塑料件结构设计基本原则
塑胶件通用结构设计
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壁厚:
壁厚影响收缩
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壁厚:
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壁厚影响收缩
前后模温度差异大时,冷却效率所影响，冷面先收缩，但很快固化，收缩量 固定，但热面缓慢收缩，分子有较长时间重排，收缩量会更大，所以产品会 向热的一面弯曲(产品各处温度差 大于10 ̊C以上)
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壁厚:
壁厚影响收缩
PC 6485 UL.pdf
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肋骨:
肋骨厚度:
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肋骨:
肋骨厚度推荐值:
高光泽面, 可以选择更薄的厚度: <1.5mm, 厚度推荐值 <=1.0mm, 等于壁厚
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肋骨:
加强筋厚度与塑件壁厚的关系:
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肋骨:
薄壁肋骨问题:
-难填充 -靠近浇口比远处更难填充 -当壁厚在填充时,薄壁滞流冻结
圆角加大，应力集中减少。 内圆角R <0.3T----应力剧增。 内圆角R >0.8T----几乎无应力集中
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肋骨:
常见加强肋设计:
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肋骨:
常见加强肋设计:
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肋骨:
常见加强肋设计:
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肋骨:
常见加强肋设计:
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肋骨:
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壁厚:
壁厚的影响: 机械性能,感观,模塑性,成本
- 壁厚的选择是各方面的平衡 *强度 VS 减轻重量 *耐久性 VS 成本
汽车塑料件设计规范
XXXXX有限公司汽车塑料件设计规范编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:发布实施XXXXX有限公司发布一、形状和结构的简化产品形状结构复杂-磨具结构复杂-增加磨具制造难度-产品性能不稳定性和经济成本。
产品形状结构简单-熔体冲模容易-质量有保证理想的产品简洁化设计基本原则：（1）有利于成型加工；（2）节约原材料，降低成本；（3）简洁美观。
简化设计的建议和提示：（1）结构简单，形状对称，避免不规则的几何图形。
结构简单容易成型对称设计（2）产品侧孔和侧壁内表面的凹凸形状成型困难，需要在产品成型后二次加工，设计时应避免。
设计改进避免侧向抽芯（3）尺寸设计要考虑成型的可能性，不同的成型工艺对制件的尺寸设计，包括尺寸大小，尺寸变化有一定的限制。
二、壁厚均一的设计原则在确定壁厚尺寸时，壁厚均一是一个重要原则。
该原则主要是从工艺角度以及由工艺导致的质量方面的问题而提出来的。
均匀的壁厚可使制件在成型过程中，熔体流动性均衡，冷却均衡。
壁薄部位在冷却收缩上的差异，会产生一定的收缩应力，内应力会导致制件在短期之内或经过一个较长时期之后发生翘曲变形。
塑料件最通用料厚是2.5mm，大件适当增加，小件减小，强烈建议通过增加翻边及加强筋的方式而不是增加料厚来保证零件强度； PP塑料的壁厚范围是0.6—3.5mm。
