塑料制品设计基础
塑料件设计基础
塑料件设计基础塑料件设计是指根据产品功能和使用要求，使用塑料材料进行零部件的设计。
由于塑料具有重量轻、成型工艺灵活、价格低廉等优点，因此在各个行业的产品中被广泛应用。
塑料件设计的基础主要包括材料选择、结构设计和成型工艺等方面。
下面将详细介绍这些基础知识。
首先，材料选择是塑料件设计的基础之一、塑料材料的种类繁多，不同的塑料材料具有不同的特性和适用范围。
因此，在进行塑料件设计之前，必须明确产品所需的功能和要求，然后选择适合的塑料材料。
常见的塑料材料包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、尼龙（PA）等。
在选择材料时，需要考虑材料的机械性能、热性能、耐化学品性能等方面。
其次，结构设计是塑料件设计的另一个基础。
在设计塑料件的结构时，需要考虑到产品的使用环境和使用要求。
首先，要考虑产品的载荷条件，包括静态载荷和动态载荷。
对于承受静态载荷的塑料件，需要保证其足够的刚度和强度；而对于承受动态载荷的塑料件，则需要考虑其抗疲劳性能。
此外，还需要考虑产品的可靠性和寿命要求，包括产品的抗拉伸、弯曲、压缩等性能。
此外，还需要考虑产品的外形尺寸、重量和装配要求等因素。
最后，成型工艺是塑料件设计的又一个基础。
塑料件的成型工艺包括注塑成型、吹塑成型、挤塑成型等。
在进行塑料件设计时，需要考虑到所选择的成型工艺的特点和要求。
例如，在进行注塑成型时，需要考虑到产品的表面质量要求、壁厚要求、射出压力和射出温度等因素。
此外，还需要考虑到产品的管道和卡口等特殊结构的设计，并在设计时留出相应的壁厚和余量。
总结起来，塑料件设计的基础包括材料选择、结构设计和成型工艺等方面。
只有在充分考虑这些基础知识的情况下，才能设计出满足产品功能和使用要求的塑料件。
因此，在进行塑料件设计时，需要根据具体情况仔细分析，并结合实际情况进行设计，以确保产品的质量和可靠性。
塑料配方设计知识点总结
塑料配方设计知识点总结塑料是一种常见的工程材料，具有良好的机械性能、耐化学腐蚀性能和加工性能。
在塑料制品的生产过程中，塑料配方设计是至关重要的步骤。
本文将对塑料配方设计的关键知识点进行总结，帮助读者更好地理解和运用。
一、材料选择塑料配方设计的第一步是选择合适的塑料材料。
根据使用环境和要求，可以选择聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等不同类型的塑料。
同时，还需要考虑塑料的物理性质、化学性质、热稳定性等特性，以确保塑料在使用过程中具备所需的功能和性能。
二、添加剂的选用塑料配方中常常添加各种添加剂，包括增塑剂、稳定剂、填充剂、增强剂等。
增塑剂可以提高塑料的柔软性和可加工性，稳定剂可以提高塑料的热稳定性和耐候性，填充剂可以改善塑料的力学性能和降低成本，增强剂可以增加塑料的强度和硬度。
在选择添加剂时，需要考虑其相容性、热稳定性和对塑料性能的影响，以确保最终产品的质量要求。
三、配方比例的确定塑料配方中不同成分的比例确定直接影响到塑料产品的性能。
一般来说，主要成分如塑料树脂和添加剂的比例可根据经验选择，但更好的做法是通过实验来确定最佳比例。
通过不断调整不同成分的比例，可以获得最佳的塑料配方，以满足特定的性能需求和制造成本。
四、工艺条件的优化塑料配方设计不仅需要考虑材料选择和比例确定，还需要充分考虑工艺条件的优化。
在塑料加工过程中，包括塑化、挤出、注射等步骤，需要合理设置温度、压力和速度等工艺参数，以确保塑料的完全熔化和良好的成型性能。
通过调整工艺条件，可以进一步改善塑料制品的质量和性能。
五、质量控制塑料配方设计完成后，还需要进行严格的质量控制。
通过检测和测试，可以验证塑料产品的性能是否达到预期目标。
常见的质量控制方法包括物理性能测试、熔体流动性测试、耐化学腐蚀性能测试等。
通过质量控制，可以及时调整配方或工艺参数，以提高塑料制品的质量和性能。
总结：塑料配方设计是塑料制品生产过程中的关键环节。
正确选择材料、添加剂，确定配方比例，优化工艺条件，进行严格的质量控制，是确保塑料制品性能和质量的关键措施。
塑料制品设计要点
塑料制品设计要点
1．尽量避免侧向凹凸面，因其模具结构复杂，制造费用大，且模塑周期长。
2．设计制品时要考虑脱模斜度，脱模斜度因成型塑料的种类、收缩率的大小、塑件的几何形状和壁厚、模具的结构、表面粗糙度及加工方法、模塑的工艺条件等因素有关。
3．塑料制品壁厚的设计
原则上, 塑料制品壁厚尽可能保持一致,但由于各种原因, 壁厚必须变化，推荐热塑性塑件相邻壁厚变化之比(1.5~2):1
塑料制品壁厚因选用原料的不同也会有区别。
部分热塑性塑件壁厚推荐值
4．加强肋的设计
加强肋可增加制品的强度，有效避免制品的翘曲变形；还在一定程度上改善塑料的流动填充状态有利于制品成型。
加强肋的形状与尺寸设计不当，易引起制品表面缩孔，搅乱料流方向，降低制品性能等不良影响。
一般情况下，加强肋与制品连接处的厚度不可超过制品厚度的0.7倍。
5．圆角的设计
