浅谈汽车塑料件的结构设计原则
浅析汽车注塑件通用结构设计要点
作者简介：姚丽颖（1994-），女，双学位本科，现任天津新光凯乐汽车零部件有限公司质量主管，主要从事产品开发和质量问题分析。
收稿日期：2022-03-01随着汽车的轻量化，在汽车线路保护方面，汽车零部件许多选用塑料制品。
注塑工艺有着更强的可塑性，可以应对各种不同的使用需求。
根据不同的装配环境和性能要求，工程师会设计出合适的零件结构。
在相同平台下，为了实现零件的标准化、统一化，节约设计时间，在相似的装配环境下会使用相同的组装、卡接、固定等的结构，我们一般称之为通用结构。
受众越广的汽车主机厂平台通用结构覆盖的零件也越多，几乎所有的零件都会存在一种或几种通用结构。
而通用结构往往是装配功能的关键部位，发生不良几乎都需要报废处理。
一旦通用结构出现问题，那么问题的追溯和调查就会横向展开，其他零件也会存在风险，后果十分严重。
因此，保证注塑零件通用结构的质量将是汽车零件注塑的基础工作之一。
在产品开发前期识别出并规避掉这些问题，就可以为日后生产降低许多风险。
1 流道与冷料井作为几乎每个注塑模具上都存在的结构，流道与冷料井的合理选用和设计在一定程度上，从根源上解决了产品的质量缺陷。
1.1 流道热流道是通过加热的方式来保持流道浇口内的原料处于熔融状态，相比于冷流道更节约原材料，缩短成型周期，提高注塑机生产效率，有效节约成本。
但随着市场越来越多样的需求，原材料的成分也会随之浅析汽车注塑件通用结构设计要点姚丽颖(天津新光凯乐汽车零部件有限公司，天津 武清 301700)摘要：在汽车零部件的应用生产中，许多同平台的零件具有相同或类似的结构，我们称之为通用结构。
本文以日系汽车的零部件为重点研究对象，例举了流道、冷料井、卡鼻卡窗、卡舌头、接插件卡槽、定位头及装配孔等通用结构，对这几种常见的通用结构进行分析。
结合实际生产的情况，简述了一些已经发生的不良情况及相应的改善措施。
通过对模具或者零件的细小改动，对质量问题进行优化并总结经验，优化后续其他项目零件的设计开发，就可以在生产中有效地规避这些问题的发生。
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。
浅谈汽车塑料件的结构设计原则
经济及科技 的发展为汽车行业带来 了机 遇 ， 而汽 车产业 的发展 要适 当缩 减 ， 拔模 的角度要控 制在 ０ ． ５ — １度 ， 这样 的设 计可 以使 汽 离不开塑料的使用 。 塑料在汽车生产的应用不仅深化 了汽车的机动 车塑料 件的成 品脱模 ；要对 螺钉安装柱的一部分予 以减胶处理 ， 这 及越野性 能 ， 同时还减轻 了汽车车体 的 自重 ， 因此从侧 面降低 了燃 样的设计 能够 降低 汽车塑料件 的外形 的缩痕 。 这样 的结构设计 能够 料消耗 ， 节约了资源。 汽车塑料件 主要应用 于汽 车的内外装饰 ， 同时 确保 汽车塑料 件结 构设计 的精准度 ， 进 而能够深化汽车塑料件产 品 在不断推广并发挥其有效性 。 对汽车塑料件 的结构设计予以分析及 的质量与汽车整体的品质 ， 促进汽车领域的发展 。 研究针对汽车制造及整个汽车产业的发展意义深远。 文章将以浅谈 ４ 汽 车 塑 料 件 定 位 销 设 计 原 则 汽车塑料件 的结构设计原则作为切人点 ， 在此基础上予 以深 入的探 针对汽车塑料件 的定位 销结 构位置 的设计 ， 在设计 过程要确保 究， 相关 内容如下所述。 定位销位置的汽车塑料件成品外形没有缩痕 的问题 ， 同时在汽 车塑 １ 汽 车塑 料 件 壁厚 设计 原 则 料件的装配过程 ， 定 位销的首部要 确保导 向的 ｃ角 ， 与其 对应 的安 在种类趋于多元化 的汽车塑料件 中 ， 针对热塑性高 的汽车塑料 装孔位置也要 有一 定的倾斜 。 此设计模 式能够 降低汽 车塑料件 成品 件 的壁厚设计要遵循硬性指标 ， 确保壁厚 的均匀性及统 一性 。若汽 的缺陷 ， 确保外 观上 良好 的形象 ， 同时可以确保装 配环节 的顺利进 车塑料件 的壁厚之差超过 ２ ５ ％， 那么汽车塑料件重 的内部应 力会显 行。