王英杰
（天津京信通信系統(tǒng)有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510000）
摘 要：文章將對電子產(chǎn)品塑料部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行分析和研究技竟，進一步探討其在設(shè)計過程中的質(zhì)量優(yōu)化冰肴，以期能夠為子產(chǎn)品塑料部件結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化提供相關(guān)依據(jù)。
關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品；塑料部件熙尉；結(jié)構(gòu)設(shè)計联逻；質(zhì)量優(yōu)化
從電子產(chǎn)品的構(gòu)造來看，塑料部件占了大部分检痰，而且就其整體的設(shè)計和制造來看包归，塑料部件的設(shè)計要考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝處理，而且還要進行模具制作和后期生產(chǎn)铅歼、工藝優(yōu)化多個階段公壤。所以，要進行科學(xué)椎椰、合理的電子產(chǎn)品塑料部件設(shè)計厦幅，保證質(zhì)量優(yōu)化，一方面俭识，要結(jié)合電子產(chǎn)品功能需要來確定部件的基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計規(guī)范慨削，另一方面，還要選擇合適的塑料部件表面處理工藝套媚，進行模具加工和產(chǎn)品裝配等多方面 的工藝優(yōu)化研究缚态。
1 電子產(chǎn)品塑料部件結(jié)構(gòu)設(shè)計原則
1.選擇材料特性適合的塑料，需要考慮材料的物理性質(zhì)堤瘤，如成型收縮率玫芦、熱變形溫度或長期使用的溫度；材料的力學(xué)性能本辐，如強度桥帆、剛性、韌性慎皱、彈性老虫、可彎曲性、耐沖擊性及對應(yīng)力的敏感性茫多；材料的化學(xué)性能祈匙，如對接觸物（溶劑等）良好的耐受性，以及使用時對人體的安全性等天揖；注塑成型的工藝性夺欲，如良好的流動性、結(jié)晶性今膊。
（2）電子產(chǎn)品塑料部件結(jié)構(gòu)設(shè)計中還要對外形進行考量些阅，優(yōu)先考慮設(shè)計成對稱或者近似對稱外形。但這極容易造成裝配時出現(xiàn)反裝的錯誤斑唬，因此市埋，裝配的定位結(jié)構(gòu)應(yīng)有防反
裝設(shè)計[1]黎泣。
（3）模具的分型面避免設(shè)計在外觀表面，保證設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)重合腰素。
（4）塑料零件的設(shè)計應(yīng)考慮其成型模具的總體結(jié)構(gòu)聘裁，使模具型腔易于制造，便于抽芯弓千。同時衡便，為了盡量減少模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在設(shè)計的過程中還要盡可能減少使用側(cè)凹結(jié)構(gòu)零件洋访。
（5）各部分功能滿足設(shè)計要求的原則镣陕。要考慮子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則，最重要的是要保證其功能能夠滿足預(yù)先的設(shè)計姻政，保證電子產(chǎn)品的正常使用呆抑。
（6）產(chǎn)品的強度和剛度滿足要求的原則。原則上電子產(chǎn)品作一種商品汁展，其強度和剛度必須符合要求鹊碍，達到該產(chǎn)品的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，只有滿足該要求食绿，才更加能夠保證電子產(chǎn)品使用的穩(wěn)定性和安全性侈咕。
2 設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化理念
