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结构设计规范
结构设计规范
第一章塑胶结构设计规范
1、材料及厚度
1.1、材料选择
1.2、壳体厚度
1.3、零件厚度设计实例
2、脱模斜度
2.1、脱模斜度要点
3、加强筋
3.1、加强筋与壁厚的关系
3.2、加强筋设计实例
4、柱和孔的问题
4.1、柱子的问题
4.2、孔的问题
4.3、“减胶”的问题
5、螺丝柱的设计
6、止口的设计
6.1、止口的作用
6.2、壳体止口的设计需要注意的事项
6.3、面壳与底壳断差的要求
7、卡扣的设计
7.1、卡扣设计的关键点
7.2、常见卡扣设计
7.3、
第一章塑胶结构设计规范
1、材料及厚度
1.1、材料的选取
a.ABS高流动性，便宜，适用于对强度要求不太高的部件（不直接受冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性的部件），如内部支撑架（键板支架、LCD£架）等。
还有就是普遍用在电镀的部件上（如按钮、侧键、导航键、电镀装饰件等）。
目前常用奇美PA-757、PA-777□等。
b.PC+ABS流动性好，强度不错，价格适中。
适用于作高刚性、高冲击韧性的制件，如框架、壳体等。
常用材料代号：
拜尔T85、T65。
c.PC高强度，价格贵，流动性不好。
适用于对强度要求较高的外壳、按
键、传动机架、镜片等。
常用材料代号如：
帝人L1250YPC2405PC2605
d.POM具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和吸
水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性等。
常用于滑轮、传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等，常用材料代号如：
M90-44。
e.PA坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。
常用于齿轮、滑轮等。
受冲击力较大的关键齿轮，需添加填充物。
材料代号如：
CM3OO3G-30
f.PMMA有极好的透光性，在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光，
室外十年仍有89%，紫外线达78.5%。
机械强度较高，有一定的耐寒性、耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质较脆，常用于有一定强度要求的透明结构件，如镜片、遥控窗、导光件等。
常用材料代号如：
三菱VH001
1.2壳体的厚度
a.壁厚要均匀，厚薄差别尽量控制在基本壁厚的25%以内，整个部件的最小壁厚不得小于0.4mm，且该处背面不是A级外观面，并要求面积不得大于100mm。
b.在厚度方向上的壳体的厚度尽量在1.2~1.4mm,侧面厚度在1.5~1.7mm；外镜片支承面厚度0.8mm内镜片支承面厚度最小0.6mm
c.电池盖壁厚取0.8~1.0mm。
d.塑胶制品的最小壁厚及常见壁厚推荐值见下表。
塑料料制品的最小壁厚及常用壁厚推荐值（单位mm）
工程塑料
最小壁厚
小型制品壁厚
中型制品壁厚
大型制品壁厚
尼龙（PA）
0.45
0.76
1.50
2.40~3.20
聚乙烯（PE）
0.60
1.25
1.60
2.40~3.20
聚苯乙烯（PS）
0.75
1.25
1.60
3.20~5.40
有机玻璃（PMMA）
0.80
1.50
2.20
4.00~6.50
聚丙烯（PP）
0.85
1.45
