塑料產品結構設計要點說明

　　產品開發的結構設計原則：

　　a、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)，並適當設計合理的安全係數。

　　b、塑件的結構設計應綜合考慮模具的可製造性，盡量簡化模具的製造。

　　c、塑件的結構要考慮其可塑性，即零件注塑生產效率要高，盡量降低注塑的報廢率。

　　d、考慮便於裝配生產(尤其和裝配不能衝突)。

　　e、塑件的結構儘可能採用標準、成熟的結構，所謂模塊化設計。

　　f、能通用/公用的，盡量使用已有的零件，不新開模具。

　　g、兼顧成本

　　大略的匯總下結構中常見的問題注意點，期拋磚引玉，共同提高。

　　1、關於塑料零件的脫模斜度：

　　一般來說，對模塑產品的任何一個側面，都需有一定量的脫模斜度，以便產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：

　　a、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°。

　　b、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板，計算後取0.15°~0.2°。

　　c、塑件的收縮率大的，應選用較大的斜度值。

　　d、塑件壁厚較厚時，會使成型收縮增大，脫模斜度應採用較大的數值。

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

　　f、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。

　　g、結構設計成對插時，插穿面斜度一般為1°-3°。

　　2、關於塑件的壁厚確定以及壁厚處理：

　　合理的確定塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先決定於塑件的使用要求：包括零件的強度、質量成本、電氣性能、尺寸穩定性以及裝配等各項要求，一般壁厚都有經驗值，參考類似即可確定 (如熨斗一般壁厚2mm，吸塵器大體為2.5mm)，其中注意點如下：

　　a、塑件壁厚應盡量均勻，避免太薄、太厚及壁厚突變，若塑件要求必須有壁厚變化，應採用漸變或圓弧過渡，否則會因引起收縮不均勻使塑件變形、影響塑件強度、影響注塑時流動性等成型工藝問題；

　　b、塑件壁厚一般在1—5mm範圍內。而最常用的數值為2—3mm；

　　c、常用塑料塑件的最小壁厚及常用壁厚推薦值：(mm)

　　d、盡量不要將加強筋和螺釘柱設計的太厚，一般建議取本體壁厚的一半較保險，否則容易引起縮影等外觀問題；

　　e、盡量不要將零件設計成單獨的平板，尺寸很小另論，否則變形導致零件不平整。

　　3、關於塑件的加強：

　　為了確保塑件的強度和剛性，而又不致使塑件的壁厚過厚，可以在塑件的適當部位設置加強筋。加強筋還可以避免塑件的變形，在某些情況下，加強筋還可以改善塑件成型過程中塑料流動的情況。

　　a、加強筋的厚度不應大於壁厚的1/2，以免引起塑件表面縮影；同時從成型流動性考慮，最小不宜低於0.8mm；

　　b、在必須採用較大的加強筋時，在容易形成縮痕的部位可以設計成紋理，來遮蓋縮痕；

　　c、加強筋應加脫模斜度，筋應標註大端尺寸（但是考慮加工工藝，3D圖上可以不做出，模具加工時EDM加工會自然產生斜度，高精度零件另論）；

　　d、除特殊要求外，加強筋應儘可能矮，加強筋的高不要超過（3~4）*T（T為零件厚度）。

　　小技巧：把表面製成拱形和波形也是增加強度和剛性的方法之一。

　　4、關於塑件的圓角設計：

　　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於脫模，在塑件的各面或內部連接處，應採用圓弧過度。另外，塑件上的圓角對於模具製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於0.5~1mm的圓角。允許的情況下，圓角應盡量大。

　　對於內外表面的拐角處，外圓角應為內圓角加壁厚，可減少內應力，並能保證壁厚均勻一致。

　　5、關於塑件的合頁式結構設計：

　　6、關於塑件的螺釘柱設計：

　　塑件之間的連接常採用自攻螺釘的連接方式，在螺釘柱的設計過程中應注意以下幾點：

　　a、在允許的情況下，螺釘柱應盡量低一點

　　b、應加一字形或十字形斜筋保證螺釘柱的強度，並考慮防止縮影

　　c、外觀要求嚴格的表面螺釘柱應做斜頂式的結構以防止縮影，見下圖示意：

　　d、螺釘柱內側應加倒角，利於螺釘的安裝，倒角大小一般為（1~1.5）X45°，個人建議使用下圖第二個方案：

　　螺釘柱的內外直徑應符合加工工藝性，優先選用值：

　　7、關於嵌件設計：

　　在嵌件的設計過程中應注意以下幾點：

　　a、嵌件周圍塑料層厚度不宜太薄，否則會因收縮而破裂。

　　b、嵌件各尖角部位應倒圓角，這樣可減少內應力。

　　c、嵌件在塑件中應固定牢固，可採用開槽、加凸臺，或滾花結構。

　　d、在設計中應考慮嵌件在模具中便於安裝，正確和牢固定位，成型時有利於　　塑料流動，模具製造方便。

　　注塑成型時，塑件會收縮，金屬件不會收縮，所以嵌件周圍會產生內應力，過大則塑件開裂，解決辦法，其一是塑件包圍嵌件的尺寸不要太薄，其次，選擇彈性較好，收縮率較小的塑膠材料，比如ABS，PC等，而脆性材料則不適合嵌件，比如PS。