在制品的内外表面的交接转折处，以及三个壁厚接合处的转角尽量设计圆角过度，以便于物料流动和消除内应力，增加制品强度，延长模具寿命。
一般情况，理想的内圆角半径是壁厚的1/4以上。
6．支撑面的设计
在制品的底部，一般是以边框支撑或三点支撑，而不以整个底平面作支撑
7．孔的设计
8．凸台与角撑的设计
9．螺纹的设计
10．花纹的设计
11．文字、标记与符号
12．制品材料的化学特性
包装制品材料与灌装料不可有化学。
塑胶结构设计入门知识
塑胶结构设计入门知识一、材料选择1.功能要求：根据产品的使用环境和要求，选择具备必要性能的塑胶材料，如强度、耐热性和耐化学性等。
2.成本考虑：根据项目的预算和成本限制，选择经济合理的塑胶材料。
3.加工性能：考虑材料的流动性、收缩性和成型工艺，以确保能够实现设计要求并提高产能。
常见的塑胶材料有聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)等。
二、设计原则1.强度设计：根据产品的负荷和使用条件，确定塑胶零件的强度要求，并通过合理的形状设计和增加必要的加强材料来满足强度要求。
2.塑胶件的收缩和变形：由于塑胶材料在冷却过程中会发生收缩，设计时应考虑材料的收缩率，以避免零件尺寸不准确或变形。
3.壁厚设计：过于薄的壁厚可能导致塑胶零件的强度不足，而过于厚的壁厚会导致零件成本上升。
因此，应根据功能需求和材料性能合理选择壁厚。
4.结构合理：设计时应避免尖角、槽口和开放式结构，以免成型困难或产生应力集中。
三、常见问题1.气泡：气泡通常由于材料中的挥发物未能完全释放导致的。
解决方法包括调整填料速度、增加干燥时间和使用适当的材料等。
2.缩孔：缩孔是由于材料在冷却过程中收缩不均匀而产生的。
可以通过增加填充压力或改变产品的几何形状来减少缩孔。
3.白痕：白痕是在成形过程中形成的表面瑕疵，通常是由于温度不均匀或材料与金属模具的摩擦导致的。
可以通过调整温度和增加模具通气孔来减少白痕。
4.裂纹：裂纹通常是由于过分的应力或不适当的设计造成的。
解决方法包括增加加强材料、改变设计形状和加强结构等。
总结：。
塑料产品工业设计基础课程设计
塑料产品工业设计基础课程设计背景塑料制品已成为现代工业必不可少的一部分，其广泛的应用领域涉及电子、通信、医疗、汽车、家电、玩具等各个领域。
在这个产业链中，设计环节起着至关重要的作用。
因此，塑料产品工业设计基础课程尤为重要。
本次课程设计旨在培养学生对塑料产品的整体认识，从而能够更好地进行塑料制品的工业设计。
通过该课程设计，学生将了解塑料制品的加工技术、设计原则及应用场景。
设计目标1.学生了解塑料制品的物理化学性质及其在工业生产中的应用。
2.学生能够掌握塑料制品的加工工艺和模具设计技巧。
3.学生能够设计出符合人体工学原理、产品流程、生产成本等要求的塑料产品。
4.学生能够掌握常见的塑料制品应用场景和塑料废弃物处理的方法。
设计内容入门篇模块1：塑料产品概述•学习塑料产品的概念、特性以及广泛应用的领域。
•介绍塑料的种类分类，探究从原料到塑料制品的生产过程。
•研究塑料材料的成本、环保和可持续性的问题。
模块2：塑料加工工艺和模具设计•学习塑料加工中的挤出、注塑、吹塑、压缩成型和旋转成型等技术。
•探究模具设计的原则、考虑因素及其在生产中的应用。
•介绍如何使用CAD、CAM等工具，设计出高精度的塑料模具。
进阶篇模块3：塑料制品工业设计思路•学习产品设计思路，包括用户、市场、竞争、材料等因素的综合考虑。
•探究常用的塑料制品设计原理，例如人体工学、产品流程等。
•通过案例学习理解塑料制品生产成本和后续利润的分析。
模块4：塑料制品应用场景•介绍塑料制品的常见应用领域，例如电子产品、玩具、家居等。
•分析各种应用场景对制品设计的影响和要求。
•学习塑料制品在特定场景下的优化设计，例如医疗设备的清洁性设计、汽车外饰件的耐磨性设计等。
提高篇模块5：塑料废弃物的处理与利用•学习塑料废弃物的分类方式与处理方法，包括回收、焚烧、填埋等。
•探究废弃物处置的经济性、技术可行性及生态安全性等因素。
•介绍塑料废弃物资源化利用的方法，如生物降解、塑料再生利用等技术。
塑料件设计要点
塑料件设计要点一、壁厚一般光面出模角为≥0.5°~1.0°。
在深入或附有织纹的产品上视织纹的深度而相应增加，一般细皮纹（砂面）表面＞1°，粗皮纹表面＞3°。
塑料名称最小厚度小型制品壁厚中型制品壁厚大型制品壁厚PP平均厚度取2~2.5，最溥处不小于0.7，最厚处不大于4.5（否则缩水严重）二、圆角筋骨与主体交接处：倒圆角与壁厚的比例为0.2至0.6之间，理想数值是在0.5左右（即圆角半径小于壁厚的一半）特别受力的柱子根部做圆角，约R0.5。
