塑料件结构设计要点说明

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）。、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15mm围。而最常用的数值为23mm。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WRONG-shsp step 一_ _ 一 .一 I right .gradu31translllon .tiy planeRIGHT gv re Jlus最小壁厚小型件推寿请甲型件推存倍人型件推荐值PS11.52-2.534ABS11.5:2-2.534PP0.81.52-2.5Z57.5PE；0 8_121 S2 53.5PC一1_182.53-4.5POM11.51.63, 5PM MA11.52.54-6.53、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（34）*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:N4IIBifllB MJi4t f IDA!Alternative nh jun-ctionsFitaHtirif. ii-|Lnm n 1- J5山Fun*EJLBj all* I-mEh iliG pr iirrl zl-wntFI. *f. IUw tlnQr glinar fliilnh in ijcrraw. C1 . |! r|r bEJE% t=3 5F|ia，qbhAi-沽 Ld 4ldv-R win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0.51mm的圆角。允许的情况下，圆角应尽量大。对于外表面的拐角处，外圆角应为圆角加壁厚，可减少应力，并能保证壁厚均匀一致。WR*TBEST;_bSWPT =r = D4cin*rmi r = OOIE4m Qif Ejfifmii 5rwp &Mmn r r V H EjimaO -。很 *【Good and bad corner design5、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、螺钉柱侧应加倒角，利于螺钉的安装，倒角大小一般为（11.5）X45，个人建议使用 下图第二个方案：螺钉柱的外直径应符合加工工艺性，优先选用值:自她钉晞画律）呻柱嗨#3）.ST2 2_1.吊SST2.92.昨、46ST3.52. 8% 97ST4.2_3. 4ST4. 83. 884. 4,矿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）序号塑料名蔷密度1 惭率（100S）蟾荐值顷砌.1PP （聚内烯）CL 95_ 1.房5;ABS C苯乙烯-丁二-丙烯暗共掇物）Q 4气0.5尊PC （聚碳酸酯）1.20.5力一 7 _.A _PE （橐乙烯）0. 91 七.%$ .P伽（聚甲醛）l L 42典导P1/11HA亚克力）二L 1_2_0- 4P 一0. 5.V .PA66 F尼龙 66);1.15,0. J6 1. 58P 聚苯乙帝）1.05o. EW0.5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。2、螺钉柱防止缩影可以加火山口，如下示意:9、关于强制脱模的结构设计要点：尺寸允许如下，且强脱的地方全部做成斜面和R角过渡，不能尖角。I (A-B)x 100%/羽5%100%fC5%10、一些结构优化举例：关于产品一些圆角处理的地方。下图是一个产品扣线卡槽，以前的产品在设计时是没有加小圆角的，后来再才发现一个松下 的产品上不是这样做的，他们是在转角的地方加了一个小圆角，防止线材破皮，这样小小的 人性化设计。上图：需要加圆角的地方如果直接加上圆角的话会有倒扣出不了模，所以结构上要改进一下，如下图所示:如何改进呢？我们可以在圆角处再起一级:脱模检测分析，模具问题解决。再看另外一个常见的例子。如图所示：对于这样的矩形通孔，往往会忘记做一些圆角处理，如果要在四个拐角处加上小 圆角，出来的效果也许就不一样，避免一些不必要的小缺陷。这样做的目的很简单，防止在 出模时由于应力集中，会有拉白拉裂等现象，一般留个0.5mm左右的小圆角就行了，也不影 响外观和功能。关于产品保修贴，规格贴的一些问题。象这些诸如标贴凹槽，还有一些孔位，我们都要说明清楚是要留出来，还是需要镶出来，不 同做法出来的效果也是不同的，如下图：这个地方前模上需要留出，所以会有相应的小圆角，如果需要利角的话就需要镶出来。在图 纸上尽量表达出来，这些小的细节，工程师不去提出来，往往模厂会遗漏掉。关于合壳螺钉柱的一些细节。紧固的螺钉柱要注意其强度问题，根据产品的要求，要经得起跌落实验这一关，另外也常遇 到跌落时，连根拨起的现象和打螺钉爆裂的情况。因此在设计过程中要考虑到这些问题，留 有一定的余量。对于螺孔的外径要给出合适的尺寸，外径不宜过大，大了有可能缩水，径偏小容易爆裂，过 大了要容易滑牙，根据对产品特性的了解给出恰当的经验值。举个简单的小例子：如下图：锁壳螺丝柱的配合端面，更改之前第一个图，更改后见第二个图。模具对插结构。结构中常见散热孔，不建议直接切槽散热，这样透光可以看见配线，给人产品低档的感觉， 可以改为侧面散热，即做成百叶窗式的结构：其他细节：手穿过的尺寸不少于30*90,若出口到欧美，建议30*100以上，手持式的，手握 的尺寸，如手柄，(2530)*(3035)，手提的面积尺寸不少于15mm，指甲抠起的尺寸不少于 45mm。11、塑件自攻螺钉规格尺寸表：自玫螺钉用蝗纹tGBZre280-B002J .（蝮纹规格p 由dld2d3mmmaxmmhk独.ST1. 50.61. 621. 38. 910.840- 790.63ST如白0.61.901. 76ELi?1.12L02ST2. 2O.g2.242.1L 631. 521*47IM?3T2,60,92-672. 431,90LEO1,731.60ST2.91.12.92. 762. 182.032.011.88ST3, 31*33.33,122.392t2S2.212.08ST3, 51.33.533.3?2.642.51412.2S JSTS. 9L 33.913. 73g2. 772.672. SISDtZL44,224.043.102.952,842,69ST4.8L64.84费3.583.43&箱3. 12STS. 61-85.465. 284* IT3.S93.863. 68STB. 3KB&对6.034.S&4.70土哭4. 34S住乞L&7. 78a. 20&.S5&融& 64ST5-E2-1轧命9-43T湖57k44H4 112、3D结构设计完成后，工程师自检以及开模前与模具厂需要检讨的：2、自检：零件有没有未完全约束的情况；零件是否有干涉（结构设计时经常干涉分析），配 合的间隙是否合理；所有的设计数据是否可以在装配模式下再生成功（结构设计时经常再生 分析）b、自检：产品厚度是否分布均匀（多做剖视图检查）5自检：产品是否有拔模，或存在倒勾（拔模检测，做剖视图检查） 土模具厂讨论：产品分模线的具体位置，是否可以接受，对外观的影响程度e、模具厂讨论：模具的进料方式，进料点以及所产生的结合线是否接受f、模具厂讨论：斜顶、滑块的位置是否足够，产生的分型线是否被接受甘、模具厂讨论：其它特殊要求，比如模具的材质和寿命，产品表面的要求，咬花面的规格 等等