付正庭

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519000）

電飯煲注塑件的結構設計

付正庭

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519000）

由于塑料原料成本相對低廉及性能的提高，電飯煲中應用了大量的注塑件，所以注塑件的結構設計對電飯煲的設計非常重要。本文從選材、常規(guī)設計、模具的工藝性、變形等不同方面介紹電飯煲的注塑件的結構設計。

結構設計；電飯煲；注塑件

1 引言

塑料與鋼鐵、水泥、木材并稱為四大工程材料。隨著科學技術的進步，塑料的運用變得越來越廣泛。與金屬相比，塑料具有耐腐蝕、電絕緣、重量輕和成本低等優(yōu)點；且塑料材質豐富、形狀多變，使其具有很理想設計特性，既避免金屬件必要的價格不低的二次加工和表面處理，又減少了成型對設計的限制，擴大了設計自由（注塑件可以將幾個零件功能集合到某一個零件中）。

電飯煲產品中，為了成型方便、降低成本，除了發(fā)熱盤、內鍋、外鍋、加強板等需要耐高溫或剛性強的零件使用金屬材料，大部分的機體零件使用各種塑料材料進行設計。

由于塑料的機械性能隨溫度等因素影響很大，如高溫使塑料的剛度和強度會降低，低溫使塑料變脆；不同溫度下，塑料的收縮量也不同；同時因為模具結構也有限制，不合理的設計會導致一些試模及裝配階段才會發(fā)現的隱形問題，加大研發(fā)成本及耽誤項目進度。

本文通過一些方面介紹電飯煲注塑件的結構設計。

2 結構設計

2.1 材料選擇

作為一個產品設計師，尤其設計結構部分，選擇合理的材料是一項非常關鍵的工作，是成功設計一款產品、每個零件的前提條件。通常來說，不是材料不好，而是各種材料有不同的特定性能，需要設計師根據零件的使用環(huán)境、性能要求選擇合適的材料。塑料的種類繁多，性能各異，而且還添加有各種增強劑、色母等填料；同時各種材料的性能數據都是在特定條件下的測試數據，與實際工作情況下有一定差別，這些都影響著材料種類的選擇。

雖然材料選擇具有復雜性，但是在選材時也是有簡單規(guī)律可參考。對于注塑件，通常首先考慮零件的工作條件，比如載荷、耐溫等條件，以縮小選材范圍，同時配合零件的成型工藝、外觀方面要求、裝配方式等要求，比如透明性、運

動部件的耐磨性等確定材料選定。

電飯煲為加熱產品，有運動部件，同時也有食品安全要求，作為小家電，對外觀配合也要求美觀精良。有經驗的結構設計師通常參考成熟產品、根據以往經驗或者考慮供應商的推薦來選擇合適的材料。電飯煲產品常用的幾種塑料為PP、ABS、POM。例如，面蓋、底座、內蓋、支撐環(huán)等零件因為要求耐溫，一般都選擇食品級的PP料；裝飾板、電鍍件通常都選擇ABS；開蓋按鈕、推塊等運動部件則都選擇POM；一些需要特別耐高溫的部件則選擇尼龍或者PET材料；一些特殊要求的部件比如電路板支架需要選擇具有阻燃性能的塑料。

2.2 壁厚合理設計

合理設計壁厚對一個注塑件來說是非常關鍵的，注塑件的壁厚數值一般為2～3mm。一般壁厚過薄則強度和剛度弱，同時成型困難；壁厚過厚則容易縮水、成型時間長、浪費成本，對于壁厚偏厚的地方要掏膠等做防縮水工藝性設計。同時制品壁厚的設計應該均勻、圓滑過渡，若不均勻容易出現翹曲變形或者縮水等不良外觀問題。

電飯煲產品中，通過經驗總結，底座、支撐環(huán)、內蓋等對剛度和強度要求高的部件一般設計壁厚為2.5或者2.8mm厚，面蓋等部件一般設計2.2mm厚，個別透明件或者無載荷的零件設計壁厚低于2mm。

