一、塑料件的设计

工程塑料制品大部分是用注射成型方法加工而成的，制件的设计必须在满足使用要求和符合塑料本身的特性前提下，尽可能简化结构和模具、节省材料、便于成型。

1．制品的形状

在保证使用要求前提下，力求简单、便于脱模，尽量避免或减少抽芯机构，如采用图1-15中合理的设计结构，不仅可大大简化模具结构，便于成型，且能提高生产效率。

2．中空部分的处理

热塑性的中空注塑制品并不像金属般的那么难制造。然而，此举会增加模具的制造成本及灌入空气于中空部分的加工成本。所以，可能的话，最好减少或消除中空的产品。

如果产品的设计可选择包含中空或不平衡的异形时，这时最好选择中空如图1-16所示，当然含中空的异形制品，其尺寸公差比不含中空的大。图（a）中壁厚不均匀，尺寸公差不好控制，凹痕严重；图（b）较好，壁厚较均匀；图（c）为最佳设计。

3．边角与支撑设计

陡峭的边角塑料制品，极不易被注塑出且容易成为应力集中点而遭破坏。所以设计内外边角半径时，最好其值为壁厚的一半以上，并且内外边角半径同圆心以防止冷却时造成应力。如图1-17所示，图（a）中边角太陡峭，且内外半径非同心圆；图（b）较好，无陡峭的边角。

制品内部有大的无支撑区，注塑时须要较大的注塑力，在模具入口处必须设计为流线形，因此增加了加工困难性及成本。所以最好能修改原设计以增加强度。如图1-18所示，图（a）设计有较大的无支撑区；图（b）为改进后的设计，有足够的强度。

4．产品的壁厚

虽然本质上任何异形件均可能由热塑性塑料制得，但仍有许多影响极大的设计因子需要考虑。首要是异形件的壁厚。具有均匀厚度的异形品最易制造，若是壁厚不均匀会造成塑料流动不平均，使得各部分的冷却速率不同，如此较厚部分易产生翘曲。如果不均匀的壁厚真的无法避免，最好于厚断面部分给予额外的冷却。当然这样一来，加工工具变得复杂，生产成本也增加了。

另外，非均匀壁厚的产品，其尺寸公差应为均匀肉厚产品的一倍。另一个常见的问题是凹痕常发生在厚肉断面对面的平坦表面上，这时最好将产品重新设计。如图1-19所示，图（a）极易产生凹痕，图（b）则将其凹槽化，以消除壁厚过大部分。

塑料零件的壁厚取决于塑件的使用要求，太薄会造成制品的强度和刚度不足，受力后容易产生翘曲变形，成型时流动阻力大，大型复杂的零件就难以充满型腔。反之，壁厚过大，不但浪费材料，而且加长成型周期，降低生产率，还容易产生气泡、缩孔、翘曲等疵病。因此制件设计时确定零件壁厚应注意以下几点。

◆ 在满足使用要求的前提下，尽量减小壁厚。

◆ 零件的各部位壁厚尽量均匀，以减小内应力和变形。不均匀的壁厚会造成严重的翘曲及尺寸控制的问题。

◆ 承受紧固力部位必须保证压缩强度，避免过厚部位产生缩孔和凹陷。

◆ 成型顶出时能承受冲击力的冲击。

一些常用塑料的推荐壁厚见表1-1。

5．产品的脱模斜度

为了在模具开模时能够使制件顺利的取出，而避免其损坏，制件设计时应考虑增加脱模斜度。脱模角度一般取整数，如0.5、1、1.5、2…等。通常，制件的外观脱模角度比较大，这便于成型后脱模，在不影响其性能的情况下，一般应取较大脱模角度，如5°～10°，如图1-20所示。

6．BOSS柱（支柱）设计

支柱为突出胶料壁厚，用以装配产品、隔开对象及支撑承托其他零件。空心的支柱可以用来嵌入镶件、收紧螺钉等。这些应用均要有足够强度支持压力而不致于破裂。

为免在扭上螺钉时出现打滑的情况，支柱的出模角一般会以支柱顶部的平面为中性面，而且角度一般为0.5º～1.0º。如支柱的高度超过15.0mm时，为加强支柱的强度，可在支柱连上些加强筋，作结构加强之用。如支柱需要穿过PCB时，同样在支柱连上些加强筋，而且在加强筋的顶部设计成平台形式，此可做承托PCB之用，而平台的平面与丝筒项的平面必须要有2.0～3.0mm，如图1-21所示。

为了防止制件的BOSS部位出现缩水，应做防缩水结构，即“火山口”， 如图1-22所示。

7．设计加强筋

为满足制件的使用所需的强度和刚度单用增加壁厚的办法，往往是不合理的，不仅大幅增加了制件的重量，而且易产生缩孔、凹痕等疵病，在制件设计时应考虑设置加强筋，这样能满意地解决这些问题，它能提高制件的强度、防止和避免塑料的变形和翘曲。设置加强筋的方向应与料流方向尽量保持一致，以防止充模时料流受到搅乱，降低制件的韧性或影响制件外观质量。

加强筋一般被放在塑料产品的非接触面，其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向，选择加强筋的位置亦受制于一些生产上的考虑，如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的长度可与产品的长度一致，两端相接产品的外壁，或只占据产品部分的长度，用以局部增加产品某部分的刚性。

要是加强筋没有接上产品外壁的话，未端部分亦不应突然终止，应该渐次地将高度减低，直至完结，从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题，这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。而且因为缩水的问题，筋骨的厚度不能大过平均壁厚的厚度。

加强筋高度通常塑件为壁厚的3倍左右，并有2~5度的脱模斜度，与塑件壁的连接处应用圆弧连接。防止应力集中，加强筋的厚度应为塑件平均壁厚0.5~0.7，如果太大，容易产生瘪凹。如果要设置多个加强筋，则分布应错开，防止破裂。如图1-23所示为推荐的加强筋截面尺寸。