产品设计要点1.1 常用材料及特性1.1.1 塑料分类塑料是指以高聚物（树脂）为主要成分，大多加有添加剂（如增强剂、填充剂、润滑剂、色料等等）、且在加工过程中能流动成形的一类高分子材料。

通常分以下两种：（1）热塑性塑料：在特定的温度范围内能反复加热熔融和冷却硬化的一类塑料。

如ABS、AS、PC、PP、PE、PS、POM等等。

（2）热固性塑料：在加热或其他条件作用下能固化成不熔、不溶性物料的一类塑料。

如酚醛塑料、环氧塑料、DAP塑料、氨基塑料等等。

本书所涉及的制品是热塑性塑料。

2．1．2塑料特性通常将塑料的使用性能、加工性能和技术性能统称为塑料的特性。

塑料的技术性能包括：物理性能、热性能、力学性能、电气性能和化学性能。

不同的塑料有不同的特性，在设计时用不同的方法。

见表2－1、2－2如在设计一产品时，产品所要求用的材料是PC透明料，根据PC塑料的特性及用途，在设计时注意：a、表面避免接痕b、装配位应分部在四周c、模具用高抛光性钢料等等表2－1 常用塑料使用性能1.2 塑胶制品常用设计工艺塑料件结构的工艺性，直接关系到其成形模具结构、类型、生产周期与成本。

只有符合模塑工艺要求的塑件设计，才能顺利成形，确保内在与外观质量，达到高效率的生产和低成本的目的。

塑件设计的工艺性，自然与其成形方法密切关联。

塑件的几何形状与成形方法、模具结构、能否顺利成形与脱模、以及与制品质量等均有密切关系。

塑件几何形状设计必须满足其成形工艺要求。

1.1.1避免侧孔与侧凹塑件的内外表面形状应设计得容易成形与脱模，以防止采用复杂得瓣合模和侧抽芯机构，因此塑件设计应尽量避免有侧孔与侧凹。

不是所有的设计都能制作生产出来或者容易生产出来的，应尽可能的了解产品的生产制作过程，避免设计与现实脱离，见表2－3若干典型示例。

表2－3 带有侧孔与侧凹的塑件设计示例2.2.2脱模斜度为了便于塑件从模腔顺利脱模或抽芯，塑件设计时必须考虑到内外壁面应有足量的脱模斜度。

最小脱模斜度与塑料性能、塑件几何形状有关。

表2－4列出若干材料单边脱模斜度的推荐值。

表2－4常用塑料件脱模斜度最小值名称斜度外侧内侧聚乙烯 PE 25’～45’20’～45’ABS 40’～1°20’35’～1’聚碳酸酯 PC 35’～1°30’～50’聚甲醛 POM 35‘～1°30’30’～1°聚丙烯 PP25’～45’20’～45’聚乙烯－丙稀碃共聚物 AS35‘～1°30’30’～1°合理确定塑件壁厚十分重要。

塑件壁厚受使用要求、塑件性能、塑件几何尺寸与形状以及成形工艺等众多因素制约。

塑件各部分壁厚应均匀一致，切忌突变与截面壁厚悬殊设计。

塑件壁厚一般在1－6mm范围内，常用值为2－3mm，通常随塑料品种及塑料大小而定。

热塑性塑料件最小壁厚及推荐壁厚见表2－5，常用塑件壁厚设计实例2－6。

表2－5 常用塑料件最小壁厚及推荐值名称最小壁厚小型塑件中型塑件大型塑件PE 0．6 1．25 1．6 2．4～3。

2ABS0．75 1．25 1．6 2．4～3。

2PC0．95 1．8 2．3 3～4。

5POM0．8 1．4 1．6 3．2～5。

4PP 0．85 1．45 1．75 2．4～3。

2AS 0．8 1．5 2．1 3．5～5。

5表2－6 常用塑料件壁厚设计实例2.2.4加强筋为使塑件既有一定的强度和刚性，又不致使塑件截面过厚，以防止产生成形缺陷，有效的方法是，在塑件适当的部位设置加强筋或增设防止变形的结构。

