塑胶件结构设计基础知识
塑胶产品结构设计要点
塑胶产品结构设计要点1．胶厚（胶位）：塑胶产品的胶厚（整体外壳）通常在0.80-3.00左右，太厚容易缩水和产生汽泡，太薄难走满胶，大型的产品胶厚取厚一点，小的产品取薄一点，一般产品取1.0-2.0为多。
而且胶位要尽可能的均匀，在不得已的情况下，局部地方可适当的厚一点或薄一点，但需渐变不可突变，要以不缩水和能走满胶为原则，一般塑料胶厚小于0.3时就很难走胶，但软胶类和橡胶在0.2-0.3的胶厚时也能走满胶。
2．加强筋（骨位）：塑胶产品大部分都有加强筋，因加强筋在不增加产品整体胶厚的情况下可以大大增加其整体强度，对大型和受力的产品尤其有用，同时还能防止产品变形。
加强筋的厚度通常取整体胶厚的0.5-0.7倍，如大于0.7倍则容易缩水。
加强筋的高度较大时则要做0.5-1的斜度（因其出模阻力大），高度较矮时可不做斜度。
3．脱模斜度：塑料产品都要做脱模斜度，但高度较浅的（如一块平板）和有特殊要求的除外（但当侧壁较大而又没出模斜度时需做行位）。
出模斜度通常为1-5度，常取2度左右，具体要根据产品大小、高度、形状而定，以能顺利脱模和不影响使用功能为原则。
产品的前模斜度通常要比后模的斜度大0.5度为宜，以便产品开模事时能留在后模。
通常枕位、插穿、碰穿等地方均需做斜度，其上下断差（即大端尺寸与小端尺寸之差）单边要大于0.1以上。
4．圆角（R角）：塑胶产品除特殊要求指定要锐边的地方外，在棱边处通常都要做圆角，以便减小应力集中、利于塑胶的流动和容易脱模。
最小R通常大于0.3，因太小的R模具上很难做到。
5．孔:从利于模具加工方面的角度考虑，孔最好做成形状规则简单的圆孔，尽可能不要做成复杂的异型孔，孔径不宜太小，孔深与孔径比不宜太大，因细而长的模具型心容易断、变形。
孔与产品外边缘的距离最好要大于1.5倍孔径，孔与孔之间的距离最好要大于2倍的孔径，以便产品有必要的强度。
与模具开模方向平行的孔在模具上通常上是用型心（可镶、可延伸留）或碰穿、插穿成型，与模具开模方向不平行的孔通常要做行位或斜顶，在不影响产品使用和装配的前提下，产品侧壁的孔在可能的情况下也应尽量做成能用碰穿、插穿成型的孔。
塑胶产品结构设计重点
注重用户体验，优化产品造型、尺寸和细节， 提高舒适度和易用性。
创新性设计
打破传统思维，追求独特、新颖的设计风格， 提升产品吸引力。
绿色设计
强调产品的环保特性，从设计层面降低能耗、 减少废弃物产生。
模块化设计
采用模块化设计理念，便于产品维修、升级 和功能扩展。
制造工艺创新与优化
注塑成型工艺优化
搭配。
同时，还需要注意产品的材质和 表面处理方式，以提高产品的整 体质感，增强产品的市场竞争力。
可靠性原则
可靠性原则要求塑胶产品在正常 工作条件下能够长期保持良好的 性能和稳定性，保证产品的质量
和安全性。
在进行塑胶产品结构设计时，需 要充分考虑产品的可靠性和耐久 性，采用高强度、耐腐蚀、耐磨
等性能优良的塑胶材料。
同时，还需要对产品进行各种环 境下的测试和验证，确保产品在 不同环境下都能保持稳定的性能
表现。
经济性原则
经济性原则要求塑胶产品结构设计要 考虑到生产成本、制造成本和使用成 本等因素，力求降低产品的总成本。
同时，还需要考虑到产品的维护和保 养成本，设计出易于维修和保养的结 构，降低产品的使用成本。
在进行塑胶产品结构设计时，需要充 分考虑材料成本、工艺成本、生产效 率等因素，采用低成本、高效率的设 计方案。
塑胶产品结构设计重 点
contents
目录
• 塑胶材料特性 • 塑胶产品结构设计原则 • 塑胶产品结构设计要素 • 塑胶产品结构设计实例分析 • 塑胶产品结构设计发展趋势与挑战 • 塑胶产品结构设计优化与创新
01
塑胶材料特性
塑胶材料的种类与特性
01
02
03
04
热塑性塑料
塑胶件的结构设计（提纲）
塑胶件的结构设计（提纲）结构，可以理解为由组成整体的各部分的搭配和安排；产品结构设计可以理解为，为产品设计一个物理的架构，使其能够把组成产品的各零部件组合在一起，并能实现一定的功能（如连接、承载、活动等）。
如果把单个零件拿出来讲的话，组成零件的各个特征，都认为是一种结构，为此，我们把零件的结构分为：功能结构、工艺结构、造型结构三种。