1.75
2.40~3.20
聚碳酸酯（PC）
0.95
1.80
2.30
3.00~4.50
聚甲醛（POM）
0.45
1.40
1.60
2.40~3.20
聚砜（PSU）
0.95
1.80
2.30
3.00~4.50
ABS
0.80
1.50
2.20
2.40~3.20
PC+ABS
0.75
1.50
2.20
2.40~3.20
1.3、厚度设计实例
塑料的成型工艺及使用要求对塑件的壁厚都有重要的限制。
塑件的壁厚过大，不仅会因用料过多而增加成本，且也给工艺带来一定的困难，如延长成型时间（硬化时间或冷却时间）。
对提高生产效率不利，容易产生汽泡，缩孔，凹陷；塑件壁厚过小，则熔融塑料在模具型腔中的流动阻力就大，尤其是形状复杂或大型塑件，成型困难，同时因为壁厚过薄，塑件强度也差。
塑件在保证壁厚的情况下，还要使壁厚均匀，否则在成型冷却过程中会造成收缩不均，不仅造成出现气泡，凹陷和翘曲现象，同时在塑件内部存在较大的内应力。
设计塑件时要求壁厚与薄壁交界处避免有锐角，过渡要缓和，厚度应沿着塑料流动的方向逐渐减小。
2脱模斜度
2.1脱模斜度的要点
脱模角的大小是没有一定的准则，多数是凭经验和依照产品的深度来决定。
此外，成型的方式，壁厚和塑料的选择也在考虑之列。
一般来讲，对模塑产品的任何一个侧壁，都需有一定量的脱模斜度，以便产品从模具中取出。
脱模斜度的大小可在0.2。
至数度间变化，视周围条件而定，一般以0.5。
至1°间比较理想。
具体选择脱模斜度时应注意以下几点：
a.取斜度的方向，一般内孔以小端为准，符合图样，斜度由扩大方向取得，外形以大端为准，符合图样，斜度由缩小方向取得。
如下图1-1O
图1-1
b.凡塑件精度要求高的，应选用较小的脱模斜度。
c.凡较高、较大的尺寸，应选用较小的脱模斜度。
d.塑件的收缩率大的，应选用较大的斜度值。
e.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。
f.一般情况下，脱模斜度不包括在塑件公差范围内。
g.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
应大于3°，ABS及P（料脱模斜度应大于2°o
h.带革纹、喷砂等外观处理的塑件侧壁应加3°~5°的脱模斜度，视具
体的咬花深度而定，一般的晒纹版上已清楚例出可供作参考之用的要求出模角。
咬花深度越深，脱模斜度应越大.推荐值为1°+H/0.0254（H为咬花深度）.如121的纹路脱模斜度一般取3°，122的纹路脱模斜度一般取5°o
i.插穿面斜度一般为1°~3°。
j.外壳面脱模斜度大于等于3°o
k.除外壳面外，壳体其余特征的脱模斜度以1°为标准脱模斜度。
特别的也
可以按照下面的原则来取：
低于3mm高的加强筋的脱模斜度取0.5°,3~5mm取1°，其余取1.5°;低于3mn#的腔体的脱模斜度取0.5°,3~5m取1°，其余取1.5°
3、加强筋
为确保塑件制品的强度和刚度，又不致使塑件的壁增厚，而在塑件的适当部位设置加强筋，不仅可以避免塑件的变形，在某些情况下，加强筋还可以改善塑件成型中的塑料流动情况。
为了增加塑件的强度和刚性，宁可增加加强筋的数量，而不增加其壁厚。
3.1、加强筋厚度与塑件壁厚的关系
分析:
1.61-1.50
x100%=7<3%<8^0%
1.50
3.2、加强筋设计实例
4、柱和孔的问题
4.1、柱子的问题
a.设计柱子时，应考虑胶位是否会缩水。
b.为了增加柱子的强度，可在柱子四周追加加强筋。
加强筋的宽度参照图
c.
3-1o
b.
孔与塑件边缘之间的距离，一般应取孔径的3倍以上，如因塑件设计的限制或作为固定用孔，则可在孔的边缘用凸台来加强。
c.
