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。
§1.3 脱模斜度
脱模斜度：为便于脱模，塑料制品壁在出模方向上应具有倾斜角度α，其值以度数表示（参见表2-4）。1.3.1 脱模斜度确定要点
(1) 制品精度要求越高，脱模斜度应越小。
(2) 尺寸大的制品，应采用较小的脱模斜度。
(3) 制品形状复杂不易脱模的，应选用较大的斜度。
(4) 制品收缩率大，斜度也应加大。
(5) 增强塑料宜选大斜度，含有自润滑剂的塑料可用小斜度。
(6) 制品壁厚大，斜度也应大。
(7) 斜度的方向。内孔以小端为准，满足图样尺寸要求，斜度向扩大方向取得；外形则以大端为准，满足图样要求，斜度向偏小方向取得。一般情况下脱模斜度。可不受制品公差带的限制，高精度塑料制品的脱模斜度则应当在公差带内。
脱模斜度α值可按表2-4选取。
由表中可以看出，塑料硬脆、刚性大的，脱模斜度要求大。
具备以下条件的型芯，可采用较小的脱模斜度：
(1) 顶出时制品刚度足够。
(2) 制品与模具钢材表面的摩擦系数较低。
(3) 型芯表面的粗糙度值小，抛光方向又与制品的脱模方向—致。
(4) 制品收缩量小，滑动摩擦力小。
1.3.2 制品脱模斜度设计
1、箱体与盖类制品（图2-1）
当H≤50mm时，S/H=1/30~1/50
当50＜H≤100mm时，S/H≤1/60
2、格子板形制品（图2-2）
当格子的间距P≤4mm时，脱模斜度α=1/10P。格子C尺寸越大，脱模斜度越大。
当格子高度H超过8mm，脱模斜度不能取太大值时，可采用图(b)的形式，使一部分进入动模一侧，从而使脱模斜度满足要求。
3、带加强筋类制品（图2-3）
)200/1~500/1(2arctg H
B
A arctg
=-=α A=(1.0~1.8)T mm ；B=(0.5~0.7)T mm 4、底筋类制品（图2-4）
)100/1~150/1(2arctg H
B
A arctg
=-=α A=(1.0~1.8)T mm ；B=(0.5~0.7)T mm 5、凸台类制品（图2-5、表2-5）
)20/1~30/1(2'
arctg H
D D arctg
=-=α 高凸台制品（H ＞30mm ）的脱模斜度：
型芯：)30/1~50/1(2'
arctg H d d arctg
=-=α 型腔：)50/1~100/1(2'
arctg H
D D arctg =-=α
型芯的脱模斜度应大于型腔。
6、最小脱模斜度（表2-6）
脱模斜度影响制品的脱出情况。如果脱模斜度很小，脱模阻力增大，顶出机构就会失去作用。在一般情况下，不能小于最小脱模斜度，以防止制品留模。
§1.4 制品壁厚
确定合适的制品壁厚是制品设计的主要内容之一。
1.4.1 制品壁厚的作用
(1) 使制品具有确定的结构和一定的强度、刚度，以满足制品的使用要求。
(2) 成型时具有良好的流动状态（如壁不能过薄）以及充填和冷却效果（如壁不能太厚)
(3) 合理的壁厚使制品能顺利地从模具中顶出。
(4) 满足嵌件固定及零件装配等强度的要求。
(5) 防止制品翘曲变形。
1.4.2 制品壁厚的设计
基本原则——均匀壁厚。即：充模、冷却收缩均匀、形状性好、尺寸精度高、生产率高。
(1) 在满足制品结构和使用要求的条件下，尽可能采用较小的壁厚。
(2) 制品壁厚的设计，要能承受顶出装置等的冲击和振动。
(3) 在制品的连接固紧处、嵌件埋入处、塑料熔体在孔窗的汇合（熔接痕）处，要具有足够的厚度。
(4) 保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚。
(5) 满足成型时熔体充模所需壁厚，既要避免充料不足或易烧焦的薄壁，又要避免熔体破裂或易产生凹陷的
厚壁。
制品上相邻壁厚差的关系(薄壁：厚壁)为：
热固性塑料：压制1：3，挤塑1：5
热塑性塑料：注塑1：1.5(2)
当无法避免不均匀的壁厚时，制品壁厚设计可采用逐步过渡的形式（图2-6，图2-7），或者改制成两个制品然后再装配为一个制品（图2-8）等方法。
制品壁厚的设计可参照表2-7~表2-11。
§1.5 加强筋(含凸台、角撑)
1.5.1 加强筋的作用
(1) 在不加大制品壁厚的条件下，增强制品的强度和刚性，以节约塑料用量，减轻重量，降低成本。
(2) 可克服制品壁厚差带来的应力不均所造成的制品歪扭变形。
(3) 便于塑料熔体的流动，在塑料制品本体某些壁部过薄处为熔体的充满提供通道。
1.5.2 加强筋的形状及尺寸
塑料制品上加强筋和凸台的形式和应用如图2-9，图2-10所示。
加强筋尺寸参数如图2-11，图2-12所示。
凸台的形状及尺寸参数如图2-13~图2-15所示。
角撑位于制品边缘，支撑制品壁面，以增加强度及刚度，尺寸参数如图2-16所示。
1.5.3 加强筋的设计要点
(1) 用高度较低、数量稍多的筋代替高度较高的单一加强筋，避免厚筋底冷却收缩时产生表面凹陷（图2-17、图2-18）。当筋的背面出现凹陷影响美观时，可采用图2-19所示的装饰结构予以遮掩。
(2) 筋的布置方向最好与熔料的充填方向一致（见表2-12中示例）。
(3) 筋的根部用圆弧过渡，以避免外力作用时产生应力集中而破坏。但根部圆角半径过大则会出现凹陷。
(4) 一般不在筋上安置任何零件。
(5) 位于制品内壁的凸台不要太靠近内壁，以避免凸台局部熔体充填不足(图2-20)。
加强筋在防止制品变形、增加制品刚性方面的应用如图2-21~图2-22所示。
加强筋设计注意的问题参见表2-12。
§1.6 支承面
制品的支承面不能是整个底面，而应采用凸边或凸起支脚类结构，如三点支承、边框支承等，如图2-23~图2-26所示。
§1.7 圆角
制品的两相交平面之间尽可能以圆弧过渡，避免因锐角而造成应力集中等弊病（参见图2-27~图2-30）。制品圆角的作用有：
