塑料件结构设计
塑料件结构设计要点
大略的汇总下结构中常见的问题注意点，期抛砖引玉，共同提高。
1、关于塑料零件的脱模斜度：一般来说，对模塑产品的任何一个侧面，都需有一定量的脱模斜度，以便产品从模具中顺利脱出。
脱模斜度的大小一般以0.5度至1度间居多。
具体选择脱模斜度注意以下几点：●塑件表面是光面的，尺寸精度要求高的，收缩率小的，应选用较小的脱模斜度，如0.5°。
●较高、较大的尺寸，根据实际计算取较小的脱模斜度，比如双筒洗衣机大桶的筋板，计算后取0.15°~0.2°。
●塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。
●塑件壁厚较厚时，会使成型收缩增大，脱模斜度应采用较大的数值。
●透明件脱模斜度应加大，以免引起划伤。
一般情况下，PS料脱模斜度应不少于2.5°~3°，ABS及PC料脱模斜度应不小于1.5°~2°。
●带皮纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应根据具体情况取2°~5°的脱模斜度，视具体的皮纹深度而定。
皮纹深度越深，脱模斜度应越大。
结构设计成对插时，插穿面斜度一般为1°~3°（见后面的图示意）。
2、关于塑件的壁厚确定以及壁厚处理：合理的确定塑件的壁厚是很重要的。
塑件的壁厚首先决定于塑件的使用要求：包括零件的强度、质量成本、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项要求，一般壁厚都有经验值，参考类似即可确定(如熨斗一般壁厚2mm，吸尘器大体为2.5mm)，其中注意点如下：l塑件壁厚应尽量均匀，避免太薄、太厚及壁厚突变，若塑件要求必须有壁厚变化，应采用渐变或圆弧过渡，否则会因引起收缩不均匀使塑件变形、影响塑件强度、影响注塑时流动性等成型工艺问题。
l塑件壁厚一般在1—5mm范围内。
而最常用的数值为2—3mm。
l常用塑料塑件的最小壁厚及常用壁厚推荐值：(mm)l尽量不要将加强筋和螺钉柱设计的太厚，一般建议取本体壁厚的一半较保险，否则容易引起缩影等外观问题●尽量不要将零件设计成单独的平板，尺寸很小另论，否则变形导致零件不平整3、关于塑件的加强：为了确保塑件的强度和刚性，而又不致使塑件的壁厚过厚，可以在塑件的适当部位设置加强筋。
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:
Rev.A
P26
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
Rev.A
肋骨:
加强筋厚度与塑件壁厚的关系:
P28
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
Rev.A
P33
肋骨:
常见加强肋设计:
Rev.A
P34
肋骨:
常见加强肋设计:
Rev.A
P35
肋骨:
常见加强肋设计:
Rev.A
P36
肋骨:
常见加强肋设计:
Rev.A
P37
Rev.A
肋骨:
Rev.A
P2
Rev.A
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
塑料制品的结构设计规范
塑料制品的结构设计规范塑料制品在现代生活中已经成为了不可或缺的一部分，随处可见的塑料制品的使用使人们的生活更加便捷和美好。
为了保证塑料制品的质量和功能，制品的结构设计至关重要。
本文将从材料选择、结构设计和工艺控制三个方面阐述塑料制品的结构设计规范。
一、材料选择塑料制品的材料选择直接影响着塑料制品的使用寿命、强度和耐热性等性能指标。
在选择塑料制品的材料时，应该综合考虑材料的物理和化学性能，场所和使用环境等多方面的因素。
一般而言，工程塑料比通用塑料具有更好的机械性能、化学稳定性和耐热性，比如PC、ABS等工程塑料。
二、结构设计1、合理的壁厚设计塑料件的壁厚是指制品壁厚与外径或内径的比值。
塑料制品的壁厚应该尽可能的薄，并且均匀一致。
因为塑料的热导率很低，导热性差，如果部分壁厚过厚，会造成热应力，导致塑料制品变形或开裂。
所以，在设计塑料制品的壁厚时，需根据使用场合、力学要求以及成本等因素进行综合考虑。
2、结构的可靠性和安全性设计结构时需充分考虑结构的可靠性和安全性，既要满足使用的要求，又要尽可能的减小结构的体积和材料消耗。
此外，结构设计时还应该考虑未来可能出现的一些异常情况，如使用环境的变化、超负荷的物理作用和力学应力等因素都应该在结构设计中进行考虑。
三、工艺控制优秀的结构设计标准是塑料制品质量保证的前提，但良好的生产工艺过程也是确保质量的关键。
生产过程中应该选择先进的生产工艺技术，如模具设计、注塑机选型和注射参数的调控等。
此外，应该做好产品的标准化、精细化生产和检验工作，以确保产品品质达到标准。
综上所述，塑料制品的结构设计对产品质量至关重要，必须遵循一定的规范和标准进行设计和制造。
