前言：尋找寫作靈感？中文期刊網(wǎng)用心挑選的家電產(chǎn)品注塑外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討，希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

摘要：目前家電產(chǎn)品中注塑外殼和金屬外殼是兩種常見的外殼材質(zhì)，其中注塑外殼憑借其工藝簡單、質(zhì)量輕、成本低等優(yōu)勢(shì)得到廣泛利用。家電產(chǎn)品的注塑外殼制作工藝要求較為嚴(yán)格，需要注意溫度、壓力的參數(shù)設(shè)定。本文從家電產(chǎn)品的注塑外殼主要設(shè)計(jì)內(nèi)容入手，討論豆?jié){機(jī)的注塑外殼設(shè)計(jì)，并分析如何解決家電產(chǎn)品注塑問題，希望可以提升家電產(chǎn)品外殼的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：家電產(chǎn)品；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；注塑外殼；分析

注塑材料是一種制作工藝簡單、可塑性好、成本低的材料，比如聚丙烯（PP），聚碳酸脂（PC），丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體的三元共聚物（ABS）等都是當(dāng)前廣泛利用的成型技術(shù)。

一、家電產(chǎn)品的注塑外殼設(shè)計(jì)內(nèi)容

首先，壁厚設(shè)計(jì)。在家用電器的外壁厚度設(shè)計(jì)過程中，主要影響因素是材料質(zhì)量以及外形尺寸，設(shè)計(jì)過程中要堅(jiān)持保護(hù)均勻的原則，如果薄厚不均勻?qū)?dǎo)致外觀存在缺陷，比如變形、凹陷甚至由于內(nèi)應(yīng)力出現(xiàn)龜裂。外壁過薄會(huì)導(dǎo)致熔融塑料流動(dòng)阻力增加，影響材料在模腔中的流動(dòng)，導(dǎo)致難以填充材料或者塑料件填充不滿、強(qiáng)度不高。如果出現(xiàn)厚度過大，也容易造成成型制品內(nèi)部出現(xiàn)氣泡、外觀變形、收縮、凹陷等問題，并且制品厚度越大，其重量越重也會(huì)導(dǎo)致成本增加，此外壁厚的厚度增加會(huì)延長成型時(shí)間，進(jìn)而降低生產(chǎn)效率。特殊情況下，為了滿足生產(chǎn)需要也會(huì)要求局部壁厚厚度增加，此種情況下，在生產(chǎn)過程中需要從薄向厚逐漸過渡，避免厚度不均或者差異較大。其次，圓角和拔模角設(shè)計(jì)。在家用電器的注塑外殼中，尖角部位應(yīng)力集中，所以容易出現(xiàn)脆性破壞，為此需要對(duì)產(chǎn)品的尖角部位消磨，以此有效降低應(yīng)力集中現(xiàn)象，可以提升塑料制品的強(qiáng)筋強(qiáng)度，其作用在于能夠抵御外來沖擊力，所以在外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要合理增加外側(cè)的圓弧轉(zhuǎn)角，如果設(shè)計(jì)的圓角偏大也會(huì)導(dǎo)致縮水效應(yīng)，尤其是凸起柱的根部和內(nèi)部轉(zhuǎn)角處的圓弧更容易伴有縮水效應(yīng)，一般情況下要將圓弧大小范圍設(shè)置在0.3毫米至0.8毫米。拔模的目的在于模具生產(chǎn)過程中讓塑料件順利脫離模具，一般情況下，塑料件拔模角需要根據(jù)外壁厚度、尺寸、模腔表面粗糙度、收縮率等多個(gè)因素考慮，由于模腔內(nèi)部塑料的不斷收縮，存在拔模角設(shè)計(jì)缺陷，將造成難以取出塑料件，強(qiáng)行取出還會(huì)出現(xiàn)擦傷拉毛等損傷問題，所以設(shè)計(jì)人員要根據(jù)不同塑料品牌和結(jié)構(gòu)將脫模斜度合理設(shè)置。最后，加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)。加強(qiáng)筋的作用在于不需要增加塑件厚度情況下保證塑件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，還可以在生產(chǎn)期間減少翹曲變形幾率，減少塑料用量，產(chǎn)品重量也會(huì)減輕。對(duì)于加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)來說，關(guān)鍵在于對(duì)加筋位置控制，不可過高，也不能過少，必須堅(jiān)持均勻分布的原則，避免厚筋底冷縮期間出現(xiàn)凹陷問題，需要盡量保證加強(qiáng)筋的走向與材料填充方向相同，以此有利于注塑機(jī)械的開模合模。此外，加強(qiáng)筋的設(shè)置也要考慮到圓弧過渡方式，要求加強(qiáng)筋表面不設(shè)置零件，以此避免存在應(yīng)力高度集中問題，所以加強(qiáng)筋條，一般為塑件厚度的50%-70%。整體看來，在筋的下方安裝出圓角對(duì)熔膠流動(dòng)性起到改善作用，解決應(yīng)力集中問題，一般R角數(shù)值達(dá)到1/8壁厚。

二、豆?jié){機(jī)的注塑外殼設(shè)計(jì)

