塑料制品的常见结构设计

塑料制品的设计塑料制品的设计不仅要满足使用要求，而且要符合塑料成型的工艺特点，并且尽可能的使模具简单化。这样既是成型工艺稳定，保证塑料制品的质量，又可以降低生产成本。塑料制品要考虑一下因素。1、塑料性能：塑料的物理学性能和工艺性能。2、成型方法：要看具体的成型工艺要确定设计法案。3、模具结构和制造工艺：要利于模具结构简化和方便制造。一、塑料制品结构设计的一般原则1、力求使制品结构简单，避免侧向凹凸结构,使模具结构简单，易于制造；设计塑料制品时，应满足塑料制品功能的要求的前提下，力求使制品结构简单，尤其是要尽量避免侧向凹凸结构。因为侧向凹凸结构需要模具增加侧向抽心或斜顶机构，使得模具变复杂，并增加成本。不合理合理如果侧向凸凹结构不可避免，则应该使侧向凸凹结构简单化，这里有两种方法可以避免模具采用侧向抽心或斜顶机构：强行脱模和对插。注：关于强行脱模：1）当侧向凹凸较浅且允许有圆角时，可强行脱模；2）可强行脱模的塑料有PE、PP、POM和PVC等；上图的W不宜小于1/3H。制品设计时除了尽量避免侧向抽心外，还力求时模具的其它结构也简单耐用，主要包括一下几方面。(1) 模具成型零件上不得有尖利和薄弱结构。模具上的尖利或薄弱结构会影响模具强度及使用寿命。制品设计时应尽量避免这种现象出现。（2）尽可能使成型零件简单易加工。（3）尽量使分型面变得简单。简单的分型面使模具加工容易，生产时不易产生飞边，容易切除水口。2、壁厚均匀，避免出现过厚或过薄的胶位壁厚均匀为塑料制件设计的第一原则，应尽量避免出现过厚或过薄的胶位。这一点即使在转角部位也非常重要。因为壁厚不均会使制件冷却后收缩不均，造成凹陷，产生内应力、变形及破裂等。另外，成型制件的冷却时间取决于壁厚角厚的部分，壁厚不均会使成型周期延长，降低生产效率。当壁厚有较大的差别时，应抽取厚的部位，力求均匀化。在减胶时，应尽可能地加大内模型芯，这是为小内模型芯的温度增高会使成型周期加长。壁厚减胶后，若引起强度或装配的问题，可以增加骨位或凸起去解决。如果厚壁难以避免，应用渐变去代替壁厚的突然变化。壁厚改进的方法：不合理合理3、保证强度和刚度塑料制品的缺点之一是其的强度和刚度远不如钢铁制品。如何提高塑料制品的强度和刚度，使其满足产品功能的要求，时设计必须考虑的。提高制品强度和刚度最简单实用的方法就是设计加强筋，而不是简单的增加壁厚的办法。因为增加壁厚不仅大幅的增加制件的重量，而且易产生缩孔、凹痕等缺陷，而设计加强筋不但能提高制件的强度和刚度，还能防止和避免塑料的变形和曲翘。设计加强筋的方向应与料流方向尽量保持一致，以防止充模时料流受到搅乱，降低制件的韧性或外观质量。加强方式有侧壁加强、底部加强和边缘加强等。对于容器类的制品，提高强度和刚度的方法通常都在边缘加强，同时底部加圆骨或做拱起等结构。4、装配间隙合理各制品之间的装配间隙应均匀，一般制品间隙（单边）如下：（1） 固定件之间配合间隙0.050.1mm。（2） 面、底壳止口间隙0.050.1mm。（3） 规则按钮直径15mm的活动间隙（单边）0.10.2mm；规则按钮直径15mm的活动间隙（单边）0.150.25mm；异形按钮的活动间隙0.30.35mm。5、其它原则（1）根据制品所要求的功能决定其形状、尺寸、外观及塑料，当制品要求较高时，应先通过外观造型在设计内部结构。（2）尽量将制品设计成回转体或对称形状。这种形状结构工艺性好，能承受较大的力，模具设计时易保证温度平衡，制品不易产生曲翘变形。（3）设计制品时应考虑塑料的流动性、收视率及其它特性，在满足使用要求的前提下制品的所有转角尽可能设计成圆角，或用圆弧过渡。如下图：不利于塑料的流动性有利于塑料的流动性 碰穿会阻碍溶胶的流动性（4）在保证制品性能和使用要求的情况下，尽量选用价廉、且成型性能好的塑料。二、制品的尺寸和精度1、制品的尺寸制品的尺寸首先受到塑料的流动性的限制。在一定的设备和工艺条件下，流动好的塑料可以成型较大的塑料制品；反之能成型的塑料制品尺寸较小。其次，塑料制品尺寸还受成型设备的限制。注塑制品尺寸要受到注射机的照射量、锁模力和模板尺寸限制。2、制品的精度影响塑料制件尺寸精度的因素主要有以下几方面：（1）、塑料收缩率的波动：（2）、成型工艺参数：成型工艺条件如料温、模温、注射压力、保压压力、塑化背压、注射速度、成型周期等参数都会影响成型收缩率的大小和波动范围。