同时，在生产过程中也需要遵循简单、精细、标准化、自动化和人性化原则。
一旦遇到质量问题，企业应该采取积极有效的措施，及时处理，以免造成不必要的损失和影响公司声誉。
塑料件结构设计全
第一章 塑料制品的结构设计
塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。
§ 1.1 塑 料 制 品 设 计 的 一 般 程 序 和 原 则
1.1.1 塑 料 制 品 设 计 的 一 般 程 序
1、 详 细 了 解 塑 料 制 品 的 功 能 、 环 境 条 件 和 载 荷 条 件 2、 选 定 塑 料 品 种 3、 制 定 初 步 设 计 方 案 ， 绘 制 制 品 草 图 （ 形 状 、 尺 寸 、 壁 厚 、 加 强 筋 、 孔 的 位 置 等 ） 4、 样 品 制 造 、 进 行 模 拟 试 验 或 实 际 使 用 条 件 的 试 验 5、 制 品 设 计 、 绘 制 正 规 制 品 图 纸 6、 编 制 文 件 ， 包 括 塑 料 制 品 设 计 说 明 书 和 技 术 条 件 等 。
．2 ．
．3 ．
§ 1.3 脱 模 斜 度
脱模斜度：为便于脱模，塑料制品壁在出模方向上应具有倾斜角度α，其值以度数表示（参见 表 2-4）。
1.3.1 脱 模 斜 度 确 定 要 点
(1) 制 品 精 度 要 求 越 高 ， 脱 模 斜 度 应 越 小 。 (2) 尺 寸 大 的 制 品 ， 应 采 用 较 小 的 脱 模 斜 度 。 (3) 制 品 形 状 复 杂 不 易 脱 模 的 ， 应 选 用 较 大 的 斜 度 。 (4) 制 品 收 缩 率 大 ， 斜 度 也 应 加 大 。 (5) 增 强 塑 料 宜 选 大 斜 度 ， 含 有 自 润 滑 剂 的 塑 料 可 用 小 斜 度 。 (6) 制 品 壁 厚 大 ， 斜 度 也 应 大 。 (7) 斜 度 的 方 向 。 内 孔 以 小 端 为 准 ， 满 足 图 样 尺 寸 要 求 ， 斜 度 向 扩 大 方 向 取 得 ； 外 形 则 以 大 端 为 准，满足图样要求，斜度向偏小方向取得。一般情况下脱模斜度。可不受制品公差带的限制，高精 度塑料制品的脱模斜度则应当在公差带内。
超声波塑料件的结构设计
1塑料件的结构塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚,太薄的壁厚有一定的危险性，超声波焊接时是需要加压的，一般气压为2—6kgf/cm2 。
所以塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。
1.2罐状或箱形塑料等，在其接触焊头的表面会引起共振而形成一些集中的能量聚集点，从而产生烧伤、穿孔的情况(如图1所示)，在设计时可以罐状顶部做如下考虑○1加厚塑料件○2 增加加强筋○3 焊头中间位置避空1.3尖角如果一个注塑出来的零件出现应力非常集中的情况，比如尖角位，在超声波的作用下会产生折裂、融化。
这种情况可考虑在尖角位加R角。
如图2所示。
1。
4塑料件的附属物注塑件内部或外部表面附带的突出或细小件会因超声波振动产生影响而断裂或脱落，例如固定梢等（如图3所示）。
通过以下设计可尽可能减小或消除这种问题：○1 在附属物与主体相交的地方加一个大的R角，或加加强筋。
○2 增加附属物的厚度或直径。
1。
5塑料件孔和间隙如被焊头接触的零件有孔或其它开口，则在超声波传递过程中会产生干扰和衰减（如图4所示），根据材料类型(尤其是半晶体材料）和孔大小，在开口的下端会直接出现少量焊接或完全熔不到的情况，因此要尽量预以避免。
1.6塑料件中薄而弯曲的传递结构被焊头接触的塑件的形状中，如果有薄而弯曲的结构,而且需要用来传达室递超声波能量的时候,特别对于半晶体材料，超声波震动很难传递到加工面（如图5所示)，对这种设计应尽量避免。
1。
7近距离和远距离焊接近距离焊接指被焊接位距离焊头接触位在6mm以内，远距离焊接则大于6mm，超声波焊接中的能量在塑料件传递时会被衰减地传递。
衰减在低硬底塑料里也较厉害，因此，设计时要特别注意要让足够的能量传到加工区域。
远距离焊接，对硬胶（如PS，ABS,AS，PMMA）等比较适合，一些半晶体塑料（如POM，PETP,PBTB，PA）通过合适的形状设计也可用于远距离焊接。
1。
8塑料件焊头接触面的设计注塑件可以设计成任何形状，但是超声波焊头并不能随意制作。
塑料产品结构设计注意事项
塑料产品结构设计注意事项1.减少应力集中：在进行结构设计时，需要避免应力集中的情况，因为这样容易导致产品的断裂和损坏。
可以通过增加圆角、过渡半径和增加支撑结构等方式来减少应力集中。
2.提高结构刚度：塑料产品通常需要具备一定的结构刚度，以保证其在使用中不易变形和破损。
为了增加产品的结构刚度，可以采用加强筋、加厚结构和增加内部支撑等方法。
3.增加产品的抗疲劳性：塑料产品在长时间使用或重复加载下容易发生疲劳破坏。
