塑料件结构设计
塑料件结构设计要点
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0.5°。
b、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。
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。
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。
41
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。
30
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。
31
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
32
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。
17
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
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。
塑料件的结构设计都有哪些准则
塑料件结构设计的准则是根据塑料成型、机械加工和装配的特点，针对机械设计师的工作特点，剖析大量不合理的实际结构中提炼出来。
这样一来更切合工程实际，让操作更加简明。
下面我们就来具体说说，塑料件的结构设计都有哪些准则。
一、避免翘曲准则翘曲的现象经常出现在塑料的构件中，所以塑料件的结构设计应该特备注意避免这种功能情况的发生。
翘曲的主要原因是由于模塑成型过程中，构件冷却不均匀，从而产生内应力，而塑料的弹性模量又很低，所以这种不均匀的冷却过程非常容易引起构件的翘曲变形。
由于塑料弹性模量一般都不高，壁厚过厚会产生空洞等缺陷，所以经常用设置加强筋的方法来提高构件的刚度。
过薄或过厚的加强筋也会导致构件的翘曲变形，加强筋的壁厚和底板的壁厚应尽量相同。
而在实际生产中，均匀的壁厚也会产生翘曲变形，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形板，提高了板的抗弯刚度，有助于减少或消除构件的翘曲变形。
二、细长筋受拉准则加强筋是塑料构件中的常见结构，它们往往比较细长，塑料根据本身的拉压强度而言，并没有太大的差距。
塑料的弹性模量很低，所以容易出现失稳的问题，特别是细长结构。
应使细长筋尽量处于受拉状态。
这条准则和铸件优先受压准则恰好相反，铸件由于材料的弹性模量大，即抗弯曲能力强，故通常失稳不是问题，而内部缺陷，裂纹是主要破坏原因，所以铸件应优先于受压状态。
三、避免内切准则有内切的结构无法直接脱模，必须用模芯、隐藏式结构或将模具分离，但这样做增大了模具制作的复杂性和产生废品的可能性，从而增大制造成本，减低构件质量。
塑料构件的结构设计应考虑到脱模的可能和方便，应避免有内切的结构，这就是避免内切准则。
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。
19
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。
15
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
产品结构设计-塑料件讲解
5.2 柱子的拔模及高度：柱子高度大于10mm时，通常都用司筒顶出，所以其拔模斜度可 以取得很小或0度。可以把内孔取为0度，外表面取为0.25度。柱子高度小于10mm时 ,模具上可能用镶件，拔模斜度可以把内孔取0.5度，外表面取1度。如希望能调整高度, 请在图上标明，要求模具加工时，考虑调整高。一般清况下，M3自攻螺钉柱的高度不 要大于30mm，太高了柱子的司筒针容易被胶流冲弯变形
密封好，装饰缝小，美观，适合小型结构，对大零件易显缝。
通用塑胶零件设计
7.1.3 止口形式3） 手感稍差，适合较大型零件，有利于遮盖前后壳尺寸的误差。
7.1.4 止口形式4） 外观漂亮，装饰缝可大可小，密封很好（可加密封条），要求壁厚较大，模具结构复杂。
7.1.5 前后壳间的扣位设计 在塑胶件的设计中，为了简化装配，少打螺钉，可利用塑胶的弹性设计扣位，扣位的形式
通用塑胶零件设计