加强筋不仅可以塑件变形，而且有利于改善塑件成形的充模状况。

增加加强筋后，可能在背面产生缩纹。

但是只要尺寸设计得当，就可以避免。

加强筋的设计相关尺寸如图2－1所示及防止变形设计的相关结构如图2－2所示。

图2－1 加强筋设计相关尺寸图2－2 防止变形的结构设计6.2.2 平板形成型品的翘曲a）带加强筋平板的翘曲原因•因平板和加强筋厚度差异而产生的收缩差。

•平板两面的模具温度差。

最好的对策就是采用平板两面带加强筋，使断面为H形状。

但是在制品设计上，因无法采取H形状而形成单侧加强筋时，则会产生以下变形（见表6-2、图6-2）。

•非增强品级或由玻璃珠、粉末状填料制成的充填品级:加强筋厚度 < 平板厚度时，加强筋方面产生凸起变形;加强筋厚度 > 平板厚度时，加强筋方面产生凹陷变形;加强筋厚度/平板厚度=1~1.2时，基本达到平衡，形成平面。

•纤维充填品级:与加强筋厚度/平板厚度的比率无关，始终在加强筋方面产生凸起变形。

b）L形/U形成型品的倾倒变形L形/U形成型品时，一般发生倾倒变形，其原因如下（表6-3）。

L形/U形成型品的倾倒变形原因•与模腔方面相比，模芯方面拐角部分的模具温度较高，模芯方面的收缩率增大。

作为对策可采取如下处理：L形成型品的变形对策要点•形状:拐角部分设置三角加强筋。

但是，加强筋厚度为成型品基体厚度的1/3~1/2。

:在拐角部分设置贯通孔。

:将L形改为T形。

:U形成型品的壁厚与基体厚之比=1/2•模具:冷却模芯。

对于纤维增强型，在拐角部位设置浇口。

c）箱形成型品的内翘变形箱形成型品时，一般发生内翘变形。

与L形/U形成型品相同，其原因也是模芯方面的模具温度较高，模芯方面的收缩率增大的缘故。

作为对策可采取如下处理：箱形成型品内翘变形的对策要点•形状:在节距部分设置三角加强筋。

在拐角部分设置贯通孔。

设置外周加强筋。

非增强型的壁厚/底板厚=1/2。

对模腔或模芯施加逆翘曲。

•模具:冷却模芯。

对于纤维增强型材料而言，底板中央部分的点浇口比侧浇口更好。

d）圆板形成型品的翘曲变形圆板形成型品有时产生波浪变形或伞形变形，其原因如下：圆板形成型品的变形原因• 由于分子取向或增强纤维的取向，收缩率在径向和周向之间产生差异。

