、各种图案的蚀纹面（晒纹面）
和雕刻面。

当纹面的深度深、数量多时，其出模阻力大，要相应的加大脱模斜度。

9．文字：塑料产品表面的文字可以是凸字也可以是凹字，凸字在模具上做相应的凹腔容易做到，凹字在模具上要做凸型心较困难。

10．螺纹：塑胶件上的螺纹通常精度都不很高，还需做专门的脱螺纹机构，对于精度要求不高的可把其结构简化成可强行脱模的结构。

11．支撑面：塑胶产品通常不用整个面做支撑面，而是单独做凸台、凸点、筋做支撑。

因塑胶产品很难做到整个较大的绝对平面，
其容易变形翘曲。

12．塑胶产品的装配形式：1.超声线接合装配法，其特点是模具上容易做到，但装配工序中需专门的超声机器，成本增大，且不能拆卸。

超声线的横截面通常做成0.30宽0.3高的三角形，在长度方向以5-10MM的长度间断2MM；2.自攻螺丝装配法, 其特点是模具上容易做到，
但增加装配工序，成本增大，拆卸麻烦；3.卡钩－扣位装配法，其特点是模具加工较复杂，但装配方便，且可反复拆卸，多次使用。

卡钩的形式有多种，要避免卡钩处局部胶位太厚，还要考虑卡钩处模具做模方便。

卡钩要做到配合松紧合适，装拆方便，其配合面为贴合，
其他面适当留间隙。

4.BOSS轴－孔形式的装配法，其特点是模具加工方便，装配容易，拆卸方便，但其缺点是装配不是很牢固。

13．齿口：两个塑胶产品的配合接触面处通常做齿口，齿口的深度通常在0.8-2.5左右，其侧面留0.1左右的间隙，深度深时做斜度1-5度，
常取2度，深度浅时可不作斜度。

齿口的上下配合面通常为贴合（即0间隙）。

14．美观线：两个塑胶产品的配合面处通常做美观线，美观线的宽度常取0.2-1.0，视产品的整体大小而定。

15．塑胶产品的表面处理方法：常用的有喷油、丝印、烫金、印刷、电镀、雕刻、蚀纹、抛光、加颜色等。

16．常用到的金属材料有：不锈钢、铜合金（黄铜、青铜、磷铜、红铜）、弹簧钢、弹簧、铝合金、锌合金。

．
17．金属材料常用的防锈方法：电镀、涂防锈油、喷防锈漆。

1．胶厚（胶位）：塑胶产品的胶厚（整体外壳）通常在0.80-3.00左右，太厚容易缩水和产生汽泡，太薄难走满胶，大型的产品胶厚取厚一点，
小的产品取薄一点，一般产品取1.0-2.0为多。

而且胶位要尽可能的均匀，在不得已的情况下，局部地方可适当的厚一点或薄一点，
但需渐变不可突变，要以不缩水和能走满胶为原则，一般塑料胶厚小于0.3时就很难走胶，但软胶类和橡胶在0.2-0.3的胶厚时也能走满胶。

2．加强筋（骨位）：塑胶产品大部分都有加强筋，因加强筋在不增加产品整体胶厚的情况下可以大大增加其整体强度，对大型和受力的产品
尤其有用，同时还能防止产品变形。

加强筋的厚度通常取整体胶厚的0.5-0.7倍，如大于0.7倍则容易缩水。

加强筋的高度较大时则要做0.5-1
的斜度（因其出模阻力大），高度较矮时可不做斜度。

3．脱模斜度：塑料产品都要做脱模斜度，但高度较浅的（如一块平板）和有特殊要求的除外（但当侧壁较大而又没出模斜度时需做行位）。

出模斜度通常为1-5度，常取2度左右，具体要根据产品大小、高度、形状而定，以能顺利脱模和不影响使用功能为原则。

产品的前模斜度通常
要比后模的斜度大0.5度为宜，以便产品开模事时能留在后模。

通常枕位、插穿、碰穿等地方均需做斜度，其上下断差（即大端尺寸与小端
尺寸之差）单边要大于0.1以上。

4．圆角（R角）：塑胶产品除特殊要求指定要锐边的地方外，在棱边处通常都要做圆角，以便减小应力集中、利于塑胶
的流动和容易脱模。

最小R通常大于0.3，因太小的R模具上很难做到。

5．孔:从利于模具加工方面的角度考虑，孔最好做成形状规则简单的圆孔，尽可能不要做成复杂的异型孔，孔径不宜太小，孔深与孔径比
不宜太大，因细而长的模具型心容易断、变形。

