摘要：本文主要描述了家电产品在设计以及制作进程中主要步骤，其中包含了加强筋、孔以及外形、尺寸等设计流程等。举例来讲，设计32寸的平板电视注塑外壳的模型就是在UG NX4.0平台的基础上对其中一款注塑模CAD系统的实现功能流程进行探索来得到符合生产实际的注塑模具。对部分常用的塑料材料进行阻燃性、热稳定性以及力学性能等三项测试内容进行测试时得出高冲击强度聚苯乙烯效果最好。
关键词：注塑材料；熔融流动性；氧指数；翘曲变形
对于家电行业，我国的技术水平以及起步都不及国外，直到1978年改革开放，我国的家电产品无论从质量上还是数量上都发展的越来越好。我国家电发展的鼎盛时期是在正式加入WTO以后，其销量比日本、欧美等制造业强国还要多，跻身成为世界电器产量和销量最大的国家，另外，由于我国人口众多，劳动力成本不高且消费市场巨大等特点也加快了我国家电业的发展。
1概述
家电产品的外壳结构材料通常将塑料作为选取对象，而在塑料当中当属成本低廉、较容易成型、熔融流动性以及可塑性良好等的热塑性通用塑料。而塑料产品的成型工艺主要有以下五种，分别为共混注塑、挤出、注塑、气体辅助以及吹塑成型。在这五种塑料成型技术之中应用最好的当属注塑成型，它与计算机技术相辅相成，使其智能化在产品设计中越来越突出、较高的精准度以及自动化等特点的在生产进程中越来越明显。
对家电产品来讲，工艺、造型以及功能结构设计是注塑外壳的主要结构设计，其中功能结构设计发挥着不可或缺的作用。
2家电产品注塑外壳模具关键设计特点
2.1尺寸及外观结构设计
在产品注塑成型时，合理设计塑料制品的壁厚至关重要。若太薄则制品的机械强度不达标，太厚则会过度使用原材料，造成浪费，并且固化时间会相对延长，极易变形以及会很容易出现起泡，对产品的使用性能造成极大影响。在制品中，其壁厚的设计规范在1到6毫米之间，如今的家电外壳壁厚一般为2到3毫米之间，满足设计需求。家电产品的注塑外壳要想满足尺寸设计必须符合以下两点要求：第一，塑料壁厚应在符合强度的基础下尽最大可能的减少。在塑料成型顶出时，不仅满足其承受的冲击力，而且防止壁厚过厚而出现凹陷或者锁孔；第二，尽可能保持塑件全部平面都拥有匀实的壁厚，以此来降低变形的几率，与此同时，增加辅助机构在承受紧固力的地方，减少翘曲变形的发生。
人们在购买产品时首先看到的产品的外观，人的视觉会受到外观的影响，而且产品外观也可以对产品起到一定的保护作用，实用性不仅仅是产品外观要考虑的因素，还包括对众多几何元素的综合运用，只有这样才能设计出合理的外观，创造出众多的外形结构，达到冲击消费者的视觉的效果。
2.2加强筋的设计
在塑件结构的设计进程中，要想在确保壁厚的前提下对塑件的刚度以及强度进一步提升且不会出现变形、翘曲等困扰，那么加强筋便发挥着重要作用。加强筋的使用大大减少了塑料的用量，其生产成本也大幅度降低且产品质量也有效的减轻了。
家电产品注塑外壳的加强筋设计的关键点主要包括以下五方面：第一，在设计加强筋的位置时应合理，不过高或者是过低，均匀分布，确保足够的数量，防止厚筋底在冷却收缩时造成表面塌陷；第二，一旦加强筋的背面塌陷时，那么可用装饰结构来进行遮挡；第三，为了使注塑过程中的开模和合模更加合理，其熔料的填充方向应与加强筋的走向在同一方向；第四，为了防止塑件出现缩水或者集中现象，那么除了在加强筋的底部用圆弧过渡以外，其他地方不可出现任一零件；第五，一般情况而言，塑件的正面壁厚的一半或者是其四分之三便是加强筋的厚度。
2.3孔的设计