壁厚不均匀造成制件翘曲变形不均匀壁厚部位设置圆孔，由于收缩不均匀，难以成为正圆壁厚不均匀时常处理办法（1）厚薄交接处的平稳过渡，当制件厚度不可避免需设计成不一致时，在厚薄交接处应逐渐过渡，避免突变，厚度比例变化在一合适的范围（一般不超过3：1）。
壁厚过渡形式（a）阶梯式过渡，应尽力避免；（b）锥形过渡，比较好；（c）圆弧过渡，应是最好的。
（2）将尖角改为圆角处理，两个壁厚相同的壁面成直角的连接，破坏了壁厚均一的原则。
转角处的最大厚度是壁厚的1.4倍，如果将内角处理成圆角而外角仍是直角，则在转角处的最大厚度（W）可增加到壁厚的1.6-1.7 倍。
第三章_塑料制件设计原则2019
四.塑料制件的结构设计---1.形状
塑件的形状在满足使用要求的前提下，应使其有利于 成型，特别是尽量不采用侧向抽芯机构，因此塑件设计时尽 可能避免凹凸形状或侧孔。
图3-2 改变塑件形状图
侧向分型与抽芯机构的模具结构不仅提高了模具设计与制 造成本，而且会在塑件分型面上留下飞边，增加后续工作量。 下面就这一案例做具体分析，塑件如图3-3所示。
图3-19 加强筋错排
Hale Waihona Puke 除采用加强筋外，对于薄壁容器或壳类件，可以通过适 当改变其结构或形状达到提高其刚度、强度和防止变形的目的。 （1) 将薄壳状的塑件设计为球面，拱曲面等，可以有效地增 加刚性、减少变形。
图3-20 改变形状提高强度(a)
(2) 薄壁容器的边缘是强度、刚性薄弱处易于开裂变形损 坏，可按照图3-20(b)所示方法给予加强。
图3-13 塑件成型
为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，必须在塑件
内外表面脱模方向上留有足够的斜度α，在模具上称为脱模斜 度。
脱模斜度取决于 塑件的形状、壁厚 及塑料的收缩率，
一般取30 ′～
1°30′。
图3-14 脱模斜度
图3-15 脱模斜度示意图
外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得 内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得
图3-20 改变形状提高强度(b)
❖ 容器边缘的增强 ❖ 容器侧壁的增强
加强筋尺寸设计：
❖ 高度L=(1～3)t ❖ 筋条宽A=(1/4～1)t ❖ 收缩角α=2°～5° ❖ 根部圆角R=(1/8～1/4)t ❖ 顶部圆角r=t/8
图3-21 加强筋示意图
5 支承面
支承面：用于放置物体的平面，要求物体放置后平稳。
经常拆装或受力大的螺纹，要采用金属螺纹 嵌件来成型。
塑料模成形件结构与尺寸设计
塑料模成形件结构与尺寸设计一、结构设计1.模具尺寸：模具尺寸的设计应考虑到产品的尺寸要求以及塑料材料的收缩率。
通常情况下，模具尺寸要比最终成型产品的尺寸大一些，根据不同的塑料材料，收缩率的大小也不同，一般在0.1%~2%之间。
2.分模方式：根据产品的外形和要求，选择合适的分模方式。
常见的分模方式有上模固定，下模活动、上模活动，下模固定，左右分模等。
分模方式要考虑到产品的形状、制造难度、模具结构以及成本等因素，力求分模平稳、生产效率高。
3.冷却系统：模具中的冷却系统对于塑料制品的质量和生产效率有很大的影响，应合理设计冷却水道的布置和尺寸。
冷却水道应尽可能地接近产品轮廓，以提高冷却效果。
同时，还要注意避免冷却不均匀导致的变形和缩短冷却时间，提高生产效率。
4.排气系统：在模具设计过程中，应考虑到塑料材料在模具中的充填和冷却过程中产生的气体需要及时排出。
排气系统的设计要尽可能地避免气泡和短针等缺陷的产生，提高产品质量。
5.料斗设计：料斗设计应合理布置料斗和喷嘴的位置，保证塑料材料均匀流入料斗中，避免堵料和喷嘴处的气泡产生。
同时，还要考虑到料斗与模具的连接方式，方便拆卸和清洁。
二、尺寸设计1.壁厚设计：产品的壁厚直接影响到成型产品的质量和性能。
壁厚过大会导致成型缩短和变形，壁厚过薄会导致产品强度不足。
在设计过程中，应根据产品的用途和要求，合理控制壁厚，提高产品的质量。