要進行電子產(chǎn)品塑料部件結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化，應(yīng)該首先從其結(jié)構(gòu)角度來考量器紧。這不僅需要對電子產(chǎn)品的幾何形狀和裝配組合進行設(shè)計耀销，而且需要對其強度進行設(shè)計，并且對其成本也要進行考量和計算铲汪⌒芪荆可以說以上幾個方面構(gòu)成了塑料部件結(jié)構(gòu)設(shè)計的全部，同時掌腰，其關(guān)系也是相互依托狰住，貫穿了整個設(shè)計環(huán)節(jié)。
2.1 形狀優(yōu)化設(shè)計
2.1.1 塑料部件壁厚設(shè)計在壁厚的設(shè)計過程中齿梁，需要對零件尺寸大小转晰、幾何形狀和塑料性質(zhì)等多方面的因素進行綜合考慮。塑料件的壁厚決定于塑料件的使用要求士飒，其設(shè)計應(yīng)滿足以下幾點：（1）首先要滿足產(chǎn)品的強度要求和安全要求，在結(jié)構(gòu)方面和尺寸方面還要滿足裝配的需要蔗崎。（2）要有效減少電子產(chǎn)品塑料部件的內(nèi)應(yīng)力酵幕，就要保證壁厚的均勻。因此缓苛，在設(shè)計中可以設(shè)計壁厚2～4 mm（當(dāng)壁厚超過4 mm時芳撒，會引起冷卻時間過長邓深、產(chǎn)生縮印等問題），而且相鄰的壁厚厚度差距不宜過大笔刹，應(yīng)該保證在20%以內(nèi)芥备。若出現(xiàn)壁厚不均勻的設(shè)計時，可以考慮通過平緩斜面過渡等方式避免壁厚突變舌菜。（3）在壁厚方面萌壳，還要避免壁厚過薄。因為壁厚過薄會導(dǎo)致塑料部件的強度和剛度不夠日月，容易在使用過程中發(fā)生變形袱瓮。
（4）壁厚的設(shè)計也不宜過厚，否則會增加設(shè)計的成本爱咬，在使用方面也會導(dǎo)致其發(fā)生局部收縮和翅曲現(xiàn)象等尺借。壁厚設(shè)計的問題主要有以下幾種：（1）壁厚設(shè)計過厚，不僅會增加原料使用的成本精拟，而且會導(dǎo)致運輸?shù)某杀敬蟠笤黾恿钦叮罱K導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。（2）延長壁厚過厚蜂绎，這也會使 得塑料部件難以均勻硬化栅表，使得產(chǎn)品出現(xiàn)氣孔和縮痕等缺陷。
（3）壁厚設(shè)計太薄荡碾，一方面谨读，會影響產(chǎn)品的強度，使其在脫模坛吁、加工和生產(chǎn)中出現(xiàn)彎曲劳殖、變形等問題，導(dǎo)致不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)拨脉，影響后期的使用強度哆姻。另一方面，壁厚設(shè)計過薄還會導(dǎo)致熔料在沖模時難度加大玫膀，受到阻力等因素影響矛缨，導(dǎo)致填充的不完全。（4）在電子產(chǎn)品塑料部件結(jié)構(gòu)設(shè)計中帖旨，除了要考慮基本的壁厚之外箕昭，還需要考慮壁厚是否均勻設(shè)置。如果在設(shè)計中出現(xiàn)了壁厚不均勻的情況解阅，也將影響其使用落竹，尤其是會導(dǎo)致收縮的不均勻，對于產(chǎn)品的質(zhì)量和使用有嚴(yán)重影響[2]货抄。塑料部件在設(shè)計中需要設(shè)計合理的壁厚述召，并且要盡可能保證壁厚的均勻朱转。均勻的壁厚能夠保證熔料沖模的準(zhǔn)確性，而且能夠極大地縮短產(chǎn)品冷卻的時間积暖，保證收縮均勻度藤为。此外，均勻的壁厚還能夠保證設(shè)計的精度夺刑，使得塑料部件生產(chǎn)的效率大大提高缅疟，能夠很好地符合后期裝配的產(chǎn)品需求。但是性誉，生產(chǎn)過程中的壁厚難以保證完全的均勻窿吩，所以在特殊位置壁厚設(shè)計和加工中，可以考慮平滑過渡等方式進行優(yōu)化错览。
2.1.2 圓角的優(yōu)化設(shè)計
圓角是塑料部件功能體現(xiàn)的重要手段纫雁，所以要進行電子產(chǎn)品塑料部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計和優(yōu)化，就要盡可能避免出現(xiàn)銳角倾哺，進一步提高塑料部件的機械強度轧邪。圓角的設(shè)計和使用，還能夠使得熔料的沖模和脫模更加容易羞海。在使用過程中忌愚，還能夠有效提高產(chǎn)品的強度，延長使用壽命却邓。
