塑胶结构设计精华

塑胶结构设计规范

1. 塑料制品设计的一般原则

1、在选料方面需考虑：★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；★ 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；★ 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。

2.材料的选取

★ABS：高流动性，便宜，适用于对强度要求不太高的部件（不直接受冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性的部件），如内部支撑架（键板支架、LCD支架）等。还有就是普遍用在电镀的部件上（如按钮、侧键、导航键、电镀装饰件等）目前常用奇美PA-757、PA-777D等

★PC+ABS：流动性好，强度不错，价格适中。适用于作高刚性、高冲击韧性的制件，如框架、壳体等。常用材料代号：拜尔T85、T65。

★PC：高强度，价格贵，流动性不好。适用于对强度要求较高的外壳、按键、传动机架、镜片等。常用材料代号如：帝人L1250Y、PC2405、PC2605。

★POM具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和吸水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性等。常用于滑轮、传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等，常用材料代号如：M90-44。 ★PA坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。常用于齿轮、滑轮等。受冲击力较大的关键齿轮，需添加填充物。材料代号如：CM3003G-30。

★PMMA有极好的透光性，在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光，室外十年仍有89%，紫外线达78.5% 。机械强度较高，有一定的耐寒性、耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质较脆，常用于有一定强度要求的透明结构件，如镜片、遥控窗、导光件等。常用材料代号如：三菱VH001。

3.壳体的厚度

塑件壁厚设计的基本依据是塑件的使用要求，例如强度、刚度、绝缘性、重量、尺寸稳定性和与其他零件的装配关系。壁厚设计也需考虑到塑件成形时的工艺性要求，如对熔体的流动阻力，顶出时的强度和刚度等。在满足工作要求和工艺要求的前提下，塑件壁厚设计应遵循如下两项基本原则。

★尽量减小壁厚，减小壁厚不仅可以节约材料，节约能源，也可以缩短成形周期，因为塑料是导热系数很小的材料，壁厚的少量增加，会使塑件在模腔内冷却凝固时间明显增长。塑件壁厚减小，也有利于获得质量较优的塑件，因为厚壁塑件容易产生表面凹陷和内部缩孔。热塑性塑件的壁厚一般在1～4mm之间，下表列出了热塑性塑件最小壁厚及推荐壁厚。

★塑件壁厚不均匀时，成形中各部分所需冷却时间不同，收缩率也不同，容易造成塑件的内应力和翘曲变形，因此设计塑件时应尽可能减小各部分的壁厚差别，一般情况下应使壁厚差别保持在30％以内

主壁厚根据产品的结构强度来定，

一般来说t≦4mm，B/A=3/4 为

最佳

4.脱模斜度

为便于塑件从模腔中脱出，在平行于脱模方向的塑件表面上，必须设有一定的斜度，此斜度称为脱模斜度。斜度留取方向，对于塑件内表面是以小端为基准(即保证径向基本尺寸)，斜度向扩大方向取，塑件外表面则应以大端为基准(保证径向基本尺寸)，斜度向缩小方向取。脱模斜度随制件形状、塑料种类、模具结构、表面精加工程度、精加工方向等而异。一般情况下，脱模斜度取1／30～1／60 (2°～1°)较适宜。如果在允许范围内取较大值，可使顶出更加容易，所以应尽可能采取较大的脱模斜度。塑件尺寸精度要求越高，则其脱模斜度越取小值。当塑件为轴时，应保证其大端尺寸，斜度向小的方向取；塑件为孔时，应保证其小端尺寸，斜度向大的方向取。其目的是，使模具成形零件有修理的余地，留有足够的修模余量。

开模脱出塑件时，希望塑件留在有脱模装置的模具一侧。要求塑件留在型芯上，则该塑件内表面脱模斜度应比其外表面小。反之，若要求塑件留在型腔内，则其外表面的脱模斜度应小于其内表面的脱模斜度。如果希望塑件留于型腔内，但塑件内腔形状复杂，有留于型芯的可能性，此时若沿脱模方向塑件外表面长度不大于10 ～15mm,就可不给该表面设置脱模斜度。如果该塑件外表面的长度小于3～4mm时，则可取与其脱模方向相反的脱模斜度。

塑件上脱模斜度可以用线性尺寸、角度、比例等三种方式来标注。

用线性尺寸标注脱模斜度的图例如图2-4（a）所示，用角度表示脱模斜度如图2-4（b）所示，用比例标注法如图2-4（c）所示。采用线性尺寸标注法可以直接地给出一个具体的斜度值，斜度值与塑件该部分表面的高度或长度有关。采用角度表示法对模具零件的加工极为方便，勿须换算，因而应用颇普遍。采用用比例标注法，例如用比例1：50、1：100等来表示脱模斜度、非常直观，勿须计算就能判断出脱模斜度的大小，同时不必在塑件图上夸大斜度而使其失真，比例法表示脱模斜度的缺点是只能选取严格的一定的比例值。

做斜度的一些经验

1.做模具时容易加的，作图的时候就不作斜度

2.外观的如果是出模方向的，斜度一定要作

3.行位上出的，可以作直的

4.一些柱子、筋等，如果不是很深也不作

5.如果是轴状特征，拔模斜度要使得最大端跟模型或图纸相符。即拔模斜度要使轴变得更细。

6.对孔状结构，跟上面的正相反。

7.取斜度的方向，一般内孔以小端为准，符合图样，斜度由扩大方向取得，外形以大端为准，符合图样，斜度由缩小方向取得。如下图1-1。

8.凡较高、较大的尺寸，应选用较小的脱模斜度。

9.塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。

10.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。

11.透明件脱模斜度应加大，以免引起划伤。一般情况下，PS料脱模斜度应大于3°，ABS及PC料脱模斜度应大于2°

12.带革纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应加3°~5°的脱模斜度，视具体的咬花深度而定，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。咬花深度越深，脱模斜度应越大.推荐值为1°+H/0.0254°(H为咬花深度）.如121的纹路脱模斜度一般取3°，122的纹路脱模斜度一般取5°

13.插穿面斜度一般为1°~3°

14.外壳面脱模斜度大于等于3°

15.除外壳面外，壳体其余特征的脱模斜度以1°为标准脱模斜度。特别的也可以按照下面的原则来取:低于3mm 高的加强筋的脱模斜度取0.5°，3~5mm取1°，其余取1.5°；低于3mm高的腔体的脱模斜度取0.5°，3~5mm取1°，其余取1.5°