为了提高产品的抗疲劳性，可以采用设计增加圆角和过渡曲线，同时避免锐角和过渡面等设计措施。
4.考虑产品的装配性：在进行塑料产品结构设计时，应该考虑产品的装配性，使得产品易于装配和拆卸。
可以通过设计合理的拼接接口、预留装配空间和减小装配工艺难度等方式来提高产品的装配性。
5.考虑产品的可维修性：塑料产品在使用过程中可能遭受损坏或磨损，因此需要考虑产品的可维修性。
设计时应该考虑到易损部位的更换和修理，尽量采用可拆卸结构和标准化零件，以方便维修。
6.确保产品的安全性：在进行塑料产品结构设计时，需要确保产品的安全性。
要保证塑料产品在正常使用和意外情况下都能够满足安全要求，避免出现塑料破裂、断裂和松动等情况。
可以通过增加防护结构、增加强度和使用合适的材料等方式来提高产品的安全性。
7.选择合适的材料：塑料产品的性能取决于所选用的材料。
在进行结构设计时，应根据产品的具体要求选择合适的塑料材料，考虑材料的强度、硬度、耐温性、耐化学性等指标。
同时还需要考虑材料的成本和可塑性等因素。
8.结合生产工艺：在进行塑料产品结构设计时，需要结合产品的生产工艺来考虑设计要求。
不同的生产工艺可能对产品的结构设计提出不同的要求，例如注塑工艺需要考虑产品的模具结构和塑料流动性等因素。
总结起来，塑料产品结构设计需要考虑产品的强度、刚度、抗疲劳性、装配性、可维修性、安全性和材料等因素。
只有综合考虑这些因素，才能设计出质量可靠、使用寿命长的塑料产品。
塑料件结构设计要点
产品开发的结构设计原则：a、结构设计要合理：装配间隙合理，所有插入式的结构均应预留间隙；保证有足够的强度和刚度（安规测试），并适当设计合理的安全系数。
b、塑件的结构设计应综合考虑模具的可制造性，尽量简化模具的制造。
c、塑件的结构要考虑其可塑性，即零件注塑生产效率要高，尽量降低注塑的报废率。
d、考虑便于装配生产（尤其和装配不能冲突）。
e、塑件的结构尽可能采用标准、成熟的结构，所谓模块化设计。
f、能通用/公用的，尽量使用已有的零件，不新开模具。
g、兼顾成本大略的汇总下结构中常见的问题注意点，期抛砖引玉，共同提高。
1、关于塑料零件的脱模斜度：一般来说，对模塑产品的任何一个侧面，都需有一定量的脱模斜度，以便产品从模具中顺利脱出。
脱模斜度的大小一般以0.5度至1度间居多。
具体选择脱模斜度注意以下几点：a、塑件表面是光面的，尺寸精度要求高的，收缩率小的，应选用较小的脱模斜度，如0.5b、较高、较大的尺寸，根据实际计算取较小的脱模斜度，比如双筒洗衣机大桶的筋板，计算后取0.15 ° ~0.2 °。
c、塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。
d、塑件壁厚较厚时，会使成型收缩增大，脱模斜度应采用较大的数值。
e、透明件脱模斜度应加大，以免引起划伤。
一•般情况下，PS料脱模斜度应不少于 2.5 °~3°，ABS及PC料脱模斜度应不小于1.5 ° ~2°。
f、带皮纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应根据具体情况取2° ~5°的脱模斜度，视具体的皮纹深度而定。
皮纹深度越深，脱模斜度应越大。
g、结构设计成对插时，插穿面斜度一般为1° ~3°（见后面的图示意）。
2、关于塑件的壁厚确定以及壁厚处理：合理的确定塑件的壁厚是很重要的。
塑件的壁厚首先决定于塑件的使用要求：包括零件的强度、质量成本、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项要求，一般壁厚都有经验值，参考类似即可确定（如熨斗一般壁厚2mm吸尘器大体为2.5mm），其中注意点如下：a、塑件壁厚应尽量均匀，避免太薄、太厚及壁厚突变，若塑件要求必须有壁厚变化，应采用渐变或圆弧过渡，否则会因引起收缩不均匀使塑件变形、影响塑件强度、影响注塑时流动性等成型工艺问题。
塑料制品的常见结构设计
塑料制品的常见结构设计随着现代产业的不断发展，塑料制品已经成为人们生活和工作中必不可少的一种材料。
它具有质轻、强度高、耐热、耐腐蚀等特点，广泛应用于机车、汽车、飞机以及家居用品、电子产品等领域。
而对于塑料制品的结构设计，其主要的目的在于提高产品的性能、延长使用寿命和增加产品的美观度。
本文将介绍一些常见的塑料制品结构设计方法及其应用。
一、拉伸设计拉伸设计一般用于塑料制品的生产过程中，通过设计塑料的拉伸流程，来改变塑料的分子结构，从而改变其性能和品质。
在拉伸设计中，良好的拉伸流程设计能够使塑料分子链得到整齐有序地排列，提高产品的强度和韧性。
例如，汽车和航空工业中用的塑料材料，通常都经过拉伸设计，以满足其强度、刚度、韧性的要求。
二、杆塞设计在塑料制品的生产过程中，杆塞设计通常用于改善产品的表面和内部质量。
对于塑料制品来说，其内部因为生产过程中加热和冷却的不均匀，可能会出现焊接痕迹、气泡、瑕疵等质量问题，杆塞设计则可通过加入杆塞，改善产品质量。