功能结构：是零件设计的核心，主要是指能实现具体功能的结构，如壁厚、加强筋、卡扣、止口、螺丝柱、圆角、孔洞、定位柱（孔）等。
工艺结构：零件在理想状态是不需要工艺结构的，但是由于实际生产制造的原因，必须设计一些利于零件能够顺利生产制造，或能降低零件缺陷产生的结构，如拔模斜度、火山口、美工线等，有时还包括一些搭桥结构，如螺丝柱根部斜顶结构。
造型结构：是指零件的外形，即零件的外观面的形态（指视觉），如平面、曲面、圆形、方型等，同时还包括些局部的特征形态，如渐消面、各类网孔等；还指零件的表面状态（指触觉），如光面、纹面等。
在之前文章有提到，本年度主要分享结构设计的知识多一些，以上就是需要介绍的主题提纲，即由功能结构、工艺介绍、造型结构组成的零件的结构设计。
需要声明的是，是以塑胶件的角度进行介绍，其他诸如压铸件，结构上虽与塑胶件有很大相似之处，但咱不做具体的分析介绍。
以上一些列的结构知识基本上囊括了一件塑胶零件的结构设计内容，（注意：特指结构，不包含CMF相关的内容）。
所以，大家可以随意拿出一件塑胶零件，仔细观察，零件的结构基本都可以从上面提到的三种结构分类找到具体的结构。
大家不要误解零件的结构就是产品的结构，实际上，产品的具体结构设计的内容不单单是零件的结构，还应包括零件之间的分配关系（即拆件）以及配合关系（即装配），这部分内容留到以后介绍，（注意：两个零件通过有些配合关系可视为一个零件，如双色件）。
可能有些小伙伴会问，这些内容太基础了，很多资料网上都有，甚至其他公众号都有相对应的介绍。
塑胶产品结构设计重点
塑胶产品结构设计重点一、材料选择塑胶产品的结构设计首先要考虑材料选择。
材料的选择直接关系到产品的性能、质量和成本，因此需要根据产品的具体要求和使用环境，选择适合的塑胶材料。
常见的塑胶材料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚酯（PET）等。
在选择材料时需要考虑产品的机械性能、耐热性、耐化学性、耐候性、电气性能、透明度等因素。
同时还需要考虑材料的加工性能，如流动性、热稳定性、收缩率等。
材料的选择不合理会导致产品性能不达标或加工工艺困难，因此需要在产品设计之前进行充分的材料筛选和试验。
二、结构设计塑胶产品结构设计主要包括外形设计和内部结构设计。
外形设计需要考虑产品的功能、美观和人机工程学等因素。
合理的外形设计可以提升产品的市场竞争力和用户体验。
内部结构设计需要考虑产品的强度、稳定性和装配性等因素。
合理的内部结构设计可以提高产品的性能和质量，减少生产和使用过程中的故障和损坏。
此外还需要考虑产品的可制造性和生产效率。
在进行结构设计时，需要采用CAD软件进行三维建模和仿真分析，以验证设计的可行性和优化设计。
三、模具设计塑胶产品的生产需要模具进行注塑成型。
模具设计是塑胶产品结构设计中非常重要的一部分，直接影响产品的质量和生产效率。
模具设计需要考虑产品的尺寸、形状和结构特点，选择合适的注塑工艺，确定模具的结构和加工工艺。
模具的设计要求高精度、高效率、长寿命和低成本，需要充分考虑模具的结构强度、冷却系统、顶出系统、塑胶流道等因素。
合理的模具设计可以提高产品的精度和表面质量，降低生产成本和生产周期。
四、加工工艺塑胶产品的加工工艺是塑胶产品结构设计的最后一步，直接影响产品的成型质量和效率。
常见的塑胶加工工艺有注塑成型、吹塑成型、挤出成型、压缩成型等。
在选择和优化加工工艺时，需要考虑产品的形状、尺寸、材料特性和生产要求等因素。
合理的加工工艺可以提高产品的质量和生产效率，降低生产成本和能耗。
塑胶产品结构设计
塑料件结构设计要点 壁厚适当、均匀
壁厚适当、均匀
不同厚度的壁之间应该有过渡部分
不同厚度的壁之间应该有过渡部分
避免倒塌
避免倒塌
表面凹痕的消除或掩盖
要有足够的脱模斜度
塑料零件结构应对称
采用组合结构
减小有拐角零件的变形
避免细长杆受压
避免内切结构
避免内切结构