(1) 分散载荷，增强及充分发挥制品的机械强度。
(2) 改善塑料熔体的流动性，便于充满与脱模，消除壁部转折处的凹陷等缺陷。
(3) 便于模具的机械加工和热处理，从而提高模具的使用寿命。
§1.8 孔
1.8.1 制品孔的形式及成型方法
孔的形式很多，主要可分为圆形孔（图2-31、图2-32）和非圆形孔两大类。
根据孔径与孔深度的不同，孔可用下述方法成型：
(1) 一般孔、浅孔，模塑成型。
(2) 深孔，先模塑出孔的一部分深度，其余孔深用机械加工（如钻孔）获得。
(3) 小径深孔（如孔径d＜1.5mm），机械加工。
(4) 小角度倾斜孔、复杂型孔，采用拼合型芯成型，避免用侧抽芯。
(5) 薄壁孔、中心距精度高的孔（孔系），采用模具冲孔，以简化塑模结构。
1.8.2 孔的模塑成型
1、盲孔成型（型芯一端固定，参见图2-33、图2-34）
图中，D——孔径、L——孔深
注射、传递模塑D≤1.5mm，L＝D
D＞1.5mm，L＝(2~4)D
压缩模塑L＝(2~2.5)D
2、通孔的成型（图2-35~图2-38）
3、复杂型孔的成型（图2-39）
4、孔的成型尺寸参数（表2-13~表2-15）
1.8.3 孔的设计要点
(1) 孔与孔的中心距应大于孔径（两者中的小孔）的2倍，孔中心至边缘的距离为孔径的3倍。热塑性和热
固性塑料制品的孔心距、孔边距还可参见图2-40和表2-16。
产品开发的结构设计原则： a、结构设计要合理：装配间隙合理，所有插入式的结构均应预留间隙；保证有足够的强度和刚度(安规测试)，并适当设计合理的安全系数。 b、塑件的结构设计应综合考虑模具的可制造性，尽量简化模具的制造。 c、塑件的结构要考虑其可塑性，即零件注塑生产效率要高，尽量降低注塑的报废率。 d、考虑便于装配生产(尤其和装配不能冲突)。 e、塑件的结构尽可能采用标准、成熟的结构，所谓模块化设计。 f、能通用/公用的，尽量使用已有的零件，不新开模具。 g、兼顾成本 大略的汇总下结构中常见的问题注意点，期抛砖引玉，共同提高。 1、关于塑料零件的脱模斜度： 一般来说，对模塑产品的任何一个侧面，都需有一定量的脱模斜度，以便产品从模具中顺利脱出。脱模斜度的大小一般以0.5度至1度间居多。具体选择脱模斜度注意以下几点： a、塑件表面是光面的，尺寸精度要求高的，收缩率小的，应选用较小的脱模斜度，如0.5°。 b、较高、较大的尺寸，根据实际计算取较小的脱模斜度，比如双筒洗衣机大桶的筋板，计算后取0.15°~0.2°。 c、塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。 d、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。 e、透明件脱模斜度应加大，以免引起划伤。一般情况下，PS料脱模斜度应不少于2.5°~3°，ABS及PC料脱模斜度应不小于1.5°~2°。 f、带皮纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应根据具体情况取2°~5°的脱模斜度，视具体的皮纹深度而定。皮纹深度越深，脱模斜度应越大。 g、结构设计成对插时，插穿面斜度一般为1°~3°（见后面的图示意）。 2、关于塑件的壁厚确定以及壁厚处理： 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：
第五章加强筋(含凸台、角撑) 基本设计守则 加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。加强筋有效地如『工』字型，增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积，但没有如『工』字型筋，倒扣结构将难於成型，对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。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的支节部份很大的作用。 加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面，其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向，选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑，如模腔充填、缩水及脱模等。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的位置上。 加强筋一般的设计 加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上，不过为了满足一些生产上或结构上的考虑，加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。 长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易