其设计原理为，通过计算产品内部的气流、温度等信息，确定塑料材料流动的方向、速度及压力等参数，以实现塑料内部的均匀化，达到优化产品内部结构的效果。
三、针轮设计针轮设计是一种常用于塑料制品挤压成型中的提高产品质量的方法。
它通过改善挤压过程中塑料流动的方向和速度，使得塑料分子链得到更加有序地排布，从而提高产品的强度和韧性。
其中，针轮是双螺杆挤出机的关键部件，在挤出过程中不断旋转，挤出材料。
针轮设计的核心在于，通过调节针轮的几何参数，使得塑料在针轮的作用下能够得到更充分的塑性变形和拉伸效应，达到优化材料微观结构的效果。
四、辊子设计辊子设计通常应用于塑料薄膜的生产过程中。
塑料薄膜是一种高强度、美观、防水、防镜面反射等重要用途的塑料制品，其质量关键在于生产过程中的辊子设计。
在辊子设计中，优秀的辊子设计能够使塑料薄膜表面均匀、色彩鲜艳、质地光滑。
其设计原理为，在制膜过程中，通过调整压力、速度和温度等参数，使辊子能够完全与塑料材料接触，并实现微观结构的改变，从而优化防水、防结霜以及降低声学反射等性能。
塑料产品结构设计资料
塑料产品结构设计资料目录一、零件壁厚 (1)二、脱模斜度 (4)三、圆角设计 (5)四、加强筋的设计 (7)五、支柱的设计 (8)六、螺丝柱的设计 (9)七、孔的设计 (10)八、止口的设计 (11)九、卡扣的设计 (13)十、反止口的设计 (18)零件设计必须满足来自于零件制造端的要求，对通过注射加工工艺而获得的塑胶件也是如此。
在满足产品功能、质量以及外观等要求下，塑胶件设计必须使得注射模具加工简单、成本低，同时零件注射时间短、效率高、零件缺陷少、质量高，这就是面向注射加工的设计。
现将详细介绍塑胶件设计指南，使得塑胶件设计是面向注射加工的设计。
一、零件壁厚在塑胶件的设计中，零件壁厚是首先考虑的参数，零件壁厚决定了零件的力学性能、零件的外观、零件的可注射性以及零件的成本等。
可以说，零件壁厚的选择和设计决定了零件设计的成功与失败。
1、零件壁厚必须适中由于塑胶材料的特性和注射工艺的特殊性，塑胶件的壁厚必须在一个合适的范围内，不能太薄，也不能太厚。
壁厚太小，零件注射时流动阻力大，塑胶熔料很难充满整个型腔，不得不通过性能更高的注射设备来获得更高的充填速度和注射压力。
壁厚太大，零件冷却时间增加，零件成型周期增加，零件生产效率低;同时过大的壁厚很容易造成零件产生缩水、气孔、翘曲等质量问题。
零件壁厚可根据材料的不同及产品外形尺寸的大小来选择，其范围一般为0.6~6.0mm，常用的厚度一般在1.5~3.0mm之间。
表1是常用塑料件料厚推荐值，小型产品是指最大外形尺寸L<80.0mm，中型产品是指最大外形尺寸为80.0mm<L<200.0mm，大型产品是指最大外形尺寸L>200.0mm。
表1 常用塑料件料厚推荐值(单位mm)2、尽量减少零件壁厚决定塑胶件壁厚的关键因素包括:1)零件的结构强度是否足够。
一般来说，壁厚越大，零件强度越好。
但零件壁厚超过一定范围时，由于缩水和气孔等质量问题的产生，增加零件壁厚反而会降低零件强度。
产品结构设计——塑胶件结构设计基本原则
——塑胶件结构设计基本原则塑胶件结构设计基本原则1.避免翘曲准则2.细长筋受拉准则3.避免内切准则4.避免尖锐棱角准则1.避免翘曲准则翘曲现象经常出现于塑料构件中，所以塑料件的结构设计应特别注意避免翘曲。
翘曲的主要原因是由于模塑成型过程中，构件冷却不均匀，产生内应力，引起翘曲变形。
造成冷却不均匀的原因主要有三种：（1）材料分布不均匀；（2）散热边界条件不均匀；（3）结构不对称。
1.避免翘曲准则壁厚不均匀的构件易出现却不均匀现象，从而导致构件翘曲变形。
在因构件本身功能要求的限制无法做到的情况下，应在两不同壁厚之间留有缓慢的过渡段。
不合理结构合理结构1.避免翘曲准则壁厚过大的塑件内部易产生空洞等缺陷，所以常设置加强筋提高构件的刚度。
过薄或过厚的加强筋也会导致构件的翘曲变形。
加强筋的壁厚要与底板壁厚相当，不要超过底板的壁厚。
不合理结构合理结构s 0.6s3s1.避免翘曲准则壁厚均匀的塑件也会产生翘曲变形，下图左侧的大平板从几何形状上来说完全均匀，但冷却不均匀；外部冷却快，内部冷却慢；板越大，不均匀越严重。
解决这个问题的方法是将平板改成拱板，下图右图所示，这样提高了板的抗弯刚度，从而有利于减少或消除构件的翘曲变形。
不合理结构合理结构1.避免翘曲准则另一种因冷却不均匀而产生翘曲变形的结构是带拐角的塑件。
拐角内外散热速度不一样，内慢外快。
解决的措施是加大内拐角的散热面积，改直角为倒角或设置一槽。
不合理结构合理结构2.细长筋受拉准则加强筋是塑胶件中的常见结构，一般比较细长。
塑料的弹性模量很低，所以易出现失稳问题，特别是细长结构。
应使细长筋尽量处于受拉状态。
不合理结构合理结构3.避免内切准则有内切结构无法直接脱模，必须用模芯或侧向抽芯机构，增大了模具制造的复杂性，从而增加了模具成本。
塑料件的结构设计应考虑到脱模的可能与方便，应避免有内切的结构。
