塑件的结构设计
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S 第 十 章 塑件的设计 HA 第一节 塑件结构设计 NGH 1.1 形状设计 AI 塑件尽量避免旁侧凹陷部分
DIANJI UNIVERSITY 侧孔
图10.1 塑料制品的形状工艺性
侧凹
SHANG 侧孔 H 成型 A凹模
侧凹 成型 凹模
I D 侧
侧
IA 孔
凹
N 成
成
J 型
型
I U 模
模
N 具
具
I 开
图10.20 齿轮与轴的固定形式
IV 1.8 文字、符号和标记
ERS 塑料制品的花纹（如凸、凹纹、皮革纹等），有的是使用
ITY 上的要求，有的是为了装饰。
SHANGHAI DIAN 图10.21 塑料制品的花纹设计
图10.22 塑料制品上的文字结构形式
JI U 1.9 合页设计 NI （1）壁厚小，薄膜薄，壁厚大，薄膜厚 VE （2）合页部分壁厚均匀 RS （3）塑料从薄膜一边流向另一边，热弯若干次
S 始端应有0.2~0.8mm深的无螺纹台阶孔，螺纹末端与底面 HA应留有大于0.2mm的无螺纹光孔，螺纹始末端过渡长度L NGHAI DIANJI UN 图10.23 螺纹结构形式 IVE （4）螺纹孔到边缘的距离大于1.5倍的螺纹外径，螺孔 RS 距大于0.75倍螺纹外径，都大于塑件壁厚的1/2 ITY （5）塑料制品同一轴线上的两段螺纹，应使两段螺纹
S 1.5 圆角设计
HA塑料制品上所有的转角应尽可能采用圆弧来过度。
NG 采用圆角的优点：
HA （1）避免应力集中，提高塑件强度
I D （2）避免热处理时应力集中开裂
IA （3）有利于脱模和充模 NJI 1.6 孔设计 UN 塑料制品上的孔有通孔、盲孔、形
图10.13 塑料制品 圆角半径的确定
IV 状复杂的孔、螺纹孔。对这些孔的设计有以下要求：
b)
Y 图10.14 孔间距和孔边距过小时的改进
S （3）塑件孔为异型孔时，采用拼合型芯的方法成型，简 HA化模具结构 NGHAI DIANJI UNIV 图10.15 异型孔成型 ER （4）孔太深时可以先成型再钻孔 SITY （5）孔设置在强度较大处，或进行加强
SHANGHAI a)
b)
c)
图10.5 塑件制品的壁厚设计改进
S 1.4 加强筋及其他防变形的结构设计
HA 1.4.1 加强筋
表10.1 常用塑料的壁厚取值
NG （1）加强筋的作用
HA ① 不增加壁厚情况下，增 I D 加塑件强度和刚度
IA ② 降低塑料的充模阻力
NJI UNIVERSITY 图10.6 加强筋的作用
S （2）加强筋的设计
开
V 模
模
ER 过
过
S 程
程
ITY 内侧凹的改进
S 1.1 形状设计 HA当塑料制品侧壁的凹槽（或外凸），深度（或高度）较 NG 小允许带圆角时，则可以采用强行脱模方式。 HAI DIANJI UNIVER 图10.2 可强行脱模的结构尺寸 SITY （A-B）/B < 5% （A-B）/B < 5%
DIA图10.16 孔的加强
NJ （6）相互垂直的孔或斜交的孔
I UNIVERSITY a) 不合理
b源自文库 合理
图10.17 相交孔的设计
S （7）对于细长型芯,为防止其弯曲变形，在不影响塑件的 HA条件下，可在塑件的下方设支承柱来支撑
NGHAI DIANJI UNIV 1.7 塑料齿轮设计
图10.18 长孔的设计
HA① 加强筋不应过厚，一般小于该处壁厚
NG ② 加强筋的设计要矮一些，多一些为好，与支撑面间隙 H 应大于0.5mm