　　8、外觀要求及材料、收縮率、分型面：

　　在產品開發設計，作為開發工程師應該瞭解：

　　a、產品使用的材料；

　　b、外觀光潔度要求，如鏡面、皮紋、噴砂、亞光、噴漆等，以及需處理的範圍。還需與客戶以及模具廠溝通確定一下；

　　c、分型面的位置、滑塊抽芯允許的分型線位置，允許設澆口的位置、哪些地方不允許有頂出痕跡…

　　d、若塑件上需塑出文字、符號等標識，應落實文字、符號的大小、深度、位置等;

　　e、對塑件成型後難以避免的缺陷如：融接痕、微量收縮等應向客戶提出，徵得客戶的認可。並盡量採取措施減輕缺陷;

　　f、修飾特徵如logo，塑件上刻字等,宜設計先沉下然後凸起，模具加工時為下凹，加工容易實現。

　　常用塑料及收縮率如下表：（含添加劑及其他特殊要求的材料視具體牌號及客戶要求定）

　　其他：

　　① 分型面盡量不要有臺階，可以改為斜面，便於修邊以及模具加工，也便於精度實現；分型面能平面不要斜面，能斜面不要曲面等等。

　　② 螺釘柱防止縮影可以加火山口，如下示意：

　　9、關於強制脫模的結構設計要點：

　　尺寸允許如下，且強脫的地方全部做成斜面和R角過渡，不能尖角。

　　10、一些結構優化舉例：

　　關於產品一些圓角處理的地方。

　　下圖是一個產品扣線卡槽，以前的產品在設計時是沒有加小圓角的，後來再才發現一個松下的產品上不是這樣做的，他們是在轉角的地方加了一個小圓角，防止線材破皮，這樣小小的人性化設計。

　　上圖：需要加圓角的地方如果直接加上圓角的話會有倒扣出不了模，所以結構上要改進一下，如下圖所示：

　　如何改進呢？我們可以在圓角處再起一級：

　　脫模檢測分析，模具問題解決。

　　再看另外一個常見的例子。

　　如圖所示：對於這樣的矩形通孔，往往會忘記做一些圓角處理，如果要在四個拐角處加上小圓角，出來的效果也許就不一樣，避免一些不必要的小缺陷。這樣做的目的很簡單，防止在出模時由於應力集中，會有拉白拉裂等現象，一般留個0.5mm左右的小圓角就行了，也不影響外觀和功能。

　　關於產品保修貼，規格貼的一些問題。

　　象這些諸如標貼凹槽，還有一些孔位，我們都要說明清楚是要留出來，還是需要鑲出來，不同做法出來的效果也是不同的，如下圖：

　　這個地方前模上需要留出，所以會有相應的小圓角，如果需要利角的話就需要鑲出來。在圖紙上盡量表達出來，這些小的細節，工程師不去提出來，往往模廠會遺漏掉。

　　關於合殼螺釘柱的一些細節。

　　緊固的螺釘柱要注意其強度問題，根據產品的要求，要經得起跌落實驗這一關，另外也常遇到跌落時，連根撥起的現象和打螺釘爆裂的情況。因此在設計過程中要考慮到這些問題，留有一定的餘量。

　　對於螺孔的內外徑要給出合適的尺寸，外徑不宜過大，大了有可能縮水，內徑偏小容易爆裂，過大了要容易滑牙，根據對產品特性的瞭解給出恰當的經驗值。舉個簡單的小例子：如下圖：鎖殼螺絲柱的配合端面，更改之前第一個圖，更改後見第二個圖。

　　模具對插結構。

　　結構中常見散熱孔，不建議直接切槽散熱，這樣透光可以看見內配線，給人產品低檔的感覺，可以改為側面散熱，即做成百葉窗式的結構：

其他細節：手穿過的尺寸不少於30*90,若出口到歐美，建議30*100以上，手持式的，手握的尺寸，如手柄，(25~30)*(30~35)，手提的面積尺寸不少於15mm，指甲摳起的尺寸不少於4~5mm。

　　11、塑件自攻螺釘規格尺寸表：

　　12、3D結構設計完成後，工程師自檢以及開模前與模具廠需要檢討的：

　　a、自檢：零件有沒有未完全約束的情況；零件是否有干涉(結構設計時經常干涉分析)，配合的間隙是否合理；所有的設計數據是否可以在裝配模式下再生成功(結構設計時經常再生分析)……

　　b、自檢：產品厚度是否分佈均勻（多做剖視圖檢查）

　　c、自檢：產品是否有拔模，或存在倒勾（拔模檢測，做剖視圖檢查）

　　d、模具廠討論：產品分模線的具體位置，是否可以接受，對外觀的影響程度

　　e、模具廠討論：模具的進料方式，進料點以及所產生的結合線是否接受

　　f、模具廠討論：斜頂、滑塊的位置是否足夠，產生的分型線是否被接受

　　g、模具廠討論：其它特殊要求，比如模具的材質和壽命，產品表面的要求，咬花面的規格等等