2.锁模力设计：锁模力是模具分模过程中所需的力量，应根据产品的大小、结构和材料的性质来确定。
锁模力过大会增加设备的负荷，锁模力过小会导致模具分模不完全。
3.滑动件设计：针对有滑动结构的成型件，应合理设计滑块的位置和形状，保证滑块流动灵活，防止在使用过程中卡死或损坏。
同时，在设计过程中要注意滑动件与模具的配合尺寸，以确保分模顺利。
4.拉伸设计：对于有需求的拉伸结构的成型件，应合理设置拉伸杆的位置和形状，保证拉伸过程平稳，防止拉伸不均匀导致的变形或拉断现象的发生。
塑料件设计技巧
绿色设计（GreenDesign）
4) 产品的包装设计 产品的绿色包装，主要有以下几个原则： (a)材料最省，即绿色包装在满足保护、方便、销售、提供信息的功能条件 下，应是使用材料最少的适度包装。 (b)尽量采用可回收或易于降解、对人体无毒害的包装材料。例如纸包装易 于回收再利用，在大自然中也易自然分解，不会污染环境。因而从总体上 看，纸包装是一种对环境友好的包装。 (c)易于回收利用和再循环。采用可回收，重复使用和再循环使用的包装， 提高包装物的生命周期，从而减少包装废弃物。
3
开模方向和分型线（分类）
尽量选择便于出模和简单的分型面
水平分型面
垂直分型面阶梯分型面4开模方向和分型线（例一）
5
开模方向和分型线（例二）
6
开模方向和分型线（例三）
7
开模方向和分型线（例四）
8
开模方向和分型线（例五）
9
抽芯机构及避免(一)
1.设计注塑产品时，如无特殊要求，尽量避免抽芯结构。如孔轴向和筋的 方向改为开模方向，利用型腔型芯碰穿等方法。 2.当塑件按开模方向不能顺利脱模时，应设计抽芯机构。抽芯机构能成型 复杂产品结构，但易引起产品拼缝线，缩印等缺陷，并增加模具成本缩短 模具寿命。
孔成型的边钉的两端均可受到支撑。 盲孔
盲孔是靠模具上的哥针形成，而哥针的设计只能单边支撑在模具上，因 此很容易被溶融的塑料使其弯曲变形，形成盲孔出现椭圆的形状，所以哥 针的长度不能过长。
孔的重要规则 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，可以避免抽芯。 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。
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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。
塑胶结构设计规范
塑胶结构设计规范1、材料及厚度1。
1、材料的选取a. ABS：高流动性,便宜,适用于对强度要求不太高的部件（不直接受冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性的部件），如内部支撑架（键板支架、LCD支架）等.还有就是普遍用在电镀的部件上（如按钮、侧键、导航键、电镀装饰件等）.目前常用奇美PA-757、PA-777D等 .b. PC+ABS：流动性好，强度不错，价格适中。
适用于作高刚性、高冲击韧性的制件,如框架、壳体等。
常用材料代号：拜尔T85、T65.c. PC：高强度，价格贵，流动性不好。
适用于对强度要求较高的外壳、按键、传动机架、镜片等。
常用材料代号如：帝人L1250Y、PC2405、PC2605。
d。
POM具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和吸水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性等。
常用于滑轮、传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等，常用材料代号如：M90—44。
e。
PA坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。
常用于齿轮、滑轮等。
受冲击力较大的关键齿轮,需添加填充物。
材料代号如:CM3003G-30。
f。
PMMA有极好的透光性，在光的加速老化240小时后仍可透过92％的太阳光,室外十年仍有89%，紫外线达78。
5％。
