产品设计师进阶秘籍结构设计核心要点解析

构造篇

塑料的外观规定：产品表面应平整、饱满、光滑，过渡自然，不得有诚、

划伤以及缩孔等缺陷。产品厚度应均匀一致，无翘曲变形、飞边、毛刺、缺

料、水丝、流痕、熔住痕及其他影响性能的注塑缺陷。毛边、浇口应所有清

除、修整。产品色泽应均匀一致，表面无明显色差。颜色为本色的制件应与原

材料颜色基本一致，且均匀；

・需配颜色的制件应符合色板规定。

•上、下壳外形尺寸大小不一致，即而刮（面壳不小于底壳）或底刮（底

壳不小于面

・壳）。可接受面刮＜0.15mm,可接受底刮＜C.1mm。因此在无法保证零段差

时，尽量

・使产品：面壳）底壳。

・一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，因此缩水率选择较

大，

・一般选0.5%,底壳成型缩水较小，因此缩水率选择较小，一般选0.4%。

构造设计的一般原则：力争使制品构造简朴，易于成型；壁厚均匀；保证

强度和刚度：根据所规定的功能决定其形状尺寸外观及材料，当制品外观规

定较高时，应先通过外观造型在设计内部构造。

尽量将制品设计成回转体或对称形状，这种形状构造工艺性好，能承受较

大的力，模具设计时易保证温度平衡，制品不以产生翘曲等变形。应考虑塑料

的流动性，收缩性及其他特性，在满足使用规定的前提下制件的所有转角尽量

设计成圆角或用圆弧过渡。

塑料件设计要点

开模方向和分型线

每个塑料产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线，以保证尽量

减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响：

开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等构造尽量设计成与开模方

向一致，以防止抽芯减少拼缝线，延长模具寿命。

脱模斜度

脱模斜度的要点

脱模角的大小是没有一定的准则，多数是凭经验和根据产品的深度来决

定。此外，成型的方式，壁厚和塑料的选择也在考虑之列。一般来讲，对模塑

产品的任何一种侧壁，都需有一定量的脱模斜度，以便产品从模具中取出。脱

模斜度的大小可在0.2°至数度间变化，视周围条件而定，一般以0.5°至1°

间比较理想。详细选择脱模斜度时应注意如下几点：

a.取斜度的方向，一般内孔以小端为准，符合图样，斜度由扩大方旬获

得，外形以大端为准，符合图样，斜度由缩小方向获得。如下图17。

b.凡塑件精度规定高的，应选用较小的脱模斜度。a

bb

C.凡较高、较大的尺寸，应选用较小的脱模斜度。

d.塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。

e.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。

f.一般状况下，脱模斜度不包括在塑件公差范围内。

g.透明件脱模斜度应加大，以免引起划伤。一般状况下，PS料脱模斜度

应不小于3°,ABS及PC料脱模斜度应不小于2°o

h.带革纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应加3°~5°的脱模斜度，视详细

的咬花深度而定，--般的哂纹版上已清晰例出可供作参照之用的规定出模角。

咬花深度越深，脱模斜度应越大.推荐值为1°+H/0.0254°（H为咬花深度）.如

121的纹路脱模斜度一般取3°,122的纹路脱模斜度一般取5°o

i.插穿面斜度一般为1°~3°。

j.外壳面脱模斜度不小于等于3°o

k.除外壳面外，壳体其他特性的脱模斜度鼠1°为原则脱模斜度。尤其的

也可以按照下面的原则来取：低于3mm高的加强筋的脱模斜度取0.5°,3~5mm

取1°,其他取1.5°;低于3mm高的腔体的脱模斜度取0.5°,3~5mm取

1°,其他取1.5°

外形及壁厚

一般不适宜不不小于0.6~0.9mm,常选用2~4mm。

a.壁厚要均匀，厚薄差异尽量控制在基本壁厚的25%以内，整个部件的最

小壁厚不得不不小于0.4mm,且该处背面不是A级外观而，并规定面积不得不

小于100mm2o

b.在厚度方向上的壳体的厚度尽量在1.2^1.4mm,侧面厚度在

1.5~1.7mm：外镜片支承面厚度0.8mm,内镜片支承面厚度最小0.6mm。

c.电池盖壁厚取0.8~1.0mm。

d.塑胶制品的最小壁厚及常见壁厚推荐值见下表。

塑料料制品的最小壁厚及常用壁厚推荐值（单位mm）

工程塑料最小小型制品壁中型制品壁大型制品壁

壁厚厚厚厚

尼龙（PA）0.450.761.502.40~3.20

聚乙烯（PE）0.601.251.602.40~3.20

聚苯乙烯0.751.251.603.20~5.40

（PS）

有机玻璃0.801.502.204.00~6.50

（PMMA）

聚丙烯（PP）0.851.451.752.40~3.20

聚碳酸酯0.951.802.303.00~4.50

（PC）

聚甲醛0.451.401.602.40~3.20

(POM)

