注塑模具设计需注意的各项因素
注塑模具设计需注意的各项因素
注塑模具设计是一个复杂而精细的过程，涉及众多关键因素。从开模方向与分型线的确定，到产品壁厚、加强筋、圆角、孔的设计，再到抽芯滑块机构、一体铰链、嵌件应用等，每一个环节都需要精心考量。本文将为您详细介绍注塑模具设计中需要注意的各项因素，帮助您掌握这一领域的核心知识。
开模方向与分型线
在注塑模具设计的初期，首要任务是明确产品的开模方向和分型线。这样做旨在减少对抽芯滑块机构的需求，并确保分型线对外观的影响降至最低。
- 在确定了开模方向后，应尽量将产品的加强筋、卡扣、凸起等结构设计得与开模方向相一致，这样能够减少对抽芯机构的需求，从而降低拼缝线的产生，并有助于延长模具的使用寿命。
- 同样地，一旦开模方向得以明确，便可选取合适的分型线，以确保开模过程中不会出现倒扣现象，进而提升产品的外观质量和性能。
脱模斜度
为了防止产品出现拉毛（拉花）现象，应根据产品表面的不同特性设定适当的脱模斜度。光滑表面的斜度应至少为0.5度，细皮纹（砂面）表面则应大于1度，而粗皮纹表面的斜度则需大于1.5度。
合理的脱模斜度同样有助于防止产品因顶伤而导致的质量问题，例如顶白、顶变形和顶破等。
在深腔结构产品的设计中，应确保外表面的斜度大于内表面，以避免注塑时模具型芯发生偏位，从而确保产品壁厚的均匀性，并强化产品开口部位的材料强度。
产品壁厚
塑料制品的壁厚设计需在合理范围内，通常介于0.5至4毫米之间。若壁厚超过4毫米，可能导致冷却时间延长，进而引发缩印等问题，此时需考虑对产品结构进行优化。
壁厚的不均匀分布会导致产品表面出现缩水现象，影响外观质量。
此外，壁厚的不均还可能引发气孔和熔接痕的形成，进而损害产品的性能和外观。
加强筋
恰当使用加强筋，能显著提升产品的刚性，降低变形可能。
设计加强筋时，其厚度应控制在产品壁厚的0.5至0.7倍以内，以防止表面缩水现象的出现。
单面斜度方面，加强筋应大于1.5°，这样可有效预防顶伤问题。
圆角
若产品圆角设计过小，可能导致应力集中，进而引发产品开裂现象。
同样，模具型腔的圆角过小也会造成应力集中，从而可能导致型腔开裂。
通过合理设置圆角，不仅可以优化模具的加工流程，例如允许型腔直接采用R刀进行铣削加工，从而提升加工效率，减少低效的电加工需求。
- 值得注意的是，不同的圆角设计可能会影响到分型线的位置，因此在实际操作中，需要根据具体情况来选择适当的圆角或进行清角处理。
孔的设计
在产品设计时，孔的形状应首选圆形，因其结构简单。
为避免抽芯问题，孔的轴向应与开模方向保持一致。
当孔的长径比超过2时，需设置脱模斜度，并按照小径尺寸（即最大实体尺寸）来计算孔的直径。
对于盲孔，其长径比通常不应超过4，以防止孔针冲弯现象的发生。
为确保注塑模的正常工作，孔与产品边缘的距离应至少大于孔径尺寸。
抽芯、滑块机构
若塑件在开模方向上无法顺利脱模，则需设计抽芯滑块机构。此类机构虽能塑造复杂产品结构，但可能引发产品拼缝线、缩水等瑕疵，同时增加模具成本并缩短其使用寿命。
在注塑产品设计过程中，若无特别需求，应尽量规避使用抽芯结构。例如，可以尝试调整孔轴向和筋的方向，使之与开模方向一致，或采用型腔型芯碰穿等方法，以减少对抽芯机构的需求。
一体铰链
通过充分利用PP料的优异韧性，可以将铰链巧妙地设计成与产品一体化的结构。
在设计铰链的薄膜尺寸时，应确保其尺寸小于0.5mm，并且尺寸要均匀一致。
在注塑制造一体化的铰链时，浇口的位置选择至关重要，通常只能设计在铰链的一侧。
嵌件的应用
在注塑过程中，通过镶入嵌件，可以有效地增强产品的局部强度、硬度和尺寸精度，同时还能预设小螺纹孔（轴），从而满足各种特定的使用需求。但需要注意的是，这样做也会相应地增加产品的制造成本。