主体转角处尽量倒圆角，内侧圆角半径最小值为壁厚的20%（一般取50%=R/T=0.5），外侧圆角半径最小为壁厚值任意位置圆角最小R大于0.3三、筋骨ABS/PMMA:a=2.0~3.5，b=0.4a，r=0.3~0.6a，f=0.5度，c≦3a，d>3aPBT:a<3.2时，b<0.6a，r>0.5a，f=0.5~度，c≦3b，d>3aPBT:a>3.2时，b<0.4a，r>0.5a，f=0.5度，c≦3b，d>3aPC/PS/PPO: a<3.2时，b<0.4a，r=0.25~1a，f=0.5度，c≦3a，d>2.5aPC/PS/PPO: a>3.2时，b<0.6a，r=0.25~1a，f=0.5度，c≦3a，d>2.5aPA/PE: b<0.6a，r=0.25~1a，f=0.5度，c≦3a，d>2.5aPP:a=2~2.5，b=0.3a，r=0.25a，f=0.5度，c=2.5~3a，d>3a要求表面质量好的话c=1.5a（2mm厚的手柄盖c取3mm）四、支柱当 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。
注塑件入门设计基础知识
10、标识 产品标识一般设置在产品内表面较平坦处，并采用凸起 形式，选择法向与开模方向尽可能一致的面处设置标识，可 以避免拉伤。
11、注塑件精度和表面粗糙度 11.1 由于注塑时收缩率的不均匀和不确定性，注塑件精度明显 低于金属件，应按标准选择适当的公差要求（SJ/T 10628— 1995）。 11.2 蚀纹表面不能标注的粗糙度。在表面光洁度特别高的地方， 将此范围圈出标注表面状态为镜面。 11.3 塑料零件的表面一般平滑、光亮，表面粗糙度一般为 Ra2.5～0.2um.。 12、注塑件的变形 提高注塑产品结构的刚性，减少变形，尽量避免平板结 构，合理设置翻边，凹凸结构力
应变 %
应变 %
应变 %
应力
应变 %
3）压缩强度 4）弯曲强度 5）煎切强度 6）冲击强度 7）摩擦、磨损性能 8）蠕变 3、热性能：主要有耐热性（最高允许使用温度范围）、导热性、 热膨胀性（金属的3~10倍）及燃烧性。 4、电性能
四、塑料件的选材 1、选材原则： a、良好的使用性能上的要求； b、优良的工艺性能的要求； c、合理的经济性方面的要求。 2、选材方法： a、全面了解部件的使用要求； b、掌握材料的性能特征； c、初步选定、反复试验。
1、开模方向和分型线 每个注塑产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分 型线，以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观 的影响。 1.1开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等机构尽可 能设计成与开模方向一致，以避免抽芯减少拼缝线，延 长模具寿命。 1.2 例如：保险杠的开模方向一般为车身坐标X方向，如果开 模方向设计成与X轴不一致，则必须在产品图中注明其夹 角。 1.3 开模方向确定后，可选择适当的分型线，以改善外观及性 能。
4、加强筋 4.1 加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。 4.2 加强筋的厚度必须小于产品壁厚的1/3，否则引起表面缩印。 4.3 加强筋的单面斜度应大于1.5度，以避免顶伤。 4.4 多条加强筋相互错开、布置得当，之间的距离大于4t；筋 的高度低于3t，不易过大，否则会使筋部受力破损。 4.5 螺钉柱子的筋取至少低于柱子端面1mm，筋至少需要低于 零件表面或分型面1mm，。 4.6 设置方向应与槽内料流方向一致，避免料流干扰而损害产 品的质量。
塑料制品的设计规范
的充模流动阻力。如图3-13 ⑵应避免或减少塑料的局部集中，
以防止产生凹陷和气泡。如图3-14 ⑶加强筋以设计矮一些多一些为好。 ⑷筋与筋的间隔距离应大于塑件的
壁厚。
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塑料制品的设计规范
3.4.5 增加刚性减少变形的其他措施
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。
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塑料制品的设计规范
3.4.3 加强筋及其它增强结构
为了提高塑件的强度和防止塑件翘曲变形, 常设计加强筋,如图筋的设置位置应沿塑料 充模流向，降低充模流动阻力. 见图3-12
加强筋的正确形状和尺寸比例如图3-15 所示。
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塑料制品的设计规范
3.4.4 加强筋的主要形式
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塑料制品的设计规范
3.2 尺寸精度与表面质量
3.2.1 尺寸精度 3.2.2 尺寸精度的确定 3.2.3 表面质量
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塑料制品的设计规范
3.2 尺寸精度与表面质量
3.2.1 尺寸精度 1、塑件尺寸概念
塑件尺寸——塑件的总体尺寸。 2.塑料制品总体尺寸受限制的主要 因素：
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塑料制品的设计规范
