塑料件结构设计要点

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。

b、塑件壁厚一般在1—5mm范围内。而最常用的数值为2—3mm。

c、常用塑料塑件的最小壁厚及常用壁厚推荐值：(mm)

d、尽量不要将加强筋和螺钉柱设计的太厚，一般建议取本体壁厚的一半较保险，否则容易引起缩影等外观问题

e、尽量不要将零件设计成单独的平板，尺寸很小另论，否则变形导致零件不平整

3、关于塑件的加强：

为了确保塑件的强度和刚性，而又不致使塑件的壁厚过厚，可以在塑件的适当部位设置加强筋。加强筋还可以避免塑件的变形，在某些情况下，加强筋还可以改善塑件成型过程中塑料流动的情况。

a、加强筋的厚度不应大于壁厚的1/2，以免引起塑件表面缩影；同时从成型流动性考虑，最小不宜低于0.8mm。

b、在必须采用较大的加强筋时，在容易形成缩痕的部位可以设计成纹理，来遮盖缩痕。

c、加强筋应加脱模斜度，筋应标注大端尺寸（但是考虑加工工艺，3D图上可以不做出，模具加工时EDM加工会自然产生斜度，高精度零件另论）

d、除特殊要求外，加强筋应尽可能矮，加强筋的高不要超过（3~4）*T（T为零件厚度）小技巧：把表面制成拱形和波形也是增加强度和刚性的方法之一。

下图示意筋的设计要点：

4、关于塑件的圆角设计：

在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过度。另外，塑件上的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是不可少的。在塑件结构上无特殊要求时，塑件的各转角处均应有半径不小于0.5~1mm的圆角。允许的情况下，圆角应尽量大。

对于内外表面的拐角处，外圆角应为内圆角加壁厚，可减少内应力，并能保证壁厚均匀一致。

5、关于塑件的合页式结构设计：

6、关于塑件的螺钉柱设计：

塑件之间的连接常采用自攻螺钉的连接方式，在螺钉柱的设计过程中应注意以下几点：

a、在允许的情况下，螺钉柱应尽量低一点

b、应加一字形或十字形斜筋保证螺钉柱的强度，并考虑防止缩影

c、外观要求严格的表面螺钉柱应做斜顶式的结构以防止缩影，见下图示意：

d、螺钉柱内侧应加倒角，利于螺钉的安装，倒角大小一般为（1~1.5）X45°，个人建议使用下图第二个方案：

螺钉柱的内外直径应符合加工工艺性，优先选用值：

7、关于嵌件设计：

在嵌件的设计过程中应注意以下几点：

a、嵌件周围塑料层厚度不宜太薄，否则会因收缩而破裂。

b、嵌件各尖角部位应倒圆角，这样可减少内应力。

c、嵌件在塑件中应固定牢固，可采用开槽、加凸台，或滚花结构。

d、在设计中应考虑嵌件在模具中便于安装，正确和牢固定位，成型时有利于塑料流动，模具制造方便。

注塑成型时，塑件会收缩，金属件不会收缩，所以嵌件周围会产生内应力，过大则塑件开裂，解决办法，其一是塑件包围嵌件的尺寸不要太薄，其次，选择弹性较好，收缩率较小的塑胶材料，比如ABS，PC等，而脆性材料则不适合嵌件，比如PS。

8、外观要求及材料、收缩率、分型面：

在产品开发设计，作为开发工程师应该了解：

a、产品使用的材料

b、外观光洁度要求，如镜面、皮纹、喷砂、亚光、喷漆等，以及需处理的范围。

还需与客户以及模具厂沟通确定以下：

a、分型面的位置、滑块抽芯允许的分型线位置，允许设浇口的位置、哪些地方不允许有顶出痕迹…

b、若塑件上需塑出文字、符号等标识，应落实文字、符号的大小、深度、位置等。

c、对塑件成型后难以避免的缺陷如：融接痕、微量收缩等应向客户提出，征得客户的认可。并尽量采取措施减轻缺陷。

d、修饰特征如logo，塑件上刻字等,宜设计先沉下然后凸起，模具加工时为下凹，加工容易实现。

常用塑料及收缩率如下表：（含添加剂及其他特殊要求的材料视具体牌号及客户要求定）

其他见下图：

1、分型面尽量不要有台阶，可以改为斜面，便于修边以及模具加工，也便于精度实现；分型面能平面不要斜面，能斜面不要曲面等等。