5.5.2  制件几何形状的设计
    制件的几何形状与成型方法、模具分型面的选择、制件是否能顺利成型及脱模都有直接关系。所以在设计制件时应认真考虑，使制件的几何形状能满足其模具设计及成型工艺的要求。
5.5.2.1 脱模斜度
    为了使制件便于从模具型腔中取出或从制件中抽出型芯，在设计制件时其内外壁都应考虑具有足够的脱模斜度。小的脱模斜度与物料的性能、收缩率的大小、制品的几何形状等有关。根据实际经验，一般热固性塑料的脱模斜度为20＇-1°。对于性质脆、硬的材料，脱模斜度要求大些；对于收缩率小，且一般都含有内脱模剂的BMC来说，采用20＇-l°是可行
的，对于深腔的制品，可酌情将其脱模斜度放大到3°左右。但在具体选择脱模斜度时还应注意以下几点。
    ①在必须保证制件尺寸精度时，要将因脱模斜度所造成的尺寸误差限制在该尺寸精度的公差范围之内。凡精度要求高的制件，应采用较小的脱模斜度。
    ⑧对于形状复杂、收缩率较大，不易脱模的制件应选用较大的脱模斜度。
    ③厚壁的制件，会使成型收缩增大，应采用较大的脱模斜度。
    ④如果要求脱模后制件仍能保留在型芯的一边，那么制件的内表面的脱模斜度可选得比外表面的小一些；反之，要求脱模后制件能留在型腔内，则制件外表面的脱模斜度应小于内表面的。但是，当内、外表面的脱模斜度要求不一致时，往往不能保证壁厚的均匀性。
    ⑤选取斜度的方向时，一般内孔以小端为准，符合图纸．斜度由扩大方向取得；外形以大端，符合图纸，斜度由缩小方向取得；在一般情况下，脱模斜度a不包括在制件公差范围内，如图5-4所       

                                              
5.5.2.2   制件的壁厚[-page-] 
    壁厚是塑料制件结构的基本要素，而且制件的其他几何尺寸如圆角、加强筋等，都是用其作为参照尺寸的。
    因此，合理地确定制件的壁厚是很重要的。制件的壁厚先是由制件的使用要求决定的，即结构、质量、强度、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项要求。制件各部位壁厚应尽量均匀，否则会引起收缩不均匀而使制件变形或产生气泡、凹陷等成型的质量问题。实际上，制件壁厚的设计原则就是其壁厚要均匀，要避免出现壁厚太薄或太厚的情况，因为太薄，会使充模困难。在图5-5中将模塑件壁厚设计的合理与否作了一个简单的对比。在图5-5 (a)中，显示壁厚不均匀时制品易出现气泡及变形；图5一5（b）中，是说明将不好的设计改进后不但使制品壁厚均匀，而且使其外形匀称美观；图5-5 (c)是说明由于壁厚不均匀，引起其制品的收缩不一致而使制品变形；图5-5 (d）是当制品壁厚不均匀时为避免其产生变形而采用壁厚平缓过渡的方式的实例。    

    对于含有大量玻璃纤维的BMC,还可能会出现纤维的取向的问题。如制品太厚，不但可能会产生收缩纹和流痕、浪费材料和能源，而且会大大的延误固化时间或引起固化不均等现象，导致降低生产效率和制品的质量。
    作为热固性塑料的BMC，其制件的壁厚一般在1-6mm范围内。而常用为2-3mm。大型制件的壁厚也有达到6mm或更大的，这都要随BMC的类型及制件的大小而定。表5-4为根据制件的外形尺寸而推荐的含有玻璃纤维及填料的热固性塑料制品的壁厚参考值。
    BMC的壁厚变化应不超过2:1，而且应逐步过渡，并用圆弧连接。
    另外还必须指出，制件的壁厚与成型时物料的流程有密切的关系。所谓流程是指物料从进（浇）料口流向型腔各处的距离。经试验证明，各种塑料在其常规工艺参数下，流程的大小与制件壁厚成比例关系。制件壁厚越大，则允许的大流程也越长。BMC模塑料有很好的流动性，在这一点上其与一般的热固性塑料是有所区别的。然而，在考虑其制件的壁厚时亦可参考热固性制品的壁厚计算式进行计算，然后进行综合调整。
    热固性塑料制品的小壁厚计算式：          