下图左侧结构内外都有内切问题，即不可能用单一模具制作，从而增大模具的制造成本，其改进结构如右图所示。
塑料产品结构设计应注意事项(doc 17页)
塑料产品结构设计应注意事项(doc 17页)塑料产品结构设计注意事项1、塑料产品开发的结构设计原则⑴、结构设计要合理：装配间隙合理，所有插入式的结构均应预留间隙；保证有足够的强度和刚度(安规测试)，并适当设计合理的安全系数。
⑵、塑件的结构设计应综合考虑模具的可制造性，尽量简化模具的制造。
⑶、塑件的结构要考虑其可塑性，即零件注塑生产效率要高，尽量降低注塑的报废率。
⑷、考虑便于装配生产(尤其和装配不能冲突)。
⑸、塑件的结构尽可能采用标准、成熟的结构，所谓模块化设计。
⑹、能通用/公用的，尽量使用已有的零件，不新开模具。
⑺、兼顾成本。
2、材料的选取⑴、ABS：高流动性，便宜，适用于对强度要求不太高的部件（不直接受冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性的部件），如内部支撑架（键板支架、LCD支架）等。
还有就是普遍用在电镀的部件上（如按钮、侧键、导航键、电镀装饰件等）。
目前常用奇美PA-757、PA-777D 等。
⑵、PC+ABS：流动性好，强度不错，价格适中。
适用于作高刚性、高冲击韧性的制件，如框架、壳体等。
常用材料代号：拜尔T85、T65。
⑶、PC：高强度，价格贵，流动性不好。
适用于对强度要求较高的外壳、按键、传动机架、镜片等。
常用材料代号如：帝人L1250Y、PC2405、PC2605。
⑵、较高、较大的尺寸，根据实际计算取较小的脱模斜度。
⑶、塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。
⑷、塑件壁厚较厚时，会使成型收缩增大，脱模斜度应采用较大的数值。
⑸、透明件脱模斜度应加大，以免引起划伤。
一般情况下，PS料脱模斜度应不少于2.5°～3°，ABS及PC料脱模斜度应不小于1.5°～2°。
⑹、带皮纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应根据具体情况取2°～5°的脱模斜度，视具体的皮纹深度而定。
皮纹深度越深，脱模斜度应越大。
⑺、结构设计成对插时，插穿面斜度一般为1°～3°。
塑料件结构设计详解-精
塑料件结构设计详解-精塑料件结构设计通⽤塑胶零件设计1、术语和定语1.1 缩⽔、缩痕制品表⾯产⽣凹陷的现象,由塑胶体积收缩产⽣，常见于局部内厚区域，如加强肋或柱位与⾯交接区域。
1.2 缩孔制品局部⾁厚处在冷却过程中由于体积收缩所产⽣的真空泡，叫缩孔。
1.3 ⽓泡塑胶熔体含有空⽓、⽔份及挥发性⽓体时，在注塑成型过程空⽓、⽔份及挥发性⽓体进⼊制品内部⽽残留的空洞叫⽓泡。
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或镶件配合⾯将发⽣锁模⼒⾜够，但在主浇道与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。
通⽤塑胶零件设计1.7 熔接痕、夹⽔纹模具采⽤多浇⼝进浇⽅案时，胶料流动前锋相互汇合；孔位和障碍物区域，胶料流动前锋也会被⼀分为⼆；壁厚不均匀的情况也会导致熔接痕。
1.8 喷痕、蛇纹⾼速通过浇⼝的塑胶熔体直接进⼊型腔，然后接触型腔表⾯⽽固化，接着被随后的塑胶熔体推挤，从⽽残留蛇⾏痕迹。
侧浇⼝，塑胶经过浇⼝后⽆滞料区域或滞料区域不充⾜时，容易产⽣喷痕。
1.9 银丝、银条制品表⾯或表⾯附近，沿塑料流动⽅向呈现的银⽩⾊条纹。
银丝的产⽣⼀般是塑胶中的⽔分或挥发物或附着模具表⾯的⽔分等⽓化所致，注塑机螺杆卷⼊空⽓有时也会产⽣银条。
1.10破裂、龟裂制品表⾯裂痕严重⽽明显者为破裂，制品表⾯呈⽑发状裂纹，制品尖锐⾓处常呈现此现象谓之龟裂，也常称为应⼒龟裂。
1.11表⾯光泽不良制品表⾯失去材料本来的光泽，形成乳⽩⾊层膜、模糊状态等皆可称为表⾯光泽不良。
通⽤塑胶零件设计1.12 翘曲变形制品因壁厚或是成形时冷却不均匀⽽产⽣收缩⽐例不同，从⽽形成制品变形或是扭曲。
1.13 流痕塑胶熔体流动的痕迹，以浇⼝为中⼼⽽呈现的条纹波浪形状。
塑料件结构设计准则(2)
参考文献
图 43
2. 10 螺栓带衬板准则 螺栓连接是另一种常见的塑料件装配方式 。 塑料的强度比金属的强度低得多 ,通常不足以咬 紧螺丝 ,所以尖头螺丝不可直接嵌入塑料中 ,见图 44 所示 。此外 ,平头螺栓连接或铆接式连接也应 带面积较大的衬板 ,以资加大受力面积 ,从而减少 单位面积上的紧固压力 ,参见图 45 、46 和 47 。图
局部材料堆积不但不能加强构件局部的强度刚度反而会使该处成为构件的薄弱环节1有百害而无一利所以在塑料构件特别是铸塑构件的设计中要切忌局部材料的堆积这是铸塑构件设计中最基本的最重要的结构设计准则
《机械设计》1997 №2 设计领域综述
·1 ·
塑料件结构设计准则 (2) Ξ