2.3 加強筋設計

在注塑件設計中，為了增加零件的剛度和強度，通常設計加強筋來滿足要求，這樣既減少塑料用量又減輕重量，在結構上也能防止注塑件翹曲變形，成型時輔助塑料流動。

加強筋的設計通常要注意三個要點：第一是厚度，厚度過薄起不到加強作用也難以填充，厚度過厚會導致縮水等缺陷。電飯煲使用PP料比較多，考慮PP料容易縮水，一般設計加強筋的壁厚為主料厚的一般，非外觀件可以適當厚些，一般不超過主料厚三分之二；第二是高度，適當的高度能保證剛度也易于填充成型，通常設計高度在料厚的3倍以內；第三是數量，通常數量越多，效果越好，但是考慮成本及模具結構等因素，一般數量不宜過多，排練可以稀疏些。同時由于塑料的剛度和強度相對偏弱，設計加強筋時，盡量讓加強筋是受拉狀態(tài)，避免失穩(wěn)。

2.4 拔模斜度設計

由于注塑件的成型工藝限制，設計時需要設計一定的拔模斜度。通常根據塑料的收縮率、塑料性能、制品形狀及壁厚來設計拔模斜度的大小。

通常結構復雜、深度偏深，難以脫膜的零件都設計有比較大的拔模斜度，電飯煲產品中PP料使用比較多，考慮其收縮率比較大，在不影響外觀、裝配的情況下，都盡量設計較大的拔模斜度；另外對尺寸精度要求高的運動部件或者外觀斜度限制的面蓋、底座等零件，都盡量設計較小的拔模斜度。

2.5 避免變形、收縮設計

注塑件通常容易出現變形、收縮等缺陷，所以在結構設計時要充分考慮這些潛在隱患。在電飯煲產品中，內蓋容易變形容易導致扣合不良以及上下部分間隙偏大、不均勻，在設計時需在背面布滿筋條，同時要特意設計幾條大型防變形筋條。在防收縮設計時，主要要設計壁厚均勻，壁厚適度，在設計加強筋時要控制筋條厚度不能超過一定范圍，在表面設計有凸臺或者螺釘柱等壁厚結構時，在其根部要做掏膠設計，俗稱設計“火山口”。

2.6 有關裝配的設計

合理的裝配設計能夠減少生產工作量，防止裝配錯誤。針對零件，設計成對稱結構能簡化模具設計，提高模具利用率和壽命；一些簡單卡板零件，可以盡量設計成卡扣固定方式，可以減少螺釘的使用量，提高裝配效率降低成本，比如電路板支架、裝飾板等的裝配；一些易誤裝配的零件要注意設計防止誤裝配的定位結構，以免生產線誤裝配導致質量事故，圓形的保溫蓋板的卡扣可以把各卡扣設計成不對稱、間距不一樣，或者專門設計一個定位結構。

3 結語

本文從不同方面介紹了電飯煲注塑件的結構設計知識。由于塑料原料相對金屬具有成本優(yōu)勢，又有比較優(yōu)良的設計特性，設計的發(fā)揮空間大，家電產品包括電飯煲產品中使用注塑件非常多，掌握更多的注塑件設計知識對設計好一款電飯煲產品非常重要。

[1] 楊文彬. 塑料件結構設計準則(1). 機械設計. 1996, 12: 1-4

[2] 楊文彬. 塑料件結構設計準則(2). 機械設計. 1997, 2: 1-4

[3] 唐志玉.《塑料模具設計師指南》. 圖書出版社,ISBN: 7-118-02013-3

[4] 徐佩弦. 塑料件的設計[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社，2001.

The structural design of electric cooker plastic parts

FU Zhengting
(Gree Electric Appliances Inc. of Zhuhai Zhuhai 519070)

Because of the cost competitiveness and with their quality being improved, many plastic parts are being applied in electric cookers, thus the structural design of plastic parts is very important for electric cooker design. In the paper, the structural design of electric cooker plastic parts are discussed from different aspects such as material selection, general design consideration, molding.

Structural design; Electric cooker; Plastic