3.2 尺寸精度与表面质量
3.2.2 尺寸精度的确定
表3—1是模塑件尺寸公差国家标 准（GB/T 14486－1993）, 表 3—2是常用塑料材料的公差等级选 用。
将表3—1和表3—2结合起来使
用, 先查表3—2, 根据模塑件的材料
品种及用要求选定塑件的尺寸精度
图3—6 可强制脱模的浅侧凹结构
a)(A-B)×100%/B≤5% b) (A-B)×100%/C≤5%
2-塑料制品设计解析
a)旋向相同、螺距相等；b)旋向不同或螺距不同
三、齿轮的设计
1. 相同结构的齿轮应使用相同的塑料。 2. 齿轮内孔与轴采用过渡配合的方式，避免用键槽连接
方式，而用扁轴连接方式。
四、嵌件的设计
嵌件：在塑料成型中将金属或其他材料的结构件直接嵌入 塑件，使它们与塑件成为一个不可拆卸的整体
目的：增加塑件局部的强度、硬度、耐磨性、导电性、导 磁性等或延长塑件的使用寿命
由于塑料冷却后产生收缩，会紧紧地包在凸模上，或由于粘 附作用，塑件紧贴在型腔内，为了便于塑件脱模，并防止脱 模时擦伤塑件表面，设计塑件时必须考虑塑件内外表面沿脱 模方向具有合理的斜度，称为脱模斜度。
脱模斜度大小影响因素：塑料的性质、收缩率、摩擦系 数、塑件的几何形状和壁厚以及塑件的部位等
脱模斜度选取原则：
3) 对穿孔（互相垂直或斜交的孔），两个孔的型芯不能互 相嵌合（图左），应注意设计成能设置型芯的结构（右 图）
4)异形孔
斜孔或形状复杂的孔可采用拼合的方法来成形，避免侧向抽 芯。
7. 塑件的表面形状
为了在开模时容易取出塑件， 应尽可能避免侧向凹凸或与塑件 脱模方向垂直的孔而减少或消除 不必要的侧向抽芯等复杂的模具 结构，以简化模具结构。
6～8
热塑性塑件的最小壁厚参考值/mm
塑料名称 最小壁厚
聚苯乙烯
0.75
改性聚苯乙烯
0.75
聚乙烯
0.60
聚氯乙烯（硬） 1.15
聚氯乙烯（软） 0.85
聚丙烯
0.85
聚甲醛
0.80
聚碳酸酯
0.95
聚酰胺
0.45
聚苯醚
1.20
小型塑件推荐壁厚
1.25 1.25 1.25 1.60 1.25 1.45 1.40 1.80 0.75 1.75
塑料产品工业设计基础课程设计 (2)
塑料产品工业设计基础课程设计一、背景随着科技的不断发展和人们生活水平的提高，塑料制品在我们生活中扮演着越来越重要的角色，从餐具到工业部件再到建筑材料，无不离开了塑料的身影。
因此，塑料制品的工业设计也越来越受到关注，对塑料产品的设计要求也越来越高。
在塑料制品的工业设计中，工业设计基础课程是最基础也是最重要的课程。
它不仅为今后的设计工作奠定基础，更重要的是培养了设计学生系统化的思维方法，提高了他们的设计能力。
因此，开展一次塑料产品工业设计基础课程设计，对于培养学生的设计能力、提高设计水平具有很大的意义。
二、设计内容1. 选题与定位本次设计要求学生自主选择一款塑料制品，并进行相关的设计工作。
2. 设计要求本次设计要求学生对选定的塑料制品进行设计，具体要求如下： 1. 对所选塑料制品的需求进行分析，并提出具体的设计理念。
2. 进行产品的外观设计，注重产品的美观、实用、符合人体工学原理等。
设计时要注意减少或避免可能存在的安全隐患和环保问题。
3. 进行产品的结构设计，注重产品的稳定性、可靠性和实用性。
4. 选择合适的材料，对产品的材料、色彩进行搭配，确保产品在视觉效果上符合设计要求。
5. 进行产品原型制作，体现设计完成度。
3. 设计流程本次设计工作按如下流程进行： 1. 确定选题并进行需求分析。
2. 进行外观设计，在 AutoCAD 或 SketchUp 等工具中进行建模。
3. 进行结构设计和材料搭配，在 SolidWorks 等工具中进行建模。
4. 进行原型制作，在 3D 打印或 CNC加工等手段下进行制作。
5. 完成产品展示，并进行答辩和评审。
三、评分标准1.设计理念：25 分；2.外观设计：25 分；3.结构设计：30 分；4.材料搭配：10 分；5.原型制作：10 分。
四、注意事项1.设计主题不得违反国家相关法律法规；2.原创设计，不允许抄袭；3.材料选择要考虑到环保问题；4.设计时尽可能考虑到实际生产和使用的情况；5.鼓励学生进行创新，提高设计质量。
塑料件基础设计
斜度实例二
存在 差异
本应产品外观效果相同，但实际上产品表面效果存在差异 原因：产品的斜度不同，从而改变了皮纹状态。
斜度推荐
普通（不含皮纹） 皮纹件 电镀、喷漆件（不含 皮纹）
产品表面1~2°
旁侧板：≥6 °
最好 3 °左右
注：1.有喷漆、电镀要求的皮纹件，斜度要在原有的情况下加大1度； 2.具体的斜度大小，以客户提供数据为准；
嵌件边缘加强筋的布置
筋的特殊应用－定位
对于一些产品，可以采用筋定位的形式
筋位设计时需要注意的内容一
由于筋 位突起 ，不能 正常安 装 正常的安装状态
问题：对手件安装出现问题
解决办法：设计时，非装配的筋 位，要低于装配面至少0.5mm。
筋位设计时需要注意的内容二
注意：在筋位交叉处易形成材料的积聚。 解决办法：1.可以将节点中心挖空,以防止产生问题。