对于工业产品来讲，尤其是固定类灯具产品，但如果是环境条件充许的话（对有些产 品，特别是各种灰尘戒是粉尘环境下的产品，是丌能有装饰缝的），最好能设计装饰缝， 设计装饰缝是为了弥补塑胶件变形带来外观的缺陷，为了保证塑胶零件之间的外形相互配 合良好，装拆方便，需要在相互配合的地方设计止口不叉骨。止口不叉骨的设计多种多 样，建议止口不叉骨的形状推荐如图2、图3所示。特别注意减胶要均匀，渐变，丌要突 变，否则外观面易形成阴影。
很多，这里我们要特别注意的是前后壳间的联接扣位。推荐的扣位形式如下：
图3
图4
通用塑胶零件设计
图4所示结构一般做在后壳上，图5所示结构一般做在前壳上。特别主意减胶要均匀，渐 变，丌要突变。否则会在减胶处出现阴影戒缩水。
8、圆角的设计
塑角零件除了使用上要求采用尖角处外，其余所有转角处均应尽可能采用圆角过度，因塑胶 件的尖角处易产生应力集中，在受力戒冲击震动时会发生开裂现象。甚至在脱模过程中就发生开 裂。一般推荐加工圆角用如下原则：
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戒镶件配合面将发生锁模力足够，但在主浇道不分 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。
塑胶结构设计入门知识
塑胶结构设计入门知识一、材料选择1.功能要求：根据产品的使用环境和要求，选择具备必要性能的塑胶材料，如强度、耐热性和耐化学性等。
2.成本考虑：根据项目的预算和成本限制，选择经济合理的塑胶材料。
3.加工性能：考虑材料的流动性、收缩性和成型工艺，以确保能够实现设计要求并提高产能。
常见的塑胶材料有聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)等。
二、设计原则1.强度设计：根据产品的负荷和使用条件，确定塑胶零件的强度要求，并通过合理的形状设计和增加必要的加强材料来满足强度要求。
2.塑胶件的收缩和变形：由于塑胶材料在冷却过程中会发生收缩，设计时应考虑材料的收缩率，以避免零件尺寸不准确或变形。
3.壁厚设计：过于薄的壁厚可能导致塑胶零件的强度不足，而过于厚的壁厚会导致零件成本上升。
因此，应根据功能需求和材料性能合理选择壁厚。
4.结构合理：设计时应避免尖角、槽口和开放式结构，以免成型困难或产生应力集中。
三、常见问题1.气泡：气泡通常由于材料中的挥发物未能完全释放导致的。
解决方法包括调整填料速度、增加干燥时间和使用适当的材料等。
2.缩孔：缩孔是由于材料在冷却过程中收缩不均匀而产生的。
可以通过增加填充压力或改变产品的几何形状来减少缩孔。
3.白痕：白痕是在成形过程中形成的表面瑕疵，通常是由于温度不均匀或材料与金属模具的摩擦导致的。
可以通过调整温度和增加模具通气孔来减少白痕。
4.裂纹：裂纹通常是由于过分的应力或不适当的设计造成的。
解决方法包括增加加强材料、改变设计形状和加强结构等。
总结：。
塑料产品结构设计资料
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。
产品结构设计-塑料件讲解
9、常用透明零件的设计
透明材料：常用的透明材料种类很多，我们设计中常用的有透明ABS，PC，PMMA。 由于透明材料的流动性不好，所以注塑时易产生外观的问题，象透明按键帽一类的产品顶部易产 生夹水纹。透镜一类的产品在水口附近易产生指甲纹，蛇形纹。针对以上问题，设计时请注意： 透明按键帽一类的零件：顶部厚度要设计得比四周厚，型腔如果太深的话，要在水口附近局部减 胶，让胶先流到零件的顶部，再流到四周。 装饰片，透镜一类的零件：设计时请预留出较宽（大于6-8mm），较厚的水口位（大于11.5mm）,模具加工时尽可能用宽大的扇形水口，流道短而粗。
5.2 柱子的拔模及高度：柱子高度大于10mm时，通常都用司筒顶出，所以其拔模斜度可 以取得很小或0度。可以把内孔取为0度，外表面取为0.25度。柱子高度小于10mm时 ,模具上可能用镶件，拔模斜度可以把内孔取0.5度，外表面取1度。如希望能调整高度, 请在图上标明，要求模具加工时，考虑调整高。一般清况下，M3自攻螺钉柱的高度不 要大于30mm，太高了柱子的司筒针容易被胶流冲弯变形
密封好，装饰缝小，美观，适合小型结构，对大零件易显缝。
