塑胶件结构设计

1 塑胶零件设计常识,一般塑胶件设计过程中都会有以下几项：

1，塑胶件壁厚的厚度设计！（说出你的理由）

2，塑胶件加强筋的设计

3，塑胶螺丝柱(自攻)的设计

4，塑胶件止口，美观线的设计！

5，塑胶件材料选择的原则

1.壁厚太厚容易浪费材料，增加成本，更重要的是延长冷却和固化时间，容易产生凹陷，缩孔，夹心等质量上的缺陷。，所以应该均匀，壁与壁连接处的薄厚不应该相差太大，并且应尽量用圆弧连接，否则容易开列。一般是1~5MM，小件为1.5~2.5，大件为3~10`MM 。

2.加强筋高度通常塑件为壁厚的3倍左右，并有2~5度的脱模斜度，与塑件

壁的连接出及端部，应用圆弧连接。防止应力集中。，加强筋的厚度应为塑件

壁厚的1/2，如果太大，容易产生瘪凹。

如果要设置多个加强筋，则分布应错开，防止破裂。

我先来一个失败的实例，如图，这是一个控制器的面板，最终的成品是8个叠成在一个机箱中（图中的结构部分从略）。因为这是我的第一个产品设计，啥经验也没有，反复校核后开模，首样出来也没有发现问题，但是整机一装配，麻烦就来了－－控制器与控制器之间居然有3mm左右的间隙存在！难看得要命，简直就是废品。你们可以想象我当时寒风瑟瑟的样子了。原因其实在简单不过，我的拔模斜度设大了，为2度，这样底部和上部因斜度相差就是0.7mm，双边1.4mm，而模具厂缩水考虑不足，尺寸比图面尺寸又单边少0.2mm，双边是0.4mm，这样塑胶件本身就造成了1.8mm的间隙，加上机箱本身设计间距1mm，2.8mm的大空隙就这么出来了！

教训：设定拔模斜度之前不仅仅要考虑注塑工艺要求，也一定要考虑到由此而产生的其它不良“后遗症”。

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。

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。

不同材料的特性

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。

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而拆件的地方。

PVC

用途: 软喉管、硬喉管、软板、硬板、电线、玩具 2 特性: 柔软、坚韧而有弹性。

设计上的应用: 多数用于玩具figure，或一些需要避震或吸震的地方。

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

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。

Nylon

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。

Kraton

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。

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。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引至产生空穴(气孔)的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。

最理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。

不同材料的常用壁厚 ：

ABS

一般最先选择的材料，壁厚通常为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm，视乎产品的大细和功能而定。

PP

因为比较软身，而且基于缩水的问题，所以不能太厚，一般为1, 1.2, 1.5mm。

PVC

因为多用由于figure上和多是实心，所以限制不大。

POM

一般为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3mm视乎产品大细而定。

Nylon

因为缩水率比较高，所以平均料厚和筋骨的比例可比较少。

Kraton

因为多数用作摩打垫或不外露件，所以限制不大。

加强筋在塑料部件上是不可或缺的功能部份。加强筋有效地如『工』字铁般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』字铁般出现倒扣难于成型的形状问题，对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑料产品尤其适用。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料产品的非接触面，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于一些生产上的考虑，如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的 3 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，未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。而且因为缩水的问题，筋骨的厚度不能大过平均壁厚的厚度。