（3）、模具的制造精度：模具的结构如分型面选择、浇注系统的设计、排气、模具的冷却和加热等以及模具的刚度等都会影响制件尺寸精度。（4）、模具的老化：模具在使用过程中的磨损和模具导向部件的磨损也会直接影响制件的尺寸精度。产品设计者在确定尺寸公差时要考虑以下方面：（1）、应根据制件的使用要求和塑料材料的特性合理确定制件的尺寸公差。塑料原料本身的特性，一般结晶型和半结晶型的塑料的收缩率比无定型的大，范围也宽，因此制件尺寸精度也就有差异。大部分的塑料成形品皆能维持相当紧密之尺寸公差，对于高收缩性的材料如PE，PP，Nylon，POM，EVA及软质PVC，必须指定较大之容许公差方行，因为其尺寸公差很难藉模具设计予以补救。（2）、不能简单地套用机械零件的尺寸公差对于工程塑料制件、尤其是以塑代钢的制件，设计者往往简单地套用机械零件的尺寸公差，这是很不合理的，许多任务业化国家都根据塑料特性制定了塑料制件尺寸公差。我国也于1993年发布了GB/T1448693 工程塑料模塑塑料件尺寸公差，设计者可根据所用的塑料原料和制件使用要求，根据标准中的规定确定制件的尺寸公差。先确定用什么样的塑料，塑件尺寸大小，公差等级，查表得到公差范围。公称尺寸精度等级12345678公差数值-30.040.060.080.120.160.240.320.483-60.050.070.080.140.180.280.360.566-100.060.080.100.160.200.320.400.6410-140.070.090.120.180.220.360.440.7214-180.080.100.120.200.260.400.480.8018-240.090.110.140.220.280.440.560.8824-300.100.120.160.240.320.480.640.9630-400.110.130.180.260.360.520.721.040-500.120.140.200.280.400.560.801.250-650.130.160.220.320.460.640.921.465-850.140.190.260.380.520.761.01.680-1000.160.220.300.440.600.881.21.8100-1200.180.250.340.500.681.01.42.0120-1400.280.380.560.761.11.52.2140-1600.310.420.620.841.21.72.4160-1800.340.460.680.921.41.82.7180-2000.370.500.741.01.52.03.0200-2250.410.560.821.11.62.23.3225-2500.450.620.901.21.82.43.6250-2800.500.681.01.32.02.64.0280-3150.550.741.11.42.22.84.4315-3550.60.821.21.62.43.24.8355-4000.650.91.31.82.63.65.2400-4500.701.01.42.02.84.05.6450-5000.801.11.62.23.24.46.4注：1、本标准的精度等级分成1-8共8个等级。 2、本标准只规定公差，而基本尺寸的上下偏差可按需要分配。 3、未注公差尺寸，建议采用本标准8级精度公差。4、标准测量温度18-22度，相对湿度60-70（在制品成形24H后测量）塑料制品精度等级的选用类别材料名称建议采用的精度等级高精度一般精度低精度1PS/ABS/PMMA/PC/聚砜/聚苯醚/酚醛塑料粉/氨基塑料粉/30玻璃纤维增强塑料3452PA6/PA66/PA610/PA9/PA1010/硬PVC/氯化聚醚4563POM/PP/HDPE5674LDPE/软PVC678（3）在保证使用要求的前体下，精度设计的尽量低一些。随着公差的严格要求，其制造加工精度与模具价格亦相对提高，所以产品设计者在图面上记入公差时，要注意公差的使用条件。（4）、要考察同行同类产品的制造精度，高精度代表高质量。