塑胶件结构设计基本原则

●结构设计要合理：装配间隙合理，所有插入式的结构均应预留间隙；保证有足够的强度和刚度(安规测试)，并适当设计合理的安全系数。

●塑件的结构设计应综合考虑模具的可制造性，尽量简化模具的制造。

●塑件的结构要考虑其可塑性，即零件注塑生产效率要高，尽量降低注塑的报废率。

●考虑便于装配生产(尤其和装配不能冲突)。

●塑件的结构尽可能采用标准、成熟的结构，所谓模块化设计。

●能通用/公用的，尽量使用已有的零件，不新开模具。

●兼顾成本

小贴士

2022国际CMF展设置了外观效果相关的高分子材料及其结构件、装饰件主题展区，展示塑胶复合材料、工程塑料、特种塑料、热塑性弹性体及橡胶、免喷涂、色母等外观材料及其制备的结构件、装饰件，展位预订通道已开启，现在预订还可解锁多项增值服务。

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塑胶件基础结构设计指南

1.零件壁厚

① 合适的壁厚

塑胶产品的胶厚（整体外壳）通常在0.80-3.00左右，壁厚太小：强度低；流动阻力大，熔料难充满；壁厚太大：零件产生缩水、气孔和翘曲等质量问题；零件冷却时间增加，成型周期加长，零件生产效率低；

常用塑胶材料合适壁厚范围（单位mm）：

② 尽量减少零件壁厚，决定零件壁厚的因素如下：

零件的强度要求；

零件成型时能否抵抗脱模力；

零件能够抵抗装配时的紧固力；

有金属埋入件时，埋入件周围强度是否足够；

孔的强度是否足够；

错误的做法：为提高零件强度，片面的增加零件壁厚。

③ 零件壁厚均匀

尽可能采用多种方法使壁厚保持均匀：

当壁厚不均匀时：

2. 圆角设计

在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过度。另外，塑件上的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是不可少的。在塑件结构上无特殊要求时，塑件的各转角处均应有半径不小于0.5~1mm的圆角。允许的情况下，圆角应尽量大。

对于内外表面的拐角处，外圆角应为内圆角加壁厚，可减少内应力，并能保证壁厚均匀一致。

① 避免零件外部尖角

② 避免在塑胶熔料流动方向上产生尖角

③ 避免在零件连接处产生尖角

3. 脱模斜度

一般来说，对模塑产品的任何一个侧面，都需有一定量的脱模斜度，以便产品从模具中顺利脱出。脱模斜度的大小一般以0.5度至1度间居多。具体选择脱模斜度注意以下几点：

●塑件表面是光面的，尺寸精度要求高的，收缩率小的，应选用较小的脱模斜度，如0.5°。

●较高、较大的尺寸，根据实际计算取较小的脱模斜度，比如双筒洗衣机大桶的筋板，计算后取0.15°~0.2°。

●塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。

●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。

●透明件脱模斜度应加大，以免引起划伤。一般情况下，PS料脱模斜度应不少于2.5°~3°，ABS及PC料脱模斜度应不小于1.5°~2°。

●带皮纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应根据具体情况取2°~5°的脱模斜度，视具体的皮纹深度而定。皮纹深度越深，脱模斜度应越大。

●结构设计成对插时，插穿面斜度一般为1°-3°。

4. 脱模斜度的大小与方向不能影响零件的功能实现：

5. 加强筋的设计

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0.5-1.5的斜度（因其出模阻力大），高度较矮时可不做斜度。

6. 加强筋的设计原则

① 壁厚均匀：

② 顶端增加斜角避免困气：

③ 筋的方向与塑胶熔料方向一致：

7. 孔的设计

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，孔深与孔径比不宜太大，因细而长的模具型芯容易断、变形。

