汪德魁 朱世奇

摘 要：塑料材料價(jià)格便宜，而且可塑性很強(qiáng)，所以，被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)制造行業(yè)中。塑料也隨著廣泛的應(yīng)用不斷的發(fā)展，由塑料材料制作的結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量也不斷的提高，尤其是冰箱制造領(lǐng)域，塑料材料的應(yīng)用也越來越廣泛。根據(jù)相應(yīng)的科學(xué)數(shù)據(jù)調(diào)查所顯示，冰箱制造應(yīng)用的構(gòu)件，有百分之七十五以上都是由塑料材料制作的。本文就是對(duì)冰箱塑料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入分析，希望能夠?qū)Ρ湓O(shè)計(jì)人員有所啟示，促進(jìn)我國(guó)冰箱行業(yè)的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：冰箱；塑料件；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

0 引言

塑料材料與金屬材料相比較，塑料的成本更低，而且重量要比金屬材料輕很多，并且絕緣性十分的良好，耐腐蝕性能也要比金屬材料好很多。因?yàn)?，塑料具有很?qiáng)的可塑性，塑料材料的種類很多，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不再具有一定的局限性，能夠幫助設(shè)計(jì)人員達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)思想。金屬材料需要進(jìn)行二次加工以及金屬材料的表面處理，而且金屬材料很難制造出形態(tài)十分復(fù)雜的構(gòu)件，但是，塑料材料對(duì)此沒有太多的要求，有效的避免了這些操作，同時(shí)，因其良好的可塑性，可以應(yīng)用制作各種十分復(fù)雜的構(gòu)件。

1 材料選擇

材料的選擇是設(shè)計(jì)師的重要職責(zé)，同樣，也是保證設(shè)計(jì)能夠成功的必然要求。通常來講并沒有不好的材料，只是材料應(yīng)用不當(dāng)，在固定的領(lǐng)域中應(yīng)用了錯(cuò)誤的材料。塑料件的選材需要格外注重，因?yàn)樗芰系姆N類繁多，而且每一種塑料的性能也有著很大的差異，并且在加工的過程中添加劑和增強(qiáng)劑也會(huì)對(duì)其原有的特性造成影響。同時(shí)，還因?yàn)橄嚓P(guān)數(shù)據(jù)的缺失，而很多的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)塑料的性能數(shù)據(jù)都是在某個(gè)特定的條件下測(cè)試得來的，測(cè)試的固定條件與實(shí)際應(yīng)用條件有很大的差別，只有將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際應(yīng)用條件下的數(shù)據(jù)才能夠使用，這樣也就導(dǎo)致計(jì)算的準(zhǔn)確性不能夠得到良好的保障，必須要應(yīng)用較大的安全系數(shù)[1]。

雖然塑料件的選材是十分困難的，但是還有著一定的遵循規(guī)律的。需要做的就是對(duì)塑料件所處實(shí)際工作的條件有所了解，其中包括塑料件的荷載以及工作環(huán)境溫度。同時(shí)，還要明確塑料件的外觀要求，其中包括塑料件的顏色，表面平整度等。除此之外，還需要考慮成型方式、構(gòu)件的裝配技術(shù)，要全方位的考慮問題。對(duì)于材料的選擇不僅僅需要考慮在其工作狀態(tài)中的荷載和溫度，同時(shí)，還要考慮生產(chǎn)加工、材料運(yùn)輸過程中受到的荷載和溫度，這些被忽略的因素常常會(huì)導(dǎo)致材料的選擇失誤。冰箱構(gòu)件的結(jié)構(gòu)其實(shí)并不是很多，但是塑料材料的選擇對(duì)于生產(chǎn)產(chǎn)品的性能以及冰箱的制作成本有著很大的影響。在材料的選擇時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)有多種塑料材料都能夠符合要求，那么就需要從生產(chǎn)成本為切入點(diǎn)。高端的技術(shù)產(chǎn)品采用高端的材料，低端的技術(shù)產(chǎn)品選用低端的材料，盡可能的做到物美價(jià)廉。ABS因其良好的特性，在冰箱制作中的應(yīng)用十分的廣泛。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