加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力，底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力过分集中的现象，圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。此外，底部的宽度须较相连外壁的厚度为小，产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例，但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时，图中可见此部分相对外壁的厚度增加大约50%因此，此部份出现缩水纹的机会相当大。如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b)，相对位置厚度的增幅即减至大约20%，缩水纹出现的机会亦大为减少。由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜，但当使用多条加强筋时，加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。加强筋的形状一般是细而长，加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则。留意过厚的加强筋设计容易产生缩水纹、空穴、变形挠曲及夹水纹等问题，亦会加长生产周期，增加生产成本。 产品厚度与加强筋尺寸的关系 为避免缩水，筋的根部为0.6T，筋的高度为2 T (最大不过3T), 底部圆角为R=0.125T, 拔模斜度为0.5°~1.5°, 筋的方向最好和GATE同向. 筋间的距离尽可能在壁厚两倍以上. L<3T
塑料制品的结构设 计规范 1
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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。
精心整理 .1塑料件的结构 塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚，太薄的壁厚有一定的危险性，超声波焊接时是需要加压的，一般气压为2-6kgf/cm2。所以塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。 1.2罐状或箱形塑料等，在其接触焊头的表面会引起共振而形成一些集中的能量聚集点，从而产生烧伤、穿孔的情况（如图1所示），在设计时可以罐状顶部做如下考虑 ○1加厚塑料件 ○2 ○3 1.3尖角 加R 1.4 ○1 ○2 1.5塑料件孔和间隙 如被焊头接触的零件有孔或其它开口，则在超声波传递过程中会产生干扰和衰减（如图4所示），根据材料类型（尤其是半晶体材料）和孔大小，在开口的下端会直接出现少量焊接或完全熔不到的情况，因此要尽量预以避免。 1.6塑料件中薄而弯曲的传递结构
被焊头接触的塑件的形状中，如果有薄而弯曲的结构，而且需要用来传达室递超声波能量的时候，特别对于半晶体材料，超声波震动很难传递到加工面（如图5所示），对这种设计应尽量避免。 1.7 1.8 对称设计。 在焊头表面有损伤纹，或其形状与塑料件配合有少许差异的情况下，焊接时，会在塑料件表面留下伤痕。避免方法是：在焊头与塑料件表面之间垫薄膜（例如PE膜等）。 焊接线的设计 焊接线是超声波直接作用熔化的部分，其基本的两种设计方式：
○1能量导向 ○2剪切设计 2.1能量导向 能量导向是一种典型的在将被子焊接的一个面注塑出突超三角形柱，能量导向的基本功能是：集中能量，使其快速软化和熔化接触面。能量导向允许快速焊接，同时获得最大的力度，在这种导向中，其材料大部分流向接触面，能量导向是非晶态材料中最常用的方法。 能量导向柱的大小和位置取决于如下几点： ○1材料 ○2 ○3 图70.25mm。 能量导向经常采用（例如手机电池等），如图8所示。 2.2能量导向设计中对位方式的设计
塑料件结构设计-（5）加强筋设计 浏览?发布时间?15/05/10基本设计守则 ??? 加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。加强筋有效地如『工』字型，增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积，但没有如『工』字型筋，倒扣结构将难於成型，对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。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的支节部份很大的作用。 ??? 加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面，其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向，选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑，如模腔充填、缩水及脱模等。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的位置上。 加强筋一般的设计 ??? 加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上，不过为了满足一些生产上或结构上的考虑，加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。 ??? 加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力，底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力过分集中的现象，圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。此外，底部的宽度须较相连外壁的厚度为小，产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例，但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时，图中可见此部分相对外壁的厚度增加大约50%因此，此部份出现缩水纹的机会相当大。