径向收缩率›周向收缩率时，产生波浪变形。

径向收缩率‹周向收缩率时，产生伞形变形。

作为对策可采取如下处理：圆板形成型品变形的对策要点•形状:发生波浪变形时，或者在外周部位设置H型加强筋、或者去除一部分使之成为环形。

发生伞形变形时，双面设置放射形加强筋。

•模具:冷却孔靠近模腔，配置成为圆周形。

为了提高正圆度，需要对浇口数量及位置进行考虑。

一般而言，与1个侧浇口和1个点浇口相比，3个点浇口效果好。

3个点浇口时，以浇口配置在正三角形的3个顶点为宜浇口位置设在成型品中心或靠近中心的部位，使树脂同心圆形地从中央向外圆流入，此时正圆度提高。

如照片6-1那样，同心圆形的流入可取得精度高的效果。

e）圆柱形成型品的变形细长的圆柱形成型品倾向于两端外径大、中间外径小的弓形。

这是由于两端固化快而中间固化慢的缘故。

但是，如果改为二重圆筒等形状使厚度变薄，则往往好转。

改为二重圆筒等形状时，使连接外壁和内壁的加强筋厚度变薄，会减少加强筋凹痕等的影响。

f）细长形成型品的翘曲变形如果将浇口设置在细长形成型品的长边方面，则一般向浇口方面成弓形翘曲。

所以，原则上浇口要设置在短边方面。

见图6-3示例。

g）成型条件与变形作为与变形有关的成型条件必须特别注意的是注射及保压时间、冷却时间、注射速度、模具温度。

（1）注射及保压时间注射与保压的总和时间要设计得长于浇口封闭时间。

如果比浇口封闭时间短，则有时变形增大。

见图4-5。

（2）冷却时间一般而言，延长冷却时间会使变形减小。

（3）注射速度根据成型品形状的不同，有时注射速度快则变形小，有时相反，注射速度慢则变形小。

在实际成型中，要通过改变注射速度来找出变形最小的条件。

（4）模具温度模具温度低的成型品变形小。

但是，如果成型品的使用温度高，有时则会产生后收缩变形或尺寸变化的问题。

模具温度要根据这些因素综合考虑决定。

7.1 流道7.1.1. 冷流道（a）流道的断面形状流道的断面形状以圆形为最佳，但是必须在模具固定板和移动板两方面刻入沟槽。

无法做到圆形时，可做成梯形。

须避免采用半圆形流道。

图7-1表示了梯形流道的实例。

（b）流道的断面尺寸从抑制熔融树脂冷却、减少压力损失的方面来看，流道的断面尺寸以大为宜。

但是，还要从降低流道产生率等经济方面来考虑决定。

图7-2表示了流道的简易设计图。

它根据最长的长度推定了必要的流道粗细，可作为一个大致的标准来使用。

（c）流道的配置模腔取多个流道时，流道长度、粗细要相同，使树脂同时充填到各模腔中，并设计成对称形配置，见图7-3所示的流道配置实例。

当通向各模腔的流道长度不相同（不等长流道）、或因配套等原因模腔的体积不相同等情况时，一般还通过改变流道粗细来调节，使之进行同时充填。

7.1.2 热流道热流道在节约材料、成型自动化等方面有效果，但是还有在热片部位的压力损失和在热片及歧管部位的变色、换色、模具温度分散等问题，采用时需要研究。

热流道造成的问题有浇口切断（拉丝）、浇口堵塞、流涎、滞留变色、热片间平衡等，要对这些问题进行综合考虑来选定热流道的类型。

表7-1列举了代表性热流道的生产厂家和类型。

一般而言，它们对于夺钢没有问题，可放心选用。

7.2 浇口浇口尺寸•浇口厚度为成型品厚度的60〜70%。

•浇口宽度为浇口厚度的1〜1.5倍左右（侧流道时）。

•浇口流道以短为宜（侧流道时）。

•但是，如果没有品质上问题，为了缩短成型周期、精整浇口等，要采取更小的浇口。

浇口位置•设置在成型品最厚的部位;•设置在不影响成型品外观的部位;•成型品承受外力时，不要设置在承受外力的部位;•熔合纹有问题时，还要考虑熔合纹。

浇口形状夺钢TM没有什么浇口形状问题，可采用一般使用的浇口形状。

只是在点浇口和隧道浇口情况下，有时会因形状而造成浇口切断不良，注意点如图7-4所示。

7.3 脱模斜度由于夺钢TM的成型收缩率大，与非结晶性等塑料相比，可减小脱模斜度。

但是，从脱模性方面来看，应在允许的范围内尽可能采取大的脱模斜度。

•至少取1/4°〜1/2°，尽可能取1°。

同时，为了顺利脱模，还要对顶出方式、顶出杆的位置、数量等因素进行充分考虑。

7.4 根切原则上要采取没有根切的形状，但是以弹性配合方式装配的成型品可以有根切。

此时如果是圆筒形，则根切余量如下：•M90：2.5〜3%•CH-25：最大0.5%7.5 排气口排气口设计不良时，很容易发生烧焦或产生模垢，所以对排气口要予以充分考虑。

如果是气体从分模线赶出的结构时，如图7-5所示：使气体从整个成型品外周排出才更有效果。

•首先在距离成型品外圆数毫米的部位以0.01〜0.02mm的程度将表面粗糙化，然后加入深1mm左右的沟槽使气体导出模具外。

8 成型不良及其对策。