塑料件设计一般原则
塑料件的设计规范
塑料件的设计规范1.材料选择：(a)根据产品的使用环境和功能要求选择合适的塑料材料，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等。
(b)考虑材料的物理性能，如强度、耐磨性、耐腐蚀性等。
(c)考虑材料的成本和可获得性。
2.尺寸和公差控制：(a)设计时要确保塑料件的尺寸和公差能够满足产品的装配要求。
(b)考虑到塑料件的热膨胀系数，可以在设计时进行适当的调整。
3.结构设计：(a)设计时要考虑到塑料件的结构强度，以防止在使用过程中发生断裂或变形等问题。
(b)尽量避免在塑料件上设计过多的孔和凹槽，以减少成本和生产时间。
4.制造工艺：(a)设计时要考虑到塑料件的制造工艺，以确保能够实现高效的生产。
(b)考虑到塑料件注塑成型的要求，如壁厚、缩水率等。
5.表面处理：(a)考虑到塑料件的使用环境和外观要求，在设计时可以考虑表面处理方法，如涂装、喷涂等。
(b)考虑到塑料件的耐候性，可以选择添加防紫外线(UV)剂。
6.排气和冷却：(a)设计时要确保塑料件的排气和冷却能够满足注塑成型的要求，以避免缺陷的产生。
(b)考虑到塑料件的形状和厚度变化，可以适当设计出气道和冷却系统。
7.注塑模具设计：(a)考虑到塑料件的形状、尺寸和结构，设计合适的注塑模具，以确保能够生产出符合要求的塑料件。
(b)考虑到模具的制造成本和使用寿命，可以合理选择模具材料和加工工艺。
总而言之，塑料件的设计规范是为了确保产品质量和生产效率，在材料选择、尺寸和公差控制、结构设计、制造工艺、表面处理、排气和冷却、注塑模具设计等方面提供了一些指导和标准。
通过遵守这些规范，设计师可以设计出高质量的塑料件，从而满足客户的需求。
塑料制品的设计
塑料制品的设计塑料制品的设计不仅要满足使用要求，而且要符合塑料成型的工艺特点，并且尽可能的使模具简单化。
这样既是成型工艺稳定，保证塑料制品的质量，又可以降低生产成本。
塑料制品要考虑一下因素。
1、塑料性能：塑料的物理学性能和工艺性能。
2、成型方法：要看具体的成型工艺要确定设计法案。
3、模具结构和制造工艺：要利于模具结构简化和方便制造。
一、塑料制品结构设计的一般原则1、力求使制品结构简单，避免侧向凹凸结构,使模具结构简单，易于制造；设计塑料制品时，应满足塑料制品功能的要求的前提下，力求使制品结构简单，尤其是要尽量避免侧向凹凸结构。
因为侧向凹凸结构需要模具增加侧向抽心或斜顶机构，使得模具变复杂，并增加成本。
如果侧向凸凹结构不可避免，则应该使侧向凸凹结构简单化，这里有两种方法可以避免模具采用侧向抽心或斜顶机构：强行脱模和对插。
•注：关于强行脱模：1） 当侧向凹凸较浅且允许有圆角时，可强行脱模； 2）可强行脱模的塑料有PE 、PP 、POM 和PVC 等；斜顶上图的W 不宜小于1/3H 。
制品设计时除了尽量避免侧向抽心外，还力求时模具的其它结构也简单耐用，主要包括一下几方面。
(1) 模具成型零件上不得有尖利和薄弱结构。
模具上的尖利或薄弱结构会影响模具强度及使用寿命。
制品设计时应尽量避免这种现象出现。
制品模具（2）尽可能使成型零件简单易加工。
型芯复杂，难以加工型芯则较容易加工（3）尽量使分型面变得简单。
简单的分型面使模具加工容易，生产时不易产生飞边，容易切除水口。
分型线为阶梯形状，模具加工困难改为直线或曲面，使得模具加工较为容易2、壁厚均匀，避免出现过厚或过薄的胶位壁厚均匀为塑料制件设计的第一原则，应尽量避免出现过厚或过薄的胶位。
这一点即使在转角部位也非常重要。
因为壁厚不均会使制件冷却后收缩不均，造成凹陷，产生内应力、变形及破裂等。
另外，成型制件的冷却时间取决于壁厚角厚的部分，壁厚不均会使成型周期延长，降低生产效率。
塑料件设计规则
塑料件设计规则塑料制品设计原则⼀、尺⼨，精度及表⾯精粗糙度〈⼀〉尺⼨尺⼨主要满⾜使⽤要求及安装要求，同时要考虑模具的加⼯制造，设备的性能，还要考虑塑料的流动性。
〈⼆〉精度影响因素很多，有模具制造精度，塑料的成份和⼯艺条件等。
〈三〉表⾯粗糙度由模具表⾯的粗糙度决定，故⼀般模具表⾯粗糙⽐制品要低⼀级，模具表⾯要进引研磨抛光，透过制品要求模具型腔与型芯的表⾯光洁度要⼀致 Ra 〈 0.2 um塑件圈上⽆公差要求的仍由尺⼨，⼀般采⽤标准中的8 级，对孔类尺⼨可以标正公差，⽽轴类各件尺⼨可以标负出差。
