塑料件结构设计资料

厚3:1的比例下。下图可供参考。
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
Kraton（热塑性丁苯橡胶） -用途：摩打垫，手工具把手 -特性： 柔软，有弹性，韧度高，延伸性强。 -设计上的应用：多数作为摩打垫，吸收摩打 震动，减低噪音。
2 壁厚
一般不宜小于0.6~0.9mm，常选取2~4mm。 ABS：一般最先选择的材料，壁厚通常为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm，视乎产品的 大小和功能而定。 PP：因为比较软，而且基于缩水的问题，所 以不能太厚，一般为1, 1.2, 1.5mm。 薄壁件壁厚0.6mm。 PVC：因为多用由于外形，多是实心，所以限 制不大。 PS：1.5~5.0mm。 PC： 1.0~4.0mm。 POM：一般为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm视乎 产品大小而定。
塑胶件结构设计还有许多细节
无法一一列举 工作时，网上查询
设计实作
案例01
设计总结
1、选材； 2、外形设计：采用复制几何和发布几何拆分壳体； 3、壁厚：根据材料和零件大小设定； 4、拔模斜度：每设计完一个特征，注意检查斜度； 5、止口：采用偏移工具，注意虚位配合；非活动 虚位（0.1），活动虚位（0.3） 6、支柱：采用拉伸工具，注意拉伸顺序，查尺寸 表； 7、加强筋：采用电火花加工出，两侧不需要设置 拔模斜度。 8、干涉检查
POM 聚甲醛 –用途:机械零件、齿轮、家电外壳 –特性:耐磨、坚硬但脆弱，损坏时容易 有利边出现。 –应用:多数用于胶齿轮、滑轮、一些需 要传动，承受大扭力或应力的地方。
Nylon（尼龙，PA） –用途：齿轮、滑轮、纺织品 –特性：坚韧、吸水、耐磨、吸震、耐热， 但当水份完全挥发后会变得脆弱。 –应用：因为精准度比较难控制，所以大 多用于一些模数较大的齿轮
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。
出模角的大少是没有一定的准则，多数是依
照产品的深度来决定。
一般的出模角为0.5°-1.0°。 在深入或附有织纹的产品上，出模角的要求 是视乎织纹的深度而相应增加，一般为2°3°。 一般的晒纹版上已清楚例出可供作参考之用 的要求出模角。
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加强筋
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。
1、为防止缩水缺陷及保证加 强筋强度，加强筋的宽度一 般取壁厚的1/2～2/3； 2、加强筋应加脱模斜度，在 允许的情况下，斜度越大越 好； 3、为保证塑件基本平整，加 强筋的端面不应与塑件的支 撑面相平，应低于支撑面至 少0.5mm。 加强筋的缩水情况
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支柱/螺丝柱
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支柱/螺丝柱
• 支柱高度一般不要超过支柱直径的两倍半。
支柱靠近外壁的基本设计 支柱远离外壁的基本设计
Screw Æ Ø 2.0 mm Ø 2.3 mm Ø 2.6 mm Ø 3.0 mm Ø 3.5 mm
Ød Ø 1.7 mm Ø 1.9 mm Ø 2.3 mm Ø 2.6 mm Ø 3.0 mm
ØD Ø 4.3~4.4 mm Ø 4.7~4.8mm Ø 5.0 mm Ø 5.5 mm Ø 6.0 mm
2 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。
产品测绘与结构设计
工业设计专业课程
胡志刚
第四讲
塑料件结构设计
0 塑料件结构设计要点
0 塑料件结构设计要点
材料
壁厚
脱模斜度
加强筋
支柱/螺丝柱
止口
卡扣
其他
1 材料
ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）
–用途：玩具、机壳、日常用品、汽车 配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反 光镜盒）、家电外壳； –特性：坚硬、不易碎、可涂胶水，工 作温度-50~+70℃，可燃烧，损坏时可 能有利边出现。多数应用于玩具外壳或 不用受力的零件。
•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。
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。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。下图可供参考之用。
转角准则
壁厚设计
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脱模斜度
基本设计原则
支柱的出模角一般会以支柱顶 部的平面为中性面，而且角度 一般为0.5º~1.0º。如支柱的 高度超过15.0mm的时候，为加 强支柱的强度，可在支柱连上 些加强筋，作结构加强之用。
支柱套
跟据一般的安全规格标准，螺丝头必须收藏于不能触摸的 位置，所以高度必须有2.5mm或以上。由于加上支柱套后 会有锐边，所以在每一个支柱套上壳收螺丝的地方，必须 加上R1.0或以上的圆角。
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。
3M螺丝
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止口
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止口
• 真止口 –用途: 生产装配时作较对之用，而且可作涂胶水之 用。
• 假止口 –用途: 在外形上可作遮丑之用。
• 半假止口 如平均料厚有2.0mm或以上时，因为凹槽太深的关系，所 以需要在止口的位置加多一层料，保持成品外形的美观。
双止口 用途:多用于一些需要有防水功能的成品上。而且，会以 超音波焊接法作装配，加强较对效用。
PP（聚丙烯） –用途:玩具、日常用品、 包装胶袋、瓶子 –特性:有弹性、韧度强、 延伸性大、但不可涂胶水， 工作温度-30℃～140℃ 。 –应用:多数应用于一些因 要接受跌落测试而拆件的地 方。
PVC（聚氯乙烯） –用途:软喉管、硬喉管、软板、硬板、电 线、玩具 –特性:柔软、坚韧而有弹性，工作温度25℃～75℃ ；200 ℃ 易分解产生腐蚀、 刺激性气体。 –PVC电线、电缆在制造、使用及废弃处理 时，都会产生大量的二恶英、氯氢酸、铅 等有害物质。 –设计上的应用:多数用于玩具，或一些需 要避震或吸震的地方。
PS （聚苯乙烯） –用途：绝缘透明件、装饰件、化学仪器 、光学仪器；发泡PS（保丽龙），建筑隔 音、隔热层，冰箱保温层，一次性饭盒， 头盔缓冲层； –特性：绝缘性好，硬而脆，无色透明， 可染色，耐热。发泡PS无法回收；
PC（聚碳酸酯） –用途：车辆前后灯、仪表板、冰箱抽屉 、搅拌机、网线水晶插头、一次性医疗器 械； –特性：无色透明、无毒、可染色、抗冲 击、耐磨、耐腐蚀、抑制细菌、阻燃，耐 高温和耐低温（-60~120℃）； –应用：多数应用于透明零件，代替玻璃 。