事例
解决办法：加宽塑料槽尺寸，边缘增 加圆角，取消过多的应力。
事由：安装卡簧的塑料槽断裂 原因：塑料卡槽注塑时变弯，在 装入卡簧后，应力过大，导致塑 料槽断裂。
通孔的设计方式
成型时不易产 生飞边
不好
较好
侧孔的设计方式
不好 原因：
好
好
好
一：不好是因为，此种设计需要出侧抽
二：好的原因，成功的避免了侧向抽芯机构
三、特殊成型方式－气体辅助、双料注塑成型
塑料材料基本性能
塑料材料的基本性能
塑料的分类
热塑性塑料
—— 指在特定温度范围 内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，其分子结
构是线型或支链线型结构。(变化过程可逆)
热固性塑料
—— 在受热或其它条件下 能固化成不熔不溶性物质的塑料 ，其分子结构最
塑料制品的结构设计要点
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。
1.1.2 塑料制品设计的一般原则1、在选料方面需考虑：(1) 塑料的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等；(2) 塑料的成型工艺性，如流动性、结晶速率，对成型温度、压力的敏感性等；(3) 塑料制品在成型后的收缩情况，及各向收缩率的差异。
2、在制品形状方面：能满足使用要求，有利于充模、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受热固化（热固性塑料制品）等。
3、在模具方面：应考虑它的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。
同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺，以便使制品具有较好的经济性。
4、在成本方面：要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限，尽可能降低成本。
§1.2 塑料制品的收缩塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象，收缩的大小用收缩率表示。
%10000⨯-=L L L S 式中S ——收缩率；L 0——室温时的模具尺寸；L ——室温时的塑料制品尺寸。
影响收缩率的主要因素有：(1) 成型压力。
型腔内的压力越大，成型后的收缩越小。
非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。
(2) 注射温度。
温度升高，塑料的膨胀系数增大，塑料制品的收缩率增大。
但温度升高熔料的密度增大，收缩率反又减小。
两者同时作用的结果一般是，收缩率随温度的升高而减小。
(3) 模具温度。
通常情况是，模具温度越高，收缩率增大的趋势越明显。
《塑料件基础设计》课件
塑料件基础设计：塑料件设计基础
• 塑料件的结构组成和形状规划 • 塑料件的几何特征与表面特性
塑料件基础设计：塑料加工
• 塑料件加工工艺和方法 • 塑料件成型工艺的掌握
塑料件基础设计：塑料件实例 设计
• 塑料件设计前的准备工作 • 塑料件的实例设计与制造
塑料件基础设计：塑料件使用 与维护
• 塑料件使用注意事项 • 塑料件的维护保养方式
《塑料件基础设计》PPT 课件
本PPT课件将介绍塑料件基础设计的重要性、塑料材料的种类与特性、塑料 件设计的基础知识、塑料件加工工艺、实例设计和使用与维护等内容。
塑料件基础设计：简介
• 塑料件的定义与特点 • 塑料件设计的重要性
塑料件基础设计：塑料材料
• 塑料材料的种类及特性 • 塑料物性测试方法
塑料件基础设计：结论
• 塑料件设计与加工技术的
塑料制品设计--塑料制品设计基础 ppt课件
– 性能——指制品的力学、热力学、物理和化 学等性能。
ppt课件
5
• ２）选择材料 考虑制品的功能、性 能、加工性和生产成本；
• ３）确定加工方法 根据制品的形状、 大小、精度和生产成本选择；
• ４）对制品进行失效分析 对制品在 使用环境下失效形式，进行预测性计算或 相应的测试。
– 因热膨胀系数大，交替的冷缩热胀使塑料制品联接 处开裂。
• 聚酰胺（PA）
– PA含水量高，在高温下加工水解导致材料降解； – 固化时间过短，结晶不足，晶粒粗，而韧性差； – 使用环境湿度变化大，因吸水膨胀尺寸超出公差。
ppt课件
24
1.3 塑料的力学特性
• 1.3.1 静载荷下的形变行为
• 1.3.1.1 应变特性 • 1、应力—应变行为 • 影响塑料力学性能的主要因素：材料、温
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10
材料 LDPE HDPE LLDPE PP
塑料的热性能
熔体流动速率 维卡软化温度0C
1.1
83
1.1
127
0.85
101
1.0
154
ppt课件
11
• 3) 物理性能 密度、渗透性（表1.２４）、电性能、光学性能。