(十)
杨文彬 ( 南京化工大学)
图 35
带有加强筋的塑料齿轮是一常见塑料制 品 。在啮合精度要求高的情况下 ,图 36 左所示结 构就不合理 ,因为非轴对称分布的加强筋会使齿 轮圆度精度下降 ,使齿轮圆实际上变成一个多边 形 ,其改进结构如图 36 右所示 。
图 36
两半模之间总是有一定的误差 ,所以 ,公 差要求高的部位应尽量放置于同一半模之中 ,见 图 37 右所示 。
31 和图 32 是壁厚太大导致表面倒塌的结构例子 及其改进措施 。
图 26
塑料平板常因刚度不足而设加强筋 ,这种结构平 板上易出现倒塌 ,倒塌正好发生在加强筋对面。 解决这一问题的方法 : (1) 开槽 ,避免局部材料堆 积 ,见图 27 ; (2) 加凸台 ,见图 28 和 29 。
图 32
表面倒塌也会发生在螺栓连接处 ,其原因是 塑料的弹性模量小 ,构件受力后已变形 。其防治 措施 :
(1) 加大壁厚 ; (2) 缩短螺栓 ,参见图生空洞 ,从而进一步引发 表面倒塌 ,其改进原则就是尽量将构件的壁厚设 计得小而匀 ,参见“最小壁厚准则”[1 ] 。图 30 、图
塑料件结构设计规范-图文实例
平板卡扣连接
17
平板卡扣连接－－结构分析
18
平板卡扣连接的优缺点及适用范围
• 用途：平板件与其他塑料件利用卡扣连接。 • 优点：装配简单且牢固，适用性强。 • 缺点：需要其他结构支撑板件。 • 适用产品：适用于板件与一般塑料件的连接等，板件一般不属于重
要外观件。
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卡扣连接与翻边
20
卡扣连接与翻边－－结构分析
塑料件设计规范
1
柱位的设计方式-自攻螺钉
自攻螺钉的标准尺寸
自攻螺钉规格 （国标） ST2.2 ST2.9 ST3.5 ST4.2 ST4.8 ST5.5
螺钉柱内径ø（mm） 螺钉柱外径（mm）
nd
wd
1.7
5
2.3
6
2.8
7
3.4
7.5
3.8
8
4.4
9
表内值为参考值，一般柱位 内径较nd大0.3~0.4mm，柱 位壁厚在1.25mm左右，以 防止产品表面缩凹。
钢丝卡扣
其他规格钢丝可参照此形 状适当更改，开口 尺寸 在钢丝直径的60％左右。
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钢丝卡扣的优缺点及适用范围
• 用途：用钢丝固定塑料件。 • 优点：装配简单,可拆卸,模具上易实现。 • 缺点：高度有限制,受力有脱落可能。 • 适用产品：旁侧板、前挡板等塑料件，卡扣周围50mm左右范围内无
发泡或面套挤压。
柱位高一般在5～10mm。
2
柱位结构的优缺点及适用范围
• 用途：将零部件（开关盒，铰链等）固定到塑料件上。 • 优点：结构简单，固定牢固。 • 缺点：产品表面容易缩凹，装配工序较烦。 • 适用产品：旁侧板等需要固定零部件的塑料件。
3
螺钉沉孔
塑料产品结构设计准则
塑料产品结构设计准则
一、塑料产品结构设计方针
1、结构设计应得到实际使用要求，尽量简化结构，使其结构合理、操作简便、制造容易。
2、结构设计应根据使用要求，考虑产品的性能、外形和使用环境，满足产品质量要求。
3、产品的造型要美观大方，满足消费者的审美要求，使之自然统一
4、结构设计应满足模具设计要求，使用质量好、价格便宜的模具来加工熔模塑料件。
5、产品的结构设计要综合考虑材料、模具和模具制造等技术参数，在以上参数内寻求最佳的结构形式。
6、塑料产品的结构设计要考虑体积小、重量轻和低成本的要求，同时要求使用寿命长、性能稳定，力学结构强度要求高。
二、塑料产品结构设计要点
1、考虑材料的特性
塑料产品的结构设计要根据材料的物理特性，特别是在外力、温度负荷作用下，塑料件自身的变形、破坏和损伤等特性，来确定合理的结构形式、尺寸尺度和受力部位等要求。
2、考虑制造工艺
塑料产品的结构设计要根据熔模塑料件的制造工艺，满足模具结构的设计要求，充分发挥塑料的加工性能，力求产品尺寸精度高、表面光滑度强，实现质量稳定、成本低的目的。
第3章塑料制品的结构设计
4.圆角：
大小： 外圆角：R=1.5t; 内圆角：r=0.5t
4.圆角：
5.孔：
⑴塑件的孔三种成型加工方法： 直接模塑出来； 模塑成盲孔再钻通孔； 塑件成型后再钻孔。
当通孔孔径﹤1.5mm，由于型芯易弯曲折断，不适于模塑成型。 肓孔的深度：h ﹤（3～5）d
d﹤1.5mm时， h ﹤3d
较困难。 塑件壁厚过大，则不但浪费塑料原料，而且还给成型带来困难，尤其降低了
塑件的生产率，还给塑件带来内部气孔、外部凹陷等缺陷。 所以正确设计塑件的壁厚非常重要。壁厚取值应当合理。
常用：2-4mm（最小：0.25，最大：8-10）
原则：1、满足装配使用收力要求要求下,取小壁厚；
2、脱模顶出时零件不变形；
平板类零件加强筋方
2.
向与料流方向平行
加强筋设计要点：
3.
加强筋厚度小 于制品壁厚
4.