聚双(PSU)0.951.802.303.00~4.50

ABS0.801.502.202.40~3.20

PC+ABS0.751.502.202.40~3.20

塑料的成型工艺及使用规定对塑件的壁厚均有重要的限制。塑件的壁厚过

大，不仅会因用料过多而增长成本，且也给工艺带来一定的困难，如延长成型

时间（硬化时间或冷却时间）。对提高生产效率不利，轻易产生汽泡，缩孔，

凹陷；塑件壁厚过小，则熔融塑料在模具型腔中的流动阻力就大，尤其是照状

复杂或大型塑件，成型困难，同步由于壁厚过薄，塑件强度也差。塑件在保证

壁厚的状况下，还要使壁厚均匀，否则在成型冷却过程中会导致收缩不均,不

仅导致出现气泡，凹陷

和翘曲现象，同步在

塑件内部存在较大的内

应力。设计塑件时规定

壁厚与薄壁交界处防止

有锐角，过渡要缓和，

厚度应沿着塑料流动的

方向逐渐减小。

决定壁厚的重要原因：

构造强度和刚度与否足够；脱模时可以经受推出

机构的推出力而不变形；能否均匀分散所受的

冲击力；有嵌入件时能否防止破裂；成型空的部

位的熔合线与否会影响强度；能承受装配时的

紧固力；棱角及壁厚较薄的部分与否会阻碍材料

流动从而引起填充局限性0

壁厚太小，熔融塑料在模具型腔中的流动阻力较

大，难填充，强度刚度差；壁厚太大，内部轻易生气泡，外部易生收缩凹

陷，且冷却时间长。

一般壁厚不不小于1mm时称为薄壁。

薄壁制品要用高压高速来注塑，其热量很快被模具镶件带走，有时无需冷

却水冷却。

圆角的设计

塑料制品的锋利转角既不安全，有对成型不利，在尖角处模具轻易产生应

力开裂。

消除塑料制品尖角的转角，不仅可以减少该处的应力集中，提高塑料制品

的构造强度，也可以便得塑料材料成型时有流线型的流路，以及成品更易于顶

出。此外，从模具的免度去看，圆角也是有益于嚷具加工和模具强度。

塑料制品的所有内外侧的周围转角圆弧都尽量的大，以消除应力集中。不

过太大的圆弧肯也许导致收缩，尤其是在加强筋或突柱根部的转角圆弧。原则

上,最小的圆弧转角为0.5~0.8mm。

圆角一般取0.5〜1.5倍壁厚；

圆角大小宜取：RH.5Tr=05TT一壁厚R一大圆弧r一小圆弧

若R/T<0.3,则易产生应力集中,若R/T>0.8,则不会。

加强筋

加强筋的合理应用，可增长产品刚性，减少变形。应防止筋的集中，否则

引起表面缩印。

作用：在不增长壁厚的状况下，加强塑料制品的强度和刚度，防止塑料制

品翘曲变形；

合理布置加强筋还可以改善充模流动性，减少塑料制品内应力，防止气孔

缩孔和凹陷等缺陷；在装配中用于装配或固定其他零件。

根筋倒角：R=T/8倒角可以改善溶胶流动性，防止制品产生应力开裂，但

倒角太大制品背面也会产生收缩凹痕。

加强筋的厚度一般为壁厚的1/3〜1/2；筋与筋之间的距离不小于4倍壁

厚；筋的高度不不小于3倍壁厚；加强筋的脱模角度一般0.5~2.0度。

为了增长塑件的强度和刚性，宁可增长加强筋的数量，而不增长其壁厚。

