塑料件设计规范

第1页塑料件通用设计规范（发布日期：2004-12-30）1范围本规范适用于空调器产品中使用的塑料件，其他产品可参考使用。2相关标准2.1塑料材料标准见企业标准05原材料2.2塑料件公差标准QJ/T10628-1995塑料制件尺寸公差3常用塑料件的材料特性及选用3.1常用塑料件的材料名称及主要特性a)ABS：为丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）共聚物，具有良好的综合机械性能，易于成型，使用温度-40℃～100℃，广泛用作外观件和一般结构件。有耐候ABS、阻燃ABS、增强ABS、抗静电ABS，ABS/PC合金等；b)HIPS：改性聚苯乙烯，目前已部分取代ABS材料，对放射线的抵抗力在所有塑料中最强，使用温度-30℃～80℃，HIPS表面硬度、冲击强度、弯曲强度较ABS有轻微的降低，脆性易裂，设计时应特别注意防止开裂。有阻燃HIPS、增强HIPS、高光HIPS；c)PP：聚丙烯，机械性能好，特别是刚性及延展率好，耐高温，可在120℃下长期使用，耐磨性稍差，收缩率大，易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷，注塑件尺寸精度难保证。有改性PP、耐候PP，PP+波纤；d)PC：聚碳酸酯，综合性能良好，透光率高，耐高温，可在130℃下长期使用，但耐疲劳强度低，容易开裂，常用作透明件或装饰件。有阻燃PC、增强PC；e)PA：聚酰胺（尼龙），机械性能优良，是一种自润滑材料，长期使用温度不超过80℃，注塑件尺寸精度难保证，易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷，常用作传动件和耐磨件如轴承、齿轮、凸轮、滑轮、衬套、铰链等。f)POM：聚甲醛，机械性能优异，长期使用温度为100℃，注塑件尺寸稳定性较好，可制造较精密的零件，能替代钢、铜、铝、铸铁等金属材料制件。3.2材料选用：a)外观件：选用机械性能良好、尺寸稳定性及外观质量好的塑料，有ABS、HIPS；b)内部一般结构件：选用机械性能良好、尺寸稳定性的塑料，有ABS、PS、PP；c)透光及装饰件：要求塑料具有较高的透光度及透明度，有ABS、PC、PVC、AS；d)耐磨擦件：选用机械性能优良的塑料，有POM、PA；e)电控电器结构件：要求阻燃，并具有一定的强度，有阻燃ABS、阻燃PP；第2页f)薄膜料：PVC、PE、PP；g)板材和管材：PVC、PE、PP、ABS。4塑料件设计的基本要求4.1选择材料特性适合的塑料a)材料的机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性；b)材料的热变形温度或长期使用的温度；c)注塑成型的收缩率；d)注塑成型的工艺性。4.2外观质量控制a)外观表面应平整光滑，尽量避免存在尖角边缘；b)模具分型面避免设计在明显的外观表面；c)外观表面内部的加强筋要严格控制，其厚度不能大于壁厚的1/2，高度取矮些（尽量不大于壁厚）；d)若外观表面具有较厚的内部结构，为了避免外观表面收缩，应将内部结构较厚的根部减薄至不大于壁厚的1/2。4.3确定合适的壁厚a)满足强度、结构、安全、尺寸稳定性以及装配等要求；b)壁厚应均匀，以减少塑料件的内应力。通常壁厚取2～3.5mm，相邻壁厚变化不宜超过20%。当壁厚必须不均匀时，应平缓的斜面过渡，避免突变。c)壁厚太薄会造成塑料件的强度和刚度不足，受力后易产生翅曲变形；d)壁厚过大，不但会增加成本，还容易产生局部收缩、缩孔、翅曲等不良现象。4.4增加强度a)采用较高冲击强度和机械性能良好的塑料；b)塑料件的壁厚不能太薄；c)设置加强筋和增加边框；d)消除塑料件上直角和尖角，采用圆角连接或过渡。