在予以汽车塑料件的定位销结构设计过程 ， 要遵循相关指标 予 著提 升 ， 因此造成汽 车塑料件产生萎缩 、 发 生气泡及严 重变形 等问 以设计 ， 尽可 能降低误差与相关 干扰 因素 ， 把汽 车塑料件 的结构 与 题 。 即使 是 遵 循 指 标 汽 车 塑 料 件 间的 壁 厚 之 差 没 有 大 于 ２ ５ ％， 壁 厚 质量控制在最佳水平 ， 最大 限度 的发挥 汽车塑料件在汽车 整体 中的 的改变也需要 有过渡时 间 ， 模具填 充环节 ， 要是材料从 汽车 塑料件 有 效 性 。 较厚 的位置 向较薄 的位置填充 。 若汽车塑料件的壁厚设计缺乏合理 ５ 结 论 性， 那么汽车塑料件的转角位置与左右均会较厚 ， 中间趋于偏薄 ， 偏 综上所述 ， 对热塑性高 的汽车塑料 件的壁厚设计 要遵循硬性 指 薄 的位置就需要一定 的时间予 以凝 固 ， 左右 区域凝 固需 要的时问也 标 ，确保 壁厚的均匀性 及统一性 。若 汽车塑料 件的壁厚 之差超 过 较长 ， 那么最终生产的汽车塑料件就会存在一定 的问题。为了规避 ２ ５ ％， 那 么汽车 塑料件重 的 内部应力 会显著 提升 ， 因此造 成汽 车塑 这些 问题 汽车塑料件就要对 汽车塑料 件的结构设计予 以有效处理 ， 料件产生萎缩 、 发生气泡及严 重变形等问题 。即使是遵循 指标 汽车 较厚 的位 置予 以调整 ， 实现汽 车塑料件 的壁厚 的匀称性 ， 达 到结构 塑 料 件 间 的 壁 厚 之差 没 有 大 于 ２ ５ ％，壁 厚 的 改 变 也 需 要 有 过 渡 时 的要 求 ， 进而汽车塑料件 的生产质量上才会有所提高。 间， 模具填 充环节 ， 要是材料从 汽车塑料件较厚 的位 置向较薄 的位 ２ 汽 车 塑 料 件 加 强 筋 设 计 原 则 置填充 。 加强筋 的拔模角度设置值要在指标范围内 ， 若角度设置小 ， 在实施 汽车塑料件 的结 构设计 过程 中， 在 汽车塑料件上使用加 汽车塑料件对模具型芯的包紧力会提高 ，需要调 节模 具顶 出力 ， 不 强筋 能够 有增加 高汽车塑料件 的强度 。 在对 汽车 塑料件加强筋设计 谈很可能会发生汽车塑料件表面有顶 白的情 况 ，角度设置过大 ， 会 前， 要控制好三个部分 的布局 ： ａ ． 从 加强 筋的拔模 角度分析 。加强筋 致使加 强筋顶端太 薄 ，只能够利用 加压及加 温才可 以确保物 料填 的拔模角度设 置值要在 指标范 围内 ， 若角度设 置小 ， 汽 车塑料件对 充 。在加强筋及汽车塑料件壁 的交叉位 置画圈 ， 词语 安全 会与加强 模具型芯 的包紧力会 提高 ， 需 要调节模具顶 出力 ， 不谈很 可能会发 筋 和汽车塑料件壁有三个交点 ， 处于汽车塑料件壁 的壁厚处与加强 此 圆圈的直径要小 于汽车塑料件公称壁厚 的 生汽车塑 料件表面有顶 白的情况 ， 角度设 置过大 ， 会致使 加强筋顶 筋底部两端 内角位置 。 端太薄 ， 只能够利用加压及加温才 可以确保 物料填充 。因此要科学 两倍 ， 设计 过程要注意的是正确判断加强筋 的最厚处 。在实际的结 螺钉安装 柱外部尺寸在 拔模 过程 中要 适 当缩 减 ， 拔模 的控制拔模角度 ， 控制好汽车塑料件 的成 型及品质 ， 降低 生产成本 。 构设计 环节 ， 角度最好控制在 ０ ． ２ ５度 ～ ２度之间 ． ｂ ． 从加强筋 的厚 度设 计来 分析 。 的角度要 控制在 ０ ． ５ ～ １ 度， 这样的设计可 以使 汽车塑料件 的成品脱 要对螺钉安装柱的一部分 予以减胶处理 。 。 加强筋厚度设计过程中要依 附于 以下几点 ： 在加强筋及汽车塑料件 模 ； 壁的交叉位置画圈 ， 词语安全会 与加强筋和汽车塑料件壁有三个交 参 考 文献 １ １ 王梦寒 ， 董晶 晶， 周杰， 代忠， 邹鹰 ， 姚 小兵． 基 于代理模 型和改进 点， 处于汽车塑料件壁 的壁 厚处与加强筋底部两端 内角位置 。此圆 『 Ｊ ］ ． 材料科 学与工 艺， ２ ０ １ ３ （ ２ ） ． 圈的直径要小于汽车塑料件公称壁厚 的两倍 ， 设计过程要 注意的是 遗传算法的注塑翘曲优化 ｆ 谈桂春 ， 张晓云 ， 赵 志鸿 ， 肖德 凯． ２ ０ ０ ５年 我 国 工 程 塑料 加 工 技 术 正 确 判 断 加 强 筋 的 最 厚 处 。汽 车 塑 料 件 的 加 强 筋 厚 度 要 在 １ １ － １ ． ５ Ｍ Ｍ。 