加强筋与支承 面间留有间隙
间距（2-3）t
加强筋设计要点：
增加刚性减少变形的其他措施:
①将薄壳状的塑件设计为球面，拱曲面等，可以有效地增加刚性、减少变形。
增加刚性减少变形的其他措施:
②薄壁容器的沿口是强度、刚性薄弱处赐于开裂变形损坏，故应
～ ～
二、塑料制品的结构设计
主要：
脱模斜度、壁厚、加强筋、圆角、孔、支撑面、 装饰标志、嵌件、分型面、强制脱模等。
1.脱模斜度：减小开模力和脱模力。
当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较 复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。 为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。
油
行喷涂处理
不同的光泽状
明显提高塑料件表面的外观档次，
塑料件的结构设计之一 塑料件的脱模斜度
塑料件的结构设计之一塑料件的脱模斜度脱模斜度指塑料件在出模方向具有一定的倾斜角度，使塑料件轻松脱模。
脱模斜度是满足模具正常出模的必要条件，在塑料件产品设计时，外观还是内部的结构都必须有脱模斜度。
脱模斜度与产品外观、材料、外形尺寸、功能等相关，设计时脱模斜度需要考虑一下几个方面。
1)、产品外观要求高，脱模斜度要小。
2)、产品精度要求高，脱模斜度要小。
3)、产品外形尺寸大，脱模斜度要小。
4)、塑料材料含有润滑剂，脱模斜度要小。
5)、产品外表面光亮，脱模斜度适度要小。
6)、产品外形粗糙，脱模斜度需加大。
7)、产品外形结构复杂，脱模斜度需加大。
8)、注塑流动性差或者增强的塑料，脱模斜度需加大。
9)、产品料厚大，脱模斜度需加大。
10)、收缩率大的塑料硬选用较大的脱模斜度。
11)、透明件塑料脱模斜度需要适当的加大。
脱模斜度与塑胶材料的关系如表1-1。
提示：塑胶产品应防止在出模时外观面拉伤，无论采用哪种材料，外观面的脱模斜度不要小于3°。
脱模斜度的大小非常重要，脱模斜度的方向同样也必须确定，否则无法出模。
具体的确定方法有以下几个。
1)、产品外观外形以大端为基准，斜度采用减胶拔模方式向小端取得，如图2-1。
图2-1 外形脱模斜度方向的确定2)、内孔以小端直径为基准，斜度采用减胶拔模的方式向扩大方向取得，如图2-2。
图2-2 内孔脱模斜度方向的确定3)、筋位以大端为基准，斜度采用减胶拔模方式向小端取得，如图2-3。
图2-3 筋位脱模斜度方向的确定4)、比较特殊情况为了保证均匀料厚和模具顺利出模，一侧减胶拔模，另一侧加胶拔模，如图2-4。
图2-4 特殊情况脱模斜度方向的确定。
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支柱
支柱
• 支柱形状
支柱的高度：过高的支柱会导致塑料部件成型困难，所以支柱 高度一般是不会超过壁厚的3倍。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，三角加强块的使用也十分 常见。 支柱的直径：一般支柱的壁厚小于产品的壁厚，支柱的外径 是内径的2倍以上。从装配的考虑来看，局部增加支柱厚度是有需 要的。但是，这会导致不良的影响，如形成收缩痕、空穴、或增 加内应力。因此，利用支柱壁支撑支柱使与产品外壁保持一段距 离或使用加强筋连接外壁，后者不但增加支柱的强度以支撑更大 的扭力及弯曲的外力，更有助塑料填充及减少因气而出现烧焦的 情况。同样理由，远离外壁的支柱也应辅以三角加强块，三角加 强块对改善薄壁支柱的塑料流动特别适用。
加强筋
• 加强筯的布置
加强筋一般被放在塑料产品的非接触面，其伸展方向应 跟随产品最大应力和最大偏移量的方向，选择加强筋 的位置也受制于一些生产上的考虑，如塑料流动方向、 收缩方向及脱模方向等。
• 加强筯的形状
加强筋的长度可与产品的长度一致，两端相接产品的 外壁，或只占据产品部份的长度，用以局部增加产品 某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话， 末端部份也不应突然终止，应该渐次地将高度减低， 直至完结，从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等 问题，这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。
转角准则
转角准则
• 转角位的设计准则也适用于悬梁式扣位。 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太小时会导致其应力集中系数(Stress Concentration Factor)过大，因此，产品弯 曲时容易折断，弧度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。
壁厚
• 对一般热固性塑料来说，太薄的产品厚度往往导致操 作时产品过热，形成废件。此外，纤维填充的热固性 塑料于过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。 塑料的流动性越好，产品的壁厚就能做得越薄。如聚 丙烯、尼龙、ABS等料的流动性较好，聚碳酸酯的流 动性较差。 • 我们设计产品壁厚时一般根据经验值或参考相类似的 产品，如不能确定时，可先按较薄的壁厚设计，等产 品做出来后如强度不够，修改模具加厚产品壁厚比较 方便，也可以添加或增加加强筯或对材料进行增强改 性来达到使用要求。
加强筋
加强筋
• 加强筋最常用的形状 及尺寸如下图一般。
加强筋
• 加强筋底部的宽度须比相连外壁的厚度为小，一般底 部的宽度为壁厚的0.6～0.75倍，过厚的加强筋设计容 易产生收缩纹、空穴、变形挠曲及夹水纹等问题，也 会加长生产周期，增加生产成本。 • 加强筋高度一般为产品壁厚的3们以内，加强筋的高度 是受制于熔胶的流动速度及脱模顶出的特性(收缩率、 摩擦系数及稳定性)，较高的加强筋要求塑料有较低的 熔胶黏度、较低的摩擦系数、较高的收缩率。 • 加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩 擦力，出模角最少为0.5°，增加加强筋的出模角一般 有助产品顶出，不过，当出模角不断增加而底部的阔 度维持不变时，产品的刚性、强度达不到设计要求， 在顶出的方向打磨光洁也有助产品容易顶出；
转角准则
壁厚设计