（5）、要综合考虑工厂生产和加工设备精度及技术水平3、制品的表面质量：（1）包括制造质量：型腔省模抛光，一般模具型腔粗糙度为Ra0.021.25um,制品的粗糙度比模具型腔粗糙度低1-2级。（2）注塑质量：水花，蛇纹，熔接痕，顶白变形，黑斑，披锋、凹痕等。（3）烤柒质量：（4）电镀质量：（5）丝印质量：（6）拉丝质量：（7）抛光质量：（8）汤金质量（9）贴纸质量（10）贴片三、塑料制品的常见结构设计1、脱模斜度由于塑料冷却后产生收缩，会紧紧地包在凸模、抽芯、型芯上，或由于沾粘作用，塑料制品紧贴在凹模型腔上。为了便于脱模，防止塑料制品表面在脱模时划伤等，在设计时必须使塑料制品内外表面沿脱模方向应有合理的脱模斜度。确定脱模斜度时要注意一下几点。（1） 为不影响制品装配，一般往减胶方向加脱模斜度。因此，加脱模斜度后所标的尺寸外部（型腔）尺寸为大端尺寸；内部（型芯）尺寸为小端尺寸。（2） 一般来说，凹模脱模斜度a大于凸模脱模斜度b。目的是保证制品在开模时留在动模部分，但制品较高时，这样会导致壁厚不均，因此实际工作中大多都取a=b。(3)不同种类的塑料其脱模斜度不同。硬料比软料的脱模斜度大；收缩率大塑料比收缩率小的塑料的脱模斜度大；曾强塑料宜取大一点的脱模斜度；自润滑的塑料可取脱模斜度小一点。常用塑料的脱模斜度见下表。塑料名称斜度型腔a型芯b聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯4513045ABS、尼龙、聚甲醛、氯话聚醚、聚苯醚1130401硬聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚砜1250130热固性塑料4512050（4） 制品的几何形状对脱模斜度也有一定的影响。制品高度越高，孔越深，为了保证精度要求，脱模斜度宜取小一点；形状较复杂，或成型孔较多的塑料制品取较大的脱模斜度；壁厚大的制品，可取大一点。（5） 其它因素。硬质塑料比软质塑料脱模斜度大一些；塑料越高，孔越深，则取较小的脱模斜度；壁厚增加，内孔抱紧力越大，脱模斜度也应取大一些；精度要求越高，脱模斜度要小一些。在不影响塑料制品品质的前提下，脱模斜度越大越好。（6） 脱模斜度不包括在公差范围之内。（7） 型腔表面粗糙度不同，脱模斜度也不同。对3D文件中没有脱模斜度的部分，参照技术说明中一般斜度的要求。制品外观表面要求光面或纹面，其脱模斜度也不同，斜度值如下：1） 透明制品，模具型腔表面镜面抛光；小制品脱模斜度大于1度，大制品脱模斜度大于3度。2） 制品表面要求嗮纹，模具型腔表面要喷砂或腐蚀：Ra6.3um，脱模斜度大于3度；Ra6.3um脱模斜度大于4度。具体可以参照下表：3） 制品表面要求火花纹，模具型腔表面在电极加工后不再抛光：Ra3.2um，脱模斜度大于3度；Ra3.2um脱模斜度大于4度。2、塑料制品外形及壁厚塑料制品尽量采用流线外形，避免突然变化，以免成型时因塑料在此处流动不顺引起气泡等缺陷，并且此处模具易产生磨损。塑料制件的壁厚取决于塑件的使用要求，确定壁厚大小及形状时，需要考虑制品的结构、强度及脱模斜度等因素。太薄会造成制品的强度和刚度不足，受力后容易产生翘曲变形，成型时流动阻力大，大型复杂的制品就难以充满型腔。反之，壁厚过大，不但浪费材料，而且加长成型周期，降低生产率，还容易产生气泡、缩孔、翘曲等疵病。在满足性能及成型的情况下，尽量薄一些。因为壁薄对于成型周期更为有利，且节省塑料。设计制品壁厚时还应考虑塑料的流动性、收缩率及其它特性。因此制件设计时确定制件壁厚应注意以下几点：1） 结构强度和刚度是否足够。在满足使用要求的前提下，尽量减小壁厚。2） 脱模时能否经受推出机构的推出力而不变形，成型顶出时能承受冲击力的冲击。3） 能否均匀分散所受的冲击力。4） 有嵌入件时，能否防止破裂，如果产生融合线是否会影响强度。5） 成型孔的融合线是否会影响强度。6） 能否承受装配时的紧固力。承受紧固力部位必须保证压缩强度。7） 棱角及壁厚较薄部分是否会阻碍材料流动，从而引起填充不足。壁厚应尽量均匀一致，避免突然变化，以减小内应力和变形，避免过厚部位产生缩孔和凹陷。8） 常见壁厚1.52mm，一般壁厚14mm，大型塑件壁厚68mm。