中⼼距尺⼨可以棕正负公差，配合部分尺⼨要⾼于⾮配合部分尺⼨。
⼆、脱模斜度由于塑件在模腔内产⽣冷却收缩现象，使塑件紧抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困难，强⾏取出会导⾄塑件表⾯擦分，拉⽑，为了⽅便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）⽅向平⾏的内、外表⾯，设计⾜够的脱模斜度，⼀般1°——1°30`。
⼀般型芯斜度要⽐型腔⼤，型芯长度及型腔深度越⼤，则斜度不减⼩。
三、壁厚根据塑件使⽤要求（强度，刚度）和制品结构特点及模具成型⼯艺的要求⽽定:壁厚太⼩，强度及刚度不⾜，塑料填充困难；壁厚太⼤，增加冷却时间，降低⽣产率，产⽣⽓泡，缩孔等。
要求壁厚尽可能均匀⼀致，否则由于冷却和固化速度不⼀样易产⽣内应⼒，引起塑件的变形及开裂。
四、加强筋设计原则：〈⼀〉中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使⽀承⾯易于平直。
〈⼆〉应避免或减⼩塑料的局部聚积。
〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动⽅向。
五、⽀承⾯塑件⼀般不以整个平⾯作为⽀承⾯，⽽取⽽代之以边框，底脚作⽀承⾯。
六、圆⾓要求塑件防有转⾓处都要以圆⾓（圆弧）过渡，因尖⾓容易应⼒集中。
塑件有圆⾓，有利于塑料的流动充模及塑件的顶出，塑件的外观好，有利于模具的强度及寿命。
七、孔（槽）塑件的孔三种成型加⼯⽅法：（1）模型直接模塑出来。
（2）模塑成盲孔再钻孔通。
塑料产品设计原则
塑料产品设计原则
1.结构设计原则
2.材料选择原则
在塑料产品的设计中，需要根据产品的使用要求和工艺要求选择合适的塑料材料。
选择塑料材料时需要考虑其物理、力学和化学性能，以及经济性和可塑性等因素。
3.成型工艺设计原则
塑料产品的成型工艺设计是塑料产品设计中的一个重要环节。
在设计过程中，需要考虑产品的形状、尺寸、壁厚等因素，以及成型工艺的选用和操作方法，确保产品成型质量和成本的控制。
4.模具设计原则
塑料产品的模具设计是影响塑料产品质量和生产效率的关键因素。
在模具设计过程中，需要考虑产品的形状、尺寸、壁厚等因素，以及模具的结构、材料和制造工艺等因素，确保产品的成型质量和生产效率。
5.附加工艺设计原则
6.人机工程学设计原则
7.环境保护设计原则
8.可维修性设计原则
9.创新设计原则
10.可持续发展设计原则
在实际的塑料产品设计中，需要根据具体的产品要求和设计目标，综合应用以上原则，灵活地进行设计。
只有在不断实践和总结的基础上，才能不断提高塑料产品设计的水平和效果。
汽车注塑件(塑料件)设计时需要遵循的14个基本原则
（2）拔模角和高度 通常，筋的拔模角在1-1.5度，最小不能小于0.5度，否则会导致零件脱模困
难。越高的筋顶部往往很薄，导致注塑过程中难以充满也就失去了筋的意义。筋 的顶端厚度一般不低于1毫米，高度一般为零件壁厚的2.5-3倍。当然也会有例外， 需要具体分析。
0.5 deg min 筋厚
Байду номын сангаас
1 min 壁厚
D min D min
塑料件中的柱销也是我们常用到的结构，主要用于提供连接和定位。 • 设计要点：
（1）像筋的设计一样要考虑拔模角度、出模方向、根部厚度与基本壁厚的比 例等。
（2）另外，我们还有一个相互矛盾的问题需要考虑。一方面，我们希望销柱 的厚度（B）尽量薄些，以防止表面出现缩痕。另一方面，我们希望其厚度能厚 一些，以增加结构强度。最终，我们要根据产品结构和材料等综合分析确定。
塑料件翻边结构十分重要，它能够明显提高制件的结构刚度控制变形，是很 有用的结构，我们设计时必须尽量考虑增加翻边结构。 • 设计要点：
（1）翻边的厚度应该与基本壁厚一致。 （2）考虑到零件花纹，我们对翻边的拔模角度有特殊的要求，一般在3-6度之 间。但是不同的花纹会有不同的要求，设计时应根据花纹要求及制造和质量要求 选择适当的拔模角。
P/L P/L
8 有许多种类型的花纹可以用于零件表面的装饰。我们设计时需要针对不同的
花纹选择合适的设计结构。 • 设计要点：
（1）拔模角—总的规则是每增加0.025毫米的花纹深度，需要增加至少1度的拔 模角。关于花纹和拔模角需要设计者和花纹供应商共同检查和确认，并得到 OEM的认可。