AI D ③ 加强筋与塑件壁连接处应采用圆弧过渡
IA ④ 加强筋之间中心矩应大于塑件壁厚的两倍
NJ 图
图
10.8 10.7
I UN 加
加
IV 强
强
E 筋
筋
R 的
的
S 设
尺
ITY 计
寸
S 第 十 章 塑件的设计 HA 第四节 塑件的精度及表面质量
NGH 4.1 塑件的精度
A 指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所 I D 获得塑件尺寸的准确度。在满足用要求的前提下，应尽 IAN 可能设计得低一些。
JI 塑件尺寸公差根据GB/T14486《工程塑料模塑塑料件尺寸 UN 公差标准》确定
生内应力，导致制品开裂、变形。
S （4）当无法避免壁厚不均时，可做成倾斜的形状, 使壁厚 HA逐渐过渡。或者使壁厚相差过大的两分别成型然后粘合成 NG 为制品。 H （5）应根据塑件外形尺寸及塑料品种合理选择塑件的壁厚
AI DIANJI UNIVE a) 不合理
b) 合理
RSITY 图10.4 塑件制品的不均匀壁厚
ER （1）孔径和孔深：孔长比孔径
SITY 压注法或注射件：通孔小于8，盲孔小于4
压缩件：通孔小于4，盲孔小于2
S （2）确保塑件强度，孔与孔之间，孔与边之间有足够的 HA距离如表10.1，热塑性塑料取表中所列数值的75% NG 表10.2 热固性塑件孔边距与孔间距的最小距离
HAI DIANJI UNIVERSIT a)
ERS 为使齿轮使用注塑工艺，对其尺寸规定如图10.19所示。
ITY 塑料齿轮应尽量避免在截面突发变化；转角处尽量以较大
S 的圆角半径过度；轴与孔不宜采用过盈配合，而用过渡配 HA合。轴孔的固定方法如图10.20a或有定位销的10.20b。
NGHAI DIANJ a)
b)
I UN 图10.19 齿轮各部分尺寸
I DIANJI UNIVERSITY a)不合理
b) 边框支撑 图10.11 塑料制品的支撑面
c) 底脚支撑
SHANGHAI DI 1.4 加强筋及其他防变形的结构设计 AN 1.4.3 球面或拱曲面 JI U 薄壳状塑件底部和端盖制成球面或 NIVERSITY 拱曲面，有效增加刚性和减少变形
图10.12 容器底、盖、边缘的设计
SHANGHAI DIANJI UNIVERSITY 强制托出的浅侧凹和浅侧凸
S 1.2 斜度设计
HA由于塑料冷却后产生收缩，会紧紧地包在凸模上，或由于 NG 粘附作用，塑件紧贴在型腔内，为了便于脱模，在设计时 H 应考虑塑件表面具有合理的脱模斜度。
AI D 斜度的取向原则：
IA 内孔以小端为准，符合图样要 NJ 求，斜度由扩大方向得到
ITY 聚丙烯、尼龙、聚乙烯、酚醛塑料适合此类结构
S 第 十 章 塑件的设计 HA 第二节 塑件螺纹设计 NGH 2.1 螺纹成型方法 AI （1）直接模塑成型 DIA （2）后加工成型 NJ （3）利用金属的螺纹嵌件 I U 2.2 模塑螺纹的设计 NIV （1）外螺纹直径不宜小于4mm，内螺纹直径不宜小于 ER 2mm。塑料制品螺纹达不到高精度，一般低于IT8 SI （2）螺纹配合长度不宜过长，一般不超过7~8牙 TY （3）为防止螺纹外圈在使用中不至于崩裂或变形，螺孔
I U 外型以大端为准，符合图样要 NI 求，斜度由缩小方向得到
VER 斜度的设计 SI （1）塑件形状复杂，应取较 TY 大斜度
图10.3 塑件制品脱模斜度的取向
SHANGHAI DIANJI