ｃ ． 汽车塑料件 的结 构设计过程 ， 加强筋的高度的极值 即公 进 展 叭 工程 塑料 应 用 。 ２ ０ １ ６ （ ６ ） ． 称壁厚 的 ３ 倍， 最小值是公称壁 厚的 ２倍 ， 三角筋 同上 ； ｄ ． 加强 筋的 『 ３ １ 孙 宝寿 ， 邓益 民， 陈哲 ， 王利柱 ， 刘军． 基于 Ｔ ａ ｇ ｕ ｃ ｈ ｉ 和Ｕ Ｄ Ｅ试 验 设 有效布局要择取十字交叉 的方法 ， 所以此方法能够有效适用 于多种 计 的 注 塑 工 艺 参 数优 化 【 Ｊ １ ． 工程 塑料 应 用 ， ２ ０ １ ３ （ １ ２ ） ． ４ １ 孙宝寿 ， 陈哲 ， 吴真繁 ， 顾 伯勤 ， 黄筱调 ． 薄壁 注塑件 翘 曲影 响 因素 差异 化的结构 ， 同时可应 付差异化 的负荷变化及承 受力 ， 能够有 效 『 分 析 及 优 化 研 究 进展 ｆ Ｊ １ ． 机 械 制 造 ， ２ ０ １ ２ （ １ ２ ） ． 保 障汽车塑料件成 品的应力分布 的均匀 。 不过这一布局会形成一个 节点 ， 节 点位置材料 堆积会导致汽 车塑料件 的萎缩 ， 针对此情 况我 ｆ ５ １ 钱 宇强 ， 肖小亭 ， 孙友松 ， 杨 国华． 注塑成 型工 艺参数 对含 熔接 痕 Ｐ改性 塑件 冲击性能的影 响 ［ Ｊ 】 ．高分子材料科 学与工程 ， ２ ０ １ ３ 们要将节点位置挖空来规避这一 问题 ， 还要注意 的是 注意 避免边交 的 Ｐ
汽车塑料件设计要求方案
汽车塑料件设计要求方案一、引言汽车塑料件是指汽车的各种塑料零部件，如前保险杠、车灯壳、内饰板等。
这些塑料件在汽车设计中起到了重要的作用，既能美化外观，又能提高车辆的安全性和舒适性。
本文将从材料选择、设计要求和制造工艺等方面探讨汽车塑料件的设计方案。
二、材料选择1.耐热性：汽车塑料件需要具备一定的耐高温性，以便适应汽车运行时的高温环境。
因此，选用具有较高熔融温度和热变形温度的工程塑料，如聚苯乙烯、聚碳酸酯等。
2.强度和刚度：汽车塑料件需要具备足够的强度和刚度，以承受行驶中的冲击和振动。
为此，可以采用增强型工程塑料，如增强尼龙、增强聚酰胺等。
3.耐化学腐蚀性：汽车在使用中会接触到各种化学品，如汽油、润滑油等，因此汽车塑料件需要具备很好的耐化学腐蚀性。
选择具有较好耐腐蚀性的塑料，如聚氯乙烯、聚丙烯等。
4.色彩稳定性：汽车塑料件需要具有良好的色彩稳定性，以保证在长时间的使用过程中不会因颜色的变化而影响外观。
因此，选用具有良好稳定性的色粉颜料或采用涂层工艺进行保护。
5.环保性：汽车塑料件的材料选择要符合环保要求，尽可能减少对环境的污染。
在选择时，可以考虑采用可回收的材料或采用无卤素、无铅等环保型材料。
三、设计要求1.外观设计：汽车塑料件是汽车的重要组成部分，其外观设计要与整车风格相协调。
注重形状的流线化、曲线的柔和、比例的协调等，以提高整体的美观性。
2.强度和刚度：对于需要承受冲击的塑料件，要注重强度和刚度的设计，以确保其在受力时不会发生变形和破裂。
3.安装和拆卸便捷性：汽车塑料件需要便于安装和拆卸，以方便维修和更换。
因此，在设计时要考虑到拆卸和装配的方便性，并采用合适的固定件和连接件。
4.密封性：对于需要防水和密封的汽车塑料件，要注重密封性的设计，以避免水汽渗入和气体泄漏。
5.耐久性：汽车塑料件需要具备一定的耐久性，以承受车辆长期使用带来的磨损和老化。
因此，在设计时要考虑到材料的耐候性和耐磨性，并采取适当的保护措施。
浅谈汽车塑料件的结构设计原则
浅谈汽车塑料件的结构设计原则作者：唐伟来源：《科学与信息化》2018年第06期摘要现阶段，我国汽车产业发展迅速，塑料制品更为广泛的被应用于汽车的外形设计及内饰，塑料件的类型及结构趋于多元化。
塑料在汽车领域的应用已渗透至汽车的整体性能，减少了汽车的自重量与燃料耗费。
关键词汽车；塑料件；结构设计；原则前言随着汽车工业向轻量化方向的发展，塑料在汽车上的用量日益增加，利用塑料质量轻、性能好、尺寸稳定、吸振、设计自由度大等特点，现代汽车用塑料结构件取得了长足的发展，并且是今后的重点发展方向之一，本文主要介绍了在实际的汽车塑料件产品开发中，塑料件常见结构设计原则。
