塑料件结构设计培训教程

塑胶件结构设计基本纲要：

塑胶零件中加强筋的应用与设计;塑胶零件中壁厚的选择与设计;塑胶零件中卡扣强度计算及其应用.塑膠制品設計原則1、在选料方面需考虑：(1)塑料的物理机械性能,如强度,刚性,韧性,弹性,吸水性以及对应力的敏感性等；(2)塑料的成型工艺性,如流动性,结晶速率,对成型温度,压力的敏感性等；(3)塑料制品在成型后的收缩情况,及各向收缩率的差异.2、在制品形状方面：能满足使用要求,有利于充模,排气,补缩,同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受热固化（热固性塑料制品）等.3、在模具方面：应考虑它的总体结构,特别是抽芯与脱出制品的复杂程度;同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺,以便使制品具有较好的经济性.4、在成本方面：要考虑注射制品的利润率,年产量,原料价格,使用寿命和更换期限,尽可能降低成本.一塑胶零件及产品设计---壁厚篇壁厚基本设计守则壁厚的大小取决於产品需要承受的外力,是否作为其他零件的支撑,承接柱位的数量,伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定.一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限:

从经济角度来看:过厚的产品不但增加物料成本,延长生产周期和冷却时间,增加生产成本;从产品设计角度来看:过厚的产品增加导致产生

”空穴”

气孔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度.由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑,太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题,并且此處模具易產生磨損.采用固化成型的生产方法时,流道,浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方,这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象;若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方,则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力.5.制品上相邻壁厚差的关系(薄壁：厚壁)为：热固性塑料：压制1：3，挤塑1：5热塑性塑料：注塑1：1.5(2)

壁厚基本设计之平面准则在大部份热融过程操作,包括挤压和固化成型,均一的壁厚是非常的重要的;厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢,并且在相接的地方表面在浇口凝固後出现收缩痕;更甚者引致产生缩水印,热内应力,挠曲部份歪曲,颜色不同或不同透明度;若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话,应尽量设计成渐次的改变,并且在不超过壁厚3:1的比例下.壁厚的差异产生内应力的影响壁厚的差异产生缩水和气泡的影响针对壁厚差异较大处的过度改善措施针对壁厚设计不良产生的变形的改善措施壁厚设计考虑对产品成型产生的影响壁厚过过度处处必要要时考考虑到到胶口口设计计对产产品的的影响响壁厚基基本设设计之之转角角准则则壁厚均均一的的要诀诀在转转角的的地方方也同同样需需要,以免冷冷却时时间不不一致致,冷却时时间长长的地方就就会有有收缩缩现象象,因而发发生部部件变变形和和挠曲曲;此外,尖锐的的圆角角位通通常会会导致致部件件有缺缺陷及及应力力集中中,尖角的的位置置亦常常在电电镀过过程後後引起起不希希望的的物料料聚积积;集中应应力的的地方方会在在受负负载或或撞击击的时时候破破裂;较大的的圆角角提供供了这这种缺缺点的的解决决方法法,不但减减低应应力集集中的的因素素,且令流流动的的塑料料流得得更畅畅顺和和成品品脱模模时更更容易易.转角处处的壁壁厚设设计不不当后后果及及改善善措施施转角位位的设设计准准则亦亦适用用於悬悬梁式式扣位位:因这种种扣紧紧方式式是需需要将将悬梁梁臂弯弯曲嵌嵌入,转角位位置的的设计计图说说明如如果转转角弧弧位R太小时时会引引致其其应力力集中中系数数(StressConcentrationFactor)过大,产品弯弯曲时时容易易折断断,弧位R太大的的话则则容易易出现现收缩缩纹和和空洞洞,因此,圆弧位位和壁壁厚是是有一一定的的比例例,一般介介乎0.2至0.6之间,理想数数值是是在0.5左右.热塑性性塑料料的胶胶厚设设计叁叁考表表不同的的塑胶胶物料料有不不同的的流动动性,胶位过过厚的的地方方会有有收缩缩现象象,胶位过过薄的的地方方塑料料不易易流过过,以下是是一些些建议议的胶胶料厚厚度可可供叁叁考.其实大大部份份厚胶胶的设设计可可从使使用加加强筋筋及改改变横横切面面形状状取缔缔之,除了可可减省省物料料以致致减省省生产产成本本外,取缔后后的设设计更更可保保留和和原来来设计计相若若的刚刚性,强度及及功用用,下图的的金属属齿轮轮如改改成使使用塑塑胶物物料,更改后后的设设计理理应如如图一一般,此塑胶胶齿轮轮设计计相对对原来来金属属的设设计不不但减减省材材料,消取因因厚薄薄不均均引致致的内内应力力增加加及齿齿冠部部份收收缩引引致整整体齿齿轮变变形的的情况况发生生.二塑塑胶胶零件件及产产品设设计---加强筋筋篇加强筋筋的作作用在不加加大制制品壁壁厚的的条件件下,增强制制品的的强度度和刚刚性,以节约塑塑料用量量,减轻重量量,降低成本本;可克服制制品壁厚厚差带来来的应力力不均所所造成的的制品歪歪扭变形形;便于塑料料熔体的的流动,在塑料制制品本体体某些壁壁部过薄薄处为熔熔体的充充满提供供通道.加强筋的的一般設設計形式式角支撑的的形式加强筋的的一般設設計形式式PC,PPOT’<0.6TPA,PET’<0.5TPMMA,ABST’<0.5TPST’<0.6T肋根部厚厚度约为为(0.5~0.7)T肋间间距距>4T肋高L<3T材料厚度度与加強強筋的尺尺寸关系系（一））不同材质质的加强强筋细节节有所区区别ABS材料厚度度与加強強筋的关关系（三三）材料厚度度与加強強筋的关关系（二二）材料厚度度与加強強筋的关关系（四四）如果对外外观要求求不是很很严格的的话可以以在此处处加一个个槽防止止缩水和和产生气气泡三塑塑胶胶零件及及产品设设计---卡扣篇卡扣的使使用时机机两部品结结合后,仍具有活活动性,如滑动键键,电池盖…等；弥补主壳壳螺丝锁锁附后,强度之不不足；使产品组组装更具具方便性性,降低工时时；适用于可可换外观观饰片之之固定设设计.卡扣的操操作原理理主壳卡扣扣的基本本形式主壳卡扣扣的基本本形式可以将扣扣的孔设设计成盲盲孔主壳卡扣扣的基本本形式以功能区区分卡扣扣的基本本形式永久型二.可拆卸型型永久型可拆卸型型球型可拆拆卸型需加外力力的可拆拆卸型搭扣配合合及其计计算扭转搭扣扣配合圆筒搭扣扣配合搭扣钩尺尺寸及作作用