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@模具设计师！塑胶模具结构设计细节注意点
1．胶厚（胶位）：
塑胶产品的胶厚（整体外壳）通常在0.60-3.00左右，太厚容易缩水和产生汽泡，太薄难走满胶，大型的产品胶厚取厚一点，小的产品取薄一点，一般产品取1.0-2.0为多。
而且胶位要尽可能的均匀，在不得已的情况下，局部地方可适当的厚一点或薄一点，但需过度不可突变，要以不缩水和能走满胶为原则，一般塑料胶厚小于0.3时就很难走胶，但软胶类和橡胶在0.2-0.3的胶厚时也能走满胶， 有外观面的地方胶厚不能低于0.6。
2．加强筋（骨位）：
塑胶产品大部分都有加强筋，因加强筋在不增加产品整体胶厚的情况下可以大大增加其整体强度，对大型和受力的产品尤其有用，同时还能防止产品变形。加强筋的厚度通常取整体胶厚的0.5-0.7倍，如大于0.7倍则容易缩水。
加强筋的高度较大时则要做0.5-1的斜度（因其出模阻力大），或者做单边0.25的落差，高度较矮时可不做斜度，但是结构配合面则必须拔模。
3．脱模斜度：
塑料产品都要做脱模斜度，但高度较浅的（如一块平板）和有特殊要求的除外（但当侧壁较大而又没出模斜度时需做行位）。出模斜度通常为0.5-8度，常取3度左右，具体要根据产品大小、高度、形状而定，以能顺利脱模和不影响使用功能为原则。
产品的前模斜度通常要比后模的斜度大0.5度为宜，以便产品开模事时能留在后模。通常枕位、插穿、碰穿等地方均需做斜度，其上下断差（即大端尺寸与小端尺寸之差）单边要大于0.1以上。
外观面如果做喷油就需要做3度以上，如果是素材或晒纹，则要5-8度。
4．圆角（R角）：
塑胶产品除特殊要求指定要锐边的地方外，在棱边处通常都要做圆角，以便减小应力集中、利于塑胶的流动和容易脱模。外观面最小R通常大于0.1，一般做0.2-0.3以上。
5．孔：
从利于模具加工方面的角度考虑，孔最好做成形状规则简单的圆孔，尽可能不要做成复杂的异型孔，孔径不宜太小，一般壁厚2.0则开孔在0.6以上，孔深与孔径比不宜太大，因细而长的模具型心容易断、变形。孔与产品外边缘的距离最好要大于1.5倍孔径，孔与孔之间的距离最好要大于2倍的孔径，以便产品有必要的强度。
与模具开模方向平行的孔在模具上通常上是用型心（可镶、可延伸留）或碰穿、插穿成型，与模具开模方向不平行的孔通常要做行位或斜顶，在不影响产品使用和装配的前提下，产品侧壁的孔在可能的情况下也应尽量做成能用碰穿、插穿成型的孔。
孔内根据上图方式拔模，PL分型处，后模小平台设计0.1以上，防止成型跑毛边。
6．凸台（BOSS）：
凸台通常用于两个塑胶产品的轴－孔形式的配合，或自攻螺丝的装配。当BOSS不是很高而在模具上又是用司筒顶出时，其可不用做斜度。当BOSS很高时，通常在其外侧加做十字肋（筋），该十字肋通常要做1-2度的斜度，BOSS看情况也要做斜度。当BOSS和柱子上下（或另一BOSS）配合时，其配合间隙通常取单边0.05-0.10的装配间隙，以便适合各BOSS加工时产生的位置误差。
当BOSS用于自攻螺丝的装配时，其内孔要比自攻螺丝的螺径单边小0.2-0.5，以便螺钉能锁紧。如用M3.0的自攻螺丝装配时，BOSS的内孔通常做Ф2.50-2.70。
7．嵌件：
把已经存在的金属件或塑胶件放在模具内再次成型时，该已经存在的部件叫嵌件。当塑胶产品设计有嵌件时，要考虑嵌件在模具内必须能完全、准确、可靠的定位，还要考虑嵌件必须与成型部分连接牢固，当包胶太薄时则不容易牢固。还要考虑不能漏胶。
8．产品表面纹面：
塑料产品的表面可以是光滑面（模具表面省光）、火花纹（模具型腔用铜工放电加工形成）、各种图案的蚀纹面（晒纹面）和雕刻面。当纹面的深度深、数量多时，其出模阻力大，要相应的加大脱模斜度。
9．文字：
塑料产品表面的文字可以是凸字也可以是凹字，凸字在模具上做相应的凹腔容易做到，凹字在模具上要做凸型心较困难。但是字体要做亮面，就必须做凹字，一般深度在0.2-0.5左右。
10．螺纹：
塑胶件上的螺纹通常精度都不很高，还需做专门的脱螺纹机构，对于精度要求不高的可把其结构简化成可强行脱模的结构。
11．支撑面：
塑胶产品通常不用整个面做支撑面，而是单独做凸台、凸点、筋做支撑。因塑胶产品很难做到整个较大的绝对平面，其容易变形翘曲。