• 4) 化学性能 耐腐蚀性、耐候性（表 1.２-７） 、吸水性（表1.２-３） 、可燃 性（表１.２-５） 。
形的起点。塑料制 品的极限应力应少 于屈服点的应力。
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21
• 2) 蠕变和松驰失效
– 长期负载作用的塑料件会产生蠕变形 变，最终会蠕变断裂。如密封件变松 失效。
• 3) 冲击失效
– 在冲击下变形和断裂。负荷作用时间 极短，变形速率很高。如脆性材料PS 等制品的破坏。
塑料设计基础知识点
塑料设计基础知识点塑料设计是当今工业中广泛应用的一门技术与艺术，它涵盖了塑料材料的特性、加工工艺、模具设计以及产品设计等多个方面。
本文将介绍一些塑料设计的基础知识点，帮助读者更好地理解和应用塑料设计。
一、塑料材料的特性1. 物理特性：塑料材料通常具有较低的密度、良好的延展性和可塑性，还具有较好的电绝缘性和耐水性。
2. 化学特性：不同种类的塑料材料对溶剂和化学品的抵抗能力各不相同，需要根据实际使用环境来选择合适的材料。
3. 热学特性：塑料材料的热膨胀性较大，熔化温度和热变形温度也不同，需要在设计时考虑其热学特性以防止变形。
4. 机械特性：塑料材料的力学性能如强度、刚度、韧性等都具有明显的差异，需要根据产品的具体要求选择合适的材料。
二、塑料加工工艺1. 注塑成型：注塑成型是最常用的塑料加工工艺，通过将熔化的塑料注入模具腔中，冷却后得到所需形状的产品。
2. 吹塑成型：吹塑成型主要用于生产中空的塑料制品，如瓶子、桶，通过将加热的塑料挤出并在模具腔内吹气，使其与模具表面接触形成产品的空腔。
3. 挤出成型：挤出成型适用于生产条状、管状或异形截面的产品，通过将塑料加热熔化后挤出模具，冷却后得到产品。
4. 压塑成型：压塑成型适用于制作薄壁产品或具有较大面积的产品，通过将塑料加热软化后压入模具中，冷却后得到产品。
三、模具设计1. 模具材料：模具材料应选择具有良好的耐磨性和导热性能的材料，例如合金工具钢或精密合金等。
2. 模具结构：模具结构应合理设计，包括模腔、模芯、顶出机构等，以确保产品的几何形状和尺寸的精度。
3. 模具寿命：模具寿命受到多种因素的影响，如材料选择、加工工艺和使用环境等，需要在设计时考虑这些因素以延长模具的使用寿命。
四、产品设计1. 结构设计：塑料制品的结构设计应符合力学原理和工艺要求，以确保产品的强度和稳定性。
2. 外观设计：塑料制品的外观设计应考虑产品的使用功能和美观性，同时要兼顾材料的可塑性和成型工艺的要求。
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。
塑料件设计_基础
筋的厚度设计要求：50%~75%基体壁厚
壁厚(Wall Thickness)
不均匀壁厚产生的收缩
内部缩孔
缩痕
壁厚(Wall Thickness)
不合理的设计 改进的设计
壁厚(Wall Thickness)
不容易被抛光从而影响出模
壁厚(Wall Thickness)
塑料件的壁厚的设计有两个基本原则： • 在保证性能和用户体验的前提下尽可能薄的壁厚。 • 尽量均匀的壁厚。
均匀壁厚的好处是：注塑流动性好，减少外观缩痕，消除内部气孔，减少注塑后 应力，减少不同收缩比例带来的变形。 如果实际设计时很难做到壁厚一致，那么壁厚的变化不应超过公称壁厚的50%。
圆角处太薄
圆角处太厚
正确的设计
螺柱(Bosses)
螺柱设计的一般原则：
1. 螺柱尽可能不要独立布置，尽量与壳体用筋相连（图1）或用三角筋加强（图2） 2. 考虑是否会引起过多的壁厚而导致缩痕
一般尺寸要求
2-2.5D D
不正确设计
1.5mm
最大0.3t t
0.6t
正确设计
螺柱(Bosses)
设计流程(Design Flow)
根据公司的产品开发管理制度，塑料件的开发流程一般为：
概念
ID
CAD
CAE
模具
概念：根据立项要求，提出设计概念
ID：工业造型进行外形表皮设计 CAD：开发部根据表皮及设计需求进行实体设计 CAE：对设计的零件进行分析评估 模具：与模具制造厂家确定模具技术要求，并确认模具图纸
不正确
正确
正确
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第1章塑料制品设计基础知识要点塑料制品设计基础塑料制品设计要点塑料制品设计基本过程学习回顾练习题要设计一副先进的塑料模具，首先需要有高水平的设计思路，而且还必须有对制品工艺性、塑料材料的特性及用途、模具钢材的选用、加工方法、模具结构设计、成型方案和注射机的型号等众多方面的研究。
其中从模具设计和注射成型的角度研究模具设计的工艺性是非常必要的，其目的是为了减少因模具工艺性不好而给模具制造及成型带来的麻烦。
·2·Pro/ENGINEER Wildfire 3.0塑料模具设计实例精解1.1 塑料制品设计基础塑料在性能上具有质量轻、强度好、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、制品可加工成任意形状，且生产效率高、价格低廉等优点，所以应用日益广泛，本章将简略介绍塑料的一些基础知识。