一般的设计方法 : 平均壁厚’0.65~0.7

常用热熔性塑胶材料 ：

1) ABS（丙烯晴二丁烯苯乙烯）

苯乙烯族系的热熔塑胶。硬质塑胶材料不透明。

黄色火焰，黑烟及流滴燃烧，有一种酸臭并带橡胶燃烧气味。

比重1.04。

可溶于丙酮、二氯乙烷及三溴甲烷。

慢燃烧，耐酸碱，但暴露于某些酸及有机溶剂时遭受应力开裂。

2) ABS·PC合金

3) ABS·PVC合金

4) PC（聚碳酸酯polycarbonate）

高挺性、高冲击强度及高温时保持机械性能为特征的工程塑料。

热熔塑胶材料，燃烧困难。黄色火焰，系自熄性。有淡的酚气味。

熔点430ºF。比重1.2。溶于氯化甲烷及氯化乙烷。

光学明澈或着色配方供用，适用于镜片、护目镜、电器外壳、安全盔及工程齿轮。

5) PE（聚乙烯）

天然乳白色，蜡性手感；

相当快速率燃烧，并如蜡融化流滴，火焰蓝色带黄尖，有一种烧石蜡的气味；

低密度聚乙烯熔点221ºF，高密度聚乙烯熔点248ºF，引火点645ºF；

比重小于1，浮于水上；

可溶于熟苯、熟甲苯，不溶于其他通用溶剂；

6) PP（聚丙烯）

比PE较钢硬；

黄尖蓝色火焰缓慢燃烧，气味类似柴油，毒烟；

熔点在334ºF左右；

比重0.906，浮于水上，可溶于热苯；

7) PS（聚苯乙烯）

坠地或用一硬物轻敲时产生一种金属鸣声；

橙黄色火焰，产生浓烟，带碳簇飞舞，嗅味如照明煤气或万寿菊；

熔点374ºF，引火点680ºF；

比重1.09；

可溶于丙酮、苯、醚、三氯甲烷；

8) PVC（聚氯乙烯）

边上带绿色的黄色火焰燃烧，产生一种盐酸的窒息气味，铜丝实验中发出一种鲜绿色火焰；

熔点302ºF，引火点735ºF；

4 比重1.16至1.72；可溶于丙酮及环已酮；

1.塑胶件壁厚的厚度设计要看自己所做的產品和所用的材料來定。其中還關系到模具結构的難度﹐材料成本等。

2.塑胶件加强筋的设计﹐要結合該產品的要求。做到結构﹐模具﹐外觀(主要關系到強度﹐模具制造方面﹐外觀主要關系到縮水問題。)平時我做的話一般是取0.5-0.6T,當然不是絕對的﹗假如所用材料縮水率大的就要适當放底了。

3.塑胶螺丝柱(自攻)的设计 ﹐要根据螺絲的外經M來設計。一般在工作中﹐采用螺絲柱外經是螺絲外經的2~~2.5倍﹐螺絲孔大小取M-0.2*2。

4，塑胶件止口，美观线的设计！就電子產品來說用的比較多的止口有兩种﹐一种是內LIP結合﹐另外一种是外LIP結合﹐而美观线設計要根据外觀和lip的要求來定可靈活應用﹐一般寬度是0.5~~1mm.看產品的大小而定。

5，塑胶件材料选择的原则 ﹐塑料产品之好坏与材料选择及加工方式之迥异而有极大之关系。对于任何欲制之塑品，其步骤为先决定何种材料能够达到其所须之物性，再来则为选择最适切与最经济的加工方式。

一点关于螺丝柱设计经验,参考参考!

1. BOSS柱内孔径依据所选择的螺钉查表可得（查螺纹成型规格表）

如： M2.0之螺丝，BOSS柱孔为1.6~1.7mm

M2.3之螺丝，BOSS柱孔为1.9~2.0mm

M2.6之螺丝，BOSS柱孔为2.1~2.2mm

M3.0之螺丝，BOSS柱孔为2.5~2.6mm

2. BOSS柱外径与内径之差不小于2.4mm,壁厚最薄不小于1.0mm

3. 螺牙吃进BOSS塑胶最少三牙

4. 螺丝尾端距离孔底最少预留0.3~0.5mm

根据产品精度选择塑料材料:

不同塑料材料对应的产品精度

精度等级 可用塑料材料品种

1级 无

2级 无

3级 PS ABS PMMA PC PSF PPO PF AF EP UP F4 UHMW ， PE 30%GF增强塑料等,其中以30%GF增强塑料的精度最高.

4级 PA类 氯化聚醚 HPVC等

5级 POM PP HDPE等

6级 SPVC LDPE LLDPE等

透明塑料的具体选用 ：

一.日用透明类材料:

1.透明膜类:包装用PE PP PS PVC及PET等,农用PE PVC及PET等;

2.透明片 板类:用PP PVC PET PMMA及PC等;

3.透明管类:用PVC PA等

4.透明瓶类:用PVC PET PP PS及PC等.

二.照明器材类材料:主要用作灯罩,常用PS 改性PS AS PMMA及PC等

三.光学仪器类材料

1.硬质镜体主要用CR-39和J.D两种

2.隐形眼镜常用HEMA

四.玻璃类材料