塑料制件设计作业要求
1、设计一小型塑料制件，选择适当的视图和表达方法，画
出CAD零件图，标注材料、尺寸、比例。（A4打印）2、写出设计说明（A4打印）
1）制品的作用，使用时对制品有哪些具体要求？
2）选择材料
3）分析制件有哪些结构要素，各结构要素的作用，是如何设计的，可根据第二章的内容加以分析。
如壁厚大小、壁厚均匀、脱模斜度、圆角大小、增加刚度的措施、凸台、支撑面、螺纹的设计、合页设计、嵌件设计、那些结构可使模具结构变得简单等。
塑料制品设计十大技巧一、指导方针——设计核对表 新产品开发或产品改善的目标是使产品有优良的表现，而同时获得低的生产成本。这里，设计任务主要是指原料的选择，适合加工过程的选择，强度计算和模具设计。只有全盘考虑这些步骤，并有系统化的跟进，才能生产出高质量的、具商业效益的模具。设计部门经常只是探用性的解决方案。然而，必须强调的是，塑料的实用性和成本效率不是必然的，设计者必须非常注重开发原料和加工过程的正确解决方案。 塑料性质并非永恒不变的 塑料的性质受使用环境、加工过程、模具设计和操作条件的影响（如图1所示）。塑料性质由实验室环境下的测试得到。测试图由具有优化参数的高光度模具，在规定压力的标准条件下检测产生的。然而，实际上，塑料不可能恰好在这样的条件下生产，在使用中也不可能正好在同样的压力下。因此，在推出任何塑料设计方案的时候，其精确的要求和界定条件必须仔细地分析和罗列出来，设计核对表在这方面可以提供有用的帮助。
样品的生产 开发一种产品，从设计阶段到市场准备阶段，有必要准备样品来进行试验和修正。要确保样品的生产方法广泛适用于量产方案。部分注塑成型的样品也要由注塑模具来制造。如果没有模具可以适用，就有必要使用近似的材料或片材，切割加工成为测试样品。但是，总是存在这样那样的问题，原因如下： ?无法考察注塑成型部件的焊接线的影响。 ?与注塑成型部分相比，有时候，机械加工中产生的凹槽会降低构件的强度性质。 ?由于结晶度高，挤塑棒材和片材的强度和硬度高于注塑部件。 ?无法考察纤维取向作用的影响。 由挤出材料制成的用于电灯开关的样品，可以承受180000次周期性应力。而同样情况下，注塑部件在80000次之后就出现了疲劳破坏。这种差异是由于在注塑过程中晶体结构的不同所造成的。 见图3 样品模具 目前生产样品的模具，都是通过简单的机械加工或运用低成本材料（如铝或铜为原料）制作而成。然而，需要注意的是，对生产来说非常重要的参数如温度、压力等，不能以这样的模具作代表。另外，它们不同的冷却性质又导致了不同的收缩和热变表现。现在推荐的是使用高硬度钢材制造模具，而模具以单模穴排列设计便可。 检测设计 随着现代计算机模拟技术的发展，有时候，在早期工艺阶段，就会将设计和加工过程中的潜在弊端鉴别出来，如强度分析和流程分析所进行的那样。然而，这些模拟分析并不可能完全确保最终产品在实际操作下的性能和质量。只有对实际操作条件下的样品检测，才可能提供最可靠的信息。这种检测是获得更高质量和功能的产品不可忽视的必要条件。
塑料制品的结构设 计规范 1
双林汽车部件股份有限公司 企业技术规范 塑料制品的结构设计规范 -10-20发布 -10-XX实施双林汽车部件股份有限公司发布
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 塑料制品设计的一般程序和原则 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。 1.2 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。 §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。 %1000 0?-= 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。一般情况是, 模具温度越高, 收缩率增大的趋势越明显。 (4) 成型时间。成型时保压时间一长, 补料充分, 收缩率便小。与此同时, 塑料的冻结取向要加大, 制品的内应力亦大, 收缩率也就增大。成型的冷却时间一长, 塑料的固化便充分, 收缩率亦小。 (5) 制品壁厚。结晶型塑料(聚甲醛除外)的收缩率随壁厚的增加而增加, 而非结晶型塑料中, 收缩率的变化又分下面几种情况: ABS 和聚碳酸酯等的收缩率不受壁厚的影响; 聚乙烯、 丙烯腈—苯乙烯、 丙烯酸类等塑料的收缩率随壁厚的增加而增加; 硬质聚氯乙烯的收缩率随壁厚的增加而减小。