料名合适壁厚/mm料名合适壁厚/mm聚 苯 乙 烯 (P S)1.53聚 丙 烯 (P P)1.52.5高抗冲击聚苯乙烯(H I P S)23聚 酰 胺 ( P A )23.5苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS或AN)1.53聚 甲 醛 ( P O M )23.5 苯乙烯与丁二烯共聚、叫K 料(B S)1.06.0聚 碳 酸 酯 ( P C )23.5丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)1.83.0聚 氯 乙 烯 ( P V C )23.5有机玻璃(P M M A)1.54.0聚 苯 醚 ( P P O )23.5聚 乙 烯 (P E)1.02.5聚对苯二甲酸丁二醇酯 ( P B T )1.54（1） 壁厚必须合理壁厚太小，融融塑料在模具型腔中的流动阻力较大，难填充、强度刚度差；壁厚太厚易产生气泡，外部易产生收缩凹陷，且冷却时间长，料多也增加成本。制品壁厚的大小取决于塑料流动性和制品大小。下表为常用塑料的壁厚值：塑料名称最小壁厚/mm小型制品推荐壁厚/mm中型只凭推荐壁厚/mm大型制品推荐壁厚/mm聚酰胺0.450.751.62.43.2聚乙烯0.61.251.62.43.2聚苯乙烯0.751.251.63.25.4改性聚苯乙烯0.751.251.63.25.4聚甲基丙烯酸甲酯0.81.52.246硬聚氯乙烯1.151.61.83.25.8聚丙烯0.851.451.752.43.2聚碳酸酯0.951.82.334.5聚苯醚1.21.752.53.56.4醋酸纤维素0.71.251.93.24.8聚甲醛0.81.41.63.25.4聚砜0.951.82.334.5ABS0.751.5233.5（2） 通常壁厚小于1mm时为薄壁。薄壁制品要高压高速来注塑，其热量很快被模具镶件带走，有时无须设计冷却水路。（3） 举例说明：壁厚较薄避免成型侧壁有凸起肉厚演示怎样解决因壁厚而产生的缩水3、圆角（1）圆角的作用塑料制品的尖锐转角不安全，有对成型不利，在尖角处模具容易产生应力开裂。消除塑料制品尖锐的转角，不但可以降低该处的应力集中，提高塑料制品的结构强度，也可以使得塑料材料成型时具有流线型的流路，以及成易于顶出。另外，从模具角度来看，圆角也有利于模具的加工和模具强度。（2）圆角对成品的设计有以下的一些有优点：1） 圆角使得成型品提高了强度以及降低了应力。在制件的转角处易产生应力集中，在受力或受冲击、振动时会发生破 裂，尤其像常用的工程塑料聚碳酸酯，如果成型条件不当或制件结构不合理，则会产生很大的内应力，特别容易产生应力开裂。2） 改善流动性，消除内应力。在塑件结构设计中应避免在料流方向的尖角！这样会产生局部应力且有注塑缺陷！第二种为改良方案，消除了尖角！圆角的好处是避免集中。提高塑件的强度，改善塑件的流动性！尖锐转角的消除，自动地降低了龟裂的可能性，可以提高对突然的震动或冲击的抵抗能力。3） 圆角可有利于充模和脱模。塑料的流动阻力大为降低，圆形的转角，使得塑料能均匀，没有滞留现象及较少应力地流入型腔的截面，并改善了成型品断面密度的均匀性。对于一些流动性差的塑料或加入填料的塑料，制件设计圆角尤为重要，不仅可改善充模性能，而且可提高制品使用性能。4） 圆角有利于模具制造，提高模具强度制件上设计了圆角，模具的对应部位也呈圆角，这就增加了模具的坚固性，模具在淬火或使用时不致因应力集中而开裂，因而也增加了模具的强度。模具强度获得改善，以避免模具内产生尖角，造成应力集中，导致龟裂等，特别时对于需要热处理或受力较高的部分，圆弧转角更为重要。5） 圆弧还使得塑料制品安全美观。（4） 圆角大小的确定。塑料制品的内侧和外侧的周边转角圆弧都必须尽可能地大，以消除应力集中。但是太大的圆弧可能造成收缩，特别是在加强筋或凸柱根部的转角圆弧。原则上最小的转角圆弧为0.50.8mm。1） 为了增加边角的强度及增进充模的能力，内半径必须在壁厚的25到75之间，通常为50，如图2-5所示，R内=0.25T, R外=1.25T。T为壁厚。2） 若R/T0.8T，则不会产生应力集中。