注塑产品结构设计要求

【导读】 注塑产品要求最高的是模具,其次是材料,要把产品做好首先根据产品的材料设计制造好模具,这样才能在注塑生产时生产出好的产品,今天,小编就注塑产品在结构设计要求及注意事项等给大家做个整理说明。

注塑产品结构设计要求

小编主要从制品的壁厚、拔模角、加强筋、孔、支柱等几个要素分享注塑件的结构设计要点。

一、壁厚

合理确定塑件的壁厚是非常重要的，其它的形体和尺寸如加强筋和圆角等都是以壁厚为参照的。塑料产品的壁厚主要决定于塑料的使用要求，即产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、选用的塑胶材料属性、重量、电气性能、尺寸精度和稳定性以及装配等各项要求而定。

一般的热塑性塑料壁厚设计在1～6mm范围。最常用的为2～3mm。大型件也有超过6mm的。表1是一些热塑性塑料壁厚的推荐值。

1、壁厚不均匀

壁厚均匀是塑料件设计的一大原则。如果壁厚不均匀，会使塑料熔体的充模速度和冷却收缩不均匀，由此会引起凹陷、真空泡、翘曲、甚至开裂，更甚者导致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。在取较小壁厚时，制品在使用和装配时的强度和刚度会差。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，还延长生产周期。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得慢，因而产生缩痕。下图可供叁考。

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，如下图

其实大部份厚胶的设计可使用加强筋来改变总壁厚。除了可节省物料来节省生产成本外，还可以节省冷却时间，冷却时间大概与壁成正比。

此外壁厚的设计还要考虑流程，即熔料从浇口起流向型腔各处的距离。一般工艺参数下流程与壁厚有一定的比例关系，壁厚越大流程越长，如果流程与壁厚的比值太大，离浇口远的地方就会出现缺料也就是常说的打不饱。因此必要的情况下还需增加壁厚。

2、尖锐的角

尖锐的角位通常会导致部件有缺陷及应力集中，尖角的位置常在后处理过程后引起不希望的物料聚积，比如电镀、喷涂。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂，所以我们设计时应该避免尖角。下图可供叁考。

二、脱模方向及拔模斜度

每个注塑产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线，以保证尽可能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、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯、减少拼缝线，延长模具寿命。开模方向确定后，可选择适当的分型线，以改善外观及性能。

注塑件从成型模具中脱模运动时，要克服脱模力和开模力。开模是指塑件外形从型腔中脱出。模内塑件在冷却过程中产生收缩，孔壁部分对型芯产生包紧力。开模时塑件与型芯产生摩擦力、孔底密封件开模时产生真空吸附，诸多原因说明脱模力比开模力大得多。过大的脱模力会使塑件变形、发白、起皱和表面擦伤。脱模斜度是决定脱模力大小的一大因素。因注塑件冷却收缩后多附在凸模上，为了使产品壁厚均匀及防止产品在开模后附在较热的凹模上，出模角对应於凹模及凸模是应该相等的。不过，在特殊情况下若然要求产品于开模后附在凹模的话，可将相接凹模部份的出模角适当减少，或刻意在凹模加上适量的倒扣位。

拔模角的大小没有一个定数，通常是根据经验值确定。一般来说，高度抛光的外壁可使用1/8度或1/4度的出模角，深入或附有织纹的产品要求出模角作相应的增加，习惯上每0.025mm深的织纹，便需要额外1度的出模角。

此外在考虑脱模斜度时，原则上越大越有利于脱模，但必须注意保证塑件的尺寸精度，脱模斜造成的尺寸误差必须控制在尺寸精度范围内。对于收缩较大，形状复杂的塑件应考虑较大的脱模角。注塑件设计要点(二)

三、加强筋

塑料件的强度并不完全依其壁厚增加而增大。相反，因为壁厚的增加引起收缩而产生内应力，反而降低其强度。塑料件的强度以刚度为主，多采用薄壁风格组合结构，在相应部位设置加强筋，以提升截面惯性矩。

但是加了加强筋后，加强筋与主壁的连接处就一定会变厚，这个厚度通常取决于内切的最大圆，也就是取决于筋厚和根部的圆角半径。如图6中，基料厚均为4mm，左图筋要部厚度为4mm，筋根圆角为R2.4，其最大内切圆直径为φ6.2；右图仅将筋厚变为2mm，筋根圆角半径改成R1.6，则最大内切圆直径变为φ4.9。如图7由于局部壁厚增加，在其背面就容易产生收缩变形，影响塑件的外观，对于表面要求非常高的零件，此类影响外观的缺陷是非常不允许的。正确的设计可以减少组件形成表面凹痕的可能，以提高零件的质量。