产品设计要点 1.1 常用材料及特性 1.1.1 塑料分类 塑料是指以高聚物（树脂）为主要成分，大多加有添加剂（如增强剂、填充剂、润滑剂、色料等等）、且在加工过程中能流动成形的一类高分子材料。通常分以下两种：（1）热塑性塑料：在特定的温度范围内能反复加热熔融和冷却硬化的一类塑料。如ABS、AS、PC、PP、PE、PS、POM等等。 （2）热固性塑料：在加热或其他条件作用下能固化成不熔、不溶性物料的一类塑料。如酚醛塑料、环氧塑料、DAP塑料、氨基塑料等等。 本书所涉及的制品是热塑性塑料。 2．1．2塑料特性 通常将塑料的使用性能、加工性能和技术性能统称为塑料的特性。塑料的技术性能包括：物理性能、热性能、力学性能、电气性能和化学性能。不同的塑料有不同的特性，在设计时用不同的方法。见表2－1、2－2 如在设计一产品时，产品所要求用的材料是PC透明料，根据PC塑料的特性及用途，在设计时注意： a、表面避免接痕 b、装配位应分部在四周 c、模具用高抛光性钢料等等 表2－1 常用塑料使用性能
1.2 塑胶制品常用设计工艺
塑料件结构的工艺性，直接关系到其成形模具结构、类型、生产周期与成本。只有符合模塑工艺要求的塑件设计，才能顺利成形，确保内在与外观质量，达到高效率的生产和低成本的目的。塑件设计的工艺性，自然与其成形方法密切关联。 塑件的几何形状与成形方法、模具结构、能否顺利成形与脱模、以及与制品质量等均有密切关系。塑件几何形状设计必须满足其成形工艺要求。 1.1.1避免侧孔与侧凹 塑件的内外表面形状应设计得容易成形与脱模，以防止采用复杂得瓣合模和侧抽芯机构，因此塑件设计应尽量避免有侧孔与侧凹。不是所有的设计都能制作生产出来或者容易生产出来的，应尽可能的了解产品的生产制作过程，避免设计与现实脱离，见表2－3若干典型示例。 表2－3 带有侧孔与侧凹的塑件设计示例 2.2.2脱模斜度 为了便于塑件从模腔顺利脱模或抽芯，塑件设计时必须考虑到内外壁面应有足量的脱模斜度。最小脱模斜度与塑料性能、塑件几何形状有关。表2－4列出若干材料单边脱模斜度的推荐值。 表2－4常用塑料件脱模斜度最小值 名称 斜度 外侧内侧 聚乙烯 PE 25’～45’20’～45’ ABS 40’～1°20’35’～1’ 聚碳酸酯 PC 35’～1°30’～50’ 聚甲醛 POM 35‘～1°30’30’～1° 聚丙烯 PP25’～45’20’～45’ 聚乙烯－丙稀碃共聚物 AS35‘～1°30’30’～1°合理确定塑件壁厚十分重要。塑件壁厚受使用要求、塑件性能、塑件几何尺寸与形状以
塑胶产品结构设计基本规则 设计基本规则 壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其它零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，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，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。 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。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说，当收缩率”Shrinkage Factor〔低于0.01mm/mm时，产品可容许厚度的改变达;但当收缩率高于0.01mm/mm时，产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说，太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热，形成废件。此外，纤维填充的热固性塑料于过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过，一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等，如厚薄均匀，最低的厚度可达0.25mm。 此外，采用固化成型的生产方法时，流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的 压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方，则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。 平面准则
在大部份热融过程操作，包括挤压和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶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。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。 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，尖角的位置亦常在电镀过程后引起不希望的物料聚积。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。下图可供叁考之用。