图4-4
图4-3
4.3、“减胶”的问题
平缰i±閔不曷出現气痕
图4-5
5、螺丝柱的设计
5.1通常采取螺丝加卡扣的方式来固定两个壳体，螺丝柱通常还起着对PCB
板的定位作用。
5.2用于自攻螺丝的螺丝柱的设计原则是为：
其外径应该是Screw外径的
2.0~2.4倍。
图6-2为M1.6X0.35的自螺丝与螺柱的尺寸关系。
设计中可
以取：
螺丝柱外径=2X螺丝外径；螺柱内径（ABSABS+PC=螺丝外径
-0.40mm；螺柱内径（PC）=螺丝外径-0.30mm或-0.35mm（可以先按0.30mm
来设计，待测试通不过再修模加胶）；两壳体螺柱面之间距离取0.05mm
5.3不同材料、不同螺丝的螺丝柱孔设计值如表5-2、表5-3所示
螺丝规格
普通牙螺丝
02.0
02.3
02.6
0Z8
03.0
03.5
工程塑料
孔径
公差
孔径
公差
孔径
公羞
孔径,
公差
孔径
公差
孔径
公差
ABS
1-70
+0
-0.05
1.90
+0,05-0
2.20
+0
-0.05
2.40
+0
-0.05
2.50
+0.05
-0
2.90
+0.05
-0.05
PC
1.70
+0.05
-Q
2,00
+0
-0.05
Z30
+D
-0.Q5
2.40
+0.05
-0
2.60
+0
■0.05
3*00
+0.05
-0.05
POM
1,60
+0.05
1.80
+0.05
0
2,10
+0.05
-0
230
+Q-0.05
2.40
+0.05
-0
2,80
+0.10
-0
PA
1,60
+0.05
-0
1.80
-0
2.10
+0.05-0
2.30
+0-0,05
2.40
+0.05
-0
2.80
+0.10
-0
PP
2.00
+0.10
-0
2.20
+0.05
-0.05
2.30
+C.10
-0
Z70
+0.10
-0
PC+ABS
1-70
+0.05
-0
2.00
+0
-0.05
Z30
+0
-0.05
2.40
+0.05
-0
2.60
+0
-0.05
3-00
+0.05
-0.05
快牙螺丝
02.0
02.3
02.6
02.8
03.0
03.5
工程塑料
孔径
公差
孔軽
公差
孔径
公差
孔径
公蛊
孔径
公差
孔径
公差
ABS
1.60
+0.05-0
1.90
+0-0,05
Z10
+0.05
-0
230
+0
-0.05
2.50
+0
-0.05
2.90
+0.05
-0.05
PC
1.60
-0
1.90
+0.05
-0
2.20
+0.05
-n
2.40
+0
-0,05
2.60
+0
-0.05
3,00
+0.05
-0.05
POM
1.60
+0-0,05
1.80
+0.05-0
Z00
-0
2.20
+0X5
-0
2.40
+0.05
-Q
Z80
十0.05
PA
1.60
+0-0,05
1.80
+0.05
-0
2.00
+0.05
-0
2.20
+0.05
-0
2.40
+0.05
-0
Z80
+0.05
-0
PP
2.00
-HO.05
-0
2.10
+0J0
-0
2.30
+0.05
-0r05
2*70
+0-05
PC+ABS
1.60
+0.05
-0
1.90
+0.05-0
Z20
+0.05
-0
2.40
-a+05
2.60
+0-0r05
3.00
+0.05
Q05
5.4常用自攻螺丝装配及测试（10次）时所要用的扭力值，如表5-4所示
自攻螺丝规格
标准扭力（kg.cm）
M1.4x0-30
0.90
M1.6^0-35
130
M1.8X035
2.00
M2.0x0-40
275
6、止口的设计
6.1、止口的作用
1、壳体内部空间与外界的导通不会很直接，能有效地阻隔灰尘/静电等的进入
2、上下壳体的定位及限位
6.2、壳体止口的设计需要注意的事项
1、嵌合面应有＞3~5。
的脱模斜度，端部设计倒角或圆角，以利于装配
2、上壳与下壳圆角的止口配合，应使配合内角的F角偏大，以增加圆角之
