塑料件结构设计要点

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：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°。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°。塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。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。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°。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。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：l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。l塑件壁厚一般在1—5mm范围内。而最常用的数值为2—3mm。l常用塑料塑件的最小壁厚及常用壁厚推荐值：(mm)l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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3、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。l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。l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。l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）l除特殊要求外，加强筋应尽可能矮，加强筋的高不要超过（3~4）*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：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，在塑件的各面或内部连接处，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0.5~1mm的圆角。允许的情况下，圆角应尽量大。对于内外表面的拐角处，外圆角应为内圆角加壁厚，可减少内应力，并能保证壁厚均匀一致。5、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：l在允许的情况下，螺钉柱应尽量低一点l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：螺钉柱的内外直径应符合加工工艺性，优先选用值：自攻螺钉规格(国标)螺钉柱内径ø(mm)螺钉柱外径ø(mm)ST2.21.75ST2.92.3~2.46ST3.52.8~2.97ST4.23.47~8ST4.83.88ST5.54.49~107、关于嵌件设计：在嵌件的设计过程中应注意以下几点：l嵌件周围塑料层厚度不宜太薄，否则会因收缩而破裂。l嵌件各尖角部位应倒圆角，这样可减少内应力。l嵌件在塑件中应固定牢固，可采用开槽、加凸台，或滚花结构。l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内应力，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：l产品使用的材料l外观光洁度要求，如镜面、皮纹、喷砂、亚光、喷漆等，以及需处理的范围还需与客户以及模具厂沟通确定以下：l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…l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。l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。l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）序号塑料名称密度收缩率(100%)推荐值(100%)1PP（聚丙烯）0.951.0~2.51.52ABS（苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚物）1.050.4~0.70.53PC（聚碳酸酯）1.20.5~0.70.54PE（聚乙烯）0.91~0.961.5~4.05POM（聚甲醛）1.422~3.56PMMA（亚克力）1.20.4~0.70.57PA66（尼龙66）1.150.6~1.58PS（聚苯乙烯）1.050.5~0.80.5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。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