（2）翻边—对于翻边结构，花纹和拔模角的关系是最突出的。翻边结构就需 要一定的脱摸角度，以便零件从模具内移出。越长的翻边需要越大的脱模角度， 越深的花纹，也需要越大的脱模角度。如果不注意这点就会产生零件脱模困难， 甚至擦伤零件花纹表面。
塑胶件设计准则较全
塑胶件设计准则较全1.材料选择：在设计塑胶件时，首先要考虑选择合适的塑料材料。
常见的塑料材料包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等。
根据塑料的特性和需求，选择耐热、耐化学药品、耐磨等适合的材料。
2.壁厚设计：塑胶件的壁厚是关键参数之一，它直接影响到产品的强度和成本。
通常情况下，塑胶件的壁厚应该尽量均匀，避免出现厚薄不均的情况。
合理的壁厚设计可以提高产品的强度，并减少材料的使用。
3.结构设计：在塑胶件的结构设计上，需要考虑产品的功能和装配性能。
设计师应该遵循“尽量简单”的原则，去除不必要的结构和零件，减少产品的复杂性。
同时，要确保设计的合理性，避免出现应力集中和变形等问题。
4.模具设计：塑胶件的生产离不开模具，模具的设计直接影响到产品的质量和成本。
在模具设计中，需要考虑产品的收缩率、脱模性能、冷却效果等因素。
此外，还要合理选择模具材料和加工工艺，提高模具的寿命和生产效率。
5.满足标准要求：在塑胶件的设计过程中，设计师需要考虑产品是否符合相关标准和法规的要求。
例如，汽车塑胶件需要符合汽车工业的相关标准，医疗器械塑胶件需要符合医疗行业的标准等。
合格的塑胶件应该具备一定的机械性能、热学性能、电学性能等。
6.通气设计：塑胶件在注塑过程中需要排除气体，否则会产生气泡和内部缺陷。
因此，在塑胶件的设计中，需要考虑通气的问题。
设计师可以在塑胶件的壁厚较大的地方设置气脱模系统，提高产品的质量。
7.可回收性设计：在现代社会，环保意识日益增强，可回收性成为塑胶件设计的一个重要考虑因素。
设计师应该尽量选择可回收的塑料材料，并设计可分解、可回收利用的产品。
总结起来，塑胶件设计准则涉及到材料选择、壁厚设计、结构设计、模具设计、标准要求、通气设计和可回收性设计等方面。
设计师在进行塑胶件设计时，应根据具体的产品需求和行业要求，合理应用这些准则，确保塑胶件的质量和性能，提高产品的竞争力。
塑料件的设计准则
塑料件的设计准则壁厚 (Wall Thickness)基本设计守则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。
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”冷却时间〔，增加生产成本。
从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。
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。
在此情形，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。
对一般热塑性塑料来说，当收缩率”Shrinkage Factor〔低於0.01mm/mm时，产品可容许厚度的改变达 ;但当收缩率高於0.01mm/mm时，产品壁厚的改变则不应超过。
对一般热固性塑料来说，太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热，形成废件。
此外，纤维填充的热固性塑料於过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。
不过，一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epox ies〔等，如厚薄均匀，最低的厚度可达0.25mm。
此外，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。
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。
塑料件设计准则
2024/5/12
目录
一． 壁厚均匀原则 二． 加强筋设计原则 三． 倒角原则 四． 拔模原则 五． 形状和结构的简化 六． 避免应力集中 七． 加强刚度的设计 八． 抗变形设计
