摘 要：本文主要以塑料件结构中的卡扣设计为例，从以下几个方面围绕着家电产品中的塑料件结构设计质量优化与创新展开论述，旨在可以和相关人士互相交流学习，供以借鉴。
关键词：造型结构设计；卡扣装配设计；优化；创新
引言
相关设计人员不单单要对塑料件结构设计的相关知识点做到了如指掌，还要始终秉承着勤勤恳恳的态度，只有这样才能促进塑料件结构设计水平的全面提升。
1家电产品中的塑料件结构设计质量的优化
1.1强度设计的优化方案
一种是螺钉联接；另一种是卡钩-扣位联接，要求相关人员要求在准确把控产品总体外形尺寸的基础上，要确保螺钉连接和卡钩-扣位联接数量平均，位置均衡，继而实现最佳连接强度效果。
1.2降低成本的设计优化
第一，在符合塑料件结构以及使用要求的基础上，尽可能以低成本的材料为主，并采取针对性的手段降低塑料件的壁厚；第二，除了要符合塑料件结构以及使用要求以外，还应当降低加强筋的使用次数，并在此基础上对零件结构形状设计加以优化，确保其简单实用；第三，针对结构装配设计而言，应当最大限度地做好零件设计多功能一体化，降低装配零件的数量，尽可能促使零件设计可以朝着专业化的方向发展；第四，尽可能将低成本的塑料件表面处理工艺设计方案当做参考依据。
2塑胶材料卡扣装配设计案例
关于塑胶卡扣的设计，其主要采取的计算手段是把其转变为与之相匹配的基础梁结构，然后在结合材料力学中对相应梁的计算公式进行详细结算，具体内容请看图1所示。
针对诸多塑料卡扣而言：
如果在实际扣合期间形成的最大应变不大于1%时，那么这个时候E可以取该种材料的弹性模量（杨氏模量）来进行计算。
如果在实际扣合期间形成的最大应变不小于1%时，那么这个时候E可以取该种材料在最大应变点的正割模量。
使用以上公式进行计算以后很容易发生偏差较大的情况。对此，笔者结合以下例子进行详细阐述：
已知门体的材料为GELEXANPC923，卡扣的具体长度是l=12mm，宽度是w=6mm，厚度是h=1.4mm，该设计主要要求卡扣的深入程度要保持在Y=2.5mm的范围内。笔者在对材料性能数据进行深度剖析以后，可以发现：
材料的抗拉强度：σs=62Mpa(屈服点，实验条件：ASTMD63850mm/Min)
屈服点的拉伸应变是：εs=7%；
材料的弹性模量：E0=2.342Gpa。
其最大应变力为
但是相关人员在进行具体实验期间所得到的弯曲荷载是11.3N，可以从中发现计算结果存在较大的区别，其实际偏差率大于30%。显而易见的是，使用这种计算手段进行设计计算很容易衍生出诸多问题，所以急需很高的安全系数来减少失效情况出现的概率，以便减少资金上的过度浪费。总的来说，这种方式不具备较强的可行性。
在工程实际当中，就大部分的塑胶材料而言，基于弯曲的情况下，相关人员只要在最大弯矩切面上形成的应变ε不大于该种材料的许用应变[ε]，尽管此截面的应力超出了许用应力[σ]，也可以将其当做是满足强度要求的。
3根据弹塑性理论构建的新的力学模型
在工程实际中，对于多数的工程塑胶材料来说，在弯曲状态下，只要在最大弯矩切面（此切面上的应力最大）上产生的应变ε小于该种材料的许用应变[εs],虽然此截面的应力已经大于许用应力[σs],我们也认为它是满足强度要求的。
因此，粱在作用力p下所发生的总挠度为：v = v1 + v2 + v3ଷ
笔者同样利用之前的pc923的卡扣对新建立的数学模型进行验证。由新公式计算得到的结果是载荷力为11.19n,与试验结果11.3n吻合度非常好
4工艺结构创新设计思路创新
4.1适应模具加工制造和注塑方面的设计创新
一是成型、脱模；二是成品质量高，并在符合相关设计要求的基础上将塑料件结构的细节考虑在内，只有这样才能设计出最为适宜的塑料件。举例说明：塑料件壁厚尽可能保持一致，并在此基础上将加强筋根部及其尖角部位设计成相应的圆角光滑过渡，加强筋、凸台等相关形状设计一定要满足相关要求。由此可见，只有将相关工艺结构设计考虑在内，才能有效确保塑料件成型顺利、脱模方便，继而促进模具生产水平的全面提升。
4.2适应批量生产方面的工艺结构的设计创新
针对适应批量生产方面的工艺结构设计来说，其实质上是指相关设计人员在对塑料件进行设计期间，需要将装配与操作零件形式是否具有便捷性等因素考虑在内，以此来促进其生产水平的全面提升。这种类型的工艺结构设计均和以下几点存在着息息相关的联系：一是几何形形状设计；二是装配设计；三是成本设计，同时还要求相关设计人员全面统筹，从细节着手。举例说明：尽可能使用相同规格的螺钉联接设计，以此来降低螺钉类型，加快装配的脚步。
结语
本文主要从以上几个方面围绕着家电产品中的塑料件结构设计质量优化与创新展开论述，笔者结合自身经验提出了合理化建议。希望在本文的论述下，可以使相关人士获得启发，继而对我国的经济建设奉献自己的绵薄之力。
参考文献
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[3]杨为正 ,郭伟民.家电产品塑料外壳的网版印刷[J].丝网印刷,2003(05):11-16.
论文作者:范明峰
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第05期
论文发表时间:2019/7/31
标签：塑料件论文; 结构设计论文; 应变论文; 材料论文; 家电产品论文; 结构论文; 应力论文; 《科学与技术》2019年第05期论文;