如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b)，相对位置厚度的增幅即减至大约20%，缩水纹出现的机会亦大为减少。由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜，但当使用多条加强筋时，加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。加强筋的形状一般是细而长，加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则。留意过厚的加强筋设计容易产生缩水纹、空穴、变形挠曲及夹水纹等问题，亦会加长生产周期，增加生产成本。
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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。通常情况是，模具温度越高，收缩率增大的趋势越明显。
塑胶件结构设计基础知识 一、塑胶件 塑胶件设计时尽可能做到一次成功，对某些难以保证的地方，考虑到修模时 给模具加料难、去料易，可预先给塑料件保留一定的间隙。 常用塑料介绍 常用的塑料主要有ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM 等，其 中常用的透明塑料有PC、PMMA、PS、AS。高档电子产品的外壳通常采用 ABS+PC；显示屏采用PC，如采用PMMA则需进行表面硬化处理。日常生活中 使用的中低档电子产品大多使用HIPS 和ABS 做外壳，HIPS因其有较好的抗老化性能，逐步有取代ABS 的趋势。 常见表面处理介绍 表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。ABS、HIPS、PC 料都有较好的表面 处理效果。而PP料的表面处理性能较差，通常要做预处理工艺。近几年发展起来的模内转印技术（IMD）、注塑成型表面装饰技术（IML）、魔术镜（HALF MIRROR）制造技术。 IMD与IML的区别及优势: 1. IMD膜片的基材多数为剥离性强的PET,而IML的膜片多数为PC. 2. IMD注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合,而IML是整个膜片履在树脂上 3. IMD是通过送膜机自动输送定位,IML是通过人工操作手工挂 1.1外形设计 对于塑胶件，如外形设计错误，很可能造成模具报废，所以要特别小心。外
形设计要求产品外观美观、流畅，曲面过渡圆滑、自然，符合人体工程。 现实生活中使用的大多数电子产品，外壳主要都是由上、下壳组成，理论上 上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响， 造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。可接受面刮<0.15mm,可接受底刮<0.1mm。所以在无法保证零段差时，尽量 使产品：面壳>底壳。 一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大， 一般选0.5%。 底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选0.4%。 即面壳缩水率一般比底壳大0.1% 1.2装配设计 指有装配关系的!#_5$____零部件之间的装配尺寸设计。主要注意间隙配合和公差的控制。 1.2.1止口 指的是上壳与下壳之间的嵌合。设计的名义尺寸应留0.05~0.1mm 的间隙， 嵌合面应有1.5~2°的斜度。端部设倒角或圆角以利装入。 上壳与下壳圆角的止口配合。应使配合内角的R 角偏大，以增大圆角之间 的间隙，预防圆角处的干涉。 1.2.2扣位 主要是指上壳与下壳的扣位配合。在考虑扣位数量位置时，应从产品的总体 外形尺寸考虑，要求数量平均，位置均衡，设在转角处的扣位应尽量靠近转角， 确保转角处能更好的嵌合，从设计上预防转角处容易出现的离缝问题。
塑料件结构设计
通用塑胶零件设计 1、术语和定语 1.1 缩水、缩痕 制品表面产生凹陷的现象,由塑胶体积收缩产生，常见于局部内厚区域，如加强肋或 柱位与面交接区域。 1.2 缩孔 制品局部肉厚处在冷却过程中由于体积收缩所产生的真空泡，叫缩孔。 1.3 气泡 塑胶熔体含有空气、水份及挥发性气体时，在注塑成型过程空气、水份及挥发性气体 进入制品内部而残留的空洞叫气泡。 1.4 缺胶、不饱模 塑胶熔体未完全充满型腔。 1.5 毛边、批锋 塑胶熔体流入分模面或镶件配合面将发生锁模力足够，但在主浇道与分 流道会合处产 生薄膜状多余胶料为 1.6 烧焦 一般所谓的烧焦，包括制品表面因塑胶降解导致的变色及制品的填充末端焦黑的现象； 烧焦是指滞留型腔内的空气在塑料熔体填充时未能迅速排出（困气），被压缩而显著升 温，将材料烧焦。
通用塑胶零件设计 1.7 熔接痕、夹水纹 模具采用多浇口进浇方案时，胶料流动前锋相互汇合；孔位和障碍物区域，胶料流动前锋也会被一分为二；壁厚不均匀的情况也会导致熔接痕。 1.8 喷痕、蛇纹 高速通过浇口的塑胶熔体直接进入型腔，然后接触型腔表面而固化，接着被随后的塑 胶熔体推挤，从而残留蛇行痕迹。侧浇口，塑胶经过浇口后无滞料区域或滞料区域不 充足时，容易产生喷痕。 1.9 银丝、银条 制品表面或表面附近，沿塑料流动方向呈现的银白色条纹。 银丝的产生一般是塑胶中的水分或挥发物或附着模具表面的水分等气化所致，注塑机 螺杆卷入空气有时也会产生银条。 1.10破裂、龟裂 制品表面裂痕严重而明显者为破裂，制品表面呈毛发状裂纹，制品尖锐角处常呈现此 现象谓之龟裂，也常称为应力龟裂。 1.11表面光泽不良 制品表面失去材料本来的光泽，形成乳白色层膜、模糊状态等皆可称为表面光泽不 良。