圓角優(yōu)化設(shè)計要點如下：（1）塑料部件除了必須要保留的尖角外硕糊，凡轉(zhuǎn)角處應(yīng)采用圓角過渡。圓角的使用能夠在結(jié)構(gòu)上減少應(yīng)力的集中腊徙，提高塑料部件在使用中的強度简十；還能夠保證塑料部件在注塑過程中的熔融體具有良好的流動性，保證其能夠充滿磨具撬腾，有利于脫模螟蝙。而且相應(yīng)模具在結(jié)構(gòu)設(shè)計中多采用圓角，能夠保證在模具生產(chǎn)中減少模具的應(yīng)力集中民傻，提高模具的強度和使用壽命胰默。（2）內(nèi)圓角 的半徑R一般為壁厚的1/4～1/3倍［即R=（1/4～1/3）t］，因為壁厚常取2～4 mm漓踢，所以通常地牵署，R≥0.5 mm，且一般情況采 用等壁厚設(shè)計如圖1所示喧半。
2.2 裝配功能的優(yōu)化設(shè)計
在對塑料部件裝配功能進行優(yōu)化與設(shè)計前碟刺，首先要明確塑料部件在電子產(chǎn)品中承擔(dān)的功能。然后才能夠進一步確定電子產(chǎn)品中塑料部件的構(gòu)成部位及尺寸等薯酝，確定塑料部件形狀與裝配方式半沽、間隙等。
2.2.1 裝配連接方式優(yōu)化
（1）自攻螺釘連接吴菠。通常自攻螺釘者填，連接模型的設(shè)計較為簡單，但簡單的模型結(jié)構(gòu)卻能存在較高的使用強度做葵。通常自攻螺釘?shù)氖褂脮拱惭b的過程變得復(fù)雜占哟。這在一定程度上會提高生產(chǎn)成本，同時酿矢，也不利于結(jié)構(gòu)的拆除榨乎。
（2）扣位連接。大大減少了裝配過程的工作量瘫筐，并且加大了模具設(shè)計的高精確度蜜暑，這也在很大程度上增加了模具加工的難度和復(fù)雜程度。
2.2.2 間隙配合原則設(shè)計優(yōu)化
在實際生產(chǎn)實踐過程中策肝，塑料部件發(fā)生變形的原因有很多肛捍。所以，在實際的設(shè)計過程中需要結(jié)合實際情況之众，根據(jù)材料的特性以及形變所允許的范圍拙毫，進行準(zhǔn)確的計算，設(shè)置相應(yīng)的空間棺禾。避免因預(yù)留空間的大小不符而導(dǎo)致安裝過程中出現(xiàn)不匹配的現(xiàn)象缀蹄。由于在制造過程中，塑料部件會受到多種不定因素的影響膘婶，因此缺前，其產(chǎn)生形變現(xiàn)象也是必然的。所以在實際的生產(chǎn)加工過程中竣付，整個材料的設(shè)計必須根據(jù)材料的特性以及精確計算材料加工變形后的形變大小進行設(shè)計诡延，設(shè)置合理的形變空間。如果計算不精確古胆，就會導(dǎo)致安裝過程中出現(xiàn)空間過大或過小的問題肆良，使塑料部件難以安裝。在實際的設(shè)計過程中逸绎，還需嚴(yán)格遵守國家標(biāo)準(zhǔn)（GB8898—2011）的相關(guān)要求惹恃，保證塑料部件與其他部件的匹配。
2.3 強度優(yōu)化設(shè)計
在進行強度最優(yōu)化的設(shè)計過程中棺牧，可以從零部件的強度和連接強度方面進行計算設(shè)計巫糙。影響零部件強度的主要因素有厚度、形狀颊乘、結(jié)構(gòu)等参淹，零部件的強度醉锄，在一定程度上與其功能的實現(xiàn)有密切的聯(lián)系。實際連接強度的影響因素主要有連接方式和結(jié)構(gòu)浙值，連接強度會對零部件的強度產(chǎn)生重大影響恳不。實際上，產(chǎn)品的設(shè)計不能僅局限于對其外觀和大小的設(shè)計开呐，更應(yīng)注重產(chǎn)品的強度等方面的設(shè)計烟勋，而且還要保證各模塊的位置平衡及協(xié)調(diào)組裝，要求滿足所期望的效果筐付，完成設(shè)計的功能卵惦。
2.4 成本優(yōu)化設(shè)計