四、孔

在塑胶件上开孔使其和其它部件相接合或增加产品功能上的组合是常用的方法，洞孔的大小及位置应尽量不会对产品的强度构成影响或增加生产的复杂性，以下是在设计洞孔时须要考虑的几个因素。

1、相连洞孔的距离或洞孔与相邻产品直边之间的距离不可少于洞孔的直径，特别靠边的值应尽可能大一些，否则穿孔位置容易产生断裂的情况。要是孔内附有螺纹，则螺孔与产品边沿的距离一般来说大于孔径的三倍。

2、孔的类型一般有通孔，盲孔和分级孔等。从装配的角度来看，通孔的应用比盲孔多，而且比盲孔容易生产。从模具设计的角度来看，通孔的设计在结构上也会方便一些，可以通过固定在动模和定模上的两个型芯结合来形成，也可以只固定在动模或定模上的一根型芯而成型。前者在流体塑料的作用下形成两个悬臂梁，但力臂较短，变形不大。后者与动模和定模都有搭接，一般来说形成简支梁，变形也不大。应用两型芯成型时，两型芯的直径应稍有不同以避免因为两条边钉轴心稍有偏差而引致产品出现倒扣的情况，而且相接的两个端面必须磨平。而盲孔的型芯则完全是悬臂梁，受到流体塑料的冲击后容易弯曲，成形的孔会变成异形孔，一般来说，盲孔的深度只限於直径的两倍。要是盲孔的直径只有或小于1.5mm，盲孔的深度更不应大於直径的尺寸。且盲孔的底部壁厚应不小于孔径的六分之一，否则会出现收缩。

3、侧孔往往是通过侧抽芯的方法成型，这会增加模具的成本，且如果侧芯太长的话容易断，增加模具维护费用。如果情况允许的话可采用如下图9的方法加以改善。

五、支柱

支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开物件及支撑其他零件之用。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。支柱一般做成圆柱形，因为圆柱易于模具成型，此外具有较好的力学性能。

一般来说支柱尽量不要设计成独立的圆柱，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，与外壁的连接需做成薄壁连接避免缩水，支柱的底部与基料的连接处需做出0.4到0.6倍基料厚的圆角半径。支柱的壁厚应在0.5到0.75的基料厚之间，支柱的顶部内孔为方便安装螺钉导向应有倒角。支柱上需有拔模斜度。这几点都与加强筋的设计要求相类似，因此也可以说支柱是筋的变种。

注塑产品结构设计注意事项

注塑件产品是通过模具加工，做出注塑模，注塑模简单来说就是铁块里有个与产品外形相同的空腔，然后通过注塑机往空腔内注射塑料，然后打开模具取出塑料件。从这个过程我们可以知道注塑件结构设计需要以下几个原则。

1、铁块需要打开才能取出其中的塑料件，所以需要有个分开的位置，也就是所谓的分模面或者分型线。

2、需要将塑料件从模具中取出，就不能有面上小内部大的情况，不然塑料件就会被卡住而取不出来，这就叫无法脱模，如果非要实现这样的外观，模具上就需要做活动的，能先拉开让塑料件能取出来，这就是所谓的滑块或者斜顶。因为刚注塑好的塑料件既软又烫不太好拿，就需要有个东西从里面把塑料件从腔体里面顶出来，这就是顶针。

3、要使空腔能注满，就不能有断开和孤立的空腔，空腔的壁厚要满足塑料件流动的需求，有的塑料融化后粘稠一些，有的稀一些，所以对空腔最小尺寸要求各不相同，这也是为什么不同材料的塑料件要求的最小壁厚不同。

注塑件结构设计的所有注意事项，几乎都是从这几点出发的，比如所谓拔模角，就是为了方便塑料件取出，有了拔模角塑料件只要拔出一点点就会和模具分离，如果没有拔模角，往外取出过程中塑料件就会和模具产生摩擦，加了拔模角就能防止取出过程中塑料件被模具擦伤表面，或者粘在模具上难以取出，强行取出时直接把塑料件拉变形。