嵌件的材料通常选用铜，当然也可以根据实际需要选择其他金属或塑料件。
为了确保嵌件在塑料中的稳固性，应设计相应的止转和防拔出结构，例如滚花、孔洞、折弯、压扁或轴肩等。
在嵌件周围增加塑料的厚度是必要的，这样可以有效预防塑件因应力而开裂。
在设计嵌件时，必须充分考虑其在模具中的定位方式，可能的选择包括孔洞、销钉或磁性定位等。
此外，关于产品的标识设计，一般建议将其设置在产品内表面较为平坦的位置，并采用凸起的形式呈现。同时，应选择那些法向与开模方向尽可能一致的面来设置标识，以避免因拉模而导致的损伤。
注塑件精度
由于注塑过程中存在的不均匀和不确定的收缩率，导致注塑件的精度显著低于金属件。因此，在选择尺寸公差时，不能简单地套用机械零件的标准。为规范这一领域，我国于1993年颁布了GB/T14486-93《工程塑料模塑塑料件尺寸公差》标准。设计者在制定制件尺寸公差时，应依据所使用的塑料原料及制件的实际使用要求，同时结合工厂的综合实力和同行产品的设计水平，来综合确定适当的公差精度。
注塑件的变形问题
为减少注塑件的变形，应提高产品结构的刚性。设计时应尽量避免采用平板结构，而是要合理设置翻边和凹凸结构，以增强产品的稳定性。同时，设置合理的加强筋也是减少变形的重要措施。
扣位设计
在注塑件生产中，扣位设计是至关重要的。通过巧妙设计，可以将多个扣位共享，确保整个装置在个别扣位受损时仍能保持运作，从而延长其使用寿命。此外，合理增加圆角设计，还能进一步提升结构的强度。同时，扣位相关尺寸的公差控制需要非常严格，因为倒扣位置过多可能导致扣位损坏，而倒扣位置过少则可能影响装配的精准度和组合部件的松紧度。为解决这一问题，我们可以采用预留改模加胶的方法来实现对扣位尺寸的灵活调整。
焊接工艺
注塑件生产中还涉及到多种焊接工艺，如热板焊、超声波焊和振动焊等。这些工艺对于确保注塑件的精准度和质量具有重要意义。通过合理选择和应用这些焊接方法，我们可以进一步优化注塑件的生产过程，提升产品的整体性能。
工艺与产品性能的考量
在注塑件生产过程中，工艺选择与产品性能之间往往存在某种程度的矛盾。为解决这一矛盾，我们需要综合考虑多个因素，包括焊接工艺的应用、扣位设计的优化等。通过合理平衡这些因素，我们可以在确保产品性能的同时，简化产品设计并提高联接强度，从而进一步提升注塑件的整体质量。
螺丝柱孔径与自攻螺丝直径的匹配关系
在注塑件生产中，螺丝柱孔径与自攻螺丝直径的匹配关系至关重要。为了确保联接的稳固性和产品的性能，我们需要根据不同的螺丝直径，选择合适的螺丝柱孔径。这样，不仅可以简化产品设计，还能提高联接强度，从而提升注塑件的整体质量。
BOSS（凸起部分）的设计原则
在注塑件生产中，BOSS的设计遵循一系列的原则。这些原则旨在确保产品的结构稳固、性能可靠，并满足特定的功能需求。通过合理设计BOSS的尺寸、形状和位置，我们可以优化产品的整体性能，提升注塑件的质量和竞争力。
为增强支柱的强度并确保胶料流动顺畅，应避免单独使用支柱，而是尽量将其与外壁相连或与加强筋结合。
支柱的高度一般不应超过其直径的两倍半，以防止在塑胶部件成型时出现困气现象（过高的支柱可能引起气孔、烧焦或充填不足等问题）。
若支柱高度确实超过了两倍半直径，特别是那些远离外壁的支柱，为增强其强度，建议采用加强筋的方法。
BOSS的形状多以圆形为主，因为其他形状的加工难度相对较高。
BOSS的位置需谨慎选择，应避免过于接近转角或外侧壁，而是与产品外壁保持适当距离。
为防止BOSS周围的收缩下陷，可以考虑局部减少肉厚（即采用开火山口的设计）。
关于BOSS的拨模角度，通常外缘取0.5°，内缘取0.5°或1°，以确保顺利脱模。