4第四章 塑料制件的设计原则

塑料件的设计准则壁厚 (Wall Thickness)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”Epox ies〔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。

塑料件设计规则塑料制品设计原则⼀、尺⼨，精度及表⾯精粗糙度〈⼀〉尺⼨尺⼨主要满⾜使⽤要求及安装要求，同时要考虑模具的加⼯制造，设备的性能，还要考虑塑料的流动性。

〈⼆〉精度影响因素很多，有模具制造精度，塑料的成份和⼯艺条件等。

〈三〉表⾯粗糙度由模具表⾯的粗糙度决定，故⼀般模具表⾯粗糙⽐制品要低⼀级，模具表⾯要进引研磨抛光，透过制品要求模具型腔与型芯的表⾯光洁度要⼀致 Ra 〈 0.2 um塑件圈上⽆公差要求的仍由尺⼨，⼀般采⽤标准中的8 级，对孔类尺⼨可以标正公差，⽽轴类各件尺⼨可以标负出差。

中⼼距尺⼨可以棕正负公差，配合部分尺⼨要⾼于⾮配合部分尺⼨。

⼆、脱模斜度由于塑件在模腔内产⽣冷却收缩现象，使塑件紧抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困难，强⾏取出会导⾄塑件表⾯擦分，拉⽑，为了⽅便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）⽅向平⾏的内、外表⾯，设计⾜够的脱模斜度，⼀般1°——1°30`。

⼀般型芯斜度要⽐型腔⼤，型芯长度及型腔深度越⼤，则斜度不减⼩。

三、壁厚根据塑件使⽤要求（强度，刚度）和制品结构特点及模具成型⼯艺的要求⽽定:壁厚太⼩，强度及刚度不⾜，塑料填充困难；壁厚太⼤，增加冷却时间，降低⽣产率，产⽣⽓泡，缩孔等。