孔与产品外边缘的距离最好要大于1.5倍孔径，孔与孔之间的距离最好要大于2倍的孔径，
以便产品有必要的强度。

与模具开模方向平行的孔在模具上通常上是用型心（可镶、可延伸留）或碰穿、插穿成型，与模具开模方向不平行
的孔通常要做行位或斜顶，在不影响产品使用和装配的前提下，产品侧壁的孔在可能的情况下也应尽量做成能用碰穿、插穿成型的孔。

6．凸台（BOSS）：凸台通常用于两个塑胶产品的轴－孔形式的配合，或自攻螺丝的装配。

当BOSS不是很高而在模具上又是用司筒顶出时，
其可不用做斜度。

当BOSS很高时，通常在其外侧加做十字肋（筋），该十字肋通常要做1-2度的和柱子BOSS看情况也要做斜度。

当BOSS斜度，
（或另一BOSS）配合时，其配合间隙通常取单边0.05-0.10的装配间隙，以便适合各BOSS加工时产生的位置误差。

当BOSS用于自攻螺丝的
装配时，其内孔要比自攻螺丝的螺径单边小0.1-0.2，以便螺钉能锁紧。

如用M3.0的自攻螺丝装配时，BOSS的内孔通常做Ф2.60-2.80。

7．嵌件：把已经存在的金属件或塑胶件放在模具内再次成型时，该已经存在的部件叫嵌件。

当塑胶产品设计有嵌件时，要考虑嵌件在模具内
必须能完全、准确、可靠的定位，还要考虑嵌件必须与成型部分连接牢固，当包胶太薄时则不容易牢固。

还要考虑不能漏胶。

8．产品表面纹面：塑料产品的表面可以是光滑面（模具表面省光）、火花纹（模具型腔用铜工放电加工形成）、各种图案的蚀纹面（晒纹面）
和雕刻面。

当纹面的深度深、数量多时，其出模阻力大，要相应的加大脱模斜度。

9．文字：塑料产品表面的文字可以是凸字也可以是凹字，凸字在模具上做相应的凹腔容易做到，凹字在模具上要做凸型心较困难。

10．螺纹：塑胶件上的螺纹通常精度都不很高，还需做专门的脱螺纹机构，对于精度要求不高的可把其结构简化成可强行脱模的结构。

11．支撑面：塑胶产品通常不用整个面做支撑面，而是单独做凸台、凸点、筋做支撑。

因塑胶产品很难做到整个较大的绝对平面，
其容易变形翘曲。

12．塑胶产品的装配形式：1.超声线接合装配法，其特点是模具上容易做到，但装配工序中需专门的超声机器，成本增大，且不能拆卸。

超声线的横截面通常做成0.30宽0.3高的三角形，在长度方向以5-10MM的长度间断2MM；2.自攻螺丝装配法, 其特点是模具上容易做到，
但增加装配工序，成本增大，拆卸麻烦；3.卡钩－扣位装配法，其特点是模具加工较复杂，但装配方便，且可反复拆卸，多次使用。

卡钩的形式有多种，要避免卡钩处局部胶位太厚，还要考虑卡钩处模具做模方便。

卡钩要做到配合松紧合适，装拆方便，其配合面为贴合，
其他面适当留间隙。

4.BOSS轴－孔形式的装配法，其特点是模具加工方便，装配容易，拆卸方便，但其缺点是装配不是很牢固。

13．齿口：两个塑胶产品的配合接触面处通常做齿口，齿口的深度通常在0.8-2.5左右，其侧面留0.1左右的间隙，深度深时做斜度1-5度，
常取2度，深度浅时可不作斜度。

