塑料件结构设计详解-精

塑料模基本结构及零部件的设计第4章 塑料模基本结构及零部件设计本章基本内容　★塑料模的分类及基本结构 ★塑料模分型面的选择 ★模具型腔数目的确定 ★塑料模成型零部件的设计　★结构零件的设计 ★排气结构的设计第4章 塑料模基本结构及零部件设计学习目的与要求1.了解塑料模具的分类方法 2.掌握塑料模分型面的选择 3.掌握成型零部件的设计和模具材料的选用 4.掌握结构零件的设计及排气机构的设计 5.掌握型腔的确定　第4章 塑料模基本结构及零部件设计本章重点 ★塑料模分型面的选择原则　 ★成型零件的结构设计 ★成型零件工作尺寸的计算 ★结构零件的设计　第4章 塑料模基本结构及零部件设计本章难点★成型零件的结构设计 ★成型零件工作尺寸的计算第4章 塑料模基本结构及零部件设计4.1 塑料模的分类和基本结构 4.2 塑料模分型面的选则 4.3 模具型腔数目的确定 4.4 成型零部件设计 4.5 结构零件的设计 4.6 排气结构设计 4.7 塑料模材料及其选用 4.8　思考题4.1 塑料模的分类和基本结构4.1.1 塑料模的分类 4.1.2 塑料模的基本结构4.1.1 塑料模的分类塑料模的的分类方法很多。

最常用的 是按照模塑的方法、模具安装方式、型腔 数目及分型面形式的不同进行分类。

1.按模塑方法分类 2.按模具的安装方式分类 3. 按型腔数目分类 4.按分型面特征分类4.1.1 塑料模的分类1.按模塑方法分类（1）注射模：系在注射机上使用的模 具。

目前它主要用与成型热塑性塑料， 少数品种的热固性塑料适用于该模具成 型。

（2）压缩模：系在液压机上采用压缩 工艺来成型塑件的模具。

它主要用于成 型热固性塑料。

（3）压注模：系在液压机上采用压注 工艺来成型塑件的模具。

它适用于成型 热固性塑料。

4.1.1 塑料模的分类2.按模具的安装方式分类(1) 移动式模具 这种模具不固定安装在设备上如图4—1a所示。

(2) 固定式模具这种模具是固定安装在设备上，如 图4—1b所示 (3) 半固定式模具这种模具在工作时有部分零件需要 取出，如图4—1c所示4.1.1 塑料模的分类3. 按型腔数目分类(1) 单型腔模具 系仅有一个型腔的模具，每次成型一个塑件。

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：a、塑件壁厚应尽量均匀，避免太薄、太厚及壁厚突变，若塑件要求必须有壁厚变化，应采用渐变或圆弧过渡，否则会因引起收缩不均匀使塑件变形、影响塑件强度、影响注塑时流动性等成型工艺问题。

塑料制品的设计塑料制品的设计不仅要满足使用要求，而且要符合塑料成型的工艺特点，并且尽可能的使模具简单化。

这样既是成型工艺稳定，保证塑料制品的质量，又可以降低生产成本。

塑料制品要考虑一下因素。

1、塑料性能：塑料的物理学性能和工艺性能。

2、成型方法：要看具体的成型工艺要确定设计法案。

3、模具结构和制造工艺：要利于模具结构简化和方便制造。

一、塑料制品结构设计的一般原则1、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；设计塑料制品时，应满足塑料制品功能的要求的前提下，力求使制品结构简单，尤其是要尽量避免侧向凹凸结构。

因为侧向凹凸结构需要模具增加侧向抽心或斜顶机构，使得模具变复杂，并增加成本。

如果侧向凸凹结构不可避免，则应该使侧向凸凹结构简单化，这里有两种方法可以避免模具采用侧向抽心或斜顶机构：强行脱模和对插。

•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；斜顶上图的W 不宜小于1/3H 。

制品设计时除了尽量避免侧向抽心外，还力求时模具的其它结构也简单耐用，主要包括一下几方面。

(1) 模具成型零件上不得有尖利和薄弱结构。

模具上的尖利或薄弱结构会影响模具强度及使用寿命。

制品设计时应尽量避免这种现象出现。

制品模具（2）尽可能使成型零件简单易加工。

型芯复杂，难以加工型芯则较容易加工（3）尽量使分型面变得简单。

简单的分型面使模具加工容易，生产时不易产生飞边，容易切除水口。

分型线为阶梯形状，模具加工困难改为直线或曲面，使得模具加工较为容易2、壁厚均匀，避免出现过厚或过薄的胶位壁厚均匀为塑料制件设计的第一原则，应尽量避免出现过厚或过薄的胶位。

