塑胶件结构设计基础知识

塑胶件结构设计基础知识

一、塑胶件

塑胶件设计时尽可能做到一次成功，对某些难以保证的地方，考虑到修模时

给模具加料难、去料易，可预先给塑料件保留一定的间隙。

常用塑料介绍

常用的塑料主要有ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM 等，其

中常用的透明塑料有PC、PMMA、PS、AS。高档电子产品的外壳通常采用

ABS+PC；显示屏采用PC，如采用PMMA则需进行表面硬化处理。日常生活中

使用的中低档电子产品大多使用HIPS 和ABS 做外壳，HIPS因其有较好的抗老化性能，逐步有取代ABS 的趋势。

常见表面处理介绍

表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。ABS、HIPS、PC 料都有较好的表面

处理效果。而PP料的表面处理性能较差，通常要做预处理工艺。近几年发展起来的模内转印技术（IMD）、注塑成型表面装饰技术（IML）、魔术镜（HALF MIRROR）制造技术。

IMD与IML的区别及优势:

1. IMD膜片的基材多数为剥离性强的PET,而IML的膜片多数为PC.

2. IMD注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合,而IML是整个膜片履在树脂上

3. IMD是通过送膜机自动输送定位,IML是通过人工操作手工挂

1.1外形设计

对于塑胶件，如外形设计错误，很可能造成模具报废，所以要特别小心。外

形设计要求产品外观美观、流畅，曲面过渡圆滑、自然，符合人体工程。

现实生活中使用的大多数电子产品，外壳主要都是由上、下壳组成，理论上

上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响，

造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。可接受面刮<0.15mm,可接受底刮<0.1mm。所以在无法保证零段差时，尽量

使产品：面壳>底壳。

一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大，

一般选0.5%。

底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选0.4%。

即面壳缩水率一般比底壳大0.1%

1.2装配设计

指有装配关系的!#_5$____零部件之间的装配尺寸设计。主要注意间隙配合和公差的控制。

1.2.1止口

指的是上壳与下壳之间的嵌合。设计的名义尺寸应留0.05~0.1mm 的间隙，

嵌合面应有1.5~2°的斜度。端部设倒角或圆角以利装入。

上壳与下壳圆角的止口配合。应使配合内角的R 角偏大，以增大圆角之间

的间隙，预防圆角处的干涉。

1.2.2扣位

主要是指上壳与下壳的扣位配合。在考虑扣位数量位置时，应从产品的总体

外形尺寸考虑，要求数量平均，位置均衡，设在转角处的扣位应尽量靠近转角，

确保转角处能更好的嵌合，从设计上预防转角处容易出现的离缝问题。

扣位设计应考虑预留间隙。

设计扣位时应考滤侧抽心有无足够的行程。

1.2.3螺丝柱

一般采用自攻螺丝，直径为2~3mm。

对于不同的材料,螺丝孔尺寸有所不同,一般来说,比较软、韧性较好的材料d 值小，较脆的材料所选d

值要大一点。

1.3结构设计

在基本厚度的设计上，不宜过薄，否则外客强度不足，容易导致变、断裂等

问题的出现，过厚则浪费材料，影响注塑生产。一般外壳壁厚控制在1~2mm。

外壳整体厚度应平均过度，不得存在厚度差异变化大的结构，否则容易导致外观

缩水，特别是在筋位底部和螺丝柱位。

为预防缩水，筋位厚度控制在0.6~1.2mm。

1.3.1面壳

键孔的设计。键孔的碰穿方式有三种选择。

A 方式利于模具的制作，但碰穿处的利边容易导致卡键；

B 方式则避免了卡键问题，但当碰

穿偏心时则键孔变小，产生利边。C方式增加了按键的倒入斜脚，同时保存了碰穿偏心的余

量，有效的防止了问题的出现，现一般采用B 或C。

1.3.2按键设计

间隙：按键设计时要注意按键与面壳键孔的间隙，一般来说，如果按键采用

硅胶按键，则按键与面壳键孔的间隙为0.2~0.3mm。如果按键采用悬臂梁，则要

考虑预留按动时偏摆的间隙。如按键表面需要处理则要考虑各种表面处理对间隙

的影响。水镀（电镀）镀层厚度一般为0.1mm，喷涂和真空镀一般为0.05mm。键顶圆弧：如考虑按键表面需进行丝印等处理时，按键表面圆弧不宜过大，

弓形高度小于0.5mm。

圆角：按键顶部周边需倒圆角，避免卡住按键。

悬臂梁的不同设计对按键效果有不同的影响

按键按动时偏摆较大，按键与面板键孔要预留较大的间隙

按键按动时偏摆较小，按键主要做垂直运动，按键与面板键孔预留

较小的间隙

另一方面，悬臂梁的长度和厚度也直接影响到按键的效果，如果是联体按键，则要避免按键连动（即按一个按键时，其它按键也跟着运动的现象，严重时会发生其它按钮发生动作，造成误操作）

按键手感：轻触式按钮的按动力量大小一般要求在100g~200g，按动灵活，

手感良好。

按键寿命：按键寿命一般要求100000 次，

控制变形：对于悬臂梁按键，生产、运输、储存时一定要控制按键的变形，

因为轻微的变形都可能导致按键的使用效果明显下降。

对于产品侧面分型面附近的通孔，在不想因此而采用行位的方式产生时，可以通过两个半壳的对碰产生

更为一般的情况下，为了减少间隙的出现，会采用两半对碰的处理方式，同时为了避免对碰产生的孔边出现尖角，一般对碰的缺口宽度都会比我们的孔直径大一点，保证圆孔两边的料位有1.5以上的料位为宜。

对于理论上需要大平面接触面的情况下，实际的塑胶产品一般通过支撑脚或支撑筋的方式来实现。为了产品支撑的某些特殊要求，还可以在支撑脚上装配辅助的脚垫，比如为了防滑可以添加橡胶垫；而本案例的鼠标为了延长鼠标的寿命，特别地在两个脚中间使用了更耐磨的材料作为滑动垫。

对于内部转动轴，大多采用两半壳出筋对压的方式固定，而为了装配的方便和避免因为两半壳的错位而卡死转轴，一般会采用单侧的“三边配合”的方式，也就是转动的接触面主要都在其中一侧产生，而另一侧的筋只是用平面的方式压住转动轴而限制转动轴出模方向的跳动

而为了减少转动的摩擦，一般和轴配合的缺口都开成方形，采用线接触的方式而不是面圆对圆的配合方式。为了更好的保证转动的可靠性、转动性和装配的更易定位，需要把转轴完全固定在一侧，这种情况下可以采用强行出模的小倒扣方式，装配时强行把转轴压进配合孔，设计时需要注意倒扣量和导入的斜角设计