注塑件设计要点 1、开模方向和分型线 2、脱模斜度 3、零件壁厚 4、加强筋 5、圆角和孔 6、抽芯机构及避免 7、塑件的变形 8、一体铰链 9、嵌件 10、气辅注塑 11、综合考虑工艺性和零件性能
注塑件设计要点 1、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： 缩印、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤、飞边。 2、为得到高质量的注塑产品，我们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。 2.1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。 2.1.1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。 2.1.2例如：保险杠的开模方向一般为车身坐标χ方向，如果开模方向设计成与χ轴 不一致，则必须在产品图中注明其夹角。 2.1.3开模方向确定后，可选择适当的分型线，以改善外观及性能。 2．2脱模斜度 2.2.1适当的脱模斜度可避免产品拉毛。光滑表面的脱模斜度应大于0.5度，细皮纹表 面大于1度，粗皮纹表面大于1.5度。 2.2.2适当的脱模斜度可避免产品顶伤。 2.2.3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，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。 2.3产品壁厚 2.3.1各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5～4mm，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。 2.3.2壁厚不均会引起表面缩印。 2.3.3壁厚不均会引起气孔和熔接痕。 2.4加强筋 2.4.1加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。 2.4.2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。 2.4.3加强筋的单面斜度应大于1.5°，以避免顶伤。 2.5圆角
塑料产品设计规范 塑料制品设计特点﹕ 塑料产品的设计与其它材料如钢,铜,铝,木材等的设计有些是类似的;但是,由于塑料材料组成的多样性,结构﹑形状的多变性,使得它比起其它材料有更理想的设计特性;特别是它的形状设计,材料选择,制造方法选择,更是其它大部分材料无可比拟的.因为其它的大部分材料,其设计者在外形或制造上,都受到相当的限制,有些材料只能利用弯曲﹑熔接等方式来成形.当然,塑料材料选择的多样性,也使得设计工作变得更为困难,如我们所知,目前已经有一万种以上的不同塑料被应用过,虽然其中只有数百种被广泛应用,但是,塑料材料的形成并不是由单一材料所构成,而由一群材料族所组合而成的,其中每一种材料又有其特性,这使得材料的选择,应用更为困难. 塑料制品设计原则﹕ 1.依成品所要求的机能决定其形状﹐尺寸﹐外观﹐材料 2.设计的成品必须符合模塑原则﹐既模具制作容易﹐成形及后加工容易﹐但仍保持成品的机能 塑料制品设计程序: 为了确保所设计的产品能够合理而经济,在产品设计的初期,在外观设计者﹐机构工程师,制图员,模具制造者,成形厂以及材料供应厂之间的紧密合作是必须的,因为没有一个设计者,能够同时拥有如此广泛的知识和经验,而从不同的事业观点所获得的建议,将是使产品合理化的基本前提;除此之外, 一个合理的设计考虑程序也是必须的;以下将就设计的一般程序作出说明: 一.确定产品的功能需求,外观. 在产品设计的初始阶段,设计者必须列出对该产品的目标使用条件和功能要求;然后根据实际的考虑,决定设计因子的范围,以避免在稍后的产品发展阶段造成可能的时间和费用的漏失.下表为产品设计的核对表,它将有助于确认各种的设计因子. 产品设计的核对表 一般数据: 1.产品的功能? 2.产品的组合操作方式? 3.产品的组合是否是可以靠着塑料的应用来简化? 4.在制造和组合上是否可能更为经济有效? 5.所需要的公差? 6.空间限制的考虑? 7.界定产品使用寿命? 8.产品重量的考虑? 9.有否承认的规格? 10.是否已经有相类似的应用存在? 结构考虑: 1.使用负载的状态? 2.使用负载的大小? 3.使用负载的期限? 4.变形的容许量? 环境: 1.使用在什么温度环境? 2.化学物品或溶剂的使用或接触? 3.温度环境? 4.在该种环境的使用期限? 外观: 1.外形 2.颜色 3.表面加工如咬花,喷漆等. 经济因素: 1.产品预估价格? 2.目前所设计产品的价格? 3.降低成本的可能性? 二.绘制预备性的设计图: 当产品的功能需求,外观被确定以后,设计者可以根据选定的塑料材料性质,开始绘制预备性的产品图,以作为先期估价,检讨以及原则模型的制作.
