塑胶产品设计要点

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

及成形工艺等众多因素制约。塑件各部分壁厚应均匀一致，切忌突变与截面壁厚悬殊设计。塑件壁厚一般在1－6mm范围内，常用值为2－3mm，通常随塑料品种及塑料大小而定。热塑性塑料件最小壁厚及推荐壁厚见表2－5，常用塑件壁厚设计实例2－6。

表2－5 常用塑料件最小壁厚及推荐值

名称最小壁厚小型塑件中型塑件大型塑件PE 0．6 1．25 1．6 2．4～3。2

ABS0．75 1．25 1．6 2．4～3。2

PC0．95 1．8 2．3 3～4。5

POM0．8 1．4 1．6 3．2～5。4

PP 0．85 1．45 1．75 2．4～3。2

AS 0．8 1．5 2．1 3．5～5。5

表2－6 常用塑料件壁厚设计实例

2.2.4加强筋

为使塑件既有一定的强度和刚性，又不致使塑件截面过厚，以防止产生成形缺陷，有效的方法是，在塑件适当的部位设置加强筋或增设防止变形的结构。加强筋不仅可以塑件变形，而且有利于改善塑件成形的充模状况。增加加强筋后，可能在背面产生缩纹。但是只要尺寸设计得当，就可以避免。加强筋的设计相关尺寸如图2－1所示及防止变形设计的相关结构如图2－2所示。

图2－1 加强筋设计相关尺寸

图2－2 防止变形的结构设计

6.2.2 平板形成型品的翘曲

a）带加强筋平板的翘曲原因

?因平板和加强筋厚度差异而产生的收缩差。

?平板两面的模具温度差。

最好的对策就是采用平板两面带加强筋，使断面为H形状。但是在制品设计上，因无法采取H形状而形成单侧加强筋时，则会产生以下变形（见表6-2、图6-2）。

?非增强品级或由玻璃珠、粉末状填料制成的充填品级:

加强筋厚度 < 平板厚度时，加强筋方面产生凸起变形;

加强筋厚度 > 平板厚度时，加强筋方面产生凹陷变形;

加强筋厚度/平板厚度=1~1.2时，基本达到平衡，形成平面。

?纤维充填品级:

与加强筋厚度/平板厚度的比率无关，始终在加强筋方面产生凸起变形。