12．塑胶产品的装配形式：
01.超声线接合装配法，其特点是模具上容易做到，但装配工序中需专门的超声机器，成本增大，且不能拆卸。
超声线的横截面通常做成0.30宽0.3高的三角形，在长度方向以3-6MM的长度间断2MM；
02.自攻螺丝装配法, 其特点是模具上容易做到，但增加装配工序，成本增大，拆卸麻烦；
03.卡钩－扣位装配法，其特点是模具加工较复杂，但装配方便，且可反复拆卸，多次使用。卡钩的形式有多种，要避免卡钩处局部胶位太厚，还要考虑卡钩处模具做模方便。卡钩要做到配合松紧合适，装拆方便，其配合面为贴合，其它面适当留间隙。
04.BOSS轴－孔形式的装配法，其特点是模具加工方便，装配容易，拆卸方便，但其缺点是装配不是很牢固。
13．齿口：
两个塑胶产品的配合接触面处通常做齿口，齿口的深度通常在0.8-2.5左右，其侧面留0.05-0.15左右的间隙，深度深时做斜度1-5度，常取1.5度，深度浅时可不作斜度。齿口的上下配合需要留0.2-0.5的间隙。
14．美观线：
两个塑胶产品的配合面处通常做美观线，美观线的宽度常取0.2-1.0，视产品的整体大小而定。
15．塑胶产品的表面处理方法：
常用的有喷涂、丝印、烫金、印刷、电镀、雕刻、蚀纹、抛光、加颜色等。
16．常用到的金属材料有：
不锈钢、纯铝，铜合金（黄铜、青铜、磷铜、红铜）、弹簧钢、弹簧、铝合金、锌合金，钛合金，镁合金。
17．金属材料常用的防锈方法：
电镀、氧化，喷涂。
1、材料及厚度
1.1、材料的选取
a. ABS：
高流动性，便宜，适用于对强度要求不太高的部件（不直接受冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性的部件），如内部支撑架（键板支架、LCD支架）等。还有就是普遍用在电镀的部件上（如按钮、侧键、导航键、电镀装饰件等）。目前常用奇美PA-757、PA-777D等 。
b. PC+ABS：
流动性好，强度不错，价格适中。适用于作高刚性、高冲击韧性的制件，如框架、壳体等。常用材料代号：拜尔T85、T65。
c. PC：
高强度，价格贵，流动性不好。适用于对强度要求较高的外壳、按键、传动机架、镜片等。常用材料代号如：帝人L1250Y、PC2405、PC2605。
d. POM：
具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和吸水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性等。常用于滑轮、传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等，常用材料代号如：M90-44。
e. PA：
坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。常用于齿轮、滑轮等。受冲击力较大的关键齿轮，需添加填充物。
f. PMMA：
有极好的透光性，在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光，室外十年仍有89%，紫外线达78.5% 。机械强度较高，有一定的耐寒性、耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质较脆，常用于有一定强度要求的透明结构件，如镜片、遥控窗、导光件等。
1.2 壳体的厚度
a. 壁厚要均匀，厚薄差别尽量控制在基本壁厚的25%以内，整个部件的最小壁厚不得小于0.4mm，且该处背面不是A级外观面，并要求面积不得大于100mm²。
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) |
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工程塑料 |
最小壁厚 |
小型制品壁厚 |
中型制品壁厚 |
大型制品壁厚 |
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尼龙(PA) |
0.45 |
0.76 |
1.50 |
2.40~3.20 |
|
聚乙烯(PE) |
0.60 |
1.25 |
1.60 |