汽车内外饰（塑料）产品结 构设计的一般原则及精度 一形状和结构的简化 制品的形状和结构的复杂显然增加了模具结构的复杂性，加大了模具制造的难度，最终将影响产品性能的不稳定性和经济成本。而从工艺角度考虑，形状和结构设计得越简单，熔体充模也就越容易，质量就越有保证。 理想的产品简洁化设计应当是：①有利于成型加工；②有利于降低成本，节约原材料；③有利于体现简洁、美观的审美价值；④符合绿色设计的原则。 以下是简化设计的一些建议和提示。 （1） 结构简单，形状对称，避免不规则的几何图形； （2） 避免制件侧孔 和侧壁内表面的凹凸 形状设计，制件侧壁孔 洞和侧壁内表面的凹 凸形状对某些成型工 艺来说是困难的，需要 在制品成型后进行二 次加工。
例如对于注塑件 来说，模具结构 上就要采用比较 复杂的脱模机构 才能对制件进行 脱模。通常，侧向孔要用侧向的分型和 抽芯机构来实现，这无疑会使模具结构 变得复杂。为了避免在模具结构设计上 增加复杂性，可以对这类制品进行设计 上的改进，图5-16所示是避免侧向抽芯 的设计。 （3） 尺寸设计要考虑成型的可能性， 不同的成型工艺对制件的尺寸设计，包 括尺寸大小，尺寸变化会有一定的限制。 二、壁厚均一的设计原则 在确定壁厚尺寸时，壁厚均一是一 个重要原则。该原则主要是从工艺角度以及由工艺导致的质量方面的问题而提出来的。均匀的壁厚可使制件在成型过程中，熔体流动性均衡，冷却均衡。壁薄部位在冷却收缩上的差异，会产生一定的收缩应力，内应力会导致制件在短期之内或经过一个较长时期之后发生翘曲变形。图5-17是由壁厚不均匀造成制件翘曲变形的一个例子，图5-18是在不均
学校代码： 学号： 本科科研训练论文 （ 设计题目：塑料制件注塑模具设计 学生姓名： 学院： 系别： 专业： 班级： 指导教师：
二〇一〇年十一月
目录 绪论 (1) 第一章塑料及其分类 (2) 1.1塑料的简介 (2) 1.2 塑料的分类 (2) 第二章塑料成型方法 (3) 2.1塑料成型方法介绍 (3) 2.2注射成型工艺过程 (4) 第三章成型模具介绍 (5) 3.1注射成型模具基本结构 (5) 3.2注射成型模具分类 (5) 第四章 PVC管架注塑模具设计方案 (6) 4.1设计原始材料 (6) 4.2注射机的选择 (6) 4.3模具结构设计 (7) 结论 (10) 参考文献 (11)
绪论 高分子材料科学是现代自然科学的结晶，是物质科学中的新科学和增长点。高分子材料科学的问世改变了20世纪的物质文明，推动了人类的进步。高分子材料已在人们的衣食住行和国防建设、生态环境等众多领域得到广泛的应用，并为新世纪的物质文明谱写着更丰富的篇章。 高分子材料通常包括塑料、合成橡胶和合成纤维。作为高分子材料之一的塑料，由于原料丰富，制造方便、加工容易、质地优良、轻巧耐用、用途广泛和投资效益显著，目前世界上的体积产量已经赶上和超越了钢铁，成为人类使用的主要材料。世界各国都非常重视塑料工业的发展，其低成本、高效益为制造业带来了巨大的财富。中国改革开放后的经济高速增长也包含了突飞猛进的塑料工业的巨大贡献。 塑料工业是一个复杂的系统，是集原材料、加工工艺、制造设备和成型模具等一系列科技产业为一体的高科技产业。目前，中国的塑料工业的总体水平与其他先进国家相比还有一定差距，还需要大力推进这门新兴学科及其产业的科技进步和基础建设，重视开展相应的基础性研究和应用研究，并进一步加强对塑料工业急需的专业技术人才的培养。
1. 工程塑料的性能简介： 1.1有些固态物质具有分子排布有序，致密堆积的特性，如食用盐，糖，石英， 矿物质和金属。其它表现为固态物质，并不形成有规则的晶体排列方式。它们只是冷却成为无序的或随机的分子团，称为无定型聚合物。非晶体物质不是真正的 固体，最普通的例子就是玻璃，它们只是过冷的，极端粘稠的液体。 塑料树脂可以分为结晶型和无定型的。结晶型是相对的概念，由于聚合物的分子 链大而复杂，所以不能够向无机化合物那样有完美的晶体排列次序。不同的聚合 物有不同的结晶表现，如高密度的聚乙烯有点结晶性，尼龙的会更强一些，聚甲醛（POM）的更强。 1.2 结晶型与无定型塑料的区别 熔解／凝固 结晶型会有一个熔点，熔解是需要熔解热，成型时会稳定性和硬度会迅速提高， 所以结晶型塑料的成型周期比较短。 无定型物质的温度随着所加入的热量而增加，而且越来越呈现为液态。成型的周 期也比较长。 收缩 结晶型塑料的收缩率会比较大，无定型的比较小 结晶型塑料收缩率 聚甲醛（POM） 2.0 尼龙66 1.5 聚丙烯 1.0～2.5 无定型塑料收缩率 聚碳酸脂（PC） 0.6-0.8 ABS 0.4-0.7 PMMA 0.7 聚苯乙烯 0.4 由于收缩率小，无定型塑料有更好的尺寸稳定性，想我们通用的PC、ABS和PC+ABS 的最小公差可以规定为＋/_0.002％ 1.3 塑料的其他性能 不同的塑料聚合物以及添加一些助剂之后塑料会有不同的性能。