齿口的上下配合面通常为贴合（即0间隙）。

14．美观线：两个塑胶产品的配合面处通常做美观线，美观线的宽度常取0.2-1.0，视产品的整体大小而定。

15．塑胶产品的表面处理方法：常用的有喷油、丝印、烫金、印刷、电镀、雕刻、蚀纹、抛光、加颜色等。

．
16．常用到的金属材料有：不锈钢、铜合金（黄铜、青铜、磷铜、红铜）、弹簧钢、弹簧、铝合金、锌合金。

17．金属材料常用的防锈方法：电镀、涂防锈油、喷防锈漆。

塑料之产品设计
2010-06-23 09:59:08| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅
产品设计
2-3产品设计
虽然塑料之产品设计非常复杂，但总有一些基本之原理方法来减少一些成形上及产品功能上所发生的问题。

以下所探讨的是在设计上所须注意的基本细节，俾能在未来更复杂的产品设计上有所助益。

2-3-1 壁厚(wall thickness)
通常产品必须具均匀的壁厚，如果变化不可避免，则利用转换区的方法来防止突然的遽变如图2-1，且浇口位于较厚处以防止充填不满。

不均匀的壁厚会造成严重的翘曲及尺寸控制的问题。

如果产品须要较高的强度，从成本的观点上来看，用肋(ribs)比增加壁厚要好的多。

但如果产品须要好的外观表面时，则因凹陷痕(sink marks)会在表面上产生，故须避免之。

若非得用肋不可时：则应尽量让凹陷痕出现在肋的另一面或较不显眼处。

图2-2与2-3为使使设计更好。

(cornig)则为利用铸空法2-3，图(boss)乃利用肋及浮凸物2-2壁厚均匀的一些方法，图
总之，一般的原则就是能够利用最少的壁厚，完成最终产品所须具备的功能。

表2-2为一般热塑性树脂制品之厚度表，表2-3则为热固性塑料制品之厚度表。

(radii)
半径2-3-2
切莫将产品设计成具尖锐的边角，因为其刻痕(notch)状会造成应力集中，以致减少了产品之抗冲击力。

为了保证设计在
安全的应力范围内，我们须计算每个边角的应力集中因子。

如图2-4为悬桁(cantilever)的情形下，应力集中因子对半径／壁厚之图。

为了增加边角的强度及增进充模的能力，半径必须在壁厚的25％到75％之间，通常为50％，如图2-5所示。

2-3-3 倾斜角(draft angle)
为了使产品能够轻易的从模具内顶出，外壁必须设计成具倾斜的斜角，如图2-6所示。

通常每一英寸，0.5 度是标准的做法。

1度的倾斜角是达成有效结果所能容许之最小值。

一般而言每一英
寸．
如果产品的深度须要增加，通常每增加0.001英寸之深度，须要增加1度额外之倾斜角。

2-3-4 肋及角板(gussets)
肋及角板能够有效的增加产品之刚性与强度。

适当的利用肋与角板不仅能够节省材料，减轻重量及减短成形周期，更能消除如厚横切面所造成的成形问题。

设计肋及角板时，我们有一些基本之原则必须遵守，如。

2-8与图2-7图
与壁厚比较，如果肋或角板太厚的话，则可预期的会产生凹陷痕，包气、翘曲、缝合线（造成内应力）及较长的成形周期。

肋之形状最好设计成如图2-2所示，乃因用窄形之肋骨以代替大而厚之肋骨，可减少塑料之消耗。

并且肋及角板必须被置于能够方便流动的位置，如此才能够帮助产品的充填犹如内流道之作用。

否则，常会造成最后产品有烧焦之痕迹及包气等问题。

※注：角板乃是用作于边缘的支架，以提高强度。

．
2-3-5 浮凸物(bosses)
浮凸物之目的是用来连接组合螺丝钉、导销、栓或迫紧(force-fits)等作用。

设计浮凸物的最重要原则为避免其无支撑物，并尽量让其与外壁或肋相连如图2-9所示：一般而言，肋外径须为圆孔直径的2至2.5倍，以保证有足够之强度。

如果肋本身即与外壁间隔相当远，则最好加上角板如图2-10所示。

为肋靠近外壁及远离外壁时，浮凸物之设计：2-12及图2-11图
图2-13为浮凸物设计之范例：
2-3-6 孔洞及铸空(holes & coring)
在塑物上开孔洞或切口可使其和其它零件组合以达成更多之功能及更具吸引力。

