家电产品中的塑料件结构设计要点论述

家电产品中的塑料件结构设计要点论述

戴立平

身份证号：36242919831103xxxx528425

摘要：家电产品中塑料件的应用极其广泛，塑料件结构设计占据相当重要地位，涉及到外观造型、结构方式、表面处理工艺、模具加工制造和生产装配工艺等要求，因此这就要求相关设计人员必须掌握好家电产品的塑料件结构设计，塑料件的结构设计可分为造型结构设计、功能结构设计和工艺结构设计三个部分，下面，本文就围绕这三个方面对家电产品的塑料件结构设计进行论述。

关键词：家电产品；塑料件；结构设计

1.家电产品塑料件结构设计应遵循的原则

塑料件结构设计的准则是根据塑料成型、机械加工和装配的特点，针对机械设计师的工作特点，剖析大量不合理的实际结构中提炼出来。这样一来更切合工程实际，让操作更加简明。为了保障家电产品的质量，在对家电产品的塑料件结构设计中应遵循以下设计要点：

1.1避免翘曲原则

翘曲的现象经常出现在塑料的构件中，所以塑料件的结构设计应该特备注意避免这种功能情况的发生。翘曲的主要原因是由于模塑成型过程中，构件冷却不均匀，从而产生内应力，而塑料的弹性模量又很低，所以这种不均匀的冷却过程非常容易引起构件的翘曲变形。

1.2细长筋受拉原则

加强筋是塑料构件中的常见结构，它们往往比较细长，塑料根据本身的拉压强度而言，并没有太大的差距。塑料的弹性模量很低，所以容易出现失稳的问题，特别是细长结构。应使细长筋尽量处于受拉状态。

这条准则和铸件优先受压准则恰好相反，铸件由于材料的弹性模量大，即抗弯曲能力强，故通常失稳不是问题，而内部缺陷，裂纹是主要破坏原因，所以铸件应优先于受压状态。

1.3避免内切原则

有内切的结构无法直接脱模，必须用模芯、隐藏式结构或将模具分离，但这样做增大了模具制作的复杂性和产生废品的可能性，从而增大制造成本，减低构件质量。塑料构件的结构设计应考虑到脱模的可能和方便，应避免有内切的结构，这就是避免内切准则。

2.家电产品中塑料件结构设计中的造型结构设计

2.1外观形状设计

外观形状是产品能称为商品的首要综合印象，要求设计师使用最基本的点、线、面和角等几何元素构建产品外形的起伏、棱角、曲面、弧度和圆角等，使人体视觉上产生美的感受，进而达到心理上美的享受。

2.2图案纹理设计

图案纹理设计思路从两个方向展开：一个方向是在流行时尚中挖掘设计元素，以现代艺术图案纹理来装饰，给予产品时代感和感染力，来符合追求时尚、跟随流行的消费者需求。另一个方向在传统元素中寻求创作源泉，以丰富的人文积淀来赋予图案纹理文化内涵，并以喜闻乐见的元素博得消费者的好感和普遍认同。

2.3色彩设计

色彩设计应当从3个方面考虑：首先，通过从产品的功能特点和结构特点出发，进行市场定位并对产品时尚潮流进行研究；其次，创造宜人的色彩环境，给使用者带来亲切的、愉快的心理享受；再次，使产品的色彩与周围环境构成一个和谐统一的整体搭配，给使用者带来温馨的、美好的心理感受。

3.家电产品中塑料件结构设计中的功能结构设计

3.1几何形状设计

壁厚：从家电产品的经济角度分析，如果使用过厚的塑料件壁厚，过厚的塑料件壁厚不仅增加了家电产品原材料的成本，同时还有利于延长塑料件的使用周期，这样做的缺点就是会大大增加产品的材料费用和成本；过厚的塑料件壁厚在家电产品设计角度分析，很难达到均匀硬化的状态。太薄的塑料件壁厚太薄，在脱模过程和装配使用的过程中容易发生翘曲变形主要是由于刚度性能差和强度性能差的原因造成的。