如添加玻纤（一般20％～40％）之后能够显著增加制成品的强度；GE的LEXAN PC和 CYCOLOY PC+ABS的HF是高流动级，对于手机这类薄壳设计的注塑加工的难度 有显著的改善；添加阻燃剂之后能够达到UL94 5V/V0级阻燃要求。 1.4 塑料选择 手机里面比较通用的塑料选择是： PC H F-1023IM，GE A BS+PC CYCOLOY 1200HF，手机外壳：GE P C E XL1414，SAMSUNG GE ABS+PC CYCOLOY 2950、2950HF，其中GE P C E XL1414价格较贵大概是GE A BS+PC 、2950HF是阻燃级别CYCOLOY 1200HF的两倍，GE ABS+PC CYCOLOY 2950 ，GE 1200HF， GE CX7240（超电池壳：GE PC EXL1414，SAMSUNG PC HF-1023IM 薄电池底壳0.2mm） 电镀件：奇美 PA-727，少数使用奇美PA-757、GE CYCOLAC EPBM 电池卡扣或者运动件：POM 2. 手机塑料件的平均肉厚为 1.0mm~1.2mm。较大面（如主副屏贴LENS处可以做 到0.5mm），局部可以做到0.35mm。
一.常用结构： 1.止口设计；止口指地是上壳与下壳之间地嵌合。设计地名义尺寸应留0.05~0.1m m地间隙，嵌合面应有1.5~2°地斜度。端部设倒角或圆角以利装入。上壳与下壳圆角地止口配合。应使配合内角地R角偏大，以增大圆角之间地间隙，预防圆角处地干涉。 2.筋设计；加强筋在塑胶部件上是不可或缺地功能部份。加强筋有效地如『工』字铁般增加产品地刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积，但没有如『工』字铁般出现倒扣难於成型地形状问题，对一些经常受到压力、扭力、弯曲地塑胶产品尤其适用。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地支节部份很大地作用。 加强筋一般被放在塑胶产品地非接触面，其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量地方向，选择加强筋地位置亦受制於一些生产上地考虑，如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋地长度可与产品地长度一致，两端相接产品地外壁，或只占据产品部份地长度，用以局部增加产品某部份地刚性。要是加强筋没有接上产品外壁地话，末端部份亦不应突然终止，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地位置上。 3.螺丝柱和螺丝柱套设计；一般采用自攻螺丝，直径为2~3m m。 4.壁厚设计；在基本厚度地设计上，不宜过薄，否则外客强度不足，容易导致变、断裂等问题地出现，过厚则浪费材料，影响注塑生产。一般外壳壁厚控制在1~2m m。外壳整体厚度应平均过度，不得存在厚度差异变化大地结构，否则容易导致外观缩水，特别是在筋位底部和螺丝柱位。为预防缩水，筋位厚度控制在0.6~1.2m m。 5.扣设计。主要是指上壳与下壳地扣位配合。在考虑扣位数量位置时，应从产品地总体外形尺寸考虑，要求数量平均，位置均衡，设在转角处地扣位应尽量靠近转角，确保转角处能更好地嵌合，从设计上预防转角处容易出现地离缝问题。扣位设计应考虑预留间隙。 6.超声波结构设计； 7.按键结构；间隙：按键设计时要注意按键与面壳键孔地间隙，一般来说，如果按键采用硅胶按键，则按键与面壳键孔地间隙为0.2~0.3m m。如果按键采用悬臂梁，则要考虑预留按动时偏摆地间隙。如按键表面需要处理则要考虑各种表面处理对间隙地影响。水镀（电镀）镀层厚度一般为0.1m m，喷涂和真空镀一般为0.05m m。键顶圆弧：如考虑按键表面需进行丝印等处理时，按键表面圆弧不宜过大，弓形高度小于0.5m m。圆角：按键顶部周边需倒圆角，避免卡住按键。按键面壳按键按钮线路板悬臂梁地不同设计对按键效果有不同地影响上图所示按键按动时偏摆较大，按键与面板键孔要预留较大地间隙上图所示按键按动时偏摆较小，按键主要做垂直运动，按键与面板键孔预留较小地间隙另一方面，悬臂梁地长度和厚度也直接影响到按键地效果，如果是联体按键，则要避免按键连动（即按一个按键时，其它按键也跟着运动地现象，严重时会发
