摘要：在当前的社会发展中，由于经济的高速增长对塑胶型制品的需求量也在持续增加。塑胶外壳的结构设计会影响到外壳质量。因此需要技术人员关注外壳结构的设计方法和设计手段，明确设计要点，以增强塑胶外壳结构的品质，满足当前社会对塑胶外壳花样化的需求。在塑胶外壳的结构设计中，要依据产品基准尺寸和设计程序来进行，防止在塑胶外壳结构设计中各类异常问题的发生，不断出现和经验积累，增强塑胶外壳设计的效果。
关键词：塑胶；外壳；结构设计；设计要点
塑胶外壳的结构设计存在许多难点，因此在塑胶外壳的结构设计中，不仅要依据工程设计的规范和相关的标准要求来进行，在设计中需要特别关注塑胶外壳的结构设计的质量，设计出来的塑胶外壳制品要保证经济性，还要达到较高的水平。因此，塑胶制品的设计人员需要改变原有的设计思维和设计方式，全面分析设计过程中存在的各类难点问题，在设计中要周密考虑，采取相应的预处理措施，从而杜绝各类异常问题造成的影响，提升塑胶制品的设计功效，提升外壳结构设计的有效性。
1.塑胶外壳结构设计需要解决的关键问题
在许多的塑胶制品的生产过程中，对于塑胶外壳的结构尺寸和外观形状有着严格的标准，因此要求在塑胶外壳的结构设计中，设计人员要特别关注塑胶外壳结构设计的要点，通过科学合理的结构设计，来增强模塑胶外壳的加工质量和加工效率。但是在塑胶外壳结构的设计中，设计人员在设计结构环节中，需要面对许多的难点问题，比如塑胶外壳的公差配合难以统一、外壳的收缩比率控制不一致，冷却效果也存在差异，这些问题的存在会影响到塑胶制品设计的效果。
1.1 塑胶外壳装配公差的配合标准
由于存在许多相异类型的塑胶制品，所以需要制作相异尺寸的塑胶外壳，因此存在公差基准的标注问题。公差标准直接影响到塑胶外壳制品的制作精度。但是在实际生产中，如果设计中的公差基准要求高，那么塑胶外壳制品的制作工艺会变得复杂，影响加工效率和加工成本。因此塑胶外壳设计人员在具体的结构设计环节中，首先要特别关注的就是公差问题，保证塑胶外壳装配公差的合理设置。但是在实际的设计中，仍然有部分设计人员依照过去积累的经验来确定公差基准，这种设计方式会导致所生产的塑胶外壳在结构尺寸与外观方面等存在很多偏差，会降低塑胶外壳制品的品质和可利用价值。
1.2 塑胶外壳制品的收缩比率
在塑胶外壳制品的生产，需要在高温或高压条件下，将塑胶材料先进行熔化，然后将液态物质压入到塑胶外壳的胎腔中。在液态塑胶的定型过程中，会受到塑胶材质本身的特异影响，塑胶外壳的尺寸因此会较模腔尺寸偏小，此类现象趋势就是塑胶的收缩过程。因此设计人员在塑胶外壳的结构设计中，要提前将塑胶外壳发生的冷却收缩问题进行考虑，通过计算明确收缩尺寸。部分设计人员并没有考虑到相异类型的塑胶材质，由于体积收缩比率存在一定的差异，不能使用同一基准来确定外壳的收缩比率的。如果出现收缩比率发生偏差，塑胶外壳的结构尺寸也会发生改变。
2.塑胶外壳结构设计的要点措施
为了提升塑胶外壳结构设计的效果，设计人员需要明确设计要点，在设计中需要有创新思维，注重通过设计优化解决设计难点问题。在设计中要考虑到塑胶外壳设计存在的影响因素，对于塑胶外壳设计过程中常发生的问题要全面分析，通过研究找到科学合理的解决措施，从而有效提升塑胶外壳结构设计的效果，确保塑胶外壳的设计质量。
2.1 在塑胶外壳结构设计之前先要了解材料的特性
在进行塑胶外壳结构设计之前，设计人员首先要了解所用塑胶材料的特点，要全面了解塑胶外壳制品的性能数据和功能情况，所以需要设计人员充分做好设计前的数据采集工作。分析影响塑胶外壳结构的相关因素，了解注塑机的性能，明确设计过程的注意内容、模腔尺寸情况等设计关键要素，采取有针对性地设计。在设计中要充分考虑到材料特性对结构产生的影响作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2 结合实际选择公差