1 汽车塑料化趋势在同等大小的汽车零配件中，塑料产品比钢材在质量上普遍可减轻30%～40%，具有相当明显的轻量化优势。
除此外，塑料材料还有设计空间大、制造成本低、功能广泛等优势。
因此，在技术不断取得突破下，汽车塑料产品应用逐渐增多。
从外装饰件到内装饰件，从功能件到结构件，甚至出现了全塑车身，塑料产品在汽车的覆盖范围越来越广，汽车塑料件行业迈向高速发展。
与此同时，塑料制品在汽车中的用量，逐渐成为衡量一国汽车工业发展水平的标志之一。
全球范围来看，德国、日本在汽车中使用的塑料制品量大幅领先其他国家。
据统计，德国每辆汽车平均使用塑料制品近300kg，日本每辆汽车平均使用塑料为100kg。
相比较而言，我国每辆汽车使用塑料制品最多的也仅有70kg，未来还有很大提升空间。
从数据可以看出，即便汽车工业发达的德国，塑料制品的使用量仍较为有限。
归咎其因，在于汽车塑化推广存在很大障碍。
一方面，高强度及高性价比的材料供给存在难题。
相比金属，塑料疲劳期更短，在高温或接触汽油时老化现象严重，同时在传力部位的应用强度不够。
另外，在技术限制下，汽车塑料产品成本居高不下。
另一方面，汽车塑化还面临着生产改造成本、回收等问题。
换言之，在利益最大化考量下，汽车厂商对汽车塑料件认可度并不高。
汽车塑料产品结构设计的一般原则及精度
②模具
• 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。
a
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③塑件结构
• 塑料件壁厚均匀一致，形体又对称，可使 塑件收缩均衡。提高塑料件的刚性，如加 强筋的合理设置或采用金属嵌件，能减小 塑件翘曲变形，都有利于提高塑件精度。
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④工艺
• 注射周期各阶段的温度、压力和时间会影 响塑件的收缩、取向和残余应力，存在对 于塑件精度要求的最佳工艺。保证注塑件 精度更重要的是工艺参数的稳定性。成型 条件波动所造成的误差占塑件公差的1/3。
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⑤使用
• 塑料材料对时间、温度、湿度和环境条件 的敏感性，在注射成型制品长期使用后， 会有显现。注塑件的尺寸和形位精度的稳 定性差。
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
a
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（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
a
23
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。
a
24（3）嵌ຫໍສະໝຸດ 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。
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1、影响因素
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① 材料
• 注塑模塑的塑料在高温高压的熔融状态下充模流 动。常见的各种熔体温度为170-300℃。然后被冷 却固化，通常脱模温度在20-100℃。
• 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
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
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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
汽车塑料产品结构设计的一般原则及精度共58页