• 不同的塑料有不同的流动性。壁厚过厚 的地方会有收缩现象，壁厚过薄的地方 塑料不易流过。以下是一些建议的塑料 厚度可供参考。 • 热塑性塑料的壁厚设计参考表：
壁厚设计
热塑性塑料 聚甲醛 ABS 聚甲基丙烯酸甲酯 (有机玻璃) 尼龙 聚碳酸酯 低密聚乙烯 高密聚乙烯 乙烯/乙酸乙烯酯 聚丙烯 聚苯醚 聚苯 简称 POM ABS PMMA PA PC LDPE HDPE EVA PP PPO PS 最薄(mm) 0.4 0.8 0.6 0.4 0.1 0.5 0.9 0.5 0.6 0.8 0.8 平均(mm) 1.6 2.3 2.4 1.6 2.4 1.6 1.6 1.6 2.0 2.0 1.6 最厚(mm) 3.2 3.2 6.4 3.2 9.5 6.4 6.4 3.2 7.6 9.5 6.4
ห้องสมุดไป่ตู้
平面原则
• 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方 都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致 壁厚有所改变总是无可避免的。壁厚的地方比 旁边壁薄的地方冷却得比较慢，并且在相接的 地方表面在浇口凝固后出现收缩痕。更甚者导 致产生收缩印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜 色不同或不同透明度。若壁厚的地方渐变成壁 薄的是无可避免的话，应尽量设计成塑料由壁 厚的地方流向壁薄的地方，不同平面过度要渐 次的改变，并且在不小于壁厚3:1的比例下。下 图可供参考。
出模角
• 因注塑件冷却收缩后多附在凸模上，为了使产 品壁厚平均及防止产品在开模后附在较热的凹 模上，出模角对应于凹模及凸模是应该相等的。 不过，在特殊情况下若然要求产品于开模后附 在凹模的话，可将相接凹模部份的出模角尽量 减少，或刻意在凹模加上适量的倒扣位。
出模角
• 出模角的大小 出模角的大小是没有一定的准则，多数是凭经验 和依照产品的深度来决定。此外，成型的方式，壁厚 和塑料的选择也在考虑之列。一般来说，高度抛光的 外壁可使用1/8度或1/4度的出模角。深入或附有织纹的 产品要求出模角作相应的增加，习惯上每0.025mm深 的织纹，便需要额外1度的出模角。出模角度与单边间 隙和边位深度之关系表，列出出模角度与单边间隙的 关系，可作为参考之用。此外，当产品需要长而深的 肋骨及较小的出模角时，顶针的设计须有特别的处理， 见对深而长加强筋的顶针设计图。
加强筋
• 底部连接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过分 中的现象，圆角的设计也给与流道渐变的形状使模腔 充填更为流畅，底部圆角为壁厚的1/4； • 当使用多条加强筋时，加强筋之间的距离必须较相接 外壁的厚度大，一般两条加强筯之间的间距大于壁厚 的3倍。
• 加强筯的数量
使用大量短而窄的加强筋比使用数个深而阔的加强 筋好。模具生产时加强筋的阔度(也有可能深度)和数量 应尽量留有余地，当试模时发觉产品的刚性及强度有 所不足时可适当地增加，因为在模具上去除钢料比使 用烧焊或加上插嵌件等增加钢料的方法来得简单及便 宜。
壁厚设计
壁厚设计
加强筋
• 基本设计原则
加强筋在塑料部件上是不可或缺的功能部份，它能增 加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积。 加强筋最有效的形状如『工』字铁般，对一些经常受 到压力、扭力、弯曲的塑料产品尤其适用，但如『工』 字铁般形状有倒扣，难于脱模，一般设计成『⊥』字 形。此外，加强筋更可充当内部流道，有助模腔充填， 对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。
塑料件结构设计
2010年5月
壁厚
●基本设计原则
• 一般塑料件的厚度为2～3mm，如我们油烟机大面板壁厚就是2～ 3mm，热塑性塑料最大设计壁厚为4mm。壁厚的大小取决于： • a 产品需要承受的外力； • b 是否作为其他零件的支撑； • c 承接柱位的数量； • d 加强筯的多少； • e 选用的塑料材料。 • 产品过厚从经济角度来看，不但增加物料成本，延长生产周期冷 却时间，增加生产成本。从产品设计角度来看，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，增加产品的缩痕。
平面原则
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，尖角的位置也常在电镀过程后引起不希望 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。下 图可供参考之用。
出模角
• 基本设计原则 塑料产品在设计上通常会为了能够轻易的使产品 由模具脱离出来而需要在边缘的内侧和外侧各设有一 个倾斜的出模角。否则如果产品垂直外壁并且与开模 方向相同的话，模具在塑料成型后需要很大的开模力 才能打开，而且，在模具开启后，产品脱离模具的过 程也相信十分困难。另外如果强行脱模的话，会在产 品上留下顶拔痕。如果该产品在设计的过程中已预留 出模角及所有接触产品的模具零件在加工过程当中经 过高度抛光的话，脱模就变成轻而易举的事情。因此， 出模角的考虑在产品设计的过程是不可或缺的。
硬聚氯乙烯
聚氨酯
硬PVC
PU
1.0
0.6
2.4
12.7
9.5
38
壁厚设计
• 其实大部份壁厚的设计可使用加强筋及改变横 切面形状取消它。除了可减省物料以致减省生 产成本外，取消后的设计更可保留和原来设计 相近的刚性、强度及功用。下图的金属齿轮如 改成使用塑料物料，更改后的设计如下图。此 塑料齿轮设计相对原来金属的设计不但减省材 料，消除因厚薄不均引起的内应力增加及齿冠 部份收缩导致整体齿轮变形的情况发生。
出模角
• 出模角度与单 边间隙和边位 深度之关系表
出模角
对深而长加强筋的顶针设计
支柱
• 基本设计原则 支柱是用以装配产品、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 力而不至于破裂。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塑料流动更顺畅。
支柱
• 支柱设计 支柱的基本设计要点 a) 支柱靠近外壁时 b) 支柱远离外壁时
支柱
• 一种可防止缩痕的支柱设计
支柱