（2）长条形高深塑件取较小 涂抹斜度 （3）精度要求高时取较小脱 模斜度
UNIVERSITY
S （4）常用脱模斜度：1°~1.5° HA（5）制件壁厚较大，收缩率大，脱模斜度取大值 NG （6）压缩成型较大塑件，内表面脱模斜度大于外表面 HA 1.3 壁厚设计 I D （1）壁厚不宜过小，这是因为在使用上必须有足够的强度 IAN 刚度；在装配时能够承受紧固力；在模塑成型时熔体能够 J 充满型腔，在脱模时能够承受脱模机构的冲击和震动。 I UN （2）壁厚也不宜过大，否则用料太多，不但增加成本而且 IV 增加成型和冷却时间延长模塑周期。 ER 小型件壁厚取1.0~2.0mm; 大型件壁厚取3.0~8.0mm。 SITY （3）壁厚一般应力求均匀，否则制品成型收缩不均，易产
SHANGHAI 图10.27 圆柱形嵌件固定 D图1I0.A28 N圆环J形I嵌U件固N定 IVERSITY
图10.29 细长嵌件的支撑
S （4）嵌件周围应有足够壁厚 HA 表10.3 热固性塑料金属嵌件周围的塑料层厚度 NGHAI DIANJI UNIVE （5）嵌入部分的周边应 RS 有倒角，以减少应力集中 ITY 图10.30 嵌件设置位置与尺寸要求
S ⑤ 加强筋布置时应避免塑料的局部集中
HANGHAI DIA a)不合理
b)合理
N 图10.9 加强筋的布置
JI UNIVERSITY ⑥ 薄壁容器的边缘的加强筋
图10.10 加强筋的设计
S 1.4 加强筋及其他防变形的结构设计 HA1.4.2 支撑面及凸台 NG 塑件以底脚或凸边作支撑面，避免翘曲变形。底脚或凸边 HA 高度取0.3~0.5mm
IV 塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分7级，一般的：
ER 塑件上孔的公差采用单向正偏差，即
+∆ 0
SITY 塑件上轴的公差采用单向负偏差，即
0 −∆
中心距及其他位置尺寸公差采用双向等值偏差，即
±∆ 2
S 4.2 表面质量 HA塑料制品的表面质量包括：无斑点、条纹、凹痕、起 NG 泡、变色等缺陷，还有表面光泽性和表面粗糙度。 HA 表面缺陷必须避免，表面光泽性和表面粗糙度应根据塑 I D 料制品的使用要求而定，尤其是透明制品，对表面光泽 IANJI UNIVERSITY 性和表面粗糙度有严格要求。
S 方向相同，螺距相等。当两段螺纹方向，螺距不相等时 HA就应采用两段螺纹型心组合使用。
NGHAI DIANJI UN a) 螺纹相同
b) 两段螺纹
IVE 图10.24 具有两段同轴螺纹的塑料制品
RSITY 2.3 自攻螺纹
S 第 十 章 塑件的设计 HA 第三节 嵌件的设计 NGH 3.1 嵌件的作用 A 嵌件：塑料内嵌入金属零件或玻璃或已成型的塑件等， I D 形成牢固不可拆卸的整体，此零件成为嵌件 IAN 作用： JI U （1）提高性能：力学性能、导电性、导磁性等 NI （2）提高尺寸稳定性和尺寸精度 VE （3）起紧固、连接作用 RSI 3.2 嵌件设计 TY （1）金属嵌件尽可能用圆形或对称形状，保证收缩均匀
SHA a) NGHA b)
I DIAN c) JI UNIVERSITY e)
d)
图10.25 常见嵌件种类 a)圆形嵌件 b)圆柱型嵌件 c)板形或片形 嵌件 d)汽车方向盘中的细杆状贯穿嵌件 e)有机玻璃表壳中嵌入黑色ABS塑料，此属于 非金属嵌件