间的间隙，预防圆角处相互干涉
3、止口方向设计，应将侧壁强度大的一端的止口设计在里边，以抵抗外
力
4、止口尺寸的设计，位于外边的止口的凸边厚度为0.8mm位于里边的止
口的凸边厚度为0.5mmB1=0.075~0.10mmB2=0.20mm
5、美工线设计尺寸：
0.50x0.50mm是否采用美工线，可以根据设计要
求进行
6.3、面壳与底壳断差的要求
装配后在止口位，如果面壳大于底壳，称之为面刮；底壳大于面壳，则称之为底刮，如图6-1所示。
可接受的面刮＜0.15mm可接受的底刮＜0.10mm无论如何制作，段差均会存在，只是段差大小的问题，尽量使产品装配后面壳大于底壳，且缩小面壳与底壳的段差
图6-1
7、卡扣的设计
7.1、卡扣设计的关键点
1.数量与位置：
设在转角处的扣位应尽量靠近转角；
2.结构形式与正反扣：
要考虑组装、拆卸的方便，考虑模具的制作;
3.卡扣处应注意防止缩水与熔接痕；
4.朝壳体内部方向的卡扣，斜销运动空间不小于5mm
7.2、常见卡扣设计
1、通常上盖设置跑滑块的卡钩，下盖设置跑斜顶的卡钩；因为上盖的筋条比下盖多，而且上盖的壁常比下盖深，为避免斜顶无空间脱出。
2、上下盖装饰线（美工线）的选择
3、卡钩离角位不可太远，否则角位会翘缝
4、卡扣间不可间距太远，否则易开缝
通常1=100oi（max）
内卡与卡钩的距JIA5（tam（max）
太远则卡钩卡合不宫
8装饰件的设计
8.1、装饰件的设计注意事项
1.装饰件尺寸较大时（大于400mm），壳体四周与装饰件配合的粘胶位宽度要求大于2mm在进行装饰件装配时，要用治具压装饰片，压力大于3kgf,保压时间大于5秒钟
2.外表面的装饰件尺寸较大时（大于400mm），可以采用铝、塑胶壳喷涂、不锈钢等工艺，不允许米用电铸工艺。
因为电铸工艺只适用于面积较小、花纹较细的外观件。
面积太大无法达到好的平面度，且耐磨性能很差
3.电镀装饰件设计时，如果与内部的主板或电子器件距离小于10mm塑胶壳体装配凹槽尽量无通孔，否则ESDE常难通过。
如果装饰件必须采用卡扣式，即壳体必须有通孔，则卡位不能电
镀，且扣位要用屏蔽胶膜盖住
4.如果装饰件在主机的两侧面，装饰件内部的面壳与底壳筋位深度方向设计成直接接触，不能靠装饰件来保证装配的强度
5.电镀装饰件设计时需考虑是否有ES［风险
6.对于直径小于5.0mm的电镀装饰件，一般设计成双面胶粘接或后面装入的方式，不要设计成卡扣的方式
8.2、电镀件装饰斜边角度的选取
在要求电镀件装饰斜边为镜面亮边的情况下，图9-1中斜边角度
取值应选择为a>45。
，否则此边在实际效果上是黑边，并不会
有镜面亮边效果，B值根据ID设计要求取值。
8.3、电镀塑胶件的设计
塑胶电镀层一般主要由以下几层构成，如下图所示:
a.电镀件的厚度按照理想的条件会控制在0.02mn左右，但是在实
际的生产中，可能最多会有0.08mm勺厚度，所以对电镀件装配设计时需要关注。
镀覆层厚度单位为卩m一般标识镀层厚度
的下限，必要时，可以标注镀层厚度范围
b.如果有盲孔的设计，盲孔的深度最好不超过孔径的一半，且不要对孔的底部的色泽作要求
c.要采用适合的壁厚防止变形，最好在1.5mm以上4mr以下，如果需要作的很薄的话，要在相应的位置作加强的结构来保证电镀
的变形在可控的范围内
d.塑件表面质量一定要非常好，电镀无法掩盖注射的一些缺陷，而且通常会使得这些缺陷更明显
e.基材最好采用ABSt料，ABSfe镀后覆膜的附着力较好，同时价格也比较低廉
9、按键的设计
9.1按键（Button）大小及相对距离要求
从实际操作情况分析，结合人体工程学知识，在操作按键中心时，
不能引起相邻按键的联动，那么相邻按键中心的距离需作如下考
虑：
1.竖排分离按键中，两相邻按键中心的距离a>9.0mm
2.横排成行按键中，两相邻按键中心的距离b>13.0mm
3.为方便操作，常用的功能按键的最小尺寸为:
3.0x3.0mm
9.2按键（Button）与基体的设计间隙
按键与面板基体的配合设计间隙如图9-1所示：