塑料部件成本的優(yōu)化在產(chǎn)品中占有重要地位。在此瓦戚，筆者結(jié)合實踐經(jīng)驗沮尿，對成本優(yōu)化提出以下幾種建議：（1）在保證塑料部件結(jié)構(gòu)強度的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)電子產(chǎn)品塑料部件的基本功能伤极，在滿足基本要求的基礎(chǔ)上再降低部件的壁厚蛹找，從形狀和大小等方面著手，盡量精簡哨坪，減少不必要的結(jié)構(gòu)庸疾，節(jié)約原材料和注塑材料，有效降低成本当编。（2）在保證零部件數(shù)量滿足基本功能要求的基礎(chǔ)上届慈，對電子產(chǎn)品塑料部件的多種裝配部件進行標(biāo)準(zhǔn)化、一體化和通用化設(shè)計忿偷，這在為后期裝配和 運維提供便利的同時金顿，在結(jié)構(gòu)方面很大程度上避免了裝配部件過多的情況，能夠有效降低成本鲤桥。
3 工藝思路創(chuàng)新
3.1 模具加工與注塑思路創(chuàng)新
當(dāng)前使用最廣泛的塑料部件加工方法是注塑揍拆，因此，可以從這一角度出發(fā)茶凳，對模具的實際設(shè)計以及注塑工藝進行優(yōu)化嫂拴。設(shè)計人員在實際的設(shè)計過程中需要綜合分析塑料部件在注塑過程中會產(chǎn)生的誤差以及最后脫模設(shè)計，確保產(chǎn)品最優(yōu)化贮喧。如在保證模具厚度的前提下筒狠，在內(nèi)側(cè)添加適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ泵妫O(shè)計合理的圓角箱沦。當(dāng)然辩恼，在添加圓角以及脫模斜面的過程中不能
一味地添加，需要考慮整個工藝結(jié)構(gòu)，因為任何工藝的優(yōu)化過程灶伊，都必須在保證產(chǎn)品設(shè)計合格的前提條件下進行[3]疆前。
3.2 量產(chǎn)思路的工藝結(jié)構(gòu)創(chuàng)新
好的設(shè)計不但需要考慮最終設(shè)計產(chǎn)品的規(guī)格質(zhì)量，需要優(yōu)化生產(chǎn)過程谁帕，降低成本峡继。因此，設(shè)計師在實際設(shè)計過程中就需要對產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率等因素進行分析綜合匈挖。在實際的設(shè)計過程中，需要考慮工藝結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的同時仍舊要將產(chǎn)品的形狀設(shè)置裝配方式連接方式康愤、資金成本等充分考慮儡循。比如可以適當(dāng)用卡扣設(shè)計代替子宮螺釘、使用統(tǒng)一規(guī)格的螺釘連接征冷、減少種類等择膝。
4 結(jié)語
電子產(chǎn)品塑料部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化，在保證產(chǎn)品基礎(chǔ)功能和性能的前提先检激，還要充分考慮電子產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)成本和生產(chǎn)能力肴捉。在此基礎(chǔ)上，再對細化設(shè)計叔收、合理配置結(jié)構(gòu)齿穗、標(biāo)準(zhǔn)化、一體化組織裝配件等進行工藝思路創(chuàng)新饺律，降低成本窃页，保證電子產(chǎn)品的功能和性能，這才能達到結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化的目標(biāo)复濒。
[參考文獻]
[1]張偉.某高熱流密度機載通信電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計[D].成都:電子科技大學(xué)脖卖，2018. [2]賀勇.電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求、原則及影響因素分析[J].中國新通信巧颈，2017(11):150. [ 3 ] 王 家 慶 . 塑 料 模 具 設(shè) 計 手 冊 [ M ] . 北 京 :機 械 工 業(yè) 出 版 社 畦木，2 0 0 4 .
聚砜醫(yī)療干粉吸入...
塑料包裝材料的減...
汽車功能鍵觸摸蓋I...
高性能注塑聚丙烯...