汽车塑料外饰件的设计 二．汽车外饰件简介 汽车外饰件主要指前后保险杠、轮口、进气格栅、散热器面罩、防擦条等通过螺栓和卡扣或双面胶连接在车身上的部件。在车身外部主要起装饰保护作用，及开启等功能。汽车外饰件在车身上主要位置及大致形状见图一。 1．前保险杠，后保险杠，散热器面罩，前后轮口，侧饰条，防擦条，后视镜，进气格栅，背门饰板，车门外开手柄，扰流板，行李箱手柄 三．汽车塑料外饰件设计标准 由于汽车的特殊功能，外饰件设计必须坚持标准化，系列化，通用化的“三化”设计原则，同时满足合理性，先进性，维修方便性，可靠性，经济性，制造工艺性“六性”要求。 3.1产品“三化”设计 根据设计车型将要投放国家地区的不同，设计过程中必须全面贯彻执行当地的法规标准。在造型设计之初产品设计师须学习了解相关法规标准并以此为依据进行设计。这主要包括前保险杠上牌照安装孔间距尺寸规定，是否需欲留雾灯安装孔，外部突出物表面圆角及开口尺寸等相关要求。 另外有关散热器面罩迎风面积是否满足发动机，空调制冷要求，需在设计发布前得到相关部门认可。 充分考虑系列化产品的发展，零件安装固定尽量采用统一的螺栓螺母及卡扣等连接件，或通用其他车型的固定件，提高零件通用化程度，保证维修安装的方便性。 3.2材料的确定 3.2.1材料种类确定 塑料的种类繁多，目前汽车上广泛采用的主要是一些TPO，PP，ABS，PA6/PA66。根据汽车外饰件不同的功能，使用工况，大致如下： 汽车外饰件材料一览表
3.2.2材料标准确定 同一类材料执行不同材料标准，其试验项目，成品性能，模具设计均有差异。根据产品将要投放国家地区的不同，汽车材料工程师可确定材料具体执行的标准，或请原材料供应商提供相关资料。 现代轿车外饰件一般多为注塑喷漆或皮纹件，喷漆件为保证与车身颜色及漆面质量的一致，在选材时必须考虑喷涂系统。例如北美车身油漆多采用高温烘烤系统，外饰件选材时相应亦须选择可高温烘烤的原料。皮纹件选材时须特别考虑原料的颜色及耐候性能是否满足设计要求。
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。 %1000 0?-= 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。 (4) 成型时间。成型时保压时间一长，补料充分，收缩率便小。与此同时，塑料的冻结取向要加大，制品的内应力亦大，收缩率也就增大。成型的冷却时间一长，塑料的固化便充分，收缩率亦小。 (5) 制品壁厚。结晶型塑料(聚甲醛除外)的收缩率随壁厚的增加而增加，而非结晶型塑料中，收缩率的变化又分下面几种情况：ABS和聚碳酸酯等的收缩率不受壁厚的影响；聚乙烯、丙烯腈—苯乙烯、丙烯酸类等塑料的收缩率随壁厚的增加而增加；硬质聚氯乙烯的收缩率随壁厚的增加而减小。 (6) 进料口尺寸。进料口尺寸大，塑料制品致密，收缩便小。 (7) 玻璃纤维等的填充量。收缩率随填充量的增加而减小。 表2-1、表2-2、表2-3为常用塑料的成型收缩率。
产品结构设计准则--壁厚篇 基本设计守则 壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，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，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。 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。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说，当收缩率”Shrinkage Factor〔低於0.01mm/mm时，产品可容许厚度的改变达；但当收缩率高於0.01mm/mm时，产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说，太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热，形成废件。此外，纤维填充的热固性塑料於过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过，一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等，如厚薄均匀，最低的厚度可达0.25mm。 此外，采用固化成型的生产方法时，流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方，则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。 平面准则 在大部份热融过程操作，包括挤压和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢，并且在相接的地方表面在浇口凝固後出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。