4、加强筋为满足制件的使用所需的强度和刚度单用增加壁厚的办法，往往是不合理的，不仅大幅增加了制件的重量，而且易产生缩孔、凹痕等疵病，在制件设计时应考虑设置加强筋，这样能满意地解决这些问题，它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。设置加强筋的方向应与料流方向尽量保持一致，以防止充模时料流受到搅乱，降低制件的韧性或影响制件外观质量。（1）加强筋的作用1）增加制品的强度和刚度：在不增加壁厚的情况下，加强塑料制品的强度和刚度，避免塑料制品曲翘变形。2）改善熔体填充：合理布置加强筋还可以改善充模流动性，减少制品内应力，避免气孔、缩孔和凹陷等缺陷。3）用于装配：在装配中用于固定或支持其它零件。4）加强筋应用实例：平板类零件防变形；螺丝柱防变形拉断。5）适当的利用肋与角板不仅能够节省材料，减轻重量及减短成形周期，更能消除如厚横切面所造成的成形问题。6）避免双台阶圆柱，应改为加筋台阶（2）加强筋的设计要点1）加强筋的尺寸：加强筋之间的间距：L4T加强筋H宜小于3T。加强筋太高还会增加模具的排气负担，同时增加塑料也不利于生产成本的控制。加强筋的宽度（大端）：S=（0.50.7）T，加强筋太厚，制品背后易产生收缩凹痕。加强筋根部倒角：R=(1/8-1/4) T。倒角可以改善溶胶流动性，避免制品产生应力开裂，但倒角太大会在制品背面产生收缩凹痕。加强筋尽量使用最大的脱模斜度，以利于脱模。加强筋的脱模斜度a一般0.25塑料制品表面有蚀纹或结合复杂的应加大脱模斜度，最大可达，这是因为形状复杂的制品脱模阻力大，如拔模角不够大会出现拉花现象。）加强筋尽量对称分布，避免塑件局部应力集中。）加强筋交叉处易产生过厚的胶位，导致反面产生收缩凹痕，应注意在此处减胶。4）加强筋应布置在塑件受力较大或易受力之处，以改善塑件的强度。5）各条加强筋的尺寸尽量相同或相近，可用同一个铜公打火花；避免塑件熔体局部集中而引起缩痕和汽孔。CUT圆孔6）在满足刚度、强度条件下，加强筋应尽可能设计的矮一些！有利于脱模。同时加强筋（骨位）太高，成型模具的相应镶件要组合镶拼，低于5mm时可不镶。5、凸起凸起的作用：减少配合接触面积，不至于因制品变形而造成装配困难。同时也使模具制作和修改更加方便。凸起的高度约为0.4mm，一般3个。当凸起或骨位引起制品内部收缩，表面出现凹陷时，可在凹陷位增设花纹等造型。6、孔的设计（1）孔的分类孔包括圆孔、异形孔及螺纹孔，而任何一种孔又包括通孔、台阶孔和盲孔（不通孔）。孔的形状和位置的选择，必须以避免塑料制品在强度上的减弱以及在生产上的复杂化为原则。不管从模具结构上看，还是从熔胶流动性来看，圆孔都壁异形孔好，因此能用圆孔则不用异形孔。螺纹孔用于制品间的连接，从模具结构上看他是最复杂的，因此有时候也用金属嵌件代替。从模具结构上看，通孔比盲孔好，因为前者的型芯可以采用插穿，而后者的型芯只能做悬臂结构，在熔体的冲击下容易变形。但从溶胶填充角度看，盲孔不通孔好，因为制品常会在通孔旁边形成熔接痕，影响外观。熔接痕浇口此盲孔不易产生熔合纹此通孔也易产生熔合纹(2)通孔：通孔的作用：一般用于通风散热，装配定位。通孔的成型方法：碰穿，插穿和前、 后模镶针的碰插穿。圆孔设计要点:1) 孔与孔之间距离B宜为孔径A的2倍以上。2) 孔与成品边缘之间距离F宜为孔径A的3倍以上。3) 孔与侧壁之间C不应小于孔径A。4) 通孔周边的壁厚宜加强（尤其时针对有装配性，受力的孔），切开的孔孔周边也宜加强。（3）盲孔：一般用于装饰外观，装配定位、固位。盲孔设计要点：盲注射成型时针易被冲弯，孔深度不宜超过孔径的4倍，而对于孔径在1.5mm以下的盲孔，孔深更不得超过孔径的2倍。若加深盲孔则可用台阶孔。如下图：若孔径又小又深时，可注塑后再进行机械加工。制品上的螺丝柱孔通常情况下是盲孔，但孔深往往大于4倍的直径，由于自攻螺钉攻进孔内深度只有6mm，型芯上端有点变形不会影响装配。(4)异形孔：一般用于通风散热，装饰外观。异形孔的设计要点：除圆孔以外的孔都称为异形孔，成型时应尽量采用碰穿。异形孔拐角要做圆角，否则会因应力集中而开裂。异形孔孔口加倒角而加圆角，目的时有利于装配。此异形孔为了保证壁厚一致、应先盲孔，后抽壳。第一次试模后，中部孔有熔合纹，后加流道解决。