1.按钮裙边尺寸C>0.75mn,按钮与轻触开关间隙为B=0.20mm
2.水晶按钮与基体的配合间隙单边为A=0.10-0.15mm；
3.喷油按钮与基体的配合间隙单边为A=0.20-0.25mm
4.千秋钮（跷跷板按钮）的摆动方向间隙为0.25-0.30mm，需根据按钮的大小进行实际模拟；非摆动方向的设计配合间隙为
A=0.2-0.25mm；
5.橡胶油比普通油厚0.15mm,需在喷普通油的设计间隙上单边加0.15mm,如喷橡胶油按键与基体的间隙为0.3-0.4mm；
6.表面电镀按钮与基体的配合间隙单边为A=0.15-0.20mm；
7.按钮凸出面板的高度如图9-2所示：
普通按钮凸出面板的高度D=1.20-1.40mm,—般取1.40mm
表面弧度比较大的按钮，按钮最低点与面板的高度D一般为
0.80-1.20mm
图9-2
10、旋钮的设计
10.1旋钮（Knob）大小尺寸要求
旋钮（Knob）大小尺寸要求见如下所示
Knob尺寸
尺寸A（mIr）Xmm}
尺寸B（min）（mrri）
06.0
8.0
10.2两旋钮（Knob）之间的距离
两旋钮（Knob）之间的距离大小：
C>8.0mm>
10.3旋钮（Knob）与对应装配件的设计间隙
1.旋钮与对应装配件的设计配合单边间隙为A>0.50mm如图
10-1所示；
2.电镀旋钮与对应装配件的设计配合单边间隙为A>0.50mm
3.橡胶油比普通油厚0.15mm,需在喷普通油的设计间隙上单边增加0.15mm。
4.旋钮凸出面板基体或装饰件最高点的高度为9.50>B>
8.00mm如图11-4所示。
A
—■
图10-1
11、胶塞的设计
1.TPU塞开塑胶模具；
2.胶塞需设计拆卸口（>R0.5半圆形）;
3.所有塞子（特别是10塞）不能有0.4mn厚度的薄胶位，因插几次后易变形；
4.壳体耳机处开口大于耳机插座（PLUG单边0.3mm耳机塞外形与主机面壳配合单边间隙0.05mm
5.耳机塞插入耳机座部分设计“十”筋形状，深度插入耳机座2.0mm
筋宽0.8mm，外轮廓与phonejack孔周圈单边过盈0.05mm“十”筋顶面倒R0.3圆角，方便插入；
12、镜片的设计
12.1镜片（LENS）的通用材料
1.PMMA镜片（LENS）常用PMM材料。
透光性好》91%表面硬度高，耐候性好，不易氧化、开裂。
表面硬度未经过硬化也可以达到H以上，通过表面硬化处理（hardcoating）后可达到3H以上。
2.PC:
PC勺透光率在88%以上，镜片韧性好，耐冲击。
但其表面硬度低，注塑完后表面硬度一般为4B左右，经过硬化处理后，硬度也仅为HE左右。
镜片在使用过程中易被划伤。
12.2镜片（LENS）与面壳的设计间隙
1.镜片与前壳配合间隙为A=0.10mm如图12-1所示。
2.贴双面胶的区域需留间隙为B=0.10mm如图12-1所示。
图12-1
13、触摸屏与塑胶面壳配合位置的设计
<动作区（此区以内可正常操作）
丄卞—非动作区（动作区与可视区之间）
J_k——\50mm（面盖与动作区之间）
缸示屏面盖窗口边緣
«可视区边缘（阴彫部分为绝缘胶）
触摸屏外形边缘
图13-1
——蝕视区边缘
1一5rrrn
fif壳
触劇【
R2.00
TFTLCD
TFT屏
图13-2
13.1、触摸屏相对应位置塑胶面壳的设计注意事项
1.塑胶面盖窗口边缘和触摸屏动作区之间的距离（周边）以
1.50-2.00mm为合适，通常取1.50mm。
见图15-1、15-2所示；
2.3D建模时，触摸屏的外形尺寸按触摸屏图纸的最大公差尺寸
确定，配合的塑胶定位尺寸只需在此最大外形尺寸上单边留
0.15mm的间隙即可；
3.为预防止触摸屏因变形而被挤压扭曲，需要在触摸屏与塑胶
面壳之间、触摸屏与TFT之间用具有适当弹性和强度的EVA来
减震，压缩前EVA勺厚度选用0.50-1.00mm，压缩后厚义保持在0.30-0.50mm即可。
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