机械强度较高，有一定的耐寒性、耐腐蚀,绝缘性能良好,尺寸稳定，易于成型，质较脆，常用于有一定强度要求的透明结构件，如镜片、遥控窗、导光件等。
常用材料代号如：三菱VH001.1.2 壳体的厚度a. 壁厚要均匀，厚薄差别尽量控制在基本壁厚的25%以内，整个部件的最小壁厚不得小于0。
4mm，且该处背面不是A级外观面，并要求面积不得大于100mm².b。
在厚度方向上的壳体的厚度尽量在1.2～1。
4mm，侧面厚度在1.5～1。
7mm；外镜片支承面厚度0。
8mm,内镜片支承面厚度最小0.6mm。
c。
电池盖壁厚取0.8~1.0mm.d。
塑胶制品的最小壁厚及常见壁厚推荐值见下表。
塑料制品的设计规范
的充模流动阻力。如图3-13 ⑵应避免或减少塑料的局部集中，
以防止产生凹陷和气泡。如图3-14 ⑶加强筋以设计矮一些多一些为好。 ⑷筋与筋的间隔距离应大于塑件的
壁厚。
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塑料制品的设计规范
3.4.5 增加刚性减少变形的其他措施
将薄壳状的塑件设计为球面, 拱曲面等, 可 以有效地增加刚性、减少变形。
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塑料制品的设计规范
3.4.3 加强筋及其它增强结构
为了提高塑件的强度和防止塑件翘曲变形, 常设计加强筋,如图筋的设置位置应沿塑料 充模流向，降低充模流动阻力. 见图3-12
加强筋的正确形状和尺寸比例如图3-15 所示。
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塑料制品的设计规范
3.4.4 加强筋的主要形式
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塑料制品的设计规范
3.2 尺寸精度与表面质量
3.2.1 尺寸精度 3.2.2 尺寸精度的确定 3.2.3 表面质量
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塑料制品的设计规范
3.2 尺寸精度与表面质量
3.2.1 尺寸精度 1、塑件尺寸概念
塑件尺寸——塑件的总体尺寸。 2.塑料制品总体尺寸受限制的主要 因素：
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塑料制品的设计规范
3.2 尺寸精度与表面质量
3.2.2 尺寸精度的确定
表3—1是模塑件尺寸公差国家标 准（GB/T 14486－1993）, 表 3—2是常用塑料材料的公差等级选 用。
将表3—1和表3—2结合起来使
用, 先查表3—2, 根据模塑件的材料
品种及用要求选定塑件的尺寸精度
图3—6 可强制脱模的浅侧凹结构
a)(A-B)×100%/B≤5% b) (A-B)×100%/C≤5%
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可怜的机械狗之塑料件结构设计基本原则（一）
一，产品结构设计前言
正式进入话题之前，咱先抱怨两句，机械工程的待遇可真不咋地，奉劝想要进入机械行
业的童鞋们三思后行。待遇低，工作环境差就算了，可美女咋也凤毛麟角呢！都说机械好就
业，工作稳定，可那初始工资真是没得说，就说自己刚毕业时，每月2000块，去厂房里做
装配工，铁块在手里滚来滚去，整天脏兮兮的，还累的跟狗一样。可相比较其他呢，那些学
计算机的，学财务，学管理的，那待遇真是没法比，想我当时就是因为看这个专业名字好听，
就跳坑里了。虽然这个说，可梦想仍在，咱还是要向着那里走着，一点一点地走。
进入正题，在玩具，消费类电子产品，大小家电，汽车等相关行业中，都离不开产品的
结构设计，各种有形的产品，配件等都必须先确定其外形，所以是产品结构设计是产品研发
阶段的核心之一。就拿消费类电子产品来说，结构，硬件，软件是产品研发的三个主要工作
团体，而硬件与结构又是结合最紧密的。
一般公司要研发一款产品，首先是市场部签发开发指令，经过部门评审后，研发部开始
进行结构外观建模，然后再进行建模评审，评审通过后，才开始内部的结构设计，然后才是