塑胶产品结构设计注意事项 目录 第一章塑胶结构设计规范 1、材料及厚度 1.1 、材料选择 1.2 、壳体厚度 1.3 、零件厚度设计实例 2、脱模斜度 2.1 、脱模斜度要点 3、加强筋 3.1 、加强筋与壁厚的关系 3.2 、加强筋设计实例 4、柱和孔的问题 4.1 、柱子的问题 4.2 、孔的问题 4.3 、“减胶”的问题 5、螺丝柱的设计 6、止口的设计 6.1 、止口的作用 6.2 、壳体止口的设计需要注意的事项 6.3 、面壳与底壳断差的要求 7、卡扣的设计 7.1 、卡扣设计的关键点 7.2 、常见卡扣设计 7.3 、
第一章塑胶结构设计规范 1、材料及厚度 1.1 、材料的选取 a. 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。 b. 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。 c. 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 。 d. 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 。 e. 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 。 f. 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
汽车设计中常用塑料材料及其合理选择方法 一、高分子材料的主要特征介绍 热塑性塑料 热塑性塑料是指在特定的温度范围内，能反复加热软化和冷却硬化的材料。高聚物由长分子链组成。热塑性高聚物的分子链有线型的或支链的结构。用相对平均分子质量来表征和测定高聚物分子链的长度。分子量越大，固态高聚物的力学强度越好，黏流态高聚物的黏度更高。 聚合物的聚集态结构 表2-2是一些碳链聚合物和杂链聚合物的结构 聚合物内分子链与分子链之间的聚集状态，即聚集态结构，也是聚合物的主要结构参
数。按照分子间的排列状况，可以将固态聚合物的聚集态分为结晶态、无定形态（即非结晶态），结晶态是指线型的和支链型的大分子，能够在三维方向上规则整齐的排列形成晶体结构。具有结晶结构的，或者能形成结晶结构的聚合物称为结晶性聚合物。 与此相反，分子链排列呈无序状态，则定义为无定形态。凡是在任何条件下都不能结晶的称为无定形聚合物。在晶体形成过程中，可能有一部分大分子或大分子链段没有机会结晶，成为聚合物中的无定形部分。结晶部分在聚合物中所占的比例称为结晶度。即便在同一品种的聚合物也因有结构上的差异而影响结晶度。例如低密度聚乙烯，由于其具有较多的支链，使链的规整性收到破坏，因而结晶度低于线型的高密度聚乙烯。 结晶度和无定形态是两 种不同的聚集状态，因此，导 致性能上的较大差异也是必 然的。 由于分子链在较高温度 下有自由卷曲的倾向，当对其 施加外历时，分子链便会伸 展。许许多多伸展的链沿力的 作用方向进行有序的排列，就 形成了取向态，将已经形成取 向态的聚合物降低温度，使其 冻结，取向结构便会保留于制 品中。 取向态和结晶态都以高 分子的排列有序为特征，所不 同的是，结晶态是三维有序， 并且是在合适的外界条件下 自发生成的；而取向态只是一 维或二维有序。如果作用力来 自于一个方向，则分子链单向 取向。 塑料的物态 聚合物在不同的温度条 件下可处于三种物理状态，即 玻璃态、高弹态和黏流态。大 部分塑料以温室下的玻璃态为特征。所谓玻璃态是指塑料在这一状态下呈刚性，质硬如玻璃受外历时变形很小而且是可逆的。塑料在这一状态下作为刚性材料使用，是合乎逻辑的。
塑料产品设计规范 1 产品设计原则度1条=1丝=0.01mm=10μm 1.合理的设计应该在保证产品必备功能的前提下，使制造成本最低。 l）必须满足客户对产品功能和服务的要求。工程机械提供给客户的不仅是产品的功能，还包括支持这些功能的售后服务。因此设计过程中既要针对产品的不同功能特点，又要使产品具有良好的维修方便性。 （2）符合国家的产业发展政策和有关的法令、法规。 （3）坚持标准化、通用化、系列化的“三化”原则。 （4）符合社会对环境保护的要求。 （5）符合技术创新的规律，重视对知识产权的保护。 （6）从企业的实际工艺水平和生产能力出发，强调设计与工艺、生产相结合。产品设计不单单是图样设计，还包括工艺设计和生产设计。