家电产品注塑外壳的孔分为工艺孔和装配孔。它们的作用分别为改善塑件性能以及组装或者拼接产品。在具体设计孔时主要分为以下两点：第一，在制品上设计孔得位置时应尽力增大塑件的强度，塑件的脆性和塑件边缘与孔、孔与孔间的距离成正比，脆性越大，那么要求的距离也越大，只有这样才能确保固定与连接制品时不会出现破裂。第二，塑件上侧孔的存在会复杂化模具的制造，且模具侧抽芯的几率会显著提高，所以，为了保证塑件很好的脱离模具，在结构设计时就应简化其结构，减少侧孔的设置。
3注塑模CAD系统设计及实现
本文与上文设计的关键点相融合，选用平板电脑作为实例，将塑料外壳塑模CAD系统的运行与开发平台定为UG NX4. 0，着重论述了CAD系统功能是如何实现的。
3.1特征建模
在产品的零件上众多的几何实体都在特征上拥有着形状、装配、技术、精度以及材料五种特定的拓扑联系。而具备完整的三维实体特征造型工具的UG NX4.0软件对编辑以及修改几何实体的造型就是在改变产品的输入的基础上进行的。此系统与UGNX4.0软件中的建模、关联技术相结合，创建平板电视的三维实体模型库。在此模型库之中，系统的产品模具结构的出现就是将全部零件参数模型与相应的参数配置文件联系起来，在真实的运行中利用程序来对零件的特征参数进行驱动来实现。在塑料产中，不同的注塑特征模型间的关联性如下1所示。
3.2产品项目初始化
合理分析存在于UGNX4.0软件中产品模具的产品结构后再设计平板电视注塑外壳。详细步骤如下：在产品模具快速设计系统中操作项目初始化按键来初始化设置产品参数，而产品参数包括产品收缩性、保存的途径、模具的具体位置以及项目的命名四部分，设置完毕后操作确认键，系统便会初始化产品的项目，一旦完成装配的结果便会出现在屏幕上，设置的产品结构是否达标完全取决于该结果。
3.3型腔和型芯设计
在完成产品结构设置并确保达标以后，便会对产品建立分步模具，高灵活性的特点使得程序自主识别与设计人员操作必须相辅相成来实现。详细操作流程如下：第一，明确分型线。产品分型线的选取有两种方法，分为“自动选择分型线”和“手动选择分型线”；自动选择就是程序自动搜素式，它存在不足之处便是不适用于表面结构相对复杂的产品；手动选择用户自己依据现实状况来确定分型面，操作“自动创建分型面”按钮，那么分型线便会在平面轴上进行拉伸，最后呈现出分型面，也可操作“手动创建分型面”来对过渡片体进行手动设置，它将平面作为分型面的一块，然后再拉伸成完整的分型面。第二，对破孔面进行修补使得产品表面构成封闭的连续状，而实现此步骤需要在修补破孔时运用表面修复功能，且对连接的分模片体的表面参数进行提取来实现。第三，自动分型，运用分性功能来实体分割生成的型芯与型腔分模面来获得型芯与型腔模具，至此分模过程便完成了。
4结束语
此文章将家电产品结构设计定为出发点，对产品的工艺技艺造型结构设计之中的三要素进行详细介绍，以UG NX4.0平台为基础，选取平板电视的注塑外壳结构设计为实例，论述了注塑模CAD系统功能的实现进程。最后在设计产品的外形以及工艺上应对各项设计关键点进行综合考虑，以便于更好的完成注塑成型。
参考文献：
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[2]陈玉文，刘燕.基于UG家电产品外壳型腔电极设计与数控加工[J].模具制造，2013，13(11):76-79.
[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:刘阳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/1
标签：注塑论文; 家电产品论文; 产品论文; 外壳论文; 结构设计论文; 塑料论文; 模具论文; 《防护工程》2018年第22期论文;