塑胶零件结构设计规范
摘要 随着公司的不断发展和产品的增加，为了造型的需要产品结构件中塑料零件用 的越来越多。那么在具体设计塑料零件的结构时需要考虑哪些方面的问题?怎样合理地设计 塑料零件的结构？如何选择塑料零件的材料？壁厚选择多少合适？等等。 本文对这些具体问 题进行了详细的总结。希望对大家在今后的设计中有所帮助并希望大家一起来补充完善。 关键词 塑料零件、壁厚、脱模斜度、加强筋、材料选择 1、零件的形状应尽量简单、合理、便于成型 1.1 在保证使用要求前提下，力求简单、便于脱模，尽量避免或减少抽芯机构，如采用下 图例中(b)的结构，不仅可大大简化模具结构，便于成型，且能提高生产效率。
1.2 利用转换区的方法来防止突然的递变。
1.3 利用肋及浮凸物和铸空法使设计更合理。
1.4 转角处用圆弧过渡。
1.5 尽量让浮凸物与外壁或肋相连。
1.6 如果肋本身即与外壁间隔相当远，则最好加上角板。
2、零件的壁厚确定应合理 塑料零件的壁厚取决于塑件的使用要求， 太薄会造成制品的强度和刚度不足， 受力后容 易产生翘曲变形 ， 成型时流动阻力大 ， 大型复杂的零件就难以充满型腔。 反之， 壁厚过大， 不但浪费材料，而且加长成型周期，降低生产率，还容易产生气泡、缩孔、翘曲等疵病。因 此制件设计时确定零件壁厚应注意以下几点： 2.1 在满足使用要求的前提下，尽量减小壁厚； 2.2 零件的各部位壁厚尽量均匀， 以减小内应力和变形。 不均匀的壁厚会造成严重的翘曲 及尺寸控制的问题； 2.3 承受紧固力部位必须保证压缩强度； 2.4 避免过厚部位产生缩孔和凹陷； 2.5 成型顶出时能承受冲击力的冲击。
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。
（塑料橡胶材料）塑料结构 件设计规范
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。 式中S——收缩率； L0——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。
塑胶件设计指导宝典 一、塑胶件结构设计基本原则： ?结构设计要合理：装配间隙合理，所有插入式的结构均应预留间隙；保证有足够的强度和刚度(安规测试)，并适当设计合理的安全系数。 ?塑件的结构设计应综合考虑模具的可制造性，尽量简化模具的制造。 ?塑件的结构要考虑其可塑性，即零件注塑生产效率要高，尽量降低注塑的报废率。 ?考虑便于装配生产(尤其和装配不能冲突)。 ?塑件的结构尽可能采用标准、成熟的结构，所谓模块化设计。 ?能通用/公用的，尽量使用已有的零件，不新开模具。 ?兼顾成本 二、塑胶件基础结构设计指南 1.零件壁厚 ①合适的壁厚
塑胶产品的胶厚（整体外壳）通常在0.80-3.00左右， 壁厚太小：强度低；流大，熔料难充满； 壁厚太大：零件产生加，成型周期加长，零件生产效率低；(请关注weixin:shujishi1818) 常用塑胶材料合适壁厚范围（单位mm）： ②尽量减少零件壁厚，决定零件壁厚的因素如下： ?零件的强度要求； ?零件成型时能否抵抗脱模力； ?零件能够抵抗装配时的紧固力； ?有金属埋入件时，埋入件周围强度是否足够； ?孔的强度是否足够； ?错误的做法：为提高零件强度，片面的增加零件壁厚。 ③零件壁厚均匀 尽可能采用多种方法使壁厚保持均匀：
当壁厚不均匀时： 2. 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。(请关注weixin:shujishi1818) ①避免零件外部尖角
塑料产品设计规范 一、塑料及塑料模的基本概念 1.1 塑料的分类及性能 塑料的品种很多，可以按其组成、性质和用途等对它们进行分类。 1.1.1 依据其热性能分类 按照热性能塑料可以分为热塑性塑料和热固性塑料两类。 塑料受热熔融，冷却后凝固，再次加热又可软化熔融，重新制成产品，这一过程可以反复进行多次，而材料的化学结构基本上不起变化，称之为热塑性塑料。常用的热塑性塑料有：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。 在一定温度下能变成粘稠状态，但是经过一定时间加热塑制成形后，不会因再度加热而软化熔融。这是因为在成形过程中聚合物分子之间发生了化学反应，形成了交联网状结构，使之成为不熔的固态，所以只能塑制一次，称为热固性塑料。常用的热固性塑料有：酚醛树脂、环氧树脂、有机硅塑料等。 1.1.2 依据其用途分类 按用途不同塑料可以分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。 一般把价格低、产量大、用途广而受力不大的，常用于制造日用品的塑料称为通用塑料。例如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛、聚苯乙烯等等。把机械强度高、刚性大的，常用于取代钢铁或有色金属材料制造机械零件或工程结构受力件的塑料称为工程塑料。例如：聚砜、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚酮等等。另外，将一些具有特殊功能的塑料，称为特种塑料。例如：导电的聚乙炔、耐高温的聚芳砜等。随着聚合物合成技术的发展，塑料可以通过采取各种措施来改进性能和增加强度，从而制成新颖的塑料品种。 