1.1.1 塑料性质塑料制品应用的广泛性离不开它自身的性质特点，下面介绍塑料的成分特点。
1．塑料的分子结构塑料的主要成分是树脂，树脂有天然树脂和合成树脂两种。
2．塑料的成分❑树脂：主要作用是将塑料的其他成分加以粘合，并决定了塑料的主要性能，如机械、物理、电、化学性能等。
树脂在塑料中的比例一般为40%~65%。
❑填充剂：又称添料。
正确地选择填充剂，可以改善塑料的性能并扩大它的使用范围。
❑增塑剂：有些树脂的可塑性很小，柔软性也很差，为了降低树脂的熔融黏度和熔融温度，改善其成型加工性能，改进塑料的柔韧性、弹性以及其他各种必要的性能，通常加入能与树脂相溶的不易挥发且高沸点的有机化合物，即增塑剂。
❑着色剂：又称色料，主要是起美观和装饰作用，包含涂料。
❑稳定剂：凡能延缓塑料变质的物质称为稳定剂，分光稳定剂、热稳定剂和抗氧剂。
❑润滑剂：改善塑料熔体的流动性，减少或避免对设备或模具的摩擦和粘附，以及改进塑件的表面光洁度。
1.1.2 常用塑料材料介绍不同成分的塑料具有不同的使用价值，表1-1所示是常用塑料的性质和用途。
表1-1 常用塑料的性质和用途第1章塑料制品设计基础·3··4·Pro/ENGINEER Wildfire 3.0塑料模具设计实例精解1.1.3 制品工艺要求塑料制品的质量不仅与模具结构和成型工艺参数有很大的关系，而且还取决于塑料制品本身的结构设计是否符合工艺要求。
设计塑料制品的基本原则如下：❑在保证使用和性能（如机械强度、电性能、耐化学腐蚀、形状稳定、耐温、吸水性等）的前提下，塑料制品结构力求简单、壁厚均匀、使用方便。
❑设计制品时应尽量考虑结构合理，便于模具制造和成型工艺的实施，用最简单的工序和设备来完成制品的成型过程。
❑日用生活制品和儿童玩具等要求外表美观者，应与美工人员共同研究，设计出两全其美的制品。
❑高效率、低消耗，尽量减少制品成型前后的辅助工作量，并避免成型后的机械加工。
进行塑料制品设计开发，需要注意的一些设计问题如下：1．尺寸、精度及表面粗糙度❑尺寸：制品的尺寸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。
❑精度：影响因素很多。
塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）、塑件形状、模具结构（浇口和分型面的选择、飞边、斜度）、模具的磨损等都直接影响制品的精度。
❑表面粗糙度：制品的表面粗糙度由模具表面的粗糙度决定，故模具表面要进行研磨抛光，透明制品要求模具型腔与型芯的表面光洁度一致，一般选择Ra＜0.2μm。
产品设计时在满足塑件使用条件的前提下，尺寸不能太大，产品精度应尽可能低，表面粗糙度也尽可能低，从而降低模具制造成本及要求。
如果塑件尺寸无公差要求，一般采用标准中的IT8级，对孔类尺寸可以标注正公差，而轴类各件尺寸可以标注负公差。
中心距尺寸可以标注正负公差，配合部分尺寸的公差要求高于非配合部分尺寸。
在模具的设计与制造过程中，模具尺寸精度应比塑件尺寸精度高两级，若制品精度是IT4级，模具精度应当是IT6级。
一般模具表面粗糙度要比制品表面粗糙度高一个等级。
2．脱模斜度由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象，使塑件紧包模具中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。
为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与第1章塑料制品设计基础·5·脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度，如图1-1所示。
图 1-1 脱模斜度一般产品的脱模斜度取1°~1°30′。
一般型芯的脱模斜度要比型腔大，型芯长度及型腔深度越大，在不影响外观的情况下，脱膜斜度α应尽量大一点，以便脱膜。
表1-2列有若干塑料单边脱模斜度的推荐值。
表1-2 塑件脱模斜度推荐值塑料名称斜度型腔型芯聚酰胺（尼龙）25′~40′20′~40′聚乙烯（PE）25′~45′20′~45′聚苯乙烯（PS）35′~1°30′30′~1°聚丙烯（PP）25′~45′20′~45′ABS 40′~1°20′35′~1°聚碳酸脂（PC）35′~1°30′~50′聚甲醛（POM）35′~1°30′30′~1°3．壁厚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、缩孔等不良现象。
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。
当然，在实际设计中，要求壁厚完全均匀一致是不可能的，只能要求在厚壁与薄壁交界处避免有锐角，过渡要缓和，厚度应沿着塑料流动的方向逐渐减小。
塑件壁厚一般在1mm~6mm范围内，常用值为2mm~3mm，通常随塑料种类及塑件大小而定。
表1-3所示为常用塑件最小壁厚及推荐壁厚。
