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史上最全的塑膠件設計指導寶典,必收藏!

一、塑膠件結構設計基本原則:

結構設計要合理:裝配間隙合理,所有插入式的結構均應預留間隙;保證有足夠的強度和剛度(安規測試),并适當設計合理的安全系數。

塑件的結構設計應綜合考慮模具的可制造性,盡量簡化模具的制造。

塑件的結構要考慮其可塑性,即零件注塑生産效率要高,盡量降低注塑的報廢率。

考慮便于裝配生産(尤其和裝配不能沖突)。

塑件的結構盡可能采用标準、成熟的結構,所謂模塊化設計。

能通用/公用的,盡量使用已有的零件,不新開模具。

兼顧成本

二、塑膠件基礎結構設計指南

1.零件壁厚

① 合适的壁厚

塑膠産品的膠厚(整體外殼)通常在0.80-3.00左右,?壁厚太小:強度低;流動阻力大,熔料難充滿;?壁厚太大:零件産生縮水、氣孔和翹曲等質量問題;零件冷卻時間增加,成型周期加長,零件生産效率低;

常用塑膠材料合适壁厚範圍(單位mm):


② 盡量減少零件壁厚,決定零件壁厚的因素如下:

零件的強度要求;

零件成型時能否抵抗脫模力;

零件能夠抵抗裝配時的緊固力;

有金屬埋入件時,埋入件周圍強度是否足夠;

孔的強度是否足夠;

錯誤的做法:為提高零件強度,片面的增加零件壁厚。

③ 零件壁厚均勻

盡可能采用多種方法使壁厚保持均勻:

當壁厚不均勻時:


2. 圓角設計

在塑件設計過程中,為了避免應力集中,提高塑件強度,改善塑件的流動情況及便于脫模,在塑件的各面或内部連接處,應采用圓弧過度。另外,塑件上的圓角對于模具制造和機械加工及提高模具強度,也是不可少的。在塑件結構上無特殊要求時,塑件的各轉角處均應有半徑不小于0.5~1mm的圓角。允許的情況下,圓角應盡量大。

對于内外表面的拐角處,外圓角應為内圓角加壁厚,可減少内應力,并能保證壁厚均勻一緻。

① 避免零件外部尖角


② 避免在塑膠熔料流動方向上産生尖角


③ 避免在零件連接處産生尖角

3. 脫模斜度

一般來說,對模塑産品的任何一個側面,都需有一定量的脫模斜度,以便産品從模具中順利脫出。脫模斜度的大小一般以0.5度至1度間居多。具體選擇脫模斜度注意以下幾點:

塑件表面是光面的,尺寸精度要求高的,收縮率小的,應選用較小的脫模斜度,如0.5°。

較高、較大的尺寸,根據實際計算取較小的脫模斜度,比如雙筒洗衣機大桶的筋闆,計算後取0.15°~0.2°。

塑件的收縮率大的,應選用較大的斜度值。

塑件壁厚較厚時,會使成型收縮增大,脫模斜度應采用較大的數值。

透明件脫模斜度應加大,以免引起劃傷。一般情況下,PS料脫模斜度應不少于2.5°~3°,ABS及PC料脫模斜度應不小于1.5°~2°。

帶皮紋、噴砂等外觀處理的塑件側壁應根據具體情況取2°~5°的脫模斜度,視具體的皮紋深度而定。皮紋深度越深,脫模斜度應越大。

結構設計成對插時,插穿面斜度一般為1°-3°。

4. 脫模斜度的大小與方向不能影響零件的功能實現:


5. 加強筋的設計

塑膠産品大部分都有加強筋,因加強筋在不增加産品整體膠厚的情況下可以大大增加其整體強度,對大型和受力的産品尤其有用,同時還能防止産品變形。

加強筋的厚度通常取整體膠厚的0.5-0.7倍,如大于0.7倍則容易縮水。加強筋的高度較大時則要做0.5-1.5的斜度(因其出模阻力大),高度較矮時可不做斜度。

6. 加強筋的設計原則:

① 壁厚均勻:


② 頂端增加斜角避免困氣:


③ 筋的方向與塑膠熔料方向一緻:


7. 孔的設計

從利于模具加工方面的角度考慮,孔最好做成形狀規則簡單的圓孔,盡可能不要做成複雜的異型孔,孔徑不宜太小,孔深與孔徑比不宜太大,因細而長的模具型芯容易斷、變形。

① 孔的深度尺寸:

② 孔與孔的間距及孔與零件邊緣尺寸:


③ 避免盲孔根部太薄:


④ 零件上的孔盡量遠離受載荷部位:


⑤ 孔的邊緣增加凸緣增加孔的強度:


⑥ 避免與零件脫模方向垂直的側孔:


8. 支柱的設計

① 壁厚均勻:


② 保持與零件璧的連接:


③ 單獨支柱四周增加加強肋:

三、提高塑膠件強度的結構設計指南

1.通過添加加強肋而不是增加壁厚來提高零件強度:

2.加強肋的方向要考慮載荷的方向:


3.多個加強肋的方向比單個較厚或較高的加強肋好:


4.設計零件增強剖面:


5.增加側壁:


6.避免零件應力集中;

7.避免零件在熔接痕區域承受載荷;

8.其它方法:

玻纖增強塑料常用來代替普通塑膠材料來提高塑膠件強度,需要注意的是玻纖增強塑膠隻在玻纖的方向上提高零件的強度;

塑膠件承受壓縮載荷的能力比承受拉伸載荷的能力強;

避免零件承受圓周載荷。零件承受圓周載荷時,例如金屬鑲件處,很容易發生破裂而失效;

在承受沖擊載荷時,保持零件剖面的完整性,避免在沖擊載荷方向上零件剖面出現缺口和應力集中。

四、提高塑膠件外觀的結構設計

1.選擇合适的塑膠材料;

2.避免零件外觀表面縮水

通過設計掩蓋縮水;


“火山口”設計;


3、避免零件外觀表面縮水:

合理的澆口位置;


4.避免零件變形:


5.設計美工溝:

6.避免外觀零件表面出現熔接痕:

塑膠件表面咬花可以部分掩蓋熔接痕,但并不能完全掩蓋熔接痕;

噴漆可以掩蓋熔接痕;

合理設置澆口的位置和數量,避免在零件重要外觀表面産生熔接痕;

保證模具通風順暢。F.避免外觀零件表面出現斷差或毛邊;

五、降低塑膠件成本的設計

1.設計多功能的零件:


2.降低零件材料成本:

通過添加加強肋而不是增加壁厚的方法提高零件強度;

零件較厚的部分去除材料;C.簡化零件設計,降低模具成本:KISS原則(Keep it simple, stupid),簡單就是美!零件中的每一個特征必須有存在的理由,否則,該特征是能夠去除的。D.避免零件嚴格的公差:公差越嚴格,零件制造成本就越高;

3.零件設計避免倒扣:

有些外側倒扣可以通過重新設計分模線而避免:


重新設計零件特征避免倒扣:


4.降低模具修改成本:

零件的可注塑性設計;

減少産品設計修改次數;

避免添加材料的模具修改;G.使用卡扣代替螺釘等固定結構。

六、注塑模具可行性設計

1.卡扣等結構應為斜銷(或滑塊)預留足夠的退出空間:


2.避免模具出現薄鐵以及強度太低的設計:


七、塑膠件的裝配設計

塑膠件的裝配各種裝配方式的優缺點

1.卡扣裝配



2. 卡扣設計指南

① 卡扣的尺寸:

卡扣厚度t = 0.5~0.6T

卡扣的根部圓角Rmin = 0.5t

卡扣的高度H = 5~10t

卡扣的裝配導入角α= 25°~ 35°

卡扣的拆卸角度β:β≈35°用于不需外力的可拆卸的裝配;β≈45°用于需較小外力的可拆卸的裝配;β≈80°~90°用于需很大外力的不可拆卸的裝配;

卡扣的頂端厚度Y ≤ t


② 卡扣根部增加圓角:

③ 卡扣均勻分布

均勻的設置在零件的四周,以均勻承受載荷

靠近零件容易變形的地方;

④ 使用定位柱輔助卡扣裝配和提高裝配精度:

⑤ 卡扣根部增加圓角:


⑥ 考慮模具修改方便性

卡扣尺寸一般會經過多次修改,可先做小,以保證修模的方便性

3. 機械緊固:自攻螺釘

自攻螺釘的種類:


A. 裝配次數

裝配次數一般不超過3次

B. 支柱的内徑和外徑


C. 螺牙咬合長度不少于2倍螺釘公稱直徑

D. 支柱的深度至少比螺釘長度高0.5毫米E.支柱頂部增加斜角或沉孔。

D.支柱四周增加加強筋、根部添加圓角

E.支柱最常見的失效方式是支柱破裂


4. 超聲波焊接:導熔線設計


正确的導熔線設計

設計定位特征

增加塑膠件焊接面與焊接頭的面積

把近程焊接作為第一選擇


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