4.5减小变形a)壁厚合适且均匀；b)盒、盆、角等塑料件的上口容易变形，须设置边框加强；c)箱体类塑料件的底部容易变形，宜用凹凸变形或加框的方法改善；d)不对称的塑料件，因收缩不均匀、容易变形，采用近似于对称的设计能防止变形。第3页4.6防止开裂a)直角和尖角改为圆角；b)结构边缘周围加框；c)孔与孔、孔与边壁之间应保持足够的距离，孔与孔的最小距离应不小于壁厚的2倍，孔与边壁之间最小距离应不小于1.5～3mm（大孔取大值）；d)孔柱的高度不宜过大，孔柱外径也不宜过小。4.7支承面的设计a)对较大平面的支承面，不能以整个底面作为支承面，应采用边框或底脚作为支承面，一般用几个凸起的底脚或3个以上支承点来支承；b)当底部有加强筋时，加强筋的端面不应与支承面平齐，必须要有一定的间隙。4.8螺孔孔径尺寸a)装ST2.9螺钉，孔径应为Ф2.2～2.3mm；b)装ST3.9螺钉，孔径应为Ф3.2～3.3mm；c)脆性材料螺孔孔径取大值；d)螺孔孔口应具有45°倒角及深0.5～1mm的沉孔。4.9加强筋a)尺寸不宜过大，以矮一些、多一些为好，可将大的加强筋改成几条小的加强筋；b)加强筋布置的方向应尽量与注塑时熔体流动的方向一致；c)加强筋的端面不应与塑料件的支承面平齐，应留一定的间隙。4.10尺寸精度a)保证设计基准与定位基准和测量基准重合；b)精度要求较高的尺寸公差，注意应包括脱模斜度；c)标注尺寸公差时尽可能用标准《SJ/T10628-95塑料制件尺寸公差》规定的公差；d)影响塑料件尺寸精度的因素有（a）脱模斜度；（b）塑料收缩率的波动；（c）模具制造精度；（d）注塑工艺；（e）模具尺寸的磨损；第4页4.11表面粗糙度：a)取决于模具型腔的表面粗糙度、塑料材料、成型工艺等；b)塑料件的表面粗糙度比模具的表面粗糙度低一级；c)通常塑料件的外表面粗糙度高于内表面；d)透明塑料件的内外表面粗糙度应一致。5塑料件设计的工艺性要求5.1简化塑料件的形状a)塑料件的形状应力求简单，有利于开模时取出塑料件；b)便于模具制造，减少模具抽芯,尽量避免出现侧壁凹槽或与脱模具方向不同的孔槽；c)有利于充模流动、排气、补缩，以提高注塑工艺性；d)塑料件上的槽不要成为薄刃和薄壁形状，以延长模具使用寿命，；e)塑料件上的文字、符号和花纹尽量采用凹坑凸字，凹坑深度应大于凸字的高度，凸字高度不小于0.2mm，宽度不小于0.3mm（以0.8mm为宜）。5.2脱模斜度a)塑料件的内外表面，在脱模方向必须设计足够的脱模斜度；b)脱模斜度与塑料性能、塑料件的形状大小有关，硬脆性、收缩率大、形状复杂的脱模斜度大；c)对于精度越高、尺寸大、形状简单、容易脱模、收缩率小、壁厚越小的表面，脱模斜度应取小值；d)脱模斜度通常为0.5°～1.5°，表面需哑光处理为2°～4°，表面需皮纹处理为4°～6°；e)若脱模斜度不影响产品装配及使用，应将脱模斜度值取得大些。5.3圆角设计a)除特殊要求外，所有内转角尽可能设计成圆角过渡；b)圆角半径R为塑料件壁厚的1/4～1/3，一般R≥0.5mm；c)设计圆角有如下优点：（a）避免应力集中，提高塑件强度；（b）改善注塑时熔体在型腔中的流动性，有利于充满型腔；（c）便于脱模；（d）有利于模具制造，并能提高模具的强度和寿命。5.4方便修模a)尽量避免修模时补焊；b)避免设计出现过定位和干涉等现象；c)无配合要求的结构，要考虑到影响塑料件尺寸和精度的因素而加大配合间隙；d)对于精密配合和紧配合的结构，也应预留适当的间隙，试模件准确测量后再修模控制其精密配合。第5页5.5装配工艺性a)应充分考虑装配的可行性、可靠性及装配效率b)互相装配的结构部位应尽量设计装配导向斜面和圆角；c)设计合理的装配定位结构。附加说明：本设计规范由技术研发中心标准化部提出并归口。本设计规范由技术研发中心负责起草。本设计规范主要起草人：邓明义