   
5.5.2.3加强筋与凸台[-page-] 
    为了确保制件的强度和刚性，而又不致使制件的壁太厚，往往都在制件的适当部位上设置加强筋。加强筋还可以避免制件的变形。在某些情况下，加强筋还可以改善成型过程中物料流动的状况。
    一般来说，加强筋应设计得矮一些、多一些为好。高的加强筋在受力时易变形；若加强筋根部的圆角太小，则会由于应力集中而在根部产生裂纹；加强筋如太厚，在制品表面易形成缩孔及表面凹陷，为减小这些缺陷的发生，可将其设计成多条或窄而高的单条，这可改善制品的模塑工艺性。图5-6 (a）、(b)所示为两个有关制品的加强筋的高度、厚度等的设计
实例。      

    加强筋的方向应与制品的脱模方向相一致，以利于脱模；加强筋应与料流方向一致，否则会搅乱料流，从而降低制品的韧性。加强筋还应与制品的收缩方向相一致，以免阻碍制品的收缩而形成内应力。制品加强筋方向的设计实例如图5-7（a）、（b）所示。

    图5-8所示为制件加强筋设计的基本尺寸。在图5-8中，A为加强筋在底面上的宽度；B=A/2；C=3A；D=A/4；F=10°；G=5°。如果T<1.6mm时，H不大于2T，对于小尺寸的筋，A的尺寸可按经验来确定

    加强筋的边缘厚度要大于2mm,不然可能会发生纤维取向或缺料；而筋的高度则取决于边缘的厚度和脱模斜度。筋的一般高度以不超过边缘厚度的10倍为佳。筋的单侧脱模斜度应大于0.5°，一般取1°。为防止筋的背部表面产生凹陷，可采取改变筋的根部厚度来消除，此时，根部厚度可用壁厚的0.75倍。另外，为使筋的背部不会出现树脂的局部集中，在筋的根部尽量不设置圆角过渡，但从模具制造的角度来看，此处无圆角过渡是不行的，这只能在两者之间进行协调，如可采用0.2-1mm的小圆角过渡的方法。[-page-] 
    为使制品的基面保持平整，加强筋的端面应低于塑料制品的支承面0.5-1mm。图5-9所示为制品的加强筋与支承面的关系设计实例。

    制件上的凸台是用来增强其孔和供装配附件用的，也是承受应力的部位。图5-10是塑件凸台的设计实例。
    然而，在BMC制件中应尽量避免出现有凸台的结构。因为凸台过多时，不但会引起制品产生缩孔，而且会因固化不均匀而影响到生产效率。
    制件上的内侧凸台应尽量不要与侧壁面的内圆角靠得太近，因太靠近，可能会出现凸台局部填充不足的缺陷，如图5-10（a）所示，应尽量避免采用方形和矩形截面的凸台，因其加工困难。若不可避免时，则凸台的棱边应采用不小于0.4mm的小圆角半径，如图5-10（b）所示；用于紧固的凸耳应有足够的强度承受紧固的作用力，如图5-10（c）所示。

    制件上靠近或远离其侧壁的凸台，一般都应设置一定数量的加强筋以增强其承受作用力的强度。具体的设置方法及尺寸如图5-11和图5-12所示     
    在图5-11和图5-12中，A为制品的壁厚；B为凸台在底面上的直径；C=0.8A；D=2B；E=1°-2°；F=0.2-0.5r。在图5-11中，G=D; H=0.8A; I=A/4; J=2B; K=Jmax或0.3Jmin；L=0.8A,在图5-12中，G=0.95Dmax；
H=C-0.3G；I=0.8A。