一．壁厚均匀原则
• 在确定壁厚尺寸时，壁厚均一是一个重要原则。该原则主要是从工艺角度以 及由工艺导致的质量方面的问题而提出来的。均匀的壁厚可使制件在成型过 程中，熔体流动性均衡，冷却均衡。壁薄部位在冷却收缩上的差异，会产生 一定的收缩应力，内应力会导致制件在短期之内或经过一个较长时期之后发 生翘曲变形。
壳体/盒状体 一般≥1.5°；
皮纹面
细皮纹≥3.5° 粗皮纹≥5°
注：皮纹区域在设计数模前必须定义，由客户定义或我们定义客户确认，皮纹状态为客户输入，且必须输入
如出现客户未定义，皮纹面按5°执行，并与客户报警。
四 . 拔模原则
拔模角设计参考 塑胶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角”出模角〔。 若然产品附有垂直外壁并且与开模方向相同的话，则模具在塑料成型後需要很大的开模力才能打开，而且，在模具开启後， 产品脱离模具的过程亦相信十分困难。要是该产品在产品设计的过程上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 因注塑件冷却收缩後多附在凸模上，为了使产品壁厚平均及防止产品在开模後附在较热的凹模上，出模角对应於凹模及凸模 是应该相等的。不过，在特殊情况下若然要求产品於开模後附在凹模的话，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。
塑料件的设计规范
注塑件设计的一般原则:a.充分考虑塑料件的成型工艺性,如流动性:b.塑料件的形状在保证使用要求的前提下,应有利于充模,排气,补缩,同时能适应高效冷却硬化;c.塑料设计应考虑成型模具的总体结构,特别是抽芯与脱出制品的复杂程度,同时应充分考虑到模具零件的形状及制造工艺,以便使制品具有较好的经济性;d.塑料件设计主要内容是零件的形状、尺寸、壁厚、孔、圆角、加强筋、螺纹、嵌件、表面粗糙度的设计。
4.2.1壁厚塑料件壁厚设计与零件尺寸大小、几何形状和塑料性质有关。
塑料件的壁厚决定于塑料件的使用要求，即强度、结构、尺寸稳定性以及装配等各项要求，壁厚应尽可能均匀，避免太薄，否则会引起零件变形，产品壁厚一般2～4mm。
小制品可取偏小值，大制品应取偏大值。
4.2.1.1塑料件相邻两壁厚应尽量相等，若需要有差别时，相邻的壁厚比应满足以下要求：t ：t1≤1.5 ～24.2.1.2塑料凸肩H与壁厚t之间关系如图4．２－２中，图ａ中Ｈ＞ｔ，则造成塑料件的厚度不均匀，应改图ｂ所示，Ｈ≤ｔ可使塑料件壁厚不均匀程度减少。
4.2.2过渡圆角为了避免应力集中，提高强度和便于脱模，零件的各面连接处应设计过渡圆角。
零件结构无特殊要求时，在两面折弯处应有圆角过渡，一般半径不小于０.5～1mm，Ｒ≥ｔ。
4.2.2.1内外圆角半径零件内外表面的拐角处设计圆角时,应保证零件壁厚均匀一致，图中以R为内圆角半径,Ｒ1为外圆角半径，ｔ为零件的壁厚.4.2.3加强筋为了确保零件的强度和刚度，而又不使零件的壁厚过大，避免零件变形，可在零件的适当部位设置加强筋。
4.2.3.2设计加强筋时，应使中间筋低于外壁0.5～1mm，以减少支承面积，达到平直要求。
4.2.4孔的设计孔的周壁厚会影响到孔壁的强度。
孔口与塑件边缘间距离a不应小于孔径，并不小于零件壁厚t的0.25倍。
孔口间的距离b不宜小于孔径0.75倍，并不小于3mm。
4.2.4.1 孔的周壁厚H和突起部分的壁厚c和高度h、h与c之比不能超过3，如图内螺纹直径不能小于2mm,外螺纹直径不能小于4mm.螺距不小与0.5mm.螺纹的拧合长度一般不大于螺纹直径的1.5倍,为了防止塑料螺纹的第一扣牙崩裂,并保证拧入,必须在螺纹的始端和末端留有0.2～0.8mm的圆柱形.并注意:塑料件螺纹不能有退刀槽,否则无法脱模。
汽车塑料件结构设计的一般原则及精度
3 6
0.08 0.16 0.12 0.22 0.14 0.34 0.18 0.38 0.24 0.44 0.32 0.52 0.48 0.68
±0.12 ±0.22 ±0.16 ±0.26 ±0.24 ±0.34
6 10
0.09 0.18 0.14 0.24 0.16 0.36 0.20 0.40 0.28 0.48 0.38 0.58 0.58 0.78