1、 舟 遥 遥 以 轻飏， 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色，裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去，有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉，不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ，并怡 然自乐 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
汽车塑料产品结构设计的一般原则及精度知识
⑤使用
• 塑料材料对时间、温度、湿度和环境条件 的敏感性，在注射成型制品长期使用后， 会有显现。注塑件的尺寸和形位精度的稳 定性差。
2、模塑塑料件尺寸公差
• 工程塑料模塑塑料件尺寸公差 标准GB/T14486-93 ，模塑尺寸公差代号为MT。公差等级分为七级。
• 该标准规定了热固性和热塑性工程塑料模塑塑料 件的尺寸公差。
③塑件结构
• 塑料件壁厚均匀一致，形体又对称，可使 塑件收缩均衡。提高塑料件的刚性，如加 强筋的合理设置或采用金属嵌件，能减小 塑件翘曲变形，都有利于提高塑件精度。
④工艺
• 注射周期各阶段的温度、压力和时间会影 响塑件的收缩、取向和残余应力，存在对 于塑件精度要求的最佳工艺。保证注塑件 精度更重要的是工艺参数的稳定性。成型 条件波动所造成的误差占塑件公差的1/3。
（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
（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
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。
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。
（一）由内应力引起的制件变形
（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。
汽车内外饰塑料件产品结构设计准则
产品结构设计准则--支柱( Boss )+ M6 A- i0 Z" O" C:基本设计守则支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、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致於破裂。
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胶料流动更顺畅。
此外，因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气，所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。
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”Gusset plate的使用亦十分常见。
一个品质好的螺丝/支柱设计组合是取决於螺丝的机械特性及支柱孔的设计，一般塑胶产品的料厚尺寸是不足以承受大部份紧固件产生的应力。
固此，从装配的考虑来看，局部增加胶料厚度是有需要的。
但是，这会引致不良的影响，如形成缩水痕、空穴、或增加内应力。
因此，支柱的导入孔及穿孔”避空孔的位置应与产品外壁保持一段距离。
支柱可远离外壁独立而处或使用加强筋连接外壁，後者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力，更有助胶料填充及减少因困气而出现烧焦的情况。
同样理由，远离外壁的支柱亦应辅以三角加强块，三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。
收缩痕的大小取决於胶料的收缩率、成型工序的叁数控制、模具设计及产品设计。
使用过短的哥针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利於收缩痕的减少；不幸地，支柱的强度及抵受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。