本文以豆?jié){機(jī)機(jī)頭外殼設(shè)計(jì)作為案例，對(duì)家電產(chǎn)品的注塑外殼設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。首先，設(shè)計(jì)方法。在材料選擇過程中，一般豆?jié){機(jī)的外殼以PP、ABS材質(zhì)為主。其中ABS這種材料具有流動(dòng)性好、收縮率低、耐熱性強(qiáng)、耐沖擊性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，利用該材料制作出的成品表面光澤性好，并且具有一定的耐磨性；PP材料具有良好的注塑性能，不過該材料收縮率很大，制作出的產(chǎn)品精度易偏差，容易變形，而且此制品的表面容易出現(xiàn)光澤度差、縮水等問題，不過該材料價(jià)格要低于ABS。豆?jié){機(jī)外殼表面對(duì)光澤度有很高要求，同時(shí)也要具有良好的耐溫性質(zhì)，綜合考慮，以ABS作為外殼材料。在螺絲柱以及加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)上，為了滿足裝配需要，豆?jié){機(jī)機(jī)頭外殼需要安裝幾個(gè)螺絲柱，并且底部進(jìn)行火山口處理，以此避免出現(xiàn)縮水痕跡，需要對(duì)每個(gè)螺絲柱提升加強(qiáng)筋的螺絲柱強(qiáng)度，不過需要對(duì)加強(qiáng)筋的厚度有效控制，也需要合理增加R角，其作用在于改善溶膠流動(dòng)性，在交口流道的設(shè)計(jì)中，豆?jié){機(jī)機(jī)頭外殼必須足夠光潔，所以繞交口不可過大，脫模后鑄件澆口，不得存在明顯殘留痕跡，因此要利用點(diǎn)進(jìn)膠讓澆口自行脫落，為了提升零件后續(xù)清理效率，設(shè)計(jì)人員要制定出直流到道、點(diǎn)澆口的平衡式分流道處理方案，采用圓形制作工藝，以此縮小流道體積，節(jié)約注塑時(shí)間，提升生產(chǎn)效率。其次，主要成型工藝的確定。在本次豆?jié){機(jī)的設(shè)計(jì)中，機(jī)頭外殼塑件的外殼用扣位緊鎖的倒扣凹槽固定，并且在模具設(shè)計(jì)中安裝側(cè)向分型抽芯以及斜頂結(jié)構(gòu)，其尺寸精度和以下兩個(gè)因素有關(guān)：其一是塑料收縮率變化。其二是模具加工誤差。在表面質(zhì)量控制中，豆?jié){機(jī)機(jī)頭外殼注塑成型后要求內(nèi)外表面沒有缺陷，要求邊緣位置平滑，不得存在斑點(diǎn)熔接痕，其中內(nèi)部表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)為Ra0.4μm、外部表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)為Ra0.2μm，對(duì)于塑件表面光澤度未達(dá)標(biāo)的情況，分析原因?yàn)槿哿侠鋮s過早或者烘料時(shí)間不足、模溫不夠、拋光不達(dá)標(biāo)。在成形方法中，豆?jié){機(jī)機(jī)頭外殼利用ABS材料，在控制內(nèi)應(yīng)力過程中，把交口注塑流程適當(dāng)縮短，進(jìn)而提升填充效率，升高注塑溫度，還需要進(jìn)行模具排氣結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。整體看來，對(duì)交口部位科學(xué)設(shè)置可以減少塑件次要部位熔接痕產(chǎn)生，在注塑過程中，注塑壓力不可過高，同時(shí)要保證良好的料溫和模溫。

三、如何解決家電產(chǎn)品注塑問題

首先，縮水。如果注塑外殼存在縮水問題，主要和注塑內(nèi)側(cè)構(gòu)造以及筋厚度過大有關(guān)，該問題會(huì)造成塑料外殼注塑冷卻時(shí)固化異常，導(dǎo)致產(chǎn)品表面存在凹陷。因此，需要優(yōu)化注塑工藝，制定出科學(xué)的縮水預(yù)防措施，把加筋的厚度控制到合理范圍，利用ABS材料收縮率偏低，需要把加筋厚度控制在1/2，以此降低超限制值設(shè)計(jì)問題出現(xiàn)的幾率。PP材料的收縮率偏高，加筋厚度一般在主筋厚度1/3，結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外觀結(jié)構(gòu)結(jié)合的方法，要避免外殼出現(xiàn)縮水情況。其次，缺膠。該問題出現(xiàn)的主要原因是模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)過厚、排氣不暢或者局部壁厚較薄，對(duì)于以上因素，需對(duì)注塑壓力進(jìn)行科學(xué)設(shè)置。比如，逐漸加大注塑壓力直到觀測(cè)到披鋒，進(jìn)而起到避免外殼缺膠的作用，如果在加大壓力之后依然不能保證滿膠，需要對(duì)注塑模型進(jìn)行重新調(diào)整，改變澆口的位置，進(jìn)行可行性試驗(yàn)，直到成型。最后，熔接痕。在家電外殼的注塑件表面，熔接痕就是痕跡短路，主要因素是注塑期間加入超出正常工藝要求的骨料，在外力作用下痕跡部位出現(xiàn)隱痕或者開裂。主要的解決方法是增加模具溫度、注塑壓力，如果依舊沒有解決，需要加大澆口尺寸。

四、結(jié)束語

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，家電產(chǎn)品的種類也更加多元化，同時(shí)體積更小，功能更為全面，如今消費(fèi)者在重視產(chǎn)品性能的同時(shí)，也對(duì)家電外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出更高要求。在設(shè)計(jì)家電產(chǎn)品注塑外殼結(jié)構(gòu)過程中，關(guān)鍵在于對(duì)細(xì)節(jié)的處理，以此在保證家用電器美觀性的同時(shí)，有效節(jié)約設(shè)計(jì)成本。

作者:張祥洪 單位:佛山市順德區(qū)三軍工業(yè)設(shè)計(jì)有限公司