下表 列出了常用的注射塑料的成型收缩率。 用无机填料填充、用玻璃纤维增强的塑料有较低的成型收 缩率。
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6、注塑件的精度
42
②模具
6、注塑件的精度
对于小尺寸的塑料件，模具的制造误差占塑料公差的1/3。 与模具上运动的零件有关的塑件尺寸，其精度较低。 模具上浇注系统和冷却系统设计不当，会使成型塑件的 收缩不均匀。 脱模系统的作用力不当，会使被顶出塑件变形。
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5、抗变形设计 防止变形的措施
前述的避免应力集中以及刚性设计的一些措施，也都有 助于防止或者降低制件的变形。此外，设计时考虑防止产品 变形，在形状上进行规避。
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5、抗变形设计
矩形的薄壁容器的侧壁容易发生内凹变 形，为此可将侧壁设计得稍微外凸一些
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5、抗变形设计
深度较浅的盒类制品，为避免翘曲变形， 可将其底边设计成倒角形状
后果：塑料是对缺口和尖角之类比较敏感的材料，在应 力作用下，这些部位会逐渐产生微细裂纹，随后逐步扩展到 大的裂纹，而裂纹的不断延伸终将导致制件的损坏。
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3、避免应力集中原则
避免应力集中应作为一条基本的准则
避免应力集中最直接最有效的方法就是在拐角、棱边、 凹槽灯等轮廓过渡与厚薄交接处采用圆弧过渡。
5、抗变形设计
第三章塑料制件的设计原则
三、塑料(sùliào)制件的表面质量
表面质量包括：表面粗糙度和表观(biǎo ɡuān)质量。
塑件表面粗糙度的高低，主要与模具型腔表面的粗糙度 有 关 。 目 前 ， 注 射 成 型 塑 件 的 表 面 粗 糙 度 通 常 为 Ra0.02— 1.25μm，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的l／2，即Ra0.0l～
精品资料
③对于较浅的侧凹槽并带有圆角的制件，若制件在脱模温度下具 有(jùyǒu)足够的弹性，可采用强制脱模的方法将制件脱出，图3— 14，而不必采用组合型芯的方法。塑件材料：聚甲醛、聚乙烯、 聚丙烯。图中，A与B的关系应满足
AB10% 05% B
精品资料
（3-1）
7．螺纹 (luówén)设计 ①塑件上的螺纹既可以直接用模具(mújù)成型，也可以在 成型后用机械加工获得，对于需要经常装拆和受力较大的 螺纹，应采用金属螺纹嵌件。
重点(zhòngdiǎn)掌握 一、塑料制件的选材 二、塑料制件的尺寸精度
三、塑料制件的表面质量 四、塑料制件的结构设计
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塑件设计原则：
①在保证使用要求的前提下尽量选用价格低廉和成型性能较好的 塑料。
②力求结构简单、壁厚均匀(jūnyún)、成型方便，利于模 具分型、排气、补缩和冷却。
③塑件结构应能使其模具的总体(zǒngtǐ)结构尽可能简化，避免 模具侧抽芯和简化脱模机构。
图3—4(a)中的加强筋因 排列不合理，在加厚集 中的地方容易出现缩孔 和气泡，可改用图3— 4(b)所示的排列形式。
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图3—5采用加强筋 改 善 制 品 ( z h ìp ǐ n ) 壁厚与刚度的，图 3—5(a)为不合理， (b)为合理。
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4．支承(zhī chénɡ)面
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。
塑料件壁厚的设计原则
塑料件壁厚的设计原则以塑料件壁厚的设计原则为标题，我们来探讨一下塑料件壁厚设计的一些基本原则和注意事项。
一、塑料件壁厚的重要性塑料件的壁厚是指塑料制品在各个部位的壁厚大小。