图2-14为孔洞的一般类型。

全穿孔洞比半孔洞易于加工，因为前者之穿孔销可在两端寻得支撑，而后者由于只有一端获得支撑，易被熔融之塑流进入模穴时，使穿孔销偏心而造成误差。

所以，一般半穿孔之深度以不超过穿孔销直径两倍为
原则。

若要加深半穿孔洞之深度则可用层次孔洞如图2-15所示。

由于塑流常会在穿孔针旁形成缝合线之故，我们可以将其先做成凹痕或小凹洞，成形后再以钻孔针予以钻孔，如此可防止缝合线造成之强度减少亦可降低模具成本如图2-16所示。

于成型大多数之热塑性塑料时，在洞壁和塑物外壁间之宽度至少要和孔洞之直径相等及孔洞与孔洞内壁间之厚度至少要和孔洞之直径相等如图2-17所示。

若为半孔洞，则其底部之壁厚至少须为其孔洞直径的1/6，否则模制后会膨胀如图2-18所示。

2-3-7 螺纹(threads)与嵌入物(inserts)
不管是外螺纹或内螺纹，皆可在模具内成型，避免了利用机械加工之麻烦。

设计内，外螺纹时，其基本规格设计须如图2-19所示。

内螺纹底部未螺纹化的直径必须等于或小于螺纹的最小直径如图2-19(a)，A?B。

若是外螺纹，则其底部未螺纹化的直径必须等于或大于螺纹的最大值径如图2-19(b)，B?A。

2-20成型螺纹必须避免具有如羽毛般的边，以免造成应力集中，使该区域强度变弱如图
用于塑料品的金属嵌入物，通常用以承担产品被磨损、撕裂的力量或用以与电气相连及装饰用。

嵌入物之类型有两种，一种为成型前模内插入物，另一种为成型后插入物。

前者具中等或极粗的刻痕以提供足够的力量防止滑动，后者可螺纹
化或是藉由热，超音波的方法来装置。

通常模制嵌入物时，我们须考虑以下几个因素：
·插入物须能提供所需要的机械强度。

·在所有的塑料中，塑模的嵌入物须不具挠性。

·固定的壁厚必须围绕嵌入物之四周，以防止塑料冷却时发生裂化。

·当插入物嵌入塑物中后，可能须要再修饰，二次加工等耗费金钱的步骤。

嵌入物必须与塑模打开或关闭的移动方向平行。

因为直角或斜角之插入物在模制时是非常困难且费成本的如图2-21所
示。

不管是阴或阳之嵌入物，皆须要有一肩座，以防止塑料化合物流入螺纹中如图2-22所示，(a)不具肩座嵌双封合肩座，此种最理想，但成本较高。

(c)为单一封合肩座。

(b)入物，须避免
之。

．
犹如孔洞设计的位置一样，插入物的位置设计方法与其大同小异。

设计插入物时除考虑机械应力外，由于嵌入物本身之高热膨胀系数，造成塑物之热应力亦须考虑。

所以当塑物冷却时，塑料会比金属收缩的还多，造成应力集中以致尔后插入物周遭龟裂。

预防的方法是，提供足够之塑料于插入物的四周或是增加嵌入物与外壁之距离。

表2-4为一些常用的塑料于嵌入物四周所须之最小厚度以避免龟裂。

2-3-8 尺寸公差(dimensional tolerance)
大部分的塑料成形品皆能维持相当紧密之尺寸公差，除了高收缩性的材料之外如PE，PP，Nylon，POM，EVA及软质PVC，其收缩率达到2％至3％，而一般热塑性制品的商业许可公差为±0.5％。

所以对于这些高收缩性材料必须指定较大之容许公差方行，因为其尺寸公差很难藉模具设计予以补救。

产品设计者在选定尺寸公差时要考虑使用之塑料材料、产品形状及将来之使用条件等。

随著公差的严格要求，其制造加工精度与模具价格亦相对提高，所以产品设计者于图面上记入公差时，要审慎的设定适用于此公差的使用条件。

因此，产品设计者所设定之总公差应该包含了使用条件和环
境条件下的尺寸变化。

塑料成形品除了尺寸公差以外，对于一些精密成形更须考虑形状公差，因为浇口的种类和位置或是模具温度调节系统之决定，皆须根据这些资料来设计之。