1.2 塑料成形方法及塑料的种类 1.2.1 塑料的成形方法 1.注射成形：注射成形技术是据压铸原理发展起来的,是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一。注射成形是间歇操作，成形周期短，生产效率高，产品种类繁多，生产灵活。其制品已占塑料制品总产量的30%以上。注射成形的工艺原理是将颗粒状塑料原料置于塑料注射成形机内并加热熔化，通过压力作用注射到模具内定型，经过一段时间冷却后取出制品。 2.吹塑成形：吹塑成形是目前塑料成形生产的主要方法，它包括挤出吹塑，如吹塑薄膜；中空吹塑，如吹塑中空的塑料容器等。 3.热成形：塑料的热成形是将热塑性塑料的片状材料加热至软化，使其处于热弹性状态，然后通过压力在模具中成为制品。塑料的热成形工艺主要有：差压成形、覆盖成形、柱塞助压成形等。 另外，塑料成形方法还有挤塑成形、压缩成形和压注成形等。 1.2.2 塑料的种类 常用的塑料有以下一些种类： 1.聚乙烯（PE）是目前国内外产量最大的塑料，优点是质轻、价廉和电绝缘性能好。 2.聚丙烯（PP）除了具有聚乙烯同样的质轻、价廉和电绝缘性能好的优点之外，其机械性能和耐热性比聚乙烯要好得多。缺点是耐寒和耐氧化性较差。 3.聚氯乙烯(PVC) 机械性能良好，耐化学腐蚀和耐候性较好，缺点是耐热性不好。适用于多种成形工艺，产量大而价廉，是重要的塑料品种。 4.聚苯乙烯(PS) 主要优点是质轻、透明、易染色，成形工艺性好，应用广泛。缺点是韧性较差、不耐寒、不耐热。 5.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)俗称有机玻璃具有良好的综合性能，尤其是光学性能非常好。缺点是硬度小、耐磨性及耐热性差、吸湿性大、易脆裂。 6.聚碳酸酯(PC) 透光率与有机玻璃相近，而机械性能要好得多，尤其是韧性较突出，抗蠕变性能也较好。缺点是制品易开裂。 7.聚酰胺(PA) 就是尼龙或锦纶，大多为乳白色热塑性塑料。其机械性能优越，在弹性模量、强度等方面较突出。抗震性较好，震动时发出的噪声低。 8.氯化聚醚(CPT)又称盼通塑料。常用于注射和挤出成形，是优良的耐腐蚀性材料。 9.聚苯醚(PPO)抗拉强度高、韧性好。主要通过注射和挤出成形，应用于机械、化工、医药、电器、电子及国防工业等尖端技术上面。 10.聚甲醛(POM)机械性能较好，在机电、汽车、仪表、精密仪器等方面常用来代替有色金属和合金。
塑料件结构设计基本原则
可怜的机械狗之塑料件结构设计基本原则（一） 一，产品结构设计前言 正式进入话题之前，咱先抱怨两句，机械工程的待遇可真不咋地，奉劝想要进入机械行业的童鞋们三思后行。待遇低，工作环境差就算了，可美女咋也凤毛麟角呢！都说机械好就业，工作稳定，可那初始工资真是没得说，就说自己刚毕业时，每月2000块，去厂房里做装配工，铁块在手里滚来滚去，整天脏兮兮的，还累的跟狗一样。可相比较其他呢，那些学计算机的，学财务，学管理的，那待遇真是没法比，想我当时就是因为看这个专业名字好听，就跳坑里了。虽然这个说，可梦想仍在，咱还是要向着那里走着，一点一点地走。 进入正题，在玩具，消费类电子产品，大小家电，汽车等相关行业中，都离不开产品的结构设计，各种有形的产品，配件等都必须先确定其外形，所以是产品结构设计是产品研发阶段的核心之一。就拿消费类电子产品来说，结构，硬件，软件是产品研发的三个主要工作团体，而硬件与结构又是结合最紧密的。 一般公司要研发一款产品，首先是市场部签
发开发指令，经过部门评审后，研发部开始进行结构外观建模，然后再进行建模评审，评审通过后，才开始内部的结构设计，然后才是做手板，开模，试模，试产，量产等。而其中的内部结构设计就是产品结构设计师最主要的工作内容。在我国，工业外观设计跟结构设计是分开的，就是说决定产品初步外观的并不是机构工程师，而是工业设计师，他们会依照市场调差和基本的性能需要去绘制产品的外观，这个当然需要一定绘画艺术和审美能力。可怜大多说人都怀疑作为理工科的结构工程师欠缺这些细胞，可事实好像也是这样。最近接手国外的一个充电器产品，是他们已经做好了3D图，要我们来开模生产，可是拿到手后根本开不了膜，不符合开模要求，当然做个样品可以用3D打印做出来，可想要大批量的还是要靠传统模具。这体现了结构工程师的作用了，尽可能保证产品用料，外观，性能，工艺，装配的最佳化，就是在各个环节省钱省时省力，想想就够累的啊！ 二，塑料件料厚 我们接触的很多产品是塑料件，其大部分塑料件都是通过塑胶模具注塑成型，而料厚是塑料
塑料件的设计要求 1、塑料的外观要求产品表面应平整、饱满、光滑、过渡自然，不得有碰、划伤以及缩孔等缺陷。产品厚度应均匀一致，无翘曲变形、飞边、毛刺、缺料、水丝、流痕、熔接痕及其它影响性能的注塑缺陷。毛边、浇口应全部清除、修整。产品色泽应均匀一致，表面无 明显色差。颜色为本色的制件应与原材料颜色基本一致且均匀。需配颜色的制件应符合色板要求。2、塑料件设计要点 、开模方向和分型线每个塑料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。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。 、脱模斜度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度，细皮纹表面大于1度，粗皮纹表面大于度。适当的脱模斜度可避免产品顶伤，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。 、产品壁厚各种塑料均有一定的壁厚范围，一般—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。一般摩托车的塑料厚度为3土。