注塑件设计工艺准则——结构设计(第四节)

结构设计（第四节）

7、圆角

⑴、圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。

在制件的转角处易产生应力集中，在受力或受冲击、振动时会发生破裂，如成型条件不当或制件结构不合理，则会产生很大的内应力，特别易产生应力开裂。当圆角半径小于制件壁厚0.3倍时应力集中急剧增大，当大于壁厚0.8倍时，应力集中明显变小。

⑵、圆角可有利于充模和脱模。

对于一些流动性差的塑料或加入填料的塑料，制件设计圆角尤为重要，不仅可改善充模性能，且可提高制品使用性能。

⑶、圆角有利于模具制造，提高模具强度。

制件上设计了圆角，模具的对应部位也呈圆角，这就增加了模具的坚固性，模具在淬火或使用时不致因应力集中而开裂，因而也增加了模具的强度。

⑷、圆角太小可能引起模具型腔应力集中，导致型腔开裂。

⑸、设置合理的圆角，还可改善模具的加工工艺。

如型腔可直接用R刀铣加工，而避免低效率的电加工。

⑹、不同的圆角可能会引起分型线的移动，应结合实际情况选择不同的圆角或清角。

⑺、制品两相交平面之间尽可能以圆弧过渡，避免因锐角而造成应力集中等弊病。制品圆角的作用有：

①分散载荷，增强及充分发挥制品的机械强度。

②改善塑料熔体的流动性，便于充满与脱模，消除壁部转折处的凹陷等缺陷。

③便于模具的机械加工和热处理，从而提高模具的使用寿命。

注塑圆角值由相邻的壁厚决定，一般取壁厚的0.5～1.5倍，但不小于0.5mm。

分型面的位置要慎重选择圆角，在分型面有圆角，圆角部分需出在模具另外一边，制作有一定难度，在圆角处有细微的痕迹线。但需要防割手时需要圆角。

⑻、过渡圆角

为了避免应力集中，提高强度和便于脱模，零件的各面连接处应设计过渡圆

困气，所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。加强支柱的强度的方法，尤其是远离外壁的支柱，除了可使用加强筋外，三角加强块的使用亦十分常见。

一个品质好的螺丝/支柱设计组合是取决于螺丝的机械特性及支柱孔的设计，一般塑胶产品的料厚尺寸是不足以承受大部份紧固件产生的应力。从装配的考虑来看，局部增加胶料厚度很需要。但这会引致不良的影响，如形成缩水痕、空穴、或增加内应力。支柱的导入孔及穿孔、避空孔的位置应与产品外壁保持一段距离。支柱可远离外壁独立而处或使用加强筋连接外壁，后者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力，更有助胶料填充及减少因困气而出现烧焦的情况。远离外壁的支柱亦应辅以三角加强块，三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。

收缩痕的大小取决于胶料的收缩率、成型工序的参数控制、模具设计及产品设计。使用过短的哥针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利于收缩痕的减少；支柱的强度及抵受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。支柱的设计须要从这两方面取得平衡。

8.1.2设计要点

⑴、将现有采用的所有螺丝规格进行统计，其目的是有效地利用现有的资源，一来可避免浪费，二来可减少开发周期；

⑵、先完成产品的其它结构设计，再完成支柱。

⑶、决定支柱外径：

①、首先依照结构间的空隙位置来决定支柱外径的大小，再决定采用的螺丝规格。如果支柱外径太少，改变其空间来增大支柱外径。

②、其次依照模具制造加工成本来决定：如果在设计中产生类如直径4.85、

4.75等支柱的外径时，就考虑将支柱改成

5.0或4.5，其目的是尽量采用标准的模具零件。在拔模时，锥形的顶端(最小端)直径是5.0或4.5等。

⑷、支柱内孔深度，一般是直接深到支柱外径的底面，与产品厚度一样。

⑸、当支柱内孔直径及深度确定后，螺丝规格及长度也就相应的确定下来，一般螺丝长度至少要保证进入支柱3~5mm。

⑹、支柱与配合件之间的间隙一般在0.2~0.5mm，如果是零对零的配合，须在支柱增加一个台阶用来存放自攻螺丝切削时产生的塑件碎料。

⑺、一般来说，支柱的外径是内径的两倍已足够。有时这种方式结果支柱壁厚等于或超过胶料厚度而增加物料重量和在表面产生缩水纹及高成型应力。支柱设计有如肋骨设计的观念。太厚的切面会产生部件外缩水和内部真空。严格的来说支柱的厚度应为胶料厚度的50-70%，如此种设计方式支柱不能提供足够强度，但已改善了表面缩水，斜骨可加强支柱的强度，可由最小的尺寸伸延至支柱高的90%。若支柱位置接近边壁，则可用肋骨将边壁和支柱相互连接来支持支柱，则内孔径的尺寸可增至最大。

支柱是大部份用来作装配产品用，有时用作支撑其它物件或隔开物体之用。甚至一些很细小的支柱最终会热溶后作内部零件固定用。一些放于边位的支柱是需要一些肋骨作为互相依附，以增加支柱强度。

支柱通常用于打入件，收螺丝，导向针，攻牙或作紧迫配合。可能情形之下避免独立一支支柱而无任何支撑。应加一些肋骨以加强其强度。

8.1.3塑料件常用自攻螺钉预留底孔直径选择

注: 1.

2．一般情况应选用a图结构,特殊情况可选b图结构;

表4.2-6

螺纹规格φ D

ST 2.2 1.7 5

ST 2.9 2.4 6

ST 3.5 2.9 7

8.2孔

设计洞孔时须要考虑的几个因素：

①. 孔的形状应尽量简单，一般取圆形。

②. 孔的轴向和开模方向一致，可避免抽芯。

③. 当孔的长径比大于2 时，应设置脱模斜度。此时孔的直径应按小径尺寸（最大实体尺寸）计算。

④. 盲孔的长径比一般不超过4。

⑤. 孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。

8.2.1、制品孔的形式及成型方法

孔的形式很多，主要可分为圆形孔和非圆形孔两大类。

根据孔径与孔深度的不同，孔可用下述方法成型：

⑴一般孔、浅孔，模塑成型。

⑵深孔，先模塑出孔的一部分深度，其余孔深用机械加工（如钻孔）获得。

⑶小径深孔（如孔径d＜1.5mm），机械加工。

⑷小角度倾斜孔、复杂型孔，采用拼合型芯成型，避免用侧抽芯。

⑸薄壁孔、中心距精度高的孔（孔系），采用模具冲孔，以简化塑模结构。

⑹孔的成型尺寸参数