合理的壁厚设计对于塑料件的性能、质量和成本都有着重要影响。
过厚的壁厚会导致材料的浪费和成本的增加，同时还会增加产品的重量和生产周期。
而过薄的壁厚则容易出现变形、开裂等问题，影响产品的使用寿命和性能。
二、设计原则1. 结构性原则：根据塑料件的结构和功能要求合理设计壁厚。
不同的部位和功能对于壁厚的要求是不同的。
例如，需要承受较大压力的部位应该有较厚的壁厚，而需要保持较轻重量的部位可以选择较薄的壁厚。
2. 注塑性原则：考虑到注塑工艺的要求，尽量避免壁厚突变和过于复杂的结构。
壁厚的突变容易导致注塑过程中的流动不均匀，造成缩孔、气泡等问题。
过于复杂的结构会增加注塑成本和生产周期，并且也容易导致产品品质问题。
3. 材料性原则：根据所选用的塑料材料的特性，合理选择壁厚。
不同的塑料材料对于壁厚的要求是不同的。
一般来说，刚性塑料可以选择较薄的壁厚，而柔性塑料需要选择较厚的壁厚以保证产品的强度和耐用性。
4. 结构强度原则：根据塑料件所需的强度和刚度要求，设计合理的壁厚。
一般来说，壁厚越大，产品的强度和刚度也越高。
但是过大的壁厚会导致产品重量增加和成本上升，因此需要在强度和成本之间进行权衡。
5. 工艺性原则：考虑到塑料件的成型工艺，尽量选择符合工艺要求的壁厚。
不同的成型工艺对于壁厚的要求是不同的。
一般来说，注塑成型工艺对于壁厚的要求相对较宽松，挤出和吹塑等工艺对于壁厚的要求相对较严格。
6. 经济性原则：在满足产品性能和质量要求的前提下，尽量选择较薄的壁厚以降低成本。
通过合理设计壁厚可以减少材料的使用量，降低成本。
三、注意事项1. 避免壁厚过于薄或过于厚，需要根据具体的产品要求和材料特性进行合理选择。
2. 尽量避免壁厚的突变和过于复杂的结构，以减少生产工艺问题和提高产品质量。
塑料件倒角原则
塑料件倒角原则
1. 功能性原则：倒角应根据零件的功能需求来设计。
例如，如果零件需要与其他零件配合，倒角可以减少摩擦力，提高装配的便利性。
如果零件需要承受载荷，倒角可以增加零件的强度和刚度。
2. 美观性原则：倒角可以改善零件的外观，使其更加圆润、光滑，减少锐角和毛刺。
在设计倒角时，应考虑零件的整体外观和与其他零件的协调性。
3. 制造工艺原则：倒角的设计应考虑制造工艺的可行性和成本。
较大的倒角可能需要更多的加工时间和成本，而较小的倒角可能难以加工或导致表面质量问题。
因此，应根据具体的制造工艺来选择合适的倒角尺寸和形状。
4. 安全性原则：倒角可以减少零件的锐角，从而降低人员受伤的风险。
特别是在手持设备或与人体接触的零件中，倒角的设计应考虑人体工程学和安全性要求。
5. 标准化原则：在可能的情况下，应遵循相关的设计标准和规范，以确保倒角的一致性和互换性。
总之，塑料件倒角的设计应综合考虑功能性、美观性、制造工艺、安全性和标准化等因素。
在实际设计过程中，需要根据具体的零件要求和使用环境来选择合适的倒角尺寸、形状和角度。
塑料制品的设计原则
塑料制品的设计原则第⼀部份塑料制品的设计原则塑料制件主要是根据使⽤要求进⾏设计，在满⾜使⽤要求的前提下，塑件形状应尽可能地做到简化模具结构，符合成型⼯艺特点。
设计塑件时必须考虑以下⼏⽅⾯的因素。
（1）塑件的物理机械性能，如强度、刚性、韧性弹性、吸⽔性以及对应的敏感性。
（2）塑料的成型⼯艺性，如流动性。
（3）塑件形状应有利于充模流动、排⽓、补缩。
（4）塑件在成型后收缩情况及各向收缩差异。
（5）模具的总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度。
（6）模具零件的形状及其制造⼯艺。
塑件设计的主要内容包括塑料的形状尺⼨、精度表⾯光洁度、壁厚、斜度、以及塑件的加强筋、⽀承⾯、孔、圆⾓、螺纹、嵌件等的设置。
⼀、塑件的尺⼨和精度受塑料流动性和壁厚的影响影响精度的因素：1、模具制造精度2、塑料收缩率的波动3、模具尺⼨的磨损4、⼯艺条件的变化5、脱模斜度制品公差留有修模余地孔类取（+）号、轴取（-）号中⼼距取（+、-）号⼆、表⾯光洁度制品光洁度⽐模具光洁度低⼀级，透明产品的阴阳模光洁度⼀致。
三、形状须有利于脱模，使模具结构简单。
四、脱模斜度，〆：0.5 1.5°硬脆性塑料脱模斜度⼤,收缩⼒⼤的塑件斜度⼤、壁厚的斜度⼤、有⽪纹，4°6°亚光，不同的⽪纹、1°6°（有纹样对照）若斜度不妨碍制品的使⽤，则可将斜度值取得⼤⼀些。
