塑料件设计与机械设计的区别。

塑料制品结构设计要素

1.形状

塑料制品的形状应易于成形，即在开模取出塑件时尽量避免采用复杂的分型与侧面抽芯。

2.壁厚：制作壁厚是塑料产品最重要的结构要素，是设计塑料产品时必须考虑的问题之一

注意的问题：壁厚的设计中一方面要考虑壁厚的大小，另一方面要遵循壁厚均一的原则，壁与壁的连接处尽量用圆弧连模，从而避免壁厚的突然剧变。同时遵循以下原则：

（1）同一个塑料零件的壁厚应尽可能一致。

（2）在满足制品结构和使用条件的条件下，尽可能采用较小壁厚。产品设计中塑料制品的壁厚一般为：电子工程类壳体：2.5~3mm，日常生活用品壳体：1.5~2mm，薄壁类产品壳体：0.5~0.8mm，大型制品：3.2~9.5mm。

3）具有足够的强度和刚度，脱模时能经受脱模机构的冲击与震动；装配时能承受紧固力。

3.脱模斜度：由于塑料制剑的成型是通过磨具实现的，制作冷却后，产生收缩，会紧紧包住模具型芯或型腔中凸出的部分，为了使制作易于从模具中脱出，所以在设计时首先要考虑制件能容易脱模。注意的原则：

（1）在满足制件尺寸公差要求的前提下，尽可能采用较大的脱模斜度；（2）所用塑料材料收缩率越大，其脱模斜度也越大；

（3）制件壁厚较厚时，其成型时制品的收缩量大，所选用的脱模斜度也较大；

（4）制件高度很小时可允许不设计脱模斜度；（5）制件形状越复杂，选用的脱模斜度也越大；

（6）增强塑料宜选较大脱模斜度，含有自润滑剂的塑料可用较小脱模斜度。

4.圆角：早塑料制件的设计中，圆角的设计还可以使塑料物件圆润流畅，表面过度自然。

未注公差尺寸的极限偏差按GB/T 14486-MT6级；

制件应饱满光整、色泽均匀；

无缩痕、裂纹、银丝等缺陷；

浇口、溢边修剪后飞边≤0.3，且不得伤及本体；

未注壁厚3；未注筋板1.5～2； 表面打光（喷砂）处理；

未注过渡圆角取R0.3～R1，脱模斜度≤0.3%%d；

各脱模顶料推杆压痕均应低于该制件表面0.2；

与对应装配结合面外形配合错位≤0.5； 制件应进行时效处理；

制件机械强度须符合GB 3883.1标准规定；

制件内腔表面打上材料标记和回收标志；

未注尺寸参照三维造型；

制件表面处理及其它要求由客户定；

嵌件形式一

·嵌件与塑料件应牢固连接

设计原则

·为提高嵌件与塑料件的连接强度，嵌件表面必须设计有适当的凹凸状。常见嵌件的形式及其塑料件的固定方式，例如：针状嵌件、细杆状贯穿嵌件、圆筒形嵌件、片状嵌件、管状嵌件和带台阶的圆柱形嵌件。

嵌件形式二

·嵌件在模具内的.定位应可靠

设计原则

·安放在塑料模具内的嵌件必须由可靠的定位和配合。内外螺纹在塑料模具内的固定于配合形式，例如：内螺纹、外螺纹。

当嵌件过长或呈现细长杆状或片状时，应在不影响塑料件的使用要求的条件下，在塑料模具内设支撑以免嵌件弯曲，但这时会在塑料件上留孔。同时对于薄壁状嵌件，可在塑料流动在方向上打孔以减少嵌件的受力。

嵌件形式三

·嵌件周围的塑料壁厚应足够大

设计原则

·保持嵌件周围适当的塑料层厚度可以减少塑料件的开裂倾向。对于酚醛塑料及与之相似的热固性塑料，嵌件周围塑料层厚度可参照选取。另外，嵌件设计时不应带有尖角热塑性塑料注射成形时，应将大型嵌件预热到接近物料温度对于应力难以消除的塑料，可在嵌件周围覆盖一层高聚物弹性体或在成形后进行退火。

图1  组合式铰链

如图2  整体式铰链

二、 玩具铰链的设计（聚丙烯PP）

铰链：两个制件联结在一起，并使两个制件可以绕着联接轴转动。如图3所示。

1、链的长度不能太长，一般1.5mm是比较好的选择，在确定长度 时应考虑到折弯后的长度是否足够。

2、铰链位的材料厚一般在0.25～0.38mm之间，长度约为0.5mm 。一般来讲，铰链的长度与铰链料厚的比例最小为3:1。践证明这时铰链的弯折次数可达到最大值。