因此，支柱的设计须要从这两方面取得平衡。
1)支柱位置2)支柱设计不同材料的设计要点ABS一般来说，支柱的外径是内径的两倍已足够。
有时这种方式结果支柱壁厚等於或超过胶料厚度而增加物料重量和在表面产生缩水纹及高成型应力。
严格的来说支柱的厚度应为胶料厚度的50-70%。
如因此种设计方式而支柱不能提供足够强度，但已改善了表面缩水。
汽车塑料产品结构设计的一般原则及精学习教案
LW ……模具的相应尺寸，mm;
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标准对成型模塑尺寸分成两类： ① 不受模具活动部分影响(yǐngxiǎng)的尺寸a，如
图所示，它是指在同一动模或定模的零件中成型 的尺寸。
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使成型塑件的收缩不均匀。 脱模系统的作用力不当(bù dānɡ)，会使被顶出塑件
变形。
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③塑件结构(jiégòu)
塑料件壁厚均匀一致，形体又 对称，可使塑件收缩均衡。提 高塑料件的刚性，如加强筋的 合理(hélǐ)设置或采用金属嵌件， 能减小塑件翘曲变形，都有利 于提高塑件精度。
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前述的避免应力集中以及刚性 (ɡānɡ xìnɡ)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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小型塑料件之 间大量
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塑料件的螺钉(luódīng)连接3： 自攻螺钉(luódīng)柱及螺钉(luódīng)沉台
的的连连接 接；；应用于机壳类塑机料壳螺件类钉塑之(料luó件间dī通ng过)柱自及攻螺
钉(luódīng)沉台连接
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塑料件的弹片夹子连接(liánjiē)：
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浅谈汽车塑料件的结构设计原则
摘要现阶段，我国汽车产业发展迅速，塑料制品更为广泛的被应用于汽车的外形设计及内饰，塑料件的类型及结构趋于多元化。
塑料在汽车领域的应用已渗透至汽车的整体性能，减少了汽车的自重量与燃料耗费。
关键词汽车；塑料件；结构设计；原则
前言
随着汽车工业向轻量化方向的发展，塑料在汽车上的用量日益增加，利用塑料质量轻、性能好、尺寸稳定、吸振、设计自由度大等特点，现代汽车用塑料结构件取得了长足的发展，并且是今后的重点发展方向之一，本文主要介绍了在实际的汽车塑料件产品开发中，塑料件常见结构设计原则。
1 汽车塑料化趋势
在同等大小的汽车零配件中，塑料产品比钢材在质量上普遍可减轻30%～40%，具有相当明显的轻量化优势。
除此外，塑料材料还有设计空间大、制造成本低、功能广泛等优势。
因此，在技术不断取得突破下，汽车塑料产品应用逐渐增多。
从外装饰件到内装饰件，从功能件到结构件，甚至出现了全塑车身，塑料产品在汽车的覆盖范围越来越广，汽车塑料件行业迈向高速发展。
与此同时，塑料制品在汽车中的用量，逐漸成为衡量一国汽车工业发展水平的标志之一。
全球范围来看，德国、日本在汽车中使用的塑料制品量大幅领先其他国家。
据统计，德国每辆汽车平均使用塑料制品近300kg，日本每辆汽车平均使用塑料为100kg。
相比较而言，我国每辆汽车使用塑料制品最多的也仅有70kg，未来还有很大提升空间。
从数据可以看出，即便汽车工业发达的德国，塑料制品的使用量仍较为有限。
归咎其因，在于汽车塑化推广存在很大障碍。
一方面，高强度及高性价比的材料供给存在难题。
相比金属，塑料疲劳期更短，在高温或接触汽油时老化现象严重，同时在传力部位的应用强度不够。