塑料制品表面有蚀纹或构造复杂的应加大脱模角，最大可到达2度，这是

由于形状复杂的制品脱模阻力大，拔模太小易产生拉花现象；

加强筋尽量对称分布，防止塑件局部应力集中；

加强筋交叉处易产生过厚胶位，导致背面产生收缩凹痕，应注意在此减

料。

凸起设计

作用：减少配合接触面积，不至于因制品变形而导致装配困难，同步也使

模具制作和修改愈加以便。凸起飞高度一般为0.4mm当凸起或骨位引起内

部收缩，表面出现凹陷时，可在凹陷位增设花纹等造型。

孔的设计

孔包括圆孔异型孔和螺纹孔，而任何一种孔又包括通孔台阶孔和盲

孔。

孔的形状和位置的选择，必须以防止导致塑料制品在强度上的减弱以及生

产上的复杂化为原则。

a.孔与孔之间的距离，一般应取孔径的2倍以上。

b.孔与塑件边缘之间的距离，一般应取孔径的3倍以上，如因塑件设计

的限制或作为固定用孔，则可在孔的边缘用凸台来加强。

C.侧孔的设计应防止有薄壁的断面，否则会产生尖角，天止昆山川

的现象。

通孔周围的壁厚宜加强，切开的孔周围也要加强。

盲孔深不适宜超it孔径的4倍，而对于孔径在1.5mm一下•

盲孔，孔深更不得超过孔径的2倍。若要加深盲孔深度

则可以台阶孔。

NG

除圆孔之外的孔都称为异型孔，成型时应尽量采用碰穿。

异型孔拐角要做圆角，否则会因应力集中而开裂。

异型孔空口加倒角而不加圆角，目的是有助亍装配。

成型螺纹

制品上的螺纹用于连接，加工措施有注射成型机械加工自攻及嵌件。

内螺纹成型分：强行脱模和采用特殊的内螺纹脱模机构。

防止使用螺距0.75mm如下的螺纹，最大可用5mmo

长螺纹会因收缩的关系使螺距失真，应防止使用。

螺纹不得一延长至成品末端，由于这样产生的锋利部位会使模具及螺纹的

断面崩裂，一般与0.8丽的直身部分。螺纹需要有2~4度的脱模角。

螺丝柱的设计

长度不超过自身直径的3陪，否则必须加设加强筋，由于太长会引起困气

充填局限性推出变形等。

如支柱的高度超过15.0mm的时候，为加强支柱的强度必须加加强筋，作构

造加强之用。

一般在独立存在，螺丝柱较高，外径较小，受力较大时都要考虑做加强

肋。

螺丝柱的作用是连接两个制品，位置不能太靠近转角或侧壁否则模具轻易

破边，也不能太远，否则会连接效果不好。

由于圆柱根部与制品壁连接处的壁厚会加大，会导致制品表面产生收缩痕

迹。这时，模具上必须在圆柱根部加钢减小壁厚，这种构造俗称火山口。

嵌件的设计

在塑料制品内嵌入金属或其他材料零件形成不可拆卸的连接，所嵌入的零

件称嵌件。目的是为了提高制品的局部强度硬度耐磨性导电性导磁性或增

长制品的尺寸和形状的稳定性，减少材料的消耗等。

嵌件的四面易产生应力开裂，嵌入的嵌件应与塑料收缩率相称，不能有尖

角锐边，在模具中必须可靠地定位，高度不得超过其定位部分直径的2倍。

标识

产品标识一般设置在产品内表面较平坦处，并采用凸起形式；

选择法向与开模方向尽量一致的面处设置标识，可以防止拉伤

搭扣的设计

又叫锁扣，直接在塑件制品上成型，注意用亍装配。