五、塑件壁厚及其均匀性塑料制件的壁厚对塑件的质量影响很⼤，壁厚过⼩时成型时流动阻⼒⼤，⼤型复杂制品就难以充满型腔。
（壁厚应尽可能⼀致）否则因冷却固化速度不同。
塑料壁厚的最⼤尺⼨应满⾜以下有⼏⽅⾯的要求：1、⾜够的强度和刚度。
2、脱模时能经受脱模机构的冲击与震动。
3、装配时能承受紧固⼒。
热塑性塑料：制品壁厚增加⼀倍，冷却时间将增加四倍，使⽣产效率⼤⼤降低。
另外也影响产品质量，如易产⽣充⽓泡，缩孔，翘曲等缺陷。
热塑性塑料易于成型薄壁制件，能达⾄0.25mm，但⼀般不宜⼩于0.6-0.9mm，常取2-4毫⽶。
第三章_塑料制件设计原则2019
(4) 模塑通孔要求孔径比（长度与孔径的比值）要小些，
防止型芯受熔体冲击发生弯曲变形或折断。 (5) 当通孔孔径﹤1.5mm，由于型芯易弯曲折断，不适于
模塑成型。 (6)盲孔的深度： h ﹤（3～5）d d﹤1.5mm时， h ﹤3d
图3-27 异形孔设计实例
8 螺纹设计
塑件中的螺纹可用模塑方法成型出来，或切 削方法获得。
强制脱出的浅侧凹,尺寸应满足： (A-B)x100 %≦5%
C
图3-11 内部浅凸台塑件
强制脱出的浅侧凹,尺寸应满足： (A-B)x100 %≦5%
B
图3-12 内部浅侧凹塑件
强制脱出的浅侧凹,尺寸应满足： (A-B)x100 %≦5%
B
2 脱模斜度
塑件在模具型腔中的冷却收缩会使其紧紧包裹在型芯或 其他凸起部分，如图3-13所示。
对塑件的精度要求，要具体分析，根据装 配情况来确定尺寸公差。一般配合部分尺 寸精度高于非配合部分尺寸精度。小尺寸 易达到高精度。
尺寸和精度
1.塑件尺寸
塑件尺寸：指塑件的总体尺寸。
影响因素： (1)塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难） (2)设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）
注意事项： (1) 对流动性差的塑料和薄壁制件，尺寸不能设计 过大，否则容易造成充填不足或形成冷接缝。 (2) 塑件尺寸设计要进行流动距离比校核，还需对 注射机的相关参数进行校核(如注射量、锁模力、工 作台面尺寸)。
图3-3 侧孔变侧凹
(a) 侧孔件成型凹模
(b) 侧凹件成型凹模
图3-4 成型凹模
图3-5 模具开模示意图
图3-6 侧孔形状的变化 图3-7 变化后的模具
塑件的内外侧凸凹形状较浅并允许带有园角，可以采用强 制脱模方式脱出塑件，塑件在脱模温度下应具有足够的弹性 (PE、PP、POM)。
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①有利于成型 加工；
②节约原材料， 降低成本；
③简洁、美观；
简化，避免不规则的几 何图形；
结 构 简 单 容 易 成 型
对 称 设 计
（2） 产品侧孔和侧壁内表面的凹凸形状成型 困难，需要在产品成型后进行二次加工， 设计时应避免。
设 计 改 进 避 免 侧 向 抽 芯
矩形的薄壁容器的侧壁容易发生内凹变 形，为此可将侧壁设计得稍微外凸一些
深度较浅的盒类制品，为避免翘曲变形， 可将其底边设计成倒角形状
因壁厚不同，壁厚处的塑料完全固化后， 会对先行固化的薄壁部位施以拉力，导 致制件出现变形
（a）采用均匀壁厚的办法；
（b）采用增加筋的高度的 办法。
采用加强筋来防止框形结构变形
（4）结构上的设计，在产品设计中，有几种 结构具有比较高的刚性/质量比。
① 蜂窝夹层结构：刚性的设计效果好，缺点 是工艺上比较复杂，成本和价格较高。
②结构泡沫：具有致密表皮层和呈微孔结构 的芯部，这种结构具有高的比强度，可应用 在受力结构中。
③口字形结构、T 形结构以及工字梁结构，与 矩形截面的实心结构比较，这种结构既能 节省材料，又不降低刚性。
壁厚过渡形式
（a）为阶梯式过 渡，应尽力避免；
（b）为锥形过渡， 比较好；
（c）是圆弧过渡， 应是最好的。
（2）将尖角改为圆角处理，两个壁厚相同的 壁面成直角的连接，破坏了壁厚均一的原 则。
转角处的最大厚度是壁厚的1.4倍，如果将内角处 理成圆角而外角仍是直角，则在转角处的最大厚 度（W）可增加到壁厚的1.6-1.7 倍。正确的设计 应是内外角均进行圆角处理，以确保壁厚均匀。 圆角处理还可避免应力集中，以及改善塑料成型 时熔体的流动性和成型性。