壁厚 不均会引起表面缩印，引起气孔和熔接痕。 、加强筋，加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。应避免筋的集中，否则引起表面缩印。 加强筋的厚度一般为壁厚的1/3 —1/2。筋与筋之间的距离大于4倍壁厚。 筋的高度小于3倍壁厚。加强筋的单面斜度应大于。，以避免顶伤。 、圆角圆角一般取倍壁厚。圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。圆角太小可能引起模具型腔应力集中，导致型腔开裂合理的圆角，还可以改善模具的加工 工艺，如型腔可直接用R刀铳加工，而避免低效率的电加工。 、孔的设计孔的形状应尽量简单，一般取圆形。孔的轴向和开模方向一致，可以避免抽 芯。当孔的长径比（孔深/孔径）大于2时，应设置脱模斜度。此时孔的直径应按小径尺寸计算。 盲孔的长径比一般不超过4。孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。 、注塑模的抽芯机构及避免当塑件按开模方向不能顺利脱模时，应设计抽芯机构。抽芯 机构能成型复杂产品结构，但易引起产品拼缝线、缩印等缺陷，并增加模具成本缩短模具寿命。设计时，无特殊要求尽量避免抽芯结构。如孔轴向和筋的方向改为开模方向。 、一体铰链利用PP料的韧性，可将铰链设计成和产品一体。作为铰链的薄膜尺寸应小于，且保持均匀。注塑一体铰链时，浇口只能设计在铰链的某一侧。 、嵌件在注塑产品中镶入嵌件可增加局部强度、硬度、尺寸精度和设置小螺纹孔（轴），满足各种特殊需求。设置嵌件会增加产品成本。嵌件一般为铜，也可以是其它金属或 塑料件。嵌件在嵌入塑料中的部分应设计止转和防拔出结构。如滚花、孔、折弯、压扁、 轴肩等。嵌件周围塑料应适当加厚，以防止塑件应力开裂。设计嵌件时，应充分考虑 其在模具中的定位方式（孔、销、磁性）。 、标识产品标识一般设置在产品内表面较平坦处，并采用凸起形式。选择法向与开模 方向尽可能一致的面处设置标识，可以避免拉伤。 注塑件精度由于注塑时收缩率的不均匀性和不确定性，注塑件的精度明显低于金属件， 应按标准 GB/T 14486《塑料模塑料件尺寸公差》选择适当的公差要求。 翻边、凹凸结构合理设置翻边和凹凸结构，可以增加塑料件的强度。合理设置翻边， 可以让塑料件的边光滑，满足外部凸出物的标准要求。塑料件外部与人体接触部位的R圆角应》2mm。 塑料件的焊接焊接的种类：热板焊、超声波焊、振动焊，如：后反射器的面板与地板之 间采用超声波焊接。采用焊接可提高联接强度。采用焊接可简化产品设计。不同材料
塑料件通用设计规范 （发布日期：2011-05-7） 1范围 本规范适用于空调器产品中使用的塑料件，其他产品可参考使用。 2相关标准 2.1塑料材料标准 见企业标准05原材料 2.2塑料件公差标准 QJ/T 10628-1995 塑料制件尺寸公差 3常用塑料件的材料特性及选用 3.1常用塑料件的材料名称及主要特性 a)ABS：为丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）共聚物，具有良好的综合机械性能，易于成型， 使用温度-40℃～100℃，广泛用作外观件和一般结构件。有耐候ABS、阻燃ABS、增强ABS、抗静电ABS，ABS/PC合金等； b)HIPS：改性聚苯乙烯，目前已部分取代ABS材料，对放射线的抵抗力在所有塑料中最强，使用温度 -30℃～80℃，HIPS表面硬度、冲击强度、弯曲强度较ABS有轻微的降低，脆性易裂，设计时应特别注意防止开裂。有阻燃HIPS、增强HIPS、高光HIPS； c)PP：聚丙烯，机械性能好，特别是刚性及延展率好，耐高温，可在120℃下长期使用，耐磨性稍差， 收缩率大，易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷，注塑件尺寸精度难保证。有改性PP、耐候PP，PP+波纤； d)PC：聚碳酸酯，综合性能良好，透光率高，耐高温，可在130℃下长期使用，但耐疲劳强度低， 容易开裂，常用作透明件或装饰件。有阻燃PC、增强PC； e)PA：聚酰胺（尼龙），机械性能优良，是一种自润滑材料，长期使用温度不超过80℃，注塑件尺寸 精度难保证，易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷，常用作传动件和耐磨件如轴承、齿轮、凸轮、滑轮、衬套、铰链等。 f)POM：聚甲醛，机械性能优异，长期使用温度为100℃，注塑件尺寸稳定性较好，可制造较精密的 零件，能替代钢、铜、铝、铸铁等金属材料制件。 3.2材料选用： a)外观件：选用机械性能良好、尺寸稳定性及外观质量好的塑料，有ABS、HIPS； b)内部一般结构件：选用机械性能良好、尺寸稳定性的塑料，有ABS、PS、PP； c)透光及装饰件：要求塑料具有较高的透光度及透明度，有ABS、PC、PVC、AS； d)耐磨擦件：选用机械性能优良的塑料，有POM、PA； e)电控电器结构件：要求阻燃，并具有一定的强度，有阻燃ABS、阻燃PP；
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。 1.2 壳体的厚度 a. 壁厚要均匀，厚薄差别尽量控制在基本壁厚的25%以内，整个部件的最 小壁厚不得小于0.4mm，且该处背面不是A级外观面，并要求面积不得大 于100mm2。 b. 在厚度方向上的壳体的厚度尽量在1.2~1.4mm，侧面厚度在1.5~1.7mm； 外镜片支承面厚度0.8mm，内镜片支承面厚度最小0.6mm。 c. 电池盖壁厚取0.8~1.0mm。
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?