5.5 预埋螺柱的选择使用：如果需要经常拆装，或需要维修 的地方，需要使用预埋（热 压）螺柱，用普通螺钉来代替自攻螺钉, 热压或预埋螺母后胶柱不得有开裂或溢胶现 象。
5.5.1 预埋螺柱与塑胶件联接的开裂问题： 由于预埋螺柱冷确时的尺寸变化与塑胶件的收缩值相差太大，会使预埋螺柱的周围产
减少塑料零件装配时所需的动作
利用塑料零件的弹性设计特殊的机构
塑料件结构设计要点
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0.5°。
b、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。
塑料零件结构设计总结
摘要随着公司的不断发展和产品的增加，为了造型的需要产品结构件中塑料零件用的越来越多。
那么在具体设计塑料零件的结构时需要考虑哪些方面的问题?怎样合理地设计塑料零件的结构？如何选择塑料零件的材料？壁厚选择多少合适？等等。
本文对这些具体问题进行了详细的总结。
希望对大家在今后的设计中有所帮助并希望大家一起来补充完善。
关键词塑料零件、壁厚、脱模斜度、加强筋、材料选择1、零件的形状应尽量简单、合理、便于成型1.1 在保证使用要求前提下，力求简单、便于脱模，尽量避免或减少抽芯机构，如采用下图例中(b)的结构，不仅可大大简化模具结构，便于成型，且能提高生产效率。
1.2 利用转换区的方法来防止突然的递变。
1.3 利用肋及浮凸物和铸空法使设计更合理。
1.4转角处用圆弧过渡。
1.5 尽量让浮凸物与外壁或肋相连。
1.6如果肋本身即与外壁间隔相当远，则最好加上角板。
2、零件的壁厚确定应合理塑料零件的壁厚取决于塑件的使用要求，太薄会造成制品的强度和刚度不足，受力后容易产生翘曲变形，成型时流动阻力大，大型复杂的零件就难以充满型腔。
反之，壁厚过大，不但浪费材料，而且加长成型周期，降低生产率，还容易产生气泡、缩孔、翘曲等疵病。
因此制件设计时确定零件壁厚应注意以下几点：2.1在满足使用要求的前提下，尽量减小壁厚；2.2零件的各部位壁厚尽量均匀，以减小内应力和变形。
不均匀的壁厚会造成严重的翘曲及尺寸控制的问题；2.3承受紧固力部位必须保证压缩强度；2.4避免过厚部位产生缩孔和凹陷；2.5成型顶出时能承受冲击力的冲击。
下面是一些不合理壁厚的改进设计实例：塑件壁厚的设计比较总之，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。
下表为一般热塑性塑件和热固性塑件的厚度表。
热固性塑件的壁厚推荐值塑件材料塑件外形高低尺寸小于50 50～100 大于100粉状填料的酚醛塑料0.7～2 2.0～3 5.0～6.5纤维状填料的酚醛塑料 1.5～2 2.5～3.5 6.0～8.0氨基塑料 1.0 1.3～2 3.0～4聚酯玻纤填料的塑料 1.0～2 2.4～3.2 >4.8聚酯无机物填料的塑料 1.0～2 3.2～4.8 >4.8热塑性塑件的最小壁厚及常用壁厚推荐值塑件材料最小壁厚小型塑件推荐壁厚中型塑件推荐壁厚大型塑件推荐壁厚尼龙0.145 0.76 1.5 2.4～3.2聚乙烯0.6 1.25 1.6 2.4～3.2聚苯乙烯0.75 1.25 1.6 3.2～5.4改性聚苯乙烯0.75 1.25 1.6 3.2～5.4有机玻璃（372＃）0.8 1.50 2.2 4～6.5硬聚氯乙稀 1.2 1.60 1.8 3.2～5.8聚丙烯0.85 1.45 1.75 2.4～3.2氯化聚醚0.9 1.35 1.8 2.5～3.4聚碳酸酯0.95 1.80 2.3 3～4.5聚苯醚 1.2 1.75 2.5 3.5～6.4乙基纤维素0.9 1.25 1.6 2.4～3.2丙烯酸类0.7 0.9 2.4 3.0～6.0聚甲醛0.8 1.40 1.6 3.2～5.4聚砜0.95 1.80 2.3 3～4.53、必须设置必要的脱模斜度为确保制件成型时能顺利脱模，设计时必须在脱模方向设置脱模斜度，其大小与塑料性能、零件件的收缩率和几何形状有关，对于工程塑料的结构件来说，一般应在保证顺利脱模的前提下，尽量减小脱模斜度。
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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
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。