    模压制品还常用如图5-13所示被称为角撑的筋条，以提高其刚性。为提高角撑的作用，常用增加角撑个数和减少角撑的间距，而不是用增大其高度和厚度的方法来达到此一目的。

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5.5.2.4  支承面
    当制件需由一个面作为支承（或基准）面时，如由整个而来作为支承面，在制造过程中是不易满足要求的。在这样的情况下，应在设计制件时就采用凸边或几个凸起的支脚来作为支承面。
5.5.2.6   圆角
    在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高制件的强度，改善制件的流动状况及便于脱模，在制件的各个面或内部的连接处，都应采用圆弧过渡。尤其在成型增强材料时会更有利于型腔的充模。另外，制件上的圆角对于模具的制造和机械加工及提高模具的强度等也是不可少的。当制件的结构上无特殊要求时，制件的各连接处均应有不小于0.5-1mm的圆角半径。但需要注意的是，在模具的分型面上，在顶出杆和顶出板的运动配合面上，以及在镶块的接缝处等，通常都不设置圆焦，以防止漏料和产生飞边图5-14为制件的内外圆角半径的设置。

5.5.2.6   孔
    在设计各种孔的位置时，应考虑其不致影响到制件的强度，且应尽量不增加模具制造的复杂性。孔与孔之间、孔与边缘之间的距离不应太小，否则在装配其他零件时易使孔的周边破裂。
   （1）一般常见孔的孔间距、孔边距b与孔直径d的关系列于表5-5中、表5-6为一般制件上直接成型孔的直径与深度的关系。

    (2)采用玻璃纤维增强膜塑料时，表中的数值应乘上0.75的系数。[-page-]
5.5.2.7   表面质量与文字、符号及花纹
    塑料件表面质量用GB/T14234-1993塑料的表面粗糙度来评估。塑料制品的表面质量，除了在成型工艺上要严格要求、不要出现冷疤、云纹等缺陷外，其主要是由模腔表面的光洁度来决定的。按我国《塑料模具形面类型和粗糙度》标准，MFG (mould finish comparision guide)模具型面类型有：MFGA类金刚石研磨膏毡抛光，其模具型面表面粗糙度Ra为0.008--0. 063μm；B类砂纸抛光，Ra为0.063-0.32μm；C类油石抛光，Ra为0.32-1.6μm； D类喷砂抛光，Ra为0.25-0.63μm; E类为电火花加工，Ra为0.40--20.0μm。模塑制件的表面粗糙度总是要比模具型腔的差一些，因此在设计模具时，一般都应将其型腔表面的粗糙度要求相对于制件提高一级。
    在较大的制件平面上常常会出现表面的凹痕、流动纹等种种缺陷，因此如何进行制件表面的修饰，提高其表面的质量，是很重要的。表面修饰常采用皮革文、桔皮纹、织物纹和木纹等。
    在制件上需直接塑出文字、符号或装饰制件表面的花纹时，建议在制件上采用凸形文字、符号或花纹。如图5-15所不，制件上的文字或花纹为凹形，模具上则为凸形，这样就使模具制造复杂化。制件上应尽可能采用凸起的文字及花纹。如果制件表面不允许有凸起，或在文字符号中需涂色时，可采用将凸起的文字或符号设在凹坑内（见图5-16)，既可便于模具的制造，又能避免碰坏凸起的文字或符号。
    制件上成型的文字、符号，凸出的高度应不小于0.2mm，线条宽度不小于0.3mm,而一般以0.8mm适宜。两线条间距离不小于0.4mm，边框可比字体高出0.3mm以上，字体或符号的脱模斜度应大于10°〔见图5-16)。如制件侧壁有花纹或文字时，在图5-17所示之范围内可直接脱模。

    外表面有条形花纹的手轮、手柄、按钮等，必须使条纹方向与脱模方向一致，条纹间距应尽可能大些，便于模具制造与脱模。