表1-3 常用塑件最小及推荐壁厚（mm）塑料最小壁厚小型塑件中型塑件大型塑件聚酰胺（尼龙）0.45 0.75 1.6 2.4~3.2 聚乙烯（PE）0.6 1.25 1.6 2.4~3.2 聚苯乙烯（PS）0.75 1.25 1.6 3.2~5.4 聚丙烯（PP）0.85 1.45 1.75 2.4~3.2·6·Pro/ENGINEER Wildfire 3.0塑料模具设计实例精解ABS 0.75 1.25 1.6 2.4~3.2 聚碳酸脂（PC）0.95 1.8 2.3 3~4.5 聚甲醛（POM）0.8 1.4 1.6 3.2~5.44．加强筋为了确保塑料制品的强度和刚性，又不导致塑件的壁增厚，可在塑件的适当部位设置加强筋，它还可以避免塑件的变形。
在某些情况下，加强筋还可以改善塑件成型中的塑料流道情况。
为了增加塑件的强度和刚性，宁可增加加强筋的数量，也不要增加其厚度，但应注意加强筋之间的间距应取壁厚的2倍以上，如不得已时，加强筋的厚度也不能大于壁厚的50%~80%。
对于空心塑件，中间加强筋要低于外壁0.5mm以上，使支撑面易于平直。
应尽量避免加强筋局部集中，筋的排列要顺着在型腔内的流动方向。
5．支撑面塑件一般不以整个平面作为支撑面，取而代之的是以边框、底脚作为支撑面，如图1-2所示。
6．圆角塑件转角处都要以圆角过渡，除非有特殊要求。
尖角容易产生应力集中，造成制品转角处破裂；圆角有利于塑料的流动，填充模腔及塑件的顶出，有利于提高塑件强度及使用寿命。
满足使用和不影响外观尺寸的情况下，圆角半径R可尽量取大一些。
一般内圆R≥0.5T，外圆R≥1.5T，如图1-3所示。
图 1-2 瓶底边框支撑面图 1-3 圆角半径7．孔、异形孔（槽）设计边框支撑面第1章塑料制品设计基础·7·塑件的孔有3种成型加工方法：❑模具直接注塑成型。
❑先注塑成型浅孔，再用机械钻通。
❑机械钻通。
塑件如有侧孔或侧凹槽，则需要利用活动抽芯机构“平行抽出原则”确定塑件侧孔（槽）是否适合于脱模。
热塑性塑料中软而有弹性的，如聚乙烯、聚丙烯等软性制品，内外边缘有浅的侧凹或侧凸可利用强制脱模。
在制品的设计过程中，应尽量少产生侧孔或侧凹槽，避免增加模具的复杂程度和制造成本。
8．螺纹塑件中的螺纹可用注塑成型或机械切削获得。
经常拆装或受力大的螺纹，建议采用金属螺纹嵌件成型。
塑件牙型一般采用圆弧形、矩形。
外螺纹的外径d＞4mm，避免塑件螺纹强度较差；内螺纹的内径D≥2mm，使螺纹型芯能够承受强大的注塑压力。
9．嵌件为了增加塑料制品整体或某一部位的强度、刚度、耐磨性、导电性、导磁性和装饰性等，满足使用的要求，常在塑件体内设置金属嵌件。
由于装潢或某些特殊需要，塑料制品的表面常有文字图案。
便于插入并固定在模具中，H8h8或H9h9的间隙配合，使嵌件能够牢固地固定在塑件中，所以通常要在嵌件上穿孔、缺口、折弯、轧扁和滚花。
1.2 塑料制品设计要点利用注塑工艺生产产品时，由于塑料在模腔中的不均匀冷却和不均匀收缩以及产品结构设计的不合理，容易引起产品的各种缺陷，如缩印、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤和飞边等。
为得到高质量的注塑产品，必须在设计产品时充分考虑其结构工艺性。
下面结合注塑产品的主要结构特点分析避免注塑缺陷的方法。
1．开模方向和分型线·8·Pro/ENGINEER Wildfire 3.0塑料模具设计实例精解在开始设计注塑产品时首先要确定其开模方向和分型线，以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响。
开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯，减少拼缝线，延长模具寿命。
例如，保险杠的开模方向一般为车身坐标X方向，如果开模方向设计成与X轴不一致，则必须在产品图中注明其夹角。
2．脱模斜度适当的脱模斜度可避免产品拉毛、顶伤。
光滑表面的脱模斜度应大于0.5°，细皮纹表面大于1°，粗皮纹表面大于1.5°。
深腔结构产品设计时外表面斜度要求小于内表面斜度，以保证注塑时模具型芯不偏位，和得到均匀的产品壁厚，并保证产品开口部位的材料密度、强度。
3．产品壁厚各种塑料均有一定的壁厚范围，一般为0.5mm~4mm。
当壁厚超过4mm时，将引起冷却时间过长，产生缩印等问题，应考虑改变产品结构。
壁厚不均会引起表面缩印、气孔和熔接痕。
4．加强筋加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。
加强筋的厚度必须小于产品壁厚的1/3，否则就会引起表面缩印。
加强筋的单面斜度应大于1.5°，以避免顶伤。
5．圆角圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。
设置合理的圆角，可以改善模具的加工工艺，如型腔可直接用R刀铣加工，而避免低效率的电加工。
不同的圆角可能会引起分型线的移动，应结合实际情况选择不同的圆角或清角。
6．孔孔的形状应尽量简单，一般取圆形；孔的轴向和开模方向一致，可以避免抽芯。