生产设计应主要从以下几个方面进行研究： ①简化零件的功能或形状； ②最大限度地实现产品的标准化、通用化、系列化； ③尽可能使设计图纸中所规定的材料牌号、品种、规格与现有材料的使用情况一致； ④将毛坯工艺与加工工艺更有效地结合起来考虑； ⑤根据企业当前正常生产所采用的加工工艺、操作规则及相关信息来判断工艺设计的合理性；⑥选择成熟加工工艺能保障的尺寸公差和表面粗糙度； ⑦综合分析与生产过程相关的信《产品设计的原则和技巧》 2 产品设计技巧 2．1采用“三化” （l）零件尽量选用标准件或用标准件改制或外购件。 （2）设计花键、螺纹时，应使之便于采用标准刀具、量具进行加工和检测，特别应优先考虑企业现有的刀具、量具。 （3）大型结构件、铸钢件的设计，尽量采用不必攻丝的紧固件，如用焊接螺母板代替螺孔。设计大型工件时，应考虑利用已镇成的孔作为基准来焊接螺母板。 （4）尽量选用现有的成熟的零部件，或成熟的结构和工艺方法，使产品系列化、通用化。用这种“搭积木”的方法，可以加快设计速度、缩短新产品样机试制周期，尽早占领市场。 （5）建立企业自己的“标准件库”，加快设计试制进度。笔者所在的企业现已建立并逐步完善了“厂标准件”制度和“厂标准件库”，将凡是在三个以上主要产品中使用的相同或相似的零件选定为厂标准件。
塑料制件注塑模具设计方案（doc 14页）
目录 绪论 (1) 第一章塑料及其分类 (2) 1.1塑料的简介 (2) 1.2 塑料的分类 (2) 第二章塑料成型方法 (3) 2.1塑料成型方法介绍 (3) 2.2注射成型工艺过程 (4) 第三章成型模具介绍 (5) 3.1注射成型模具基本结构 (5) 3.2注射成型模具分类 (5) 第四章 PVC管架注塑模具设计方案 (6) 4.1设计原始材料 (6) 4.2注射机的选择 (6) 4.3模具结构设计 (7) 结论 (10) 参考文献 (11)
绪论 高分子材料科学是现代自然科学的结晶，是物质科学中的新科学和增长点。高分子材料科学的问世改变了20世纪的物质文明，推动了人类的进步。高分子材料已在人们的衣食住行和国防建设、生态环境等众多领域得到广泛的应用，并为新世纪的物质文明谱写着更丰富的篇章。 高分子材料通常包括塑料、合成橡胶和合成纤维。作为高分子材料之一的塑料，由于原料丰富，制造方便、加工容易、质地优良、轻巧耐用、用途广泛和投资效益显著，目前世界上的体积产量已经赶上和超越了钢铁，成为人类使用的主要材料。世界各国都非常重视塑料工业的发展，其低成本、高效益为制造业带来了巨大的财富。中国改革开放后的经济高速增长也包含了突飞猛进的塑料工业的巨大贡献。 塑料工业是一个复杂的系统，是集原材料、加工工艺、制造设备和成型模具等一系列科技产业为一体的高科技产业。目前，中国的塑料工业的总体水平与其他先进国家相比还有一定差距，还需要大力推进这门新兴学科及其产业的科技进步和基础建设，重视开展相应的基础性研究和应用研究，并进一步加强对塑料工业急需的专业技术人才的培养。
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：
塑胶件设计规范：（限于目前常用的热塑性塑料件设计） 1.壁厚设计 根据零件功能及形状大小而定。注塑成型壁厚一般不大于4mm。常用材料壁厚如下，特殊要求的壁厚另行考虑。 单位：mm 热塑性塑料名称厚度范围典型厚度备注 ABS~拐角内圆角最小半径25%壁厚 PC~一般设计壁厚不超过3.1mm PP~一般设计壁厚不超过2.5mm PS~50%壁厚 PA~0.5mm POM~ PMMA~ PPO~ SAN~ PU~38 LDPE~ HDPE~ LCP~ 平面准则：尽量壁厚均匀一致。 因故不能做到，需做渐变过度， 过度的部分长高比例大于等于3：1 转角准则：壁厚均匀原则在 拐角处同样适用。 2.BOSS柱设计：(常用塑料) 设计原则,首先考虑连接强度。下表是对于一般结构件连接情况；对于重要外观件,BOSS柱外径，在连接强度不高情况下，可以适当做小。 当连接有强度要求，又有外观要求时，需按下面参数设计，同时设计出火山口。 BOSS柱要求使用司筒顶出，斜度不大于度。 单位：mm 材料螺钉内孔直径外径连接有效深度 ABS ABS+PC HIPS ±4 ST ±5±6 ST ± ST 3±7 ST ±8 ST ± ST ±9
说明：外径根据强度要求可以适当变化，以上值为要求 说明：PC柱比ABS更容易打爆，若出现此现象，外径可适当加大 说明：PA6,PA66螺钉有效深度可以比上表值缩短15%。 火山口设计：
壁厚<2mm， A尺寸做0.75mm 2mm≤壁厚, A尺寸做60～70%壁厚 3.加强筋设计 加强筋厚度 一般设计，加强筋厚度不超过壁厚倍。 有外观要求时，加强筋厚度的不超过倍壁厚。 加强筋小部厚度不得小于0.6mm，PC料不得小于0.8mm。 加强筋斜度～2度 沟槽设计 由于结构原因，外观件加强筋根部厚度大于倍壁厚，加强筋根部两侧需做沟槽结构，参照BOSS柱火山口设计。 加强筋位置 根据结构需要布置，均匀分布，避免交叉。