可怜的机械狗之塑料件结构设计基本原则（一） 一，产品结构设计前言 正式进入话题之前，咱先抱怨两句，机械工程的待遇可真不咋地，奉劝想要进入机械行业的童鞋们三思后行。待遇低，工作环境差就算了，可美女咋也凤毛麟角呢！都说机械好就业，工作稳定，可那初始工资真是没得说，就说自己刚毕业时，每月2000块，去厂房里做装配工，铁块在手里滚来滚去，整天脏兮兮的，还累的跟狗一样。可相比较其他呢，那些学计算机的，学财务，学管理的，那待遇真是没法比，想我当时就是因为看这个专业名字好听，就跳坑里了。虽然这个说，可梦想仍在，咱还是要向着那里走着，一点一点地走。 进入正题，在玩具，消费类电子产品，大小家电，汽车等相关行业中，都离不开产品的结构设计，各种有形的产品，配件等都必须先确定其外形，所以是产品结构设计是产品研发阶段的核心之一。就拿消费类电子产品来说，结构，硬件，软件是产品研发的三个主要工作团体，而硬件与结构又是结合最紧密的。 一般公司要研发一款产品，首先是市场部签发开发指令，经过部门评审后，研发部开始进行结构外观建模，然后再进行建模评审，评审通过后，才开始内部的结构设计，然后才是做手板，开模，试模，试产，量产等。而其中的内部结构设计就是产品结构设计师最主要的工作内容。在我国，工业外观设计跟结构设计是分开的，就是说决定产品初步外观的并不是机构工程师，而是工业设计师，他们会依照市场调差和基本的性能需要去绘制产品的外观，这个当然需要一定绘画艺术和审美能力。可怜大多说人都怀疑作为理工科的结构工程师欠缺这些细胞，可事实好像也是这样。最近接手国外的一个充电器产品，是他们已经做好了3D 图，要我们来开模生产，可是拿到手后根本开不了膜，不符合开模要求，当然做个样品可以用3D打印做出来，可想要大批量的还是要靠传统模具。这体现了结构工程师的作用了，尽可能保证产品用料，外观，性能，工艺，装配的最佳化，就是在各个环节省钱省时省力，想想就够累的啊！ 二，塑料件料厚 我们接触的很多产品是塑料件，其大部分塑料件都是通过塑胶模具注塑成型，而料厚是塑料件最基本的设计要求。 1，塑料件料厚可依据产品外形尺寸来选择，一般范围0.6~6.0mm，常用范围1.5mm~3.0mm。小型产品（小于80mm）一般料厚选1.0~1.4mm，中型产品（80mm~200mm 之间）一般料厚选1.4~2.0mm，大型产品（大于200mm）选2.0mm~6.0mm。依据材质不同略微有所调整。当然我们不一定按着这个规定来，要根据实际情况来设计，最好是问一下做模具的厂商，他们对自己的工艺最了解，对于可不可行，他们最有发言权。 2，塑料件料厚尽量均匀，不均匀可能引起变形、局部凹陷等不良，当然，不可能每个产品全是统一料厚，在料厚变换的地方，我们需要均匀过度，以方便塑料溶体的流动，避免应力集中。 三，塑料件的脱模斜度 脱模斜度的设定就是为了顺利脱模，与于产品的外观、材料、外形尺寸等有关，具体可以概括为：产品的外观要求高、精度高、表面光亮、尺寸大的，脱模斜度要小。产品外形粗糙、外形复杂、塑料溶体流动性差、料厚大、收缩率大、透明的塑料件，脱模斜度要大。实际工作中，重要配合面拔模斜度要给出，其他如筋位等不重要的面无需给出，模具设计师自己会加上。