孔棱边倒圆角，有利于装配，按键复位及解决应力问题,同时外观完美加倒角而不加圆角、目的在有利于装配孔边到底面的距离等于直径，到边2倍直径设计原则上孔边到棱边的距离2倍直径，由于转动门须配其它五金的特殊需求，可以1.2L27、螺纹的设计：螺纹分类：分联接螺纹和传动螺纹形，见下图。螺纹五要素：1）牙型、2）、直径、3）、线数、4、导程和螺距、5）、旋向。传动螺纹联接螺纹（3）加工方法有注射成型，机械加工，自攻。（4）注射成型时，外螺纹采用瓣合模（即哈夫模）成型。内螺纹成型有两种方法：强行脱模和采用特殊的内螺纹脱模机构（如带硅胶头的折叠型芯、可互换型芯、齿条、丝杠转动螺纹脱模机构等）。螺纹强行脱模的计算公式：伸长率=(螺纹大径-螺纹小径)/螺纹小径X100%(ABS8%，POM5%，PA9%，LDPE21%，HIPE6%，PP5%)(5)设计原则：1）不管是外螺纹或内螺纹，皆可在模具内成型，避免了利用机械加工之麻烦。设计内，外螺纹时，其基本规格设计须如下图所示。内螺纹底部未螺纹化的直径必须等于或小于螺纹的最小直径（牙顶）如图2-19(a)，AB。若是外螺纹，则其底部未螺纹化的直径必须等于或大于螺纹的最大值径（牙顶）如图2-19(b)，BA。2）、成型螺纹必须避免在未端收尾，以免造成应力集中，使该区域强度变弱如图2-20。(6)成型螺纹设计的注意事项：（1） 避免使用1/32in（螺距0.75mm）一下的螺纹，最大可采用5mm。（2） 模塑的螺纹其外螺纹直径不宜小于4mm，内螺纹直径不宜小于2mm。（3） 长螺纹会因收缩的关系使螺距失真，应避免使用，结构需采用自攻螺钉的方法。（4） 当螺纹公差小于成型材料收缩量时应避免使用。（5） 螺纹不得延长至成品末端，因为这样产生的尖锐部位会使模具及螺纹的断面崩裂，寿命降低，一般至少要留0.8mm的直身部分。如下图：(7)螺纹需有2的脱模斜度。8、BOSS(螺丝柱、定位柱)设计1、BOSS的作用：支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开对象及支撑承托其它零件之用。空心的支柱可以用来嵌入件、收紧螺丝等。这些应用均要有足够强度支持压力而不致于破裂。2、BOSS的设计原则：1）支柱尽量不要单独使用，应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用，目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。2）支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气(长度太长时会引起气孔烧焦充填不足等)。3）支柱高度若超过支柱直径的两倍半，”尤其是远离外壁的支柱，加强支柱的强度的方法是使用加强筋，且尽量使用三角加强块，三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。4）BOSS的形状以圆形为主其它形状则加工不易5）BOSS的位置不能太接近转角或外侧壁，应与产品外壁保持一段距离：一个品质好的螺丝支柱设计组合是取决于螺丝的机械特性及支柱孔的设计，一般塑胶产品的料厚尺寸是不足以承受大部份紧固件产生的应力。固此，从装配的考虑来看，局部增加胶料厚度是有需要的。但是，这会引致不良的影响，如形成缩水痕、空穴、或增加内应力。因此，支柱的导入孔及穿孔”避空孔的位置应与产品外壁保持一段距离。支柱可远离外壁独立处或使用加强筋连接外壁，后者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力，更有助胶料填充及减少因困气而出现烧焦的情况。同样理由，远离外壁的支柱亦应辅以三角加强块，三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。较好不好6）支柱的设计须要从底部弧度、支柱壁或外壁厚尺寸与支柱的强度这两方面取得平衡： 收缩痕的大小取决于胶料的收缩率、成型工序的控制、模具设计及产品设计。