S （2）嵌件与塑件应牢固连接 菱形滚花、直纹滚花、切 HA口、打孔、折弯、压扁等如图10.26 NGHAI DIANJI UN 图10.26 嵌件嵌入部分的结构形式 IVERSITY （3）在模内应可靠定位和密封
DIANJI UNIVERSITY 侧孔
图10.1 塑料制品的形状工艺性
侧凹
SHANG 侧孔 H 成型 A凹模
侧凹 成型 凹模
I D 侧
侧
IA 孔
凹
N 成
成
J 型
型
I U 模
模
N 具
具
I 开
图10.20 齿轮与轴的固定形式
IV 1.8 文字、符号和标记
ERS 塑料制品的花纹（如凸、凹纹、皮革纹等），有的是使用
ITY 上的要求，有的是为了装饰。
SHANGHAI DIAN 图10.21 塑料制品的花纹设计
图10.22 塑料制品上的文字结构形式
JI U 1.9 合页设计 NI （1）壁厚小，薄膜薄，壁厚大，薄膜厚 VE （2）合页部分壁厚均匀 RS （3）塑料从薄膜一边流向另一边，热弯若干次
S 始端应有0.2~0.8mm深的无螺纹台阶孔，螺纹末端与底面 HA应留有大于0.2mm的无螺纹光孔，螺纹始末端过渡长度L NGHAI DIANJI UN 图10.23 螺纹结构形式 IVE （4）螺纹孔到边缘的距离大于1.5倍的螺纹外径，螺孔 RS 距大于0.75倍螺纹外径，都大于塑件壁厚的1/2 ITY （5）塑料制品同一轴线上的两段螺纹，应使两段螺纹
S 1.5 圆角设计
HA塑料制品上所有的转角应尽可能采用圆弧来过度。
NG 采用圆角的优点：
HA （1）避免应力集中，提高塑件强度
I D （2）避免热处理时应力集中开裂
IA （3）有利于脱模和充模 NJI 1.6 孔设计 UN 塑料制品上的孔有通孔、盲孔、形
图10.13 塑料制品 圆角半径的确定
IV 状复杂的孔、螺纹孔。对这些孔的设计有以下要求：
b)
Y 图10.14 孔间距和孔边距过小时的改进
S （3）塑件孔为异型孔时，采用拼合型芯的方法成型，简 HA化模具结构 NGHAI DIANJI UNIV 图10.15 异型孔成型 ER （4）孔太深时可以先成型再钻孔 SITY （5）孔设置在强度较大处，或进行加强
SHANGHAI a)
b)
c)
图10.5 塑件制品的壁厚设计改进
S 1.4 加强筋及其他防变形的结构设计
HA 1.4.1 加强筋
表10.1 常用塑料的壁厚取值
NG （1）加强筋的作用
HA ① 不增加壁厚情况下，增 I D 加塑件强度和刚度
IA ② 降低塑料的充模阻力
NJI UNIVERSITY 图10.6 加强筋的作用
S （2）加强筋的设计
开
V 模
模
ER 过
过
S 程
程
ITY 内侧凹的改进
S 1.1 形状设计 HA当塑料制品侧壁的凹槽（或外凸），深度（或高度）较 NG 小允许带圆角时，则可以采用强行脱模方式。 HAI DIANJI UNIVER 图10.2 可强行脱模的结构尺寸 SITY （A-B）/B < 5% （A-B）/B < 5%
DIA图10.16 孔的加强
NJ （6）相互垂直的孔或斜交的孔
I UNIVERSITY a) 不合理
b源自文库 合理
图10.17 相交孔的设计
S （7）对于细长型芯,为防止其弯曲变形，在不影响塑件的 HA条件下，可在塑件的下方设支承柱来支撑
NGHAI DIANJI UNIV 1.7 塑料齿轮设计
图10.18 长孔的设计
HA① 加强筋不应过厚，一般小于该处壁厚
NG ② 加强筋的设计要矮一些，多一些为好，与支撑面间隙 H 应大于0.5mm
AI D ③ 加强筋与塑件壁连接处应采用圆弧过渡
IA ④ 加强筋之间中心矩应大于塑件壁厚的两倍