① 孔的深度尺寸：

② 孔与孔的间距及孔与零件边缘尺寸：

③ 避免盲孔根部太薄：

④ 零件上的孔尽量远离受载荷部位：

⑤ 孔的边缘增加凸缘增加孔的强度：

⑥ 避免与零件脱模方向垂直的侧孔：

8. 支柱的设计

① 壁厚均匀：

② 保持与零件璧的连接：

③ 单独支柱四周增加加强肋：

提高塑胶件强度的结构设计指南

1.通过添加加强肋而不是增加壁厚来提高零件强度

2.加强肋的方向要考虑载荷的方向

3.多个加强肋的方向比单个较厚或较高的加强肋好

4.设计零件增强剖面

5.增加侧壁

6.避免零件应力集中

7.避免零件在熔接痕区域承受载荷

8.其它方法

●玻纤增强塑料常用来代替普通塑胶材料来提高塑胶件强度，需要注意的是玻纤增强塑胶只在玻纤的方向上提高零件的强度；

●塑胶件承受压缩载荷的能力比承受拉伸载荷的能力强；

●避免零件承受圆周载荷。零件承受圆周载荷时，例如金属镶件处，很容易发生破裂而失效；

●在承受冲击载荷时，保持零件剖面的完整性，避免在冲击载荷方向上零件剖面出现缺口和应力集中。

提高塑胶件外观的结构设计

1.选择合适的塑胶材料

2.避免零件外观表面缩水

通过设计掩盖缩水

“火山口”设计

3、避免零件外观表面缩水

合理的浇口位置

4.避免零件变形

5.设计美工沟

6.避免外观零件表面出现熔接痕

●塑胶件表面咬花可以部分掩盖熔接痕，但并不能完全掩盖熔接痕；

●喷漆可以掩盖熔接痕；

●合理设置浇口的位置和数量，避免在零件重要外观表面产生熔接痕；

●保证模具通风顺畅。F.避免外观零件表面出现断差或毛边；

降低塑胶件成本的设计

1.设计多功能的零件

2.降低零件材料成本

通过添加加强肋而不是增加壁厚的方法提高零件强度；

零件较厚的部分去除材料；C.简化零件设计，降低模具成本：KISS原则（Keep it simple, stupid)，简单就是美！零件中的每一个特征必须有存在的理由，否则，该特征是能够去除的。D.避免零件严格的公差：公差越严格，零件制造成本就越高；

3.零件设计避免倒扣

有些外侧倒扣可以通过重新设计分模线而避免：

重新设计零件特征避免倒扣：

4.降低模具修改成本

●零件的可注塑性设计；

●减少产品设计修改次数；

●避免添加材料的模具修改；G.使用卡扣代替螺钉等固定结构。

注塑模具可行性设计

1.卡扣等结构应为斜销（或滑块）预留足够的退出空间：

2.避免模具出现薄铁以及强度太低的设计：

塑胶件的装配设计

塑胶件的装配各种装配方式的优缺点

1.卡扣装配

2. 卡扣设计指南

① 卡扣的尺寸

●卡扣厚度t = 0.5~0.6T

●卡扣的根部圆角Rmin = 0.5t

●卡扣的高度H = 5~10t

●卡扣的装配导入角α= 25°~ 35°

●卡扣的拆卸角度β：β≈35°用于不需外力的可拆卸的装配；β≈45°用于需较小外力的可拆卸的装配；β≈80°~90°用于需很大外力的不可拆卸的装配；

●卡扣的顶端厚度Y ≤ t

② 卡扣根部增加圆角

③ 卡扣均匀分布

●均匀的设置在零件的四周，以均匀承受载荷

●靠近零件容易变形的地方；

④ 使用定位柱辅助卡扣装配和提高装配精度

⑤ 卡扣根部增加圆角

⑥ 考虑模具修改方便性

卡扣尺寸一般会经过多次修改，可先做小，以保证修模的方便性

3. 机械紧固：自攻螺钉

自攻螺钉的种类：

A. 装配次数

装配次数一般不超过3次

B. 支柱的内径和外径

C. 螺牙咬合长度不少于2倍螺钉公称直径

D. 支柱的深度至少比螺钉长度高0.5毫米E.支柱顶部增加斜角或沉孔。

D.支柱四周增加加强筋、根部添加圆角

E.支柱最常见的失效方式是支柱破裂

4. 超声波焊接：导熔线设计

正确的导熔线设计

设计定位特征

增加塑胶件焊接面与焊接头的面积

把近程焊接作为第一选择

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展会亮点

亮点1：展示面积大换代

第六届国际CMF展展示面积由2万平方米直升4万平方米！展馆由原来的10号馆，升级为10/12号馆。

亮点2：终端观展团更加强大

供需对接大会已成为国际CMF展一大特色展区，以国家新材料产业资源共享平台供需对接服务基地为背景，每年都吸引众多知名终端观展团到现场参加供需对接大会及观展。

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▼ 附：500+知名终端观展团名录

以下排名不分先后

亮点3：10+同期论坛，7大特色活动加持

2022第六届国际CMF展同期将举办10+特色分论坛及7大特色活动，集合趋势、发现、连接、发展等元素，多角度深入解读行业最新趋势，掀起前所未有的头脑风暴，把握发展机遇，引领行业创新。

同期论坛

◆ 2021第十届CMF高峰论坛

◆ 透明视窗材料及工艺论坛

◆ 木纹、石材、皮革、布料表面装饰论坛

◆ 2022（第六届）智能硬件高峰论坛（穿戴）

◆ 2022（第六届）智能硬件高峰论坛（声学）

◆ 智能硬件环保包装论坛

◆ 智能家居外观装饰高峰论坛-个人护理专场

◆ 智能家居外观装饰高峰论坛-厨房电器专场

◆ 智能汽车内外饰

同期活动

◆ 2023-2024CMF趋势发布及主题展

◆ 最佳CMF评选及颁奖⸺最佳设计师

◆ 最佳CMF评选及颁奖⸺最佳设计机构

◆ 最佳CMF评选及颁奖⸺人气展商

◆ 100+终端品牌见面会（供需对接会）

◆ 寻材问料粉丝线下互动主题展

◆ 2023CMF展会预告展

最佳CMF评选及颁奖

CMF趋势展区

供需对接大会

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