使用过短的司筒针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利于收缩痕的减少；然而，支柱的强度及抵受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。因此，支柱的设计须要从这两方面取得平衡。独立支柱设计要点支柱离开侧壁时7）BOSS周围可用除去部分肉厚(即开火山口)来防收缩下陷（如下右图）8）BOSS的拨模角度：通常外取0.5；内取0.5或1。3、不同材料的设计要点1）ABS的BOSS设计一般来说，支柱的外径是内径的两倍已足够。有时这种方式结果支柱壁厚等于或超过胶料厚度而增加物料重量和在表面产生缩水纹及成型高应力。严格的来说支柱的厚度应为胶料厚度的50-70%。 如因此种设计方式而支柱不能提供足够强度，但已改善了表面缩水。斜骨是可以加强支柱的强度，可由最小的尺寸伸延至支柱高的90%。若柱位置接近边壁，则可用一条肋骨将边壁和柱相互连接来支持支柱。2）PC的BOSS设计支柱是大部份用来作装配产品用，有时用作支撑其它物件或隔开物体之用。甚至一些很细小的支柱最终会产生热溶后作内部零件固定用。一些放于边位的支柱是需耍一些肋骨作为互相依附，以增加支柱强度。3）PS的BOSS设计支柱通常用于打入件，收螺丝，导向针，攻牙或作紧迫配合。可能情形之下避免独立一支支柱而无任何支撑。应加一些肋骨以加强其强度。若支柱离边壁不远应以肋骨将柱和边相连在一起。4）PSU BOSS设计支柱是用作连接两件部件的。其外径应是内孔径的两倍，高度不应超过外径的两倍。5）PBT的BOSS设计支柱通常用于机构上装配，如收螺丝、紧压配合、导入装配等多数情形，支柱外径是内孔径的两倍就足够强壮。支柱设计有如肋骨设计的观念。太厚的切面会产生部件外缩水和内部真空。支柱的位置在边壁旁时可利用肋骨相连，则内孔径的尺寸可增至最大。螺丝柱与螺钉配合，用于塑料的连接。螺丝柱中心有一直身孔，本身并无螺纹，见下图：设计要点：（1） 螺丝柱的长度H一般不超过直径的3倍，否侧必须设计加强筋（长度太长时会引起困气、填充不知、推出变形等）。（2） 螺丝柱的作用时用于连接第二个制品，其位置不能太接近转角或侧壁（模具易破裂），也不能离边或角太远（连接效果不好）。（3） 螺丝柱的形状以圆形为主，设计在底部时取3个（其它形状加工不易，且流动性不好）。（4） 由于圆柱根部与制品避连接处的壁厚会突然增加，会导致制品表面产生收缩痕迹。这时，模具上须在圆柱根部加刚减小壁厚。这个结构常称开火山口。火山口的设计要点如下：1） 火山口直径通常取直径为9，深度取0.3.mm；2） 对于小于M2.6的螺丝柱，原则上不开设火山口，但型芯底料厚H2应在1.2.mm；3） 对于火山口的螺丝柱，原则上都应该设置火箭脚，以提高强度即便于塑料熔体流动。（5） 螺柱预留攻螺纹的孔，前端宜设计倒角，以便于自攻螺钉导入。（6） 自攻螺钉直径与螺柱直径的关系见下表：自攻螺钉直径螺柱大小M2M2.3M2.6M3M3.59、嵌件的设计在塑料制品内嵌入金属或其它材料的零件形成不可拆卸的连接，所嵌入的零件称嵌件，塑料制品中嵌入件的目的时提高塑料制品的局部的强度、硬度、耐磨性、带电性、导磁性等，或者是增加塑料制品的尺寸和形状的稳定性，或者是降低塑料的消耗。基本设计守则：塑胶内的入件通常作为紧固件或支撑部份。但无论是作为功能或装饰用途，入件的使用应尽量减少，因使用入件需要额外的工序配合，增加生产成本。入件通常是金属材料，其中以铜为主。（1）嵌入件的作用：通常用以承担产品被磨损、撕裂的力量来作紧固件或支撑部份、或用以与电气相连功能及装饰用。如电源插头、手紧螺丝、手机充电器等。（2）嵌件包括：金属（铜和铝）、玻璃、木材、纤维、橡胶和已成型的制品等。（3）嵌入的方式：嵌入物之类型有两种。1）一种为成型前模内插入物。同步成型嵌入是在部件成型前将入件放入模具之中，在合模成型时塑料会将入件包围起来同时成型。若要使塑料把入件包合得好，必先预热后才放入模具。这样可减低塑料的内应力和收缩现象。嵌入件具中等或极粗的刻痕以提供足够的力量防止滑动。嵌件的设计要点：A、嵌件四周易产生盈利开裂，所以嵌入件应与塑料收缩率相当，且不能尖角锐边。嵌件最好要预热。B、嵌件再模具必须可靠定位。模具中的嵌件再成型时要受到高压熔体的冲击，可能发生变形和位移，通同时熔体还可能挤入嵌件上的孔和螺纹线中，影响嵌件的使用，因此嵌件必须可靠定位，并要求嵌件的高度不能超过定位部分的2倍。