NJ 图
图
10.8 10.7
I UN 加
加
IV 强
强
E 筋
筋
R 的
的
S 设
尺
ITY 计
寸
S 第 十 章 塑件的设计 HA 第四节 塑件的精度及表面质量
NGH 4.1 塑件的精度
A 指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所 I D 获得塑件尺寸的准确度。在满足用要求的前提下，应尽 IAN 可能设计得低一些。
JI 塑件尺寸公差根据GB/T14486《工程塑料模塑塑料件尺寸 UN 公差标准》确定
生内应力，导致制品开裂、变形。
S （4）当无法避免壁厚不均时，可做成倾斜的形状, 使壁厚 HA逐渐过渡。或者使壁厚相差过大的两分别成型然后粘合成 NG 为制品。 H （5）应根据塑件外形尺寸及塑料品种合理选择塑件的壁厚
AI DIANJI UNIVE a) 不合理
b) 合理
RSITY 图10.4 塑件制品的不均匀壁厚
ER （1）孔径和孔深：孔长比孔径
SITY 压注法或注射件：通孔小于8，盲孔小于4
压缩件：通孔小于4，盲孔小于2
S （2）确保塑件强度，孔与孔之间，孔与边之间有足够的 HA距离如表10.1，热塑性塑料取表中所列数值的75% NG 表10.2 热固性塑件孔边距与孔间距的最小距离
HAI DIANJI UNIVERSIT a)
ERS 为使齿轮使用注塑工艺，对其尺寸规定如图10.19所示。
ITY 塑料齿轮应尽量避免在截面突发变化；转角处尽量以较大
S 的圆角半径过度；轴与孔不宜采用过盈配合，而用过渡配 HA合。轴孔的固定方法如图10.20a或有定位销的10.20b。
NGHAI DIANJ a)
b)
I UN 图10.19 齿轮各部分尺寸
I DIANJI UNIVERSITY a)不合理
b) 边框支撑 图10.11 塑料制品的支撑面
c) 底脚支撑
SHANGHAI DI 1.4 加强筋及其他防变形的结构设计 AN 1.4.3 球面或拱曲面 JI U 薄壳状塑件底部和端盖制成球面或 NIVERSITY 拱曲面，有效增加刚性和减少变形
图10.12 容器底、盖、边缘的设计
SHANGHAI DIANJI UNIVERSITY 强制托出的浅侧凹和浅侧凸
S 1.2 斜度设计
HA由于塑料冷却后产生收缩，会紧紧地包在凸模上，或由于 NG 粘附作用，塑件紧贴在型腔内，为了便于脱模，在设计时 H 应考虑塑件表面具有合理的脱模斜度。
AI D 斜度的取向原则：
IA 内孔以小端为准，符合图样要 NJ 求，斜度由扩大方向得到
ITY 聚丙烯、尼龙、聚乙烯、酚醛塑料适合此类结构
S 第 十 章 塑件的设计 HA 第二节 塑件螺纹设计 NGH 2.1 螺纹成型方法 AI （1）直接模塑成型 DIA （2）后加工成型 NJ （3）利用金属的螺纹嵌件 I U 2.2 模塑螺纹的设计 NIV （1）外螺纹直径不宜小于4mm，内螺纹直径不宜小于 ER 2mm。塑料制品螺纹达不到高精度，一般低于IT8 SI （2）螺纹配合长度不宜过长，一般不超过7~8牙 TY （3）为防止螺纹外圈在使用中不至于崩裂或变形，螺孔
I U 外型以大端为准，符合图样要 NI 求，斜度由缩小方向得到
VER 斜度的设计 SI （1）塑件形状复杂，应取较 TY 大斜度
图10.3 塑件制品脱模斜度的取向
SHANGHAI DIANJI
（2）长条形高深塑件取较小 涂抹斜度 （3）精度要求高时取较小脱 模斜度
UNIVERSITY