（3）厚壁部位减薄，使厚壁趋于一致，壁厚 差异大的制件可通过增设工艺孔、开槽或 设置加强筋的方式，使厚壁部位减薄，厚 薄趋于一致。
厚壁减薄
开槽
设置加强筋
三、避免应力集中
• 对制件上有孔洞、切口、拐角等几何不连续部位 施加一定的力，在这个部位的断面上将产生远比 给予的表观应力大得多的应力，这个现象称为应 力集中。局部产生的很大应力对于表现应力之比 为应力集中系数。
U 形注塑件由于熔体流动过程中热扩散 不均，引起直角方向上的收缩，因而会
产生如图（a）所示的翘曲变形。解决 这种现象的办法除设加强筋之外也可如
（b）所示，在直角部位开一小槽。
（二）抗热变形设计
• 温度对制件的影响与材料的耐热性直接有 关。
（2）加强筋的设计和运用
通过加强筋提高轴套扭转刚 性和弯曲刚性
容器沿口部位的设计起到了边缘增强 的作用，实质上这种突变的边缘可以 看作是加强筋的变异。
（3）嵌件的加强作用
• 在制件中设置金属嵌件，可以提高塑料制件局部 或整体的强度。
如汽车方向盘、活动手柄、塑料门窗框、 带有金属嵌件的塑料齿轮等。
④圆锥体结构，相对圆柱体结构，这种结构 能承受很大的压缩载荷，弯曲稳定性好。
⑤双壁结构，有不少工艺可成型具有双壁结 构的制件，这种结构的制件有较高的刚性 、冲击韧性和抗弯能力。
五、抗变形设计
两种能引起制件 变形的情况
由制件的内应力 引起的翘曲变形
由热效应引起的 热变形。
（一）由内应力引起的制件变形
汽车塑料产品结 构设计的一般原则及精度
形状和结构的简化 壁厚均一
避免应力集中 加强刚度的设计
抗变形设计 注塑件的精度
一、 形状和结构的简化
产品形状和结构复杂
产品形状和结构简单
模具结构的复杂性
熔体充模也就越容易
增加模具制造的难度
质量就越有保证
产品性能不稳定性和经济成 本
理想的产品简洁化设计基本原则：
• 塑料件最通用料厚是2.5mm，大件适当增加，小件 减小，强烈建议通过增加翻边及加强筋的方式而 不是增加料厚来保证零件强度； PP塑料的壁厚范 围是0.6—3.5mm。
壁厚不均匀造成制 件翘曲变形
不均匀壁厚部位设置圆 孔，由于收缩不均匀， 难以成为正圆。
壁厚不均匀时常用处理办法
（1）厚薄交接处的平稳过渡，当制件厚度不 可避免需设计成不一致时，在厚薄交接处 应逐渐过渡，避免突变，厚度比例变化在 一合适的范围（一般不超过3：1）。
图中曲线表明，半径R 与壁厚T之比，即R/T 在 0.6 以后，曲线趋于平缓，由此可知，内圆角之 半径应至少为壁厚的一半，最好为壁厚的0.60.75。
四、加强刚度的设计
刚性不足 外载和自重 引起变形、翘曲、蠕变
加强刚度
材料
形状和结 构
几何形状的改变
加强筋
嵌件的加强作用
（1）几何形状的改变
• 薄壳状的平板制件，将其表面设计成波纹 形、瓦楞形、拱形、球形、抛物面，其刚 性比同样重量的平板要高得多
• 后果：塑料是对缺口和尖角之类比较敏感的材料， 在应力作用下，这些部位会逐渐产生微细裂纹， 随后逐步扩展到大的裂纹，而裂纹的不断延伸终 将导致制件的损坏。
避免应力集中应作为一条基本的准则
• 避免应力集中最直接最有效的方法就是在 拐角、棱边、凹槽灯等轮廓过渡与厚薄交 接处采用圆弧过渡。
根据不同的壁厚和圆角半径对应的应力集中系数, 得出应力集中系数与半径R 与壁厚T之比的关系
• 这种变形由制件内的内应力所导致。 • 通常不均匀的内应力分布是翘曲变形的主
要原因，而内应力的不均匀分布则可能是 加工条件（如温度、压力的不均匀分布， 收缩率的各向异性等）、材料组成（结晶 型材料的百年形倾向较大）、模具结构（ 特别是浇口设计）和制品形状共同作用的 结果。
防止变形的措施
• 前述的避免应力集中以及刚性设计的一些 措施，也都有助于防止或者降低制件的变 形。此外，设计时考虑防止产品变形，在 形状上进行规避。
（3） 尺寸设计要考虑成型的可能性，不同的 成型工艺对制件的尺寸设计，包括尺寸大 小，尺寸变化会有一定的限制。
二、壁厚均一的设计原则
• 在确定壁厚尺寸时，壁厚均一是一个重要原则。 该原则主要是从工艺角度以及由工艺导致的质量 方面的问题而提出来的。均匀的壁厚可使制件在 成型过程中，熔体流动性均衡，冷却均衡。壁薄 部位在冷却收缩上的差异，会产生一定的收缩应 力，内应力会导致制件在短期之内或经过一个较 长时期之后发生翘曲变形。