图3  玩具铰链尺寸

3、带有铰链的塑料件从模具中取出后,应在保留模具温度的同时将铰链人工弯折若干次,弯曲角度为90°～180°。这样做可以使铰链在长度方向伸长200%左右,厚度由原来的0.25mm～0.38mm减薄到0.13mm左右。

用这种方法生产的聚丙烯铰链,可以使塑料的拉伸强度从34MPa增加到550MPa，如图4所示。

4、塑料铰链在对折转动时,应考虑到定位。可分别在两个相配合的塑料件上,设计凹槽和凸起,以帮助弯折对准,使拉伸在一个直线上进行,避免损伤铰链。

图4  塑料铰链

三、 塑料合页的设计（聚丙烯PP）

1、塑件本身壁厚小的，中间薄膜处应相应薄，塑件本身壁厚大的，中间薄膜处应相应厚一些，但不超过0.5mm,否则会失去合页的作用。如图5 所示。

2、合页部分的厚度必须均匀一致。

3、塑料必须从塑件本身的一边，通过中间薄膜流向另一边，脱模后立即折曲几次。

图5  塑料合页

四、塑料铰链的应用

塑料铰链可以有效地减少组件的部件数,是常见的组件活动联接。使用的形式有下面几种:

1、鱼嘴形铰链，如图6 所示。

图6   鱼嘴形铰链

鱼嘴形铰链是用薄钢片制成椭园形弹簧夹子,弹簧夹子夹紧塑料桶(或箱、盒)与盖的凸缘槽构成铰链联接,塑料盖可以自由开关,弹簧既起联接作用又起使盖盖紧的作用。

2、 钢琴形铰链

钢琴形铰连是由铰链和弹簧夹子两零件装配而成。铰链用铆钉或螺钉联接在塑料件的盖和底上构成如钢琴的铰链联接。如图7所示。

图7   钢琴形铰链

3、企口式插销铰链

企口式插销铰链是在塑件箱或桶的底上设计两个凹槽,在盖上设计两凸耳,装配时将凸耳嵌入到相对应的凹槽中,然后在侧面钻孔,插入金属销钉就构成了铰链联接。如图8 所示。

图8  企口式插销铰链

4、标准式插销铰链

塑料件底上有两个钩形的凸耳,盖上有一个钩形凸耳,装配时将盖和底的凸耳相配,然后在凸耳侧面钻孔,插入金属销钉即构成了标准式插销铰链的联接。如图9 所示。

图9  标准式铰链

5、简易式铰链

塑料箱体上有两个凸出的钩,塑料盖上有一个凸出的钩,构成了简易式铰链。如图10所示。

图10  简易式铰链

6、热封式铰链

塑料件盖上有芯轴凸耳,底上有两个开口轴承座式凸耳,装配时将芯轴嵌入开口轴承座式凸耳中,然后用热风加热轴承座式凸耳,使上缘软化并绕芯轴弯曲,冷却后芯轴被包围在轴承座式的凸耳中,构成不可拆卸的热封式铰链联接。如图11 所示。

图11  热封式铰链

7、整体模塑片状铰链

塑件上铰链是整体模塑而成,如图12所示。铰链宽度约6.5mm,厚度小于0.5mm,长度按需要而定。两塑料件通过铰链联成一整体。a为整体模塑片状铰链,用聚丙烯塑料制造这种铰链,能经过几千次挠曲而不折断。b为聚丙烯塑料模塑的整体式铰链,铰链厚度约为0.25～0.5mm。

图12   整体模塑片状铰链

8、整体压形铰链

塑件盖和底整体注射模塑成型后,盖和底的联接部分加热软化,然后放入压形模具中压成双面带有弧形的整体铰链,铰链厚度控制在0.25mm～0.4mm。整体压出的铰链耐挠曲次数少于整体模塑片状铰链,但是铰链的撕裂强度大。如图13所示。

图13   整体压形铰链

9、球夹形铰链

塑料盒底上有一个双面球窝凸耳,球窝深约0.45mm,塑料盒盖上有两个球形凸耳,球体直径约3.0mm。装配时将球体嵌入球窝构成球夹铰链。如图14 所示。

球夹形铰链适合小型塑料盒盖和底的活动联接。

图14  球夹形铰链