3.2优化装配设计

3.2.1塑料件之间的连接方式设计

自攻螺钉连接法有很多优点和特点，简单的模具加工和较好的装配强度是这种方法最好的优点，但这一方法也有其自身的缺点，这种方法需要多的自攻螺钉、较发杂的装配工序和较高的成本费用，同时这种方法在拆卸的过程中也比较繁杂。卡钩-扣位连接法相对于上述方法而言也有很多自身的优点和特点，其中，模具加工复杂是这种方法很大的特点，但这种方法还有很多优点，装配方便是这种方法最重要的优点，卡钩-扣位连接法要求卡钩-扣位之间松紧合适，满足这一要求是为了实现方便事后操作的目的。

3.2.2间隙配合设计

家电产品的塑料件成型后，会有一些很明显的缺点，塑料件成型后会产生误差，而这个误差产生的原因是多方面的，其一是因为塑料件成型后自身留有残余应力发生翘曲变形导；其二是模具加工制造造成的；其三是由于热胀冷缩造成的。所以，塑料件之间间隙配合不能偏大偏小，应该保持在合理的状态，因为塑料件之间缝隙超标是由于偏大的间隙配合造成的，还有，塑料件之间干涉是由于偏小的间隙配合造成的。

3.2.3强度设计方案

强度设计主要靠零件强度设计和连接强度设计这两种方式来实现其设计效果。决定零件强度的因素很多，其一，家电产品塑料件使用材料的壁厚；其二，所使用的塑料件材料的形状；其三，塑料件的加强筋和结构形式；这三个方面的原因是决定零件强度的主要原因。在加强连接强度的过程中可以选择多种方法，其中螺钉联接和卡钩-扣位联接这两种方式是主要的使用方式，要求在把握产品的总体外形尺寸上，从而加强强度设计方案的优化。

3.2.4降低成本的设计

在塑料件的结构强度等各方面的条件满足塑料件的设计要求时，就可以减少塑料件的壁厚，从而达到降低材料成本的目的。当满足塑料件的结构强度和使用要求的条件时，可以减少无关紧要的加强筋的使用，在这一过程中还可以简化零件结构，从而实现零件简单实用的目标。采用低成本的塑料件表面处理工艺设计方案。

4.家电产品中塑料件结构设计中的工艺结构设计

4.1适应模具加工制造和注塑方面的设计

适应模具加工制造和注塑方面的工艺结构设计的创新中，对结构设计师的要求特别严格，结构设计师要充分考虑模具加工制造方面的问题，同时，适应模具加工制造和注塑方面的设计创新和对塑料件设计要以有利于成型、脱模和提高成品质量为设计原则，另外，适应模具加工制造和注塑方面的工艺结构设计的创新中结构设计师还要做到在满足几何形状设计的基础上，充分考虑塑料件结构的细节设计，同时还要让它与几何形状设计的思维方法一致。

4.2适应批量生产方面的工艺结构的设计

适应批量生产方面的工艺结构设计创新，对结构设计师的要求较为复杂，其主要内容主要是指结构设计师在设计塑料件的过程中要考虑多方面的问题，其一，应该充分考虑生产线上的效率，例如，要创造出方便和快捷的员工装配和操作，这种方式就有利于提高生产效率和经济效益。其二，适应批量生产方面的工艺结构的设计创新离不开工艺结构设计、几何形状设计和成本设计的作用，要求结构设计师适应批量生产方面的工艺结构的设计创新的过程中统筹全局，还要注重细节。

结束语：综上所述，当前在家电产品中塑料件结构的设计主要包括几方面的内容，其一是家电产品的造型结构设计，其二是家电产品的功能结构设计，其三是工艺结构设计，其中塑料件结构的功能结构设计家电产品结构设计的核心，另外的造型结构设计和工艺结构设计是家电产品塑料件结构设计的基础，本文从这三方面对新时期家电产品中塑料件结构设计提出了一些建议，以供参考。

参考文献：

[1]吕睿通.塑料件结构在家电产品中的设计措施及建议[J].科学与财富.2016（06）.

[2]郝明亮，周相征，李高杰.浅谈产品塑料件结构设计[J].中国科技投资.2018（05）.

[3]温成苏.浅析注射成型塑料件结构设计[J].科学与财富.2015（07）.