通用塑胶零件设计
7.1.3 止口形式3） 手感稍差，适合较大型零件，有利于遮盖前后壳尺寸的误差。
7.1.4 止口形式4） 外观漂亮，装饰缝可大可小，密封很好（可加密封条），要求壁厚较大，模具结构复杂。
7.1.5 前后壳间的扣位设计 在塑胶件的设计中，为了简化装配，少打螺钉，可利用塑胶的弹性设计扣位，扣位的形式
塑料件结构设计要点 壁厚适当、均匀
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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。
扣位设计应考虑预留间隙。
设计扣位时应考滤侧抽心有无足够的行程。
1.2.3螺丝柱
一般采用自攻螺丝，直径为2~3mm。
对于不同的材料,螺丝孔尺寸有所不同,一般来说,比较软、韧性较好的材料d 值小，较脆的材料所选d
值要大一点。
1.3结构设计
在基本厚度的设计上，不宜过薄，否则外客强度不足，容易导致变、断裂等
问题的出现，过厚则浪费材料，影响注塑生产。
一般外壳壁厚控制在1~2mm。
外壳整体厚度应平均过度，不得存在厚度差异变化大的结构，否则容易导致外观
缩水，特别是在筋位底部和螺丝柱位。
为预防缩水，筋位厚度控制在0.6~1.2mm。
1.3.1面壳
键孔的设计。
键孔的碰穿方式有三种选择。
A 方式利于模具的制作，但碰穿处的利边容易导致卡键；
B 方式则避免了卡键问题，但当碰
穿偏心时则键孔变小，产生利边。
C方式增加了按键的倒入斜脚，同时保存了碰穿偏心的余
量，有效的防止了问题的出现，现一般采用B 或C。
1.3.2按键设计
间隙：按键设计时要注意按键与面壳键孔的间隙，一般来说，如果按键采用
硅胶按键，则按键与面壳键孔的间隙为0.2~0.3mm。
如果按键采用悬臂梁，则要
考虑预留按动时偏摆的间隙。
如按键表面需要处理则要考虑各种表面处理对间隙
的影响。
水镀（电镀）镀层厚度一般为0.1mm，喷涂和真空镀一般为0.05mm。
键顶圆弧：如考虑按键表面需进行丝印等处理时，按键表面圆弧不宜过大，
弓形高度小于0.5mm。
圆角：按键顶部周边需倒圆角，避免卡住按键。
悬臂梁的不同设计对按键效果有不同的影响
按键按动时偏摆较大，按键与面板键孔要预留较大的间隙
按键按动时偏摆较小，按键主要做垂直运动，按键与面板键孔预留
较小的间隙
另一方面，悬臂梁的长度和厚度也直接影响到按键的效果，如果是联体按键，则要避免按键连动（即按一个按键时，其它按键也跟着运动的现象，严重时会发生其它按钮发生动作，造成误操作）
按键手感：轻触式按钮的按动力量大小一般要求在100g~200g，按动灵活，
手感良好。
按键寿命：按键寿命一般要求100000 次，
控制变形：对于悬臂梁按键，生产、运输、储存时一定要控制按键的变形，
因为轻微的变形都可能导致按键的使用效果明显下降。
对于产品侧面分型面附近的通孔，在不想因此而采用行位的方式产生时，可以通过两个半壳的对碰产生
更为一般的情况下，为了减少间隙的出现，会采用两半对碰的处理方式，同时为了避免对碰产生的孔边出现尖角，一般对碰的缺口宽度都会比我们的孔直径大一点，保证圆孔两边的料位有1.5以上的料位为宜。
对于理论上需要大平面接触面的情况下，实际的塑胶产品一般通过支撑脚或支撑筋的方式来实现。
为了产品支撑的某些特殊要求，还可以在支撑脚上装配辅助的脚垫，比如为了防滑可以添加橡胶垫；而本案例的鼠标为了延长鼠标的寿命，特别地在两个脚中间使用了更耐磨的材料作为滑动垫。
对于内部转动轴，大多采用两半壳出筋对压的方式固定，而为了装配的方便和避免因为两半壳的错位而卡死转轴，一般会采用单侧的“三边配合”的方式，也就是转动的接触面主要都在其中一侧产生，而另一侧的筋只是用平面的方式压住转动轴而限制转动轴出模方向的跳动
而为了减少转动的摩擦，一般和轴配合的缺口都开成方形，采用线接触的方式而不是面圆对圆的配合方式。
为了更好的保证转动的可靠性、转动性和装配的更易定位，需要把转轴完全固定在一侧，这种情况下可以采用强行出模的小倒扣方式，装配时强行把转轴压进配合孔，设计时需要注意倒扣量和导入的斜角设计。