另外，在技术限制下，汽车塑料产品成本居高不下。
另一方面，汽车塑化还面临着生产改造成本、回收等问题。
换言之，在利益最大化考量下，汽车厂商对汽车塑料件认可度并不高。
在技术不断突破、材料品质和工艺持续提升下，汽车塑料件存在的问题将逐步得以解决，并通过政府、车企、零部件供应商、材料生产商等多方努力，迈向大规模推广应用阶段，未来发展前景可期[1]。
2 汽车塑料件壁厚设计原则
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：
（1）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。
（2）塑件壁厚一般在1—5mm范围内。
而最常用的数值为2～3mm。
（3）常用塑料塑件的最小壁厚及常用壁厚推荐值：（mm）。
（4）尽量不要将加强筋和螺钉柱设计的太厚，一般建议取本体壁厚的一半较保险，否则容易引起缩影等外观问题[2]。
3 汽车塑料件加强筋设计原则
在对汽车塑料件加强筋设计前，要控制好三个部分的布局：a.从加强筋的拔模角度分析。
加强筋的拔模角度设置值要在指标范围内，若角度设置小，汽车塑料件对模具型芯的包紧力会提高，需要调节模具顶出力，不谈很可能会发生汽车塑料件表面有顶白的情况，角度设置过大，会致使加强筋顶端太薄，只能够利用加压及加温才可以确保物料填充。
因此要科学的控制拔模角度，控制好汽车塑料件的成型及品质，降低生产成本。
角度最好控制在0.25度～2度之间；b.从加强筋的厚度设计来分析。
加强筋厚度设计过程中要依附于以下几点：在加强筋及汽车塑料件壁的交叉位置画圈，词语安全会与加强筋和汽车塑料件壁有三个交点，处于汽车塑料件壁的壁厚处与加强筋底部两端内角位置。
此圆圈的直径要小于汽车塑料件公称壁厚的两倍，设计过程要注意的是正确判断加强筋的最厚处。
汽车塑料件的加强筋厚度要在1～1.5MM。
c.汽车塑料件的结构设计过程，加强筋的高度的极值即公称壁厚的3倍，最小值是公称壁厚的2倍，三角筋同上；d.加强筋的有效布局要择取十字交叉的方法，所以此方法能够有效适用于多种差异化的结构，同时可应付差异化的负荷变化及承受力，能够有效保障汽车塑料件成品的应力分布的均匀[3]。
4 塑件的圆角设计
在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过度。
另外，塑件上的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是不可少的。
在塑件结构上无特殊要求时，塑件的各转角处均应有半径不小于0.5～1mm的圆角。
允许的情况下，圆角应尽量大。
对于内外表面的拐角处，外圆角应为内圆角加壁厚，可减少内应力，并能保证壁厚均匀一致。
5 汽车塑料件内外造型设计中3D打印的应用
当前，在造型设计方面，多选用油泥模型对实车效果进行系统化模拟，而对于那些采用油泥模型无法成型的塑料件，则改用3D打印，用此种方式完成要表现出效果的整体模拟，比如光亮饰条、标牌、格栅等，在实际造型阶段，由于造型变化比较快，因此需同时制定多个方案，以比较的方式来展示。
应用3D打印，
能够显著缩短各零件的整体制造周期，此外，还能将造型细节较充分地展示出来。
如若能将3D打印的优势最大化发挥出来，则能实现多材料的集成制造，也就是能将多种材料一次成型。
在轮胎、轮毂的造型设计中，轮胎所用的是橡胶材料，而轮毂用的是ABS塑料代替金属，做到两种成分的一体成型，最终得到呈组合件状态的造型制品。
相比传统机加工，采用3D打印所得到的样件，还能省去去样件上色这一工序，直接得到双色双料件。
6 结束语
通过对合理的结构设计，可以使汽车塑料件在后期的生产制造过程中，避免诸多因外观质量缺陷而导致零件报废，对提升汽车塑料件的外观品质和企业的竞争力变得尤为重要。
参考文献
[1] 谈桂春，张晓云，赵志鸿，等.2005年我国工程塑料加工技术进展[J].工程塑料应用，2016，34（6）：62-67.
[2] 张友根.全套方案实现汽车塑料件绿色化的研究[J].现代塑料加工应用，2013，25（01）：58-60.
[3] 谢彤，张米雅，姚建飞.汽车注塑件3D打印快速成型机控制系统设计[J].浙江交通职业技术学院学报，2016，17（2）：49-53.。