分为永久型和可拆拆卸型，与单边扣，环形扣和球形扣等。

1.数量与位置：设在转角处的扣位应尽量靠近转角；

2.构造形式与正反扣：要考虑组装、拆卸的以便，考虑模具的制作：

3.卡扣处应注意防止缩水与熔接痕；

4.朝壳体内部方向的卡扣，斜销运动空间不不不小于5mm;

扣位从产品的总体形象考虑，规定数量平均，位置均衡，设在转角处的扣

位尽量靠近转角，保证转角处能更好的嵌合，从设计上防止转角处出现离缝问

题，设计扣位应考虑预留间隙。

止口的设计

止口的作用

1、壳体内部空间与外界的导通不会很直接，能有效地阻隔灰尘/静电等的

进入

2、上下壳体的定位及限位

壳体止口的设计需要注意的事项

1、嵌合面应有＞3~5°的脱模斜度，端部设计倒角或圆角，以利于装配

2、上壳与下壳圆角的止口配合，应使配合内角的R角偏大，以增长圆角之

间的间隙，防止圆角处互相干涉

3、止口方向设计，应将侧壁强度大的一端的止口设计在里边，以抵御外力

4、止口尺寸的设计，位于外边的止口的凸边厚度为0.8mm：位于里边的止

口的凸边厚度为0.5mm；B1=0.075^0.10mm；B2=0.20mm、美工线设计尺寸：

0.50X0.50mmo与否采用美工线，可以根据设计规定进行

真■止口用途：生产装配时作较对之用，并且可作涂胶水之用。

假止口用途：在外形上可作遮丑之用。

半假止口用途：如平均料厚有2.0mm或以上时，由于凹槽太深的关系，因

此需要在止口的位置加多一层料，保持成品外形的美观。

双止口用途：多用于某些需要有防水功能的成品上。并且，会以超音波焊

接法作装配，加强较对效用。

面壳与底壳断差的规定

装配后在止口位，假如面壳不小于底壳，称之为面刮；底壳不小于面壳，

则称之为底刮，如图6-1所示。可接受的面刮<0.15mm,可接受的底刮

<0.10mm,无论怎样制作，段差均会存在，只是段差大小的问题，尽量使产品装

配背面壳不小于底壳，且缩小面壳与底壳的段差

虚位设计（间隙）

一般零件与零件间的虚位（非活动件）单边0.2mm

零件与零件间的虚位（活动件）单边0.3mm~0.5mm

电池门周围与壳身的虚位单边0.2mm~0.4mm

电池门轴与壳身的擦穿坑虚位单边0.5mm

需要与其他零件相配的擦穿坑单边0.3mm"0.5mm

齿轮及滑轮与牙箱外壳的内壁1.0mm

齿轮与齿轮之间的虚位（大齿轮半径+小齿轮主径+虚位）=PCD虚位二模数

X0.18

电池与电箱的骨位及电池门的虚位0.2mm

电池与电池箱底部平面的虚位0.3mm

按键设计

按键的用途（手机类、工业产品类还是遥控器类）；按键的规定（触摸类

还是压触类）；按

键的防水性（防水和不防水的构造有差异）；按键的手感（需大行程还是

小行程）；按键的数

量和排布；按键的表面处理

对于手机类按键，喷UV油预留单边0.10mm,电镀预留单边0.10mm,导航键

单边UV或电镀

均留0.15mm（以上数据均为了改善手感）：对于有些低端产品，按