公差的选择对塑胶外壳结构会产生很大的影响，对于需要高精度的塑胶外壳结构，则要采用高标准的公差，虽然增加了生产工艺的复杂，但是这种方式可以保证塑胶外壳的尺寸，使其达到制作的标准。对于精度不高的塑胶外壳，可以采用较低的公差标准。为了保证塑胶外壳结构设计的效果，设计人员还要注重合理选择设计程序与设备，比如CAD 专业软件进行设计时，设计人员可以借助CAD 软件计算出模腔的尺寸，从而提升了设计效率。
2.3 针对拉延塑胶外壳结构设计方法
在塑胶外壳结构设计中，有些物品的体积轮廓较大，在整体的结构设计中需要考虑生产工艺，由于多采用压力机设备，所以实施塑胶外壳结构设计要注意选择单动拉延的结构。设计人员可以将外壳的相关数据参数和外壳的轮廓线全部数据调入到UG 软件的相关模块中，借助缝合命令完成外壳的无缝隙缝合，完成轮廓线添加，使用软件中的Add Curves（加入曲线）功能，完成外壳结构设计。
2.4 针对边修塑胶外壳的结构设计
塑胶外壳的边修结构设计是重点，通过采用周边封闭设计的设计方式，在设计时要考虑到塑胶外壳的厚度问题，在设计时需要考虑到结构形式的合理性。如果塑胶外壳结构的尺寸较大，需要匹配外形尺寸更大的压件器来进行压制，所以可以采用侧销限位的加工工艺以保证安全性。利用UG软件具有三维实体建模功能可以设计出结构图，在设计中可以参考废料的尺寸划分完成设计。在对外壳毛坯进行拉伸后，可以采用综合性工序进行拓扑方面的操作，以确保凸模的实体面可以在有序顺利的条件下完成。
2.5 针对整形塑胶外壳结构设计方法
翻边凹模结构是塑胶外壳的常见形式，针对这种形式需要在设计时考虑到凹模圆角，需要注意塑胶外壳的公差控制。在设计时要注意，在螺母部位预留的孔不能突出外壳面，塑胶外壳结构的强度还要保证。针对凸模的设计，在物料的接触面设计中，还要考虑到塑胶制件在取放中的便利操作，要观察在外侧部位达到稳定条件时的曲率变化量。依据生产实践，针对凸模托料的型面部位所采用的沿型结构尺寸要保证合理强度。针对整形模的斜楔模结构设计中要依据斜楔所表现的行程路线来设计，这种设计方式可以保证在后续的加工中可以依据规定要求实现斜楔的回位往复状态的稳定性，实现运动轨迹和功能可以有效的范围内得以实现。
2.6 针对冲孔塑胶外壳结构设计方法
通常条件冲孔塑胶外壳结构的设计主要采用冲孔、侧冲孔、侧修边三种加工工艺。在压件中需要对凹模、凸模进行合理选择，要考虑到冲孔尺寸的大小和位置，侧冲孔加工时的角度等相关要素。如果设计时采用UG 软件，在三维实体建模时要对冲孔塑胶外壳结构进行特别设计，要加强对外壳件的受力分析，要确保结构设计中力学的平衡状态，冲孔位开在不影响外观，不影响美观的位置。此外，在外壳设计时还要确定滑料空间的合理性，进预留时要确保壁厚的均匀性。塑胶外壳的设计还要考虑打开状态下的条件，要确保在压件器不发生动的条件下凸模可以保持自然有序地完成退出。
3.结束语
在塑胶外壳结构的设计需要考虑到多种影响因素，需要涉及到多方面的知识与技术，部分设计人员不擅长这些设计知识与设计方法有效融合在一起，所以在设计常会发生多种问题，塑胶外壳的设计质量和效率因此会受到影响。因此设计人员需要全面分析影响因素，针对存在的问题提出有效的防治措施，最大程度上满足塑胶加工的需求。
参考文献：
[1]张伟，张海波. 塑胶外壳浇注系统的设计浅析[J]. 机电信息. 2015（18）.
[2]吴盛金，刘斌. Moldflow 软件在无绳电话机面板塑胶外壳设计中的应用[J]. 工程塑胶应用. 2014（01）.
[3]陶筱梅，杜小清. Pro/ENGINEER 在塑胶外壳设计中的应用[J]. 塑胶科技. 2016（11）.
[4]李光耀. 浅谈现代塑胶外壳的设计与制造[J]. 橡塑技术与装备. 2016（03）
论文作者:凌永浩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：塑胶外壳论文; 结构设计论文; 公差论文; 冲孔论文; 结构论文; 设计人员论文; 外壳论文; 《电力设备》2018年第31期论文;