C、嵌件应有防转结构，嵌件应牢固地固定再塑料制品中。为了防止嵌件受力时在塑料制品内转动或脱落，嵌件表面必须设计有适当的凸凹状，如滚菱形花，六角形等。可参照下表：图说明图说明嵌件表面滚花定位嵌件侧面切削定位嵌件外侧凸起定位板类嵌件钻孔定位外侧切削凹槽定位表面局部滚直纹定位端面开槽定位内六角螺纹（通孔）嵌件定位，用盖对螺纹进行保护表面局部滚网纹定位四周局部加工圆槽定位注：受扭应力的嵌件不适用表面滚花加槽定位，效果最好六角螺母嵌件的定位表面滚花的内螺纹嵌件定位（通孔）表面滚花的内螺纹嵌件定位（盲孔）表面开圆槽的内六角螺母嵌件定位有盖滚花嵌件定位D、嵌件周围的壁厚应足够大：由于金属嵌件与塑料制品的收缩率相差较大，致使嵌件周围的塑料存在很大的内应力，如果设计不当，则会造成塑料制品的开裂，而保持嵌件周围适当的塑料层厚度可以减少塑料制品的开裂倾向。E、使用嵌件成型时，会使周期延长。F、嵌件高出成型制品少许，可避免再装配时被拉动而松脱。G、嵌件可在制品成型时嵌入，也可以在制品成型压入。（4）、通常模制嵌入物时，我们须考虑以下几个因素：1）插入物须能提供所需要的机械强度；2）在所有的塑料中，塑模的嵌入物须不具转动性；3）防拉出结构；4）镶入件要洁净及避免有尖角或利边。5）当插入物嵌入塑物中后，可能须要再修饰，二次加工等耗费金钱的步骤。2）、另一种为成型后插入物。成型后嵌入是将入件用不同方式打入成型部件之中。所采用的方法有热式和冷式，唯原理都是利用塑胶的热可塑特性。热式是将 入件预先在嵌前加热至该塑胶部件融化的温度，然后迅速的将入件压入部件上特别预留的孔中冷却后成型。冷式一般是使用超声波焊接方法把入件压入。用超声波的方法所得到的结果比较一致和美观，而预热压入在工艺上要控制得好才有好的效果。否则出现入件歪斜、位置不正、塑料包含不均匀等现象形成坏品。正常情形下 入件是在塑胶成品平面对齐或在塑胶成品平面之上。嵌入件可螺纹化或是预热的方法来装置。5、设计注意之点：（1）嵌入物必须与塑模打开或关闭的移动方向平行。因为直角或斜角之插入物在模制时是非常困难且费成本的如图2-21所示。（2）不管是阴或阳之嵌入物，皆须要有一肩座，以防止塑料流入螺纹中。如图2-22所示，(a)不具肩座嵌入物，须避免之。(b)为单一封合肩座。(c)双封合肩座，此种最理想，但成本较高。（3）、提供足够之塑料于插入物的四周或是增加嵌入物与外壁之距离。犹如孔洞设计的位置一样，插入物的位置设计方法与其大同小异。设计插入物时除考虑机械应力外，由于嵌入物本身之高热膨胀系数，造成塑物之热应力亦须考虑。所以当塑物冷却时，塑料会比金属收缩的还多，造成应力集中以致尔后插入物周遭龟裂。预防的方法是，提供足够之塑料于插入物的四周或是增加嵌入物与外壁之距离。表2-4为一些常用的塑料于嵌入物四周所须之最小厚度以避免龟裂（5）、不同材料的设计要点POMPOM成型时，因塑料和镶入件收缩比率而有应力产生。渐渐在镶入件的地方发生了龟裂现象而成品破裂，以下方法可改善成品破裂现象。用温度达90左右的镶入件放于模腔内成型。模具内温度打90左右。镶入件要洁净及避免有尖角或利边。PBT 镶入件通常是用以装配方便或维修容易为目的的，但亦有的是特殊用途如金属扣等。为了使镶入件在塑胶成品内减低应力和因不同物料的热膨胀系数所影响，镶入件尽量不要有尖角，防止拔出和转动的凹槽要使用简单的设计，压花的花纹面积不要太大，压花的边要和镶件边位远离，花纹的地方要放于稳藏处。镶入件表面不能有任何不相容的化学药品如润滑油等。在放入模具生产是使用80至110的模温来减低成型后的内应力。PBT 入件压花的设计10、搭扣的设计（1）搭扣的作用搭扣又叫锁扣，直接在塑料制品上成型，主要用于装配。因为搭扣装配方法快捷而且经济使用，装配时无需配合其它如螺丝等锁紧配件，所以这一结构在塑料制品中被广乏应用。搭扣的装配过程见下图：凸缘搭扣搭扣的装配（2）搭扣的分类1）按功能分类：如以功能来区分，扣位的设计可分为成永久型和可拆卸型两种。永久型扣位的设计方便装上但不容易拆下，可拆卸型扣位的设计则装上、拆下均十分方便。其原理是可拆卸型扣位的勾形伸出部份附有适当的导入角及导出角方便扣上及分离的