这一点即使在转角部位也非常重要。

因为壁厚不均会使制件冷却后收缩不均，造成凹陷，产生内应力、变形及破裂等。

另外，成型制件的冷却时间取决于壁厚角厚的部分，壁厚不均会使成型周期延长，降低生产效率。

塑料件结构设计概述塑料件结构设计是指在使用塑料材料制造零部件时所涉及的设计过程。

塑料件的结构设计在产品开发的早期阶段起到至关重要的作用，它直接影响着产品的性能、质量和成本。

在进行塑料件结构设计时，需要考虑材料的特性、制造工艺、产品的使用环境和功能要求等多个因素。

首先，塑料件的结构设计需要考虑材料的特性。

不同的塑料材料具有不同的物理、化学和力学性能，因此在选取塑料材料时需要综合考虑其强度、韧性、刚性、耐热性、耐腐蚀性等特性。

同时，塑料材料的热胀冷缩特性也需要考虑，以避免在使用过程中出现尺寸变化导致的问题。

其次，制造工艺是影响塑料件结构设计的重要因素之一、塑料制品通过注塑成型、挤压成型、吹塑成型等工艺制造，不同的工艺需要不同的结构设计来保证产品的成型质量。

例如，在注塑成型中，需要考虑壁厚的均匀性、产品的冷却时间、模具的设计等因素，以避免产生缺陷，确保产品的精度和质量。

此外，产品的使用环境也是塑料件结构设计需要考虑的重要因素之一、不同的使用环境对塑料件的耐磨性、耐腐蚀性、抗老化性等提出了不同的要求。

例如，在汽车零部件的设计中，需要考虑塑料件对汽油、润滑油、酸碱溶液等的耐腐蚀性和耐高温性能。

最后，塑料件的结构设计还需要考虑产品的功能要求。

不同的产品对塑料件的形状、尺寸、连接方式等都有不同的要求。

在设计过程中，需要根据产品的功能要求确定合理的结构布局和形状设计，以满足产品的使用需求。

综上所述，塑料件结构设计需要考虑材料特性、制造工艺、使用环境和功能要求等多个因素。

在设计过程中，需要综合考虑这些因素，并通过合理的结构布局和形状设计来满足产品的性能、质量和成本要求。

通过科学合理的塑料件结构设计，可以提高产品的可靠性和竞争力。

塑料产品结构设计资料目录一、零件壁厚 (1)二、脱模斜度 (4)三、圆角设计 (5)四、加强筋的设计 (7)五、支柱的设计 (8)六、螺丝柱的设计 (9)七、孔的设计 (10)八、止口的设计 (11)九、卡扣的设计 (13)十、反止口的设计 (18)零件设计必须满足来自于零件制造端的要求，对通过注射加工工艺而获得的塑胶件也是如此。

在满足产品功能、质量以及外观等要求下，塑胶件设计必须使得注射模具加工简单、成本低，同时零件注射时间短、效率高、零件缺陷少、质量高，这就是面向注射加工的设计。

现将详细介绍塑胶件设计指南，使得塑胶件设计是面向注射加工的设计。

一、零件壁厚在塑胶件的设计中，零件壁厚是首先考虑的参数，零件壁厚决定了零件的力学性能、零件的外观、零件的可注射性以及零件的成本等。

可以说，零件壁厚的选择和设计决定了零件设计的成功与失败。

1、零件壁厚必须适中由于塑胶材料的特性和注射工艺的特殊性，塑胶件的壁厚必须在一个合适的范围内，不能太薄，也不能太厚。

壁厚太小，零件注射时流动阻力大，塑胶熔料很难充满整个型腔，不得不通过性能更高的注射设备来获得更高的充填速度和注射压力。

壁厚太大，零件冷却时间增加，零件成型周期增加，零件生产效率低;同时过大的壁厚很容易造成零件产生缩水、气孔、翘曲等质量问题。

零件壁厚可根据材料的不同及产品外形尺寸的大小来选择，其范围一般为0.6~6.0mm，常用的厚度一般在1.5~3.0mm之间。

表1是常用塑料件料厚推荐值，小型产品是指最大外形尺寸L<80.0mm，中型产品是指最大外形尺寸为80.0mm<L<200.0mm，大型产品是指最大外形尺寸L>200.0mm。

表1 常用塑料件料厚推荐值(单位mm)2、尽量减少零件壁厚决定塑胶件壁厚的关键因素包括:1)零件的结构强度是否足够。

一般来说，壁厚越大，零件强度越好。

但零件壁厚超过一定范围时，由于缩水和气孔等质量问题的产生，增加零件壁厚反而会降低零件强度。

塑料件结构设计详解-精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。

通⽤塑胶零件设计1.12 翘曲变形制品因壁厚或是成形时冷却不均匀⽽产⽣收缩⽐例不同，从⽽形成制品变形或是扭曲。

1.13 流痕塑胶熔体流动的痕迹，以浇⼝为中⼼⽽呈现的条纹波浪形状。

.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 增加加强筋○3 焊头中间位置避空1。

3尖角如果一个注塑出来的零件出现应力非常集中的情况，比如尖角位，在超声波的作用下会产生折裂、融化。

这种情况可考虑在尖角位加R角.如图2所示。

1.4塑料件的附属物注塑件内部或外部表面附带的突出或细小件会因超声波振动产生影响而断裂或脱落，例如固定梢等(如图3所示）。

通过以下设计可尽可能减小或消除这种问题:○1 在附属物与主体相交的地方加一个大的R角，或加加强筋.○2 增加附属物的厚度或直径.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近距离和远距离焊接近距离焊接指被焊接位距离焊头接触位在6mm以内，远距离焊接则大于6mm，超声波焊接中的能量在塑料件传递时会被衰减地传递。