S （4）常用脱模斜度：1°~1.5° HA（5）制件壁厚较大，收缩率大，脱模斜度取大值 NG （6）压缩成型较大塑件，内表面脱模斜度大于外表面 HA 1.3 壁厚设计 I D （1）壁厚不宜过小，这是因为在使用上必须有足够的强度 IAN 刚度；在装配时能够承受紧固力；在模塑成型时熔体能够 J 充满型腔，在脱模时能够承受脱模机构的冲击和震动。 I UN （2）壁厚也不宜过大，否则用料太多，不但增加成本而且 IV 增加成型和冷却时间延长模塑周期。 ER 小型件壁厚取1.0~2.0mm; 大型件壁厚取3.0~8.0mm。 SITY （3）壁厚一般应力求均匀，否则制品成型收缩不均，易产
SHANGHAI 图10.27 圆柱形嵌件固定 D图1I0.A28 N圆环J形I嵌U件固N定 IVERSITY
图10.29 细长嵌件的支撑
S （4）嵌件周围应有足够壁厚 HA 表10.3 热固性塑料金属嵌件周围的塑料层厚度 NGHAI DIANJI UNIVE （5）嵌入部分的周边应 RS 有倒角，以减少应力集中 ITY 图10.30 嵌件设置位置与尺寸要求
S ⑤ 加强筋布置时应避免塑料的局部集中
HANGHAI DIA a)不合理
b)合理
N 图10.9 加强筋的布置
JI UNIVERSITY ⑥ 薄壁容器的边缘的加强筋
图10.10 加强筋的设计
S 1.4 加强筋及其他防变形的结构设计 HA1.4.2 支撑面及凸台 NG 塑件以底脚或凸边作支撑面，避免翘曲变形。底脚或凸边 HA 高度取0.3~0.5mm
IV 塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分7级，一般的：
ER 塑件上孔的公差采用单向正偏差，即
+∆ 0
SITY 塑件上轴的公差采用单向负偏差，即
0 −∆
中心距及其他位置尺寸公差采用双向等值偏差，即
±∆ 2
S 4.2 表面质量 HA塑料制品的表面质量包括：无斑点、条纹、凹痕、起 NG 泡、变色等缺陷，还有表面光泽性和表面粗糙度。 HA 表面缺陷必须避免，表面光泽性和表面粗糙度应根据塑 I D 料制品的使用要求而定，尤其是透明制品，对表面光泽 IANJI UNIVERSITY 性和表面粗糙度有严格要求。
S 方向相同，螺距相等。当两段螺纹方向，螺距不相等时 HA就应采用两段螺纹型心组合使用。
NGHAI DIANJI UN a) 螺纹相同
b) 两段螺纹
IVE 图10.24 具有两段同轴螺纹的塑料制品
RSITY 2.3 自攻螺纹
S 第 十 章 塑件的设计 HA 第三节 嵌件的设计 NGH 3.1 嵌件的作用 A 嵌件：塑料内嵌入金属零件或玻璃或已成型的塑件等， I D 形成牢固不可拆卸的整体，此零件成为嵌件 IAN 作用： JI U （1）提高性能：力学性能、导电性、导磁性等 NI （2）提高尺寸稳定性和尺寸精度 VE （3）起紧固、连接作用 RSI 3.2 嵌件设计 TY （1）金属嵌件尽可能用圆形或对称形状，保证收缩均匀
SHA a) NGHA b)
I DIAN c) JI UNIVERSITY e)
d)
图10.25 常见嵌件种类 a)圆形嵌件 b)圆柱型嵌件 c)板形或片形 嵌件 d)汽车方向盘中的细杆状贯穿嵌件 e)有机玻璃表壳中嵌入黑色ABS塑料，此属于 非金属嵌件
S （2）嵌件与塑件应牢固连接 菱形滚花、直纹滚花、切 HA口、打孔、折弯、压扁等如图10.26 NGHAI DIANJI UN 图10.26 嵌件嵌入部分的结构形式 IVERSITY （3）在模内应可靠定位和密封