做手板，开模，试模，试产，量产等。而其中的内部结构设计就是产品结构设计师最主要的
工作内容。在我国，工业外观设计跟结构设计是分开的，就是说决定产品初步外观的并不是
机构工程师，而是工业设计师，他们会依照市场调差和基本的性能需要去绘制产品的外观，
这个当然需要一定绘画艺术和审美能力。可怜大多说人都怀疑作为理工科的结构工程师欠缺
这些细胞，可事实好像也是这样。最近接手国外的一个充电器产品，是他们已经做好了3D
图，要我们来开模生产，可是拿到手后根本开不了膜，不符合开模要求，当然做个样品可以
用3D打印做出来，可想要大批量的还是要靠传统模具。这体现了结构工程师的作用了，尽
可能保证产品用料，外观，性能，工艺，装配的最佳化，就是在各个环节省钱省时省力，想
想就够累的啊！
二，塑料件料厚
我们接触的很多产品是塑料件，其大部分塑料件都是通过塑胶模具注塑成型，而料厚是
塑料件最基本的设计要求。
1，塑料件料厚可依据产品外形尺寸来选择，一般范围~，常用范围~。小型产品（小
于80mm）一般料厚选~，中型产品（80mm~200mm之间）一般料厚选~，大型产品（大于200mm）
选~。依据材质不同略微有所调整。当然我们不一定按着这个规定来，要根据实际情况来设
计，最好是问一下做模具的厂商，他们对自己的工艺最了解，对于可不可行，他们最有发言
权。
2，塑料件料厚尽量均匀，不均匀可能引起变形、局部凹陷等不良，当然，不可能
每个产品全是统一料厚，在料厚变换的地方，我们需要均匀过度，以方便塑料溶体的流动，
避免应力集中。
三，塑料件的脱模斜度
脱模斜度的设定就是为了顺利脱模，与于产品的外观、材料、外形尺寸等有关，具体可
以概括为：产品的外观要求高、精度高、表面光亮、尺寸大的，脱模斜度要小。产品外形粗
糙、外形复杂、塑料溶体流动性差、料厚大、收缩率大、透明的塑料件，脱模斜度要大。实
际工作中，重要配合面拔模斜度要给出，其他如筋位等不重要的面无需给出，模具设计师自
己会加上。
1，产品外观以大端为基准，斜度采用减胶拔模方向向小端取得。（如下图）
2，内孔以小端直径为基准，斜度采用减胶拔模方式向扩大方向取得。（如下图）
3，筋位以大端为基准，斜度采用减胶拔模方向向小端取得。（如下图）
4，特殊情况，可一侧减胶一侧加胶。
四，塑料件的圆角设计
圆角的设计是为了提高产品强度，避免应力集中和便于脱模。
1，无特殊要求时，过度圆角由产品料厚决定，内侧圆角取~（t为产品料厚）。
2，为保持产品料厚均匀，外拐角圆角半径等于内圆角半径加上料厚。
3，产品的分型面上不能有圆角，会增加模具费用，外观也会不良。
4，产品外观面不能有尖角利边，要做圆角处理。以上最小圆角半径不要小于。
五，塑料件加强筋设计
设计加强筋能增加塑料件的强度和刚度，可防止产品变形，也有助于塑料溶体的流动。
1，加强筋设计要求：
大端厚度A取值~，一般取。
加强筋高度B一般不大于3t。
两加强筋距离C一般不小于4t。
加强筋离表面距离D一般不小于1mm。
2，螺丝柱加强筋：
当螺丝柱过高或者受力时，需要要给螺丝柱加加强筋。
加强筋平面宽度A不小于。
加强筋底部宽度B是螺丝柱高度的~倍。
加强筋表面离柱顶距离C不小于。
六，塑料件上文字、图案设计及塑料件支撑面设计
1，塑料产品上的文字或者图案有凹凸两种，但最好采用凸出表面的方式，这样会使模
具容易加工。如果文字图案不允许突出表面（为保持表面平成）时，可先在产品表面凹去一
块，再在凹下的这块凸出文字。
凸出表面高度一般为~，凹进去深度为~。其他如：
笔划宽度A不小于。
两字符间距B不小于。
字符离边缘的距离C、D不小于。
2，塑料件的底面来支撑产品重量，如果使用平面就不利于底部的平整，特别对一
些大尺寸产品很不利。所以要设计一些凸边或者凸台，再或者贴上脚垫来支撑。支撑面尺寸
高度一般取~。
七，塑料件孔的设计
孔分为圆孔和非圆孔，要注意孔的位置，减少模具加工难度。
1，孔设计一般要求：
孔之间的距离A不小于D（D<），或者A取（D>）。
孔距边的距离B不小于D。
2，孔径与孔深的关系（非螺丝柱孔）：
盲孔深度A不大于5D。
通孔深度B不大于10D。
3，螺丝头孔的选用：
螺丝头孔优先选用（a）,如果特殊需要，比如表面要就平整的产品，选用了平头螺丝，
螺丝孔选用（b），锥形面低于端面不小于。