成本低廉是冰箱制作選用塑料材料的重要原因之一，所以，對(duì)于冰箱塑料件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)也必須要考慮成本。特別是應(yīng)用塑料件代替金屬件，制作的成本高低直接影響代替的可行性。導(dǎo)致塑料件成本增加有很多因素，其中包括材料、模具、塑料件的成型以及后期的裝配和塑料件的維護(hù)。為了保證塑料件的成本控制在最低點(diǎn)，需要考慮的是整體，而不是針對(duì)某一處降低成本，而進(jìn)行成本的有效控制。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化就是應(yīng)用最少的材料，但是能夠滿足機(jī)構(gòu)和構(gòu)件的功能要求，要極力的避免抽芯結(jié)構(gòu)，使得模具的花費(fèi)盡可能的減少，尤其是當(dāng)需要生產(chǎn)的產(chǎn)品很少時(shí)，不能對(duì)模具的費(fèi)用進(jìn)行有效的控制，那么，分?jǐn)偟絾蝹€(gè)產(chǎn)品上的模具費(fèi)就會(huì)很多，導(dǎo)致生產(chǎn)的產(chǎn)品不能夠占據(jù)一定的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，還要減少注塑件的冷卻時(shí)間，從而提高注塑件的生產(chǎn)加工效率，較多的進(jìn)行零部件的整合，減少部件的裝配，減少一定的人工操作。即使在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段也需要考慮維護(hù)工作，為拆卸減少不必要的麻煩，應(yīng)當(dāng)采用很大的公差，對(duì)于生產(chǎn)加工要嚴(yán)格控制，有效的控制部件的返修和報(bào)廢率，塑料件的缺陷無法避免時(shí)，一定要讓其發(fā)生在十分隱蔽的位置[2]。

2.1 通用考慮因素

塑料件的壁厚與其應(yīng)用需求、尺寸的規(guī)范性要求以及塑料材料的物理性質(zhì)有關(guān)，并且會(huì)對(duì)其外觀和經(jīng)濟(jì)行等方面有著直接的影響。在設(shè)計(jì)過程中為了避免更改模具需要的資金花費(fèi)，或者是塑料件成型有所影響，對(duì)于塑料件壁厚的確定一定要保證塑料件的壁厚保持均勻，而且表面圓滑，不僅要達(dá)到相應(yīng)的厚度，同時(shí)還需要盡可能的控制其厚度。對(duì)于需要特別認(rèn)證的塑料件還需要考慮到其阻燃性和絕緣性，保證壁厚合理、適應(yīng)。壁厚如果不能達(dá)到使用要求，那么塑料件的剛度和強(qiáng)度就不能得到良好的保障，塑料件受到外力的影響下會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變形，成型時(shí)受到的流動(dòng)阻力也很大。壁厚厚度嚴(yán)重的超出要求，不僅會(huì)浪費(fèi)大量的資源，二期塑料件成型還需要花費(fèi)大量的時(shí)間，會(huì)對(duì)其生產(chǎn)效率造成不良影響。長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，冰箱塑料件的壁厚一般控制在一毫米到三毫米，最為常見為兩毫米。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，塑料件的形狀會(huì)對(duì)其剛度以及承載能力有著十分關(guān)鍵的影響。冰箱抽屜的底部與抽屜的側(cè)壁都是比較大的平面，這樣的設(shè)計(jì)很容易導(dǎo)致其剛度不足，設(shè)計(jì)人員常會(huì)在其替補(bǔ)增加適當(dāng)?shù)陌疾郏诔閷系膫?cè)壁設(shè)計(jì)一定的翻邊，從而增加冰箱抽屜的剛度性能。

2.2 簡(jiǎn)化裝配

塑料件在冰箱結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，使得設(shè)計(jì)人員打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想的束縛，設(shè)計(jì)師可以自由的選擇部件的裝配方式，不再具有一定的局限性。設(shè)計(jì)師會(huì)將多個(gè)不同的零件所具有的功能整合到一個(gè)塑料件中，為冰箱部件的配置減少許多不必要的麻煩，但是其中需要保證的是塑料件模具的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的小于節(jié)省部件的制作成本，這樣整合裝配才會(huì)有意義。在簡(jiǎn)化裝配的實(shí)際過程中，最為常用的就是多種裝配方式相結(jié)合的組合式裝配方法。因?yàn)楸涞纳a(chǎn)是由機(jī)械設(shè)備流水線生產(chǎn)的，生產(chǎn)加工的工人沒有過多的時(shí)間對(duì)部件進(jìn)行二次檢查，所以對(duì)于塑料件的設(shè)計(jì)要對(duì)裝配起到良好的配合作用，使得在裝配過程中不會(huì)發(fā)生操作失誤。

3 結(jié)語

塑料因?yàn)槌杀镜?，而且其較好的物質(zhì)特性，所以被廣泛的應(yīng)用于冰箱設(shè)計(jì)中。應(yīng)用塑料件代替原有的金屬件從而有效的降低冰箱的制作成本，已經(jīng)成為冰箱發(fā)展的重要策略。但是想要真正的達(dá)到這一目標(biāo)，那么首要的工作就做好冰箱塑料件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，只有科學(xué)的、合理的塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能夠保證冰箱的成本有效的降低，冰箱的性能良好的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]李燦.冰箱產(chǎn)品開發(fā)中塑料件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究.2015（5）.

[2]閆學(xué)斌.冰箱產(chǎn)品開發(fā)中塑料件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].家電科技.2011（3）.