衰减在低硬底塑料里也较厉害，因此,设计时要特别注意要让足够的能量传到加工区域。

远距离焊接，对硬胶（如PS,ABS，AS，PMMA）等比较适合，一些半晶体塑料（如POM，PETP,PBTB，PA）通过合适的形状设计也可用于远距离焊接.1.8塑料件焊头接触面的设计注塑件可以设计成任何形状，但是超声波焊头并不能随意制作。

1.0选择材料的考虑因素任何一件工业产品在设计的早期过程中，一定牵涉考虑选择成形物料。

因为在产品生产时、装配时、和完成的时间，物料有着相互影响的关系。

除此之外，品质检定水平、市场销售情况和价格的厘定等也是需要考虑之列。

所以这是无法使用概括全面的考虑因素而定出一种系统性处理方法来决定所选择的材料和生产过程是为最理想。

1.1不同材料的特性1.ABS•用途:玩具、机壳、日常用品•特性:坚硬、不易碎、可涂胶水，但损坏时可能有利边出现设计上的应用:多数应用于玩具外壳或不用受力的零件。

2.PP•用途:玩具、日常用品、包装胶袋、瓶子•特性:有弹性、韧度强、延伸性大、但不可涂胶水。

•设计上的应用:多数应用于一些因要接受drop test(跌落测试)而拆件的地方。

3.PVC•用途:软喉管、硬喉管、软板、硬板、电线、玩具•特性:柔软、坚韧而有弹性。

•设计上的应用:多数用于玩具figure（人物），或一些需要避震或吸震的地方。

4.POM•用途:机械零件、齿轮、摃杆、家电外壳•特性:耐磨、坚硬但脆弱，损坏时容易有利边出现(Fig.1.1.6)。

•设计上的应用:多数用于胶齿轮、滑轮、一些需要传动，承受大扭力或应力的地方。

5.Nylon（尼龙）•用途:齿轮、滑轮•特性:坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。

•设计上的应用:因为精准度比较难控制，所以大多用于一些模数较大的齿轮。

6.Kraton（克拉通）用途:摩打垫特性:柔软，有弹性，韧度高，延伸性强。

设计上的应用:多数作为摩打垫，吸收摩打震动，减低噪音。

Table1.1.1一般胶料的特性与用途2.0壁厚[Wall Thickness]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料材料而定。

一般的热塑性塑料的壁厚设计应以4mm为限。

从经济角度来看，过厚的产品设计不但增加物料成本，延长生产周期(冷却时间)，增加生产成本。

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。

塑料件的结构设计之一塑料件的脱模斜度脱模斜度指塑料件在出模方向具有一定的倾斜角度，使塑料件轻松脱模。

脱模斜度是满足模具正常出模的必要条件，在塑料件产品设计时，外观还是内部的结构都必须有脱模斜度。

脱模斜度与产品外观、材料、外形尺寸、功能等相关，设计时脱模斜度需要考虑一下几个方面。

1)、产品外观要求高，脱模斜度要小。

2)、产品精度要求高，脱模斜度要小。

3)、产品外形尺寸大，脱模斜度要小。

4)、塑料材料含有润滑剂，脱模斜度要小。

5)、产品外表面光亮，脱模斜度适度要小。

6)、产品外形粗糙，脱模斜度需加大。

7)、产品外形结构复杂，脱模斜度需加大。

8)、注塑流动性差或者增强的塑料，脱模斜度需加大。

9)、产品料厚大，脱模斜度需加大。

10)、收缩率大的塑料硬选用较大的脱模斜度。

11)、透明件塑料脱模斜度需要适当的加大。

脱模斜度与塑胶材料的关系如表1-1。

提示：塑胶产品应防止在出模时外观面拉伤，无论采用哪种材料，外观面的脱模斜度不要小于3°。

脱模斜度的大小非常重要，脱模斜度的方向同样也必须确定，否则无法出模。

具体的确定方法有以下几个。

1)、产品外观外形以大端为基准，斜度采用减胶拔模方式向小端取得，如图2-1。

图2-1 外形脱模斜度方向的确定2)、内孔以小端直径为基准，斜度采用减胶拔模的方式向扩大方向取得，如图2-2。

图2-2 内孔脱模斜度方向的确定3)、筋位以大端为基准，斜度采用减胶拔模方式向小端取得，如图2-3。

图2-3 筋位脱模斜度方向的确定4)、比较特殊情况为了保证均匀料厚和模具顺利出模，一侧减胶拔模，另一侧加胶拔模，如图2-4。

图2-4 特殊情况脱模斜度方向的确定。