2.40~3.20 |
|
聚苯乙烯(PS) |
0.75 |
1.25 |
1.60 |
3.20~5.40 |
|
有机玻璃(PMMA) |
0.80 |
1.50 |
2.20 |
4.00~6.50 |
|
聚丙烯(PP) |
0.85 |
1.45 |
1.75 |
2.40~3.20 |
|
聚碳酸酯(PC) |
0.95 |
1.80 |
2.30 |
3.00~4.50 |
|
聚甲醛(POM) |
0.45 |
1.40 |
1.60 |
2.40~3.20 |
|
聚砜(PSU) |
0.95 |
1.80 |
2.30 |
3.00~4.50 |
|
ABS |
0.80 |
1.50 |
2.20 |
2.40~3.20 |
|
PC+ABS |
0.75 |
1.50 |
2.20 |
2.40~3.20 |
1.3、厚度设计实例
塑料的成型工艺及使用要求对塑件的壁厚都有重要的限制。塑件的壁厚过大，不仅会因用料过多而增加成本，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，容易产生汽泡，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，尤其是形状复杂或大型塑件，成型困难，同时因为壁厚过薄，塑件强度也差。
塑件在保证壁厚的情况下，还要使壁厚均匀，否则在成型冷却过程中会造成收缩不均，不仅造成出现气泡，凹陷和翘曲现象，同时在塑件内部存在较大的内应力。设计塑件时要求壁厚与薄壁交界处避免有锐角，过渡要缓和，厚度应沿着塑料流动的方向逐渐减小。
2脱模斜度
2.1 脱模斜度的要点
脱模角的大小是没有一定的准则，多数是凭经验和依照产品的深度来决定。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个侧壁，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。
具体选择脱模斜度时应注意以下几点:
a. 取斜度的方向，一般内孔以小端为准，符合图样，斜度由扩大方向取得，外形以大端为准，符合图样，斜度由缩小方向取得。
如下图1-1。
b. 凡塑件精度要求高的，应选用较小的脱模斜度。
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. 一般情况下，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。一般情况下，PS料脱模斜度应大于3°，ABS及PC料脱模斜度应大于2°。
h.带革纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应加3°~8°的脱模斜度，视具体的咬花深度而定，一般的晒纹版上已清楚例出可供作参考之用的要求出模角。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°。
i.插穿面斜度一般为1°~3°。
j. 外壳面脱模斜度大于等于3°。
k. 除外观面壳外，壳体其余特征的脱模斜度以1°为标准脱模斜度。特别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°，其余取1.5°；低于3mm高的腔体的脱模斜度取0.5°，3~5mm取1°，其余取1.5°
3、加强筋
为确保塑件制品的强度和刚度，又不致使塑件的壁增厚，而在塑件的适当部位设置加强筋，不仅可以避免塑件的变形，在某些情况下，加强筋还可以改善塑件成型中的塑料流动情况。
为了增加塑件的强度和刚性，宁可增加加强筋的数量，而不增加其壁厚。
3.1、加强筋厚度与塑件壁厚的关系
3.2、加强筋设计实例
4.1、柱子的问题
a. 设计柱子时，应考虑胶位是否会缩水。
b. 为了增加柱子的强度，可在柱子四周追加加强筋。加强筋的宽度参照图3-1。
柱子的缩水的改善方式见如图4-1、图4-2所示：改善前柱子的胶太厚，易缩水；改善后不会缩水。
4.2、孔的问题
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. 侧孔的设计应避免有薄壁的断面，否则会产生尖角，有伤手和易缺料的现象。