要求壁厚尽可能均匀⼀致，否则由于冷却和固化速度不⼀样易产⽣内应⼒，引起塑件的变形及开裂。

四、加强筋设计原则：〈⼀〉中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使⽀承⾯易于平直。

〈⼆〉应避免或减⼩塑料的局部聚积。

〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动⽅向。

五、⽀承⾯塑件⼀般不以整个平⾯作为⽀承⾯，⽽取⽽代之以边框，底脚作⽀承⾯。

六、圆⾓要求塑件防有转⾓处都要以圆⾓（圆弧）过渡，因尖⾓容易应⼒集中。

塑件有圆⾓，有利于塑料的流动充模及塑件的顶出，塑件的外观好，有利于模具的强度及寿命。

七、孔（槽）塑件的孔三种成型加⼯⽅法：（1）模型直接模塑出来。

（2）模塑成盲孔再钻孔通。

塑料製品設計塑料製品已经成为我们生活中不可或缺的部分，无论是家庭、工业还是商业领域。

它的广泛用途包括容器、家具、电子设备、医疗器械等，与此同时，它的设计也变得越来越重要。

因此，本文将深入探讨塑料製品设计的重要性、原则和技巧。

一、塑料製品设计的重要性塑料製品设计在工程设计中扮演着重要的角色。

优秀的设计应该考虑以下几个方面：1.工程成本：塑料製品的生产成本通常比金属製品要低。

优秀的塑料製品设计应该能够有效地降低成本。

2.功能性：优秀的塑料製品设计应该考虑产品的实际用途，以便在正常使用时提供高效且满足需求的功能。

3.耐用性：塑料製品比其他材料更耐用，但它们同样也易受损，因此，塑料製品设计应该考虑它的耐用性。

4.外观：外观设计是塑料製品设计的重要组成部分。

好的外观设计可以提高产品的吸引力和价值。

二、塑料製品设计的原则优秀的塑料製品设计应考虑以下原则：1.材料选择：不同的塑料材料具有不同的性质和用途。

设计师应该选择合适的材料来保证产品质量。

2.附属零件的设计：设计师应该考虑到塑料製品上的附属零件，如螺钉、支架等。

这些零件的设计应该同样优秀，以避免影响整体性能。

3.制造工艺：制造工艺直接影响塑料製品的成本和质量。

设计师应该考虑到制造工艺，以便选择适当的工艺。

4.物理和化学特性：不同的塑料材料具有不同的物理和化学特性。

设计师应该考虑这些特性以确保产品的合理性和稳定性。

三、塑料製品设计的技巧1.合理的结构设计：设计结构应该合理，以提高产品的功能性和生产效率。

2.繁复部分的大方设计：有些塑料製品的部件可能很繁复，如果设计得不好，这些部件可能会影响生产速度。

设计师应该考虑到这一方面，设计和平衡这些部件，以减少不必要的复杂性。

3.循环使用设计：塑料製品适宜回收和再利用。

环保意识愈来愈高，因此设计师应该考虑到环保因素，设计可重复使用的塑料製品。

4.外观设计：优秀的外观设计能提高产品的吸引力和价值。

设计师应该花费足够的时间考虑到外观设计，以保证产品的光彩照人。

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。

塑料制品结构的设计一．制品结构工艺设计的原则：1．在保证制品性能和使用要求的情况下，尽量选用价廉、且成型性能好的塑料；2．力求使制品结构简单，避免侧向凹凸结构,使模具结构简单，易于制造；(内侧凹凸结构有两种情况可不用内行位：碰穿和强行脱模)•注：关于强行脱模：1）当侧向凹凸较浅且允许有圆角时，可强行脱模；2）可强行脱模的塑料有PE、PP、POM和PVC等；3、壁厚尽量均匀，避免出现过厚或过薄的胶位；如下图：4、制品的几何形状要易于成型，并有利于提高制品的强度和刚度；5、设计制品时应考虑塑料的流动性、收缩性及其它特性；二．制品的尺寸与精度：1、影响塑料制件尺寸精度的因素主要有以下几方面：（1）、塑料收缩率的波动：（2）、成型工艺参数：成型工艺条件如料温、模温、注射压力、保压压力、塑化背压、注射速度、成型周期等参数都会影响成型收缩率的大小和波动范围。

（3）、模具的制造精度：模具的结构如分型面选择、浇注系统的设计、排气、模具的冷却和加热等以及模具的刚度等都会影响制件尺寸精度。

（4）、模具的老化：模具在使用过程中的磨损和模具导向部件的磨损也会直接影响制件的尺寸精度。

2、产品设计者在确定尺寸公差时要考虑以下方面：（1）、应根据制件的使用要求和塑料材料的特性合理确定制件的尺寸公差。

塑料原料本身的特性，一般结晶型和半结晶型的塑料的收缩率比无定型的大，范围也宽，因此制件尺寸精度也就有差异。

大部分的塑料成形品皆能维持相当紧密之尺寸公差，对于高收缩性的材料如PE，PP，Nylon，POM，EVA及软质PVC，必须指定较大之容许公差方行，因为其尺寸公差很难藉模具设计予以补救。

（2）、不能简单地套用机械零件的尺寸公差对于工程塑料制件、尤其是以塑代钢的制件，设计者往往简单地套用机械零件的尺寸公差，这是很不合理的，许多工业化国家都根据塑料特性制定了塑料制件尺寸公差。

我国也于1993年发布了GB/T14486－93 《工程塑料模塑塑料件尺寸公差》，设计者可根据所用的塑料原料和制件使用要求，根据标准中的规定确定制件的尺寸公差。

塑料配方设计的基本原则
塑料是一种重要的材料，广泛应用于各个领域。

塑料配方设计是指根
据特定要求和目标，选择合适的塑料原料并进行混合、加工，使得最终产
品具备所需的性能和特性。

在进行塑料配方设计时，有一些基本原则需要
遵循，以确保最终产品的质量和性能。

1.目标和要求明确
在进行塑料配方设计前，首先需要明确产品的目标和要求。

这包括所
需的物理性能、化学性能、外观要求等。

只有明确了目标和要求，才能有
针对性地选择适合的塑料原料和进行配方设计。

2.材料选择合理
3.配方比例恰当
配方比例是塑料配方设计的核心。

不同的塑料原料之间有不同的相溶
性和亲和性，合理的配方比例可以使不同原料间相互作用得到最大程度的
发挥。

在进行配方设计时，需要综合考虑各原料的性能、需求和特点，选
择适当的配方比例。

4.添加剂合理选择
塑料配方中一般会加入一些添加剂，如增塑剂、稳定剂、填充剂等，
以改善塑料的性能和特性。

添加剂的选择需要根据产品的需求和要求进行。

例如，对于需要增加柔软度和延展性的产品，可以选择添加增塑剂。

5.混合均匀
6.加工工艺控制
7.实施后检验
综上所述，塑料配方设计的基本原则是目标明确、材料选择合理、配方比例恰当、添加剂合理选择、混合均匀、加工工艺控制和实施后检验。

只有按照这些原则进行配方设计，才能得到具备所需性能和特性的塑料产品。