摘要：在汽车零部件中应用工程里塑料材料有益于整车的轻量化和降低制造成本，提高汽车经济性，本文针对汽车塑料零部件设计技术开展了相关研究，分析了研究目的和意义及运用的主要技术手段。
关键词：汽车零部件；塑料材料；技术手段
引言
随着科技的进步，轿车的发展方向将会向轻重量发展，使用塑料及复合材料不仅可减轻零部件约40%的质量，而且还可降低成本40%左右。只有不断提高自身的设计能力，才能使企业立于不败之地。
一、研究的目的及意义
在我国塑料工业飞速发展的同时，汽车塑料零部件设计技术的开发、应用以及设计理论和设计手段却相对滞后，对于很多外型复杂的进口汽车塑料零部件一般只能用逆向工程的相关方法，仿制产品这样的方法非常被动，没有自己的研发实力，很难有所创新，尤其是精密注塑模具的设计与加工方法和国外差距很大，很多汽车塑料零部件供应商的产品设计和模具设计手段还主要停留在二维绘图。
在我国已经加入世界贸易组织的大背景下，国内汽车塑料零部件的生产商必然也会面临国外强大竞争对手的强有力的挑战，只有充分学习国外的先进设计方法和设计理念，总结国内的设计经验，才能不断提高自身的设计能力，进而具有自主开发新产品的能力。
二、设计要求与关键技术
汽车塑料零部件的设计要求，汽车塑料零部件的形状及其塑模过程十分复杂，这使得汽车塑料零部件的设计成为一项非常困难的工作。事实上，要把汽车塑料零部件设计得既符合功能要求又要满足美学要求，还要便于塑模成型，其难度非常大。当然，设计要求也非，常多。在本节中将对各种设计要求加以整理，最终归纳为最主要的四类：强度设计要求、与制造有关的设计要求、与装配有关的设计要求、用于汽车的特殊设计要求。
（一）强度设计要求
设计塑料零件时，应进行充分的强度试验。根据塑料件的不同载荷情况，可分为五类：短期载荷、长期载荷、循环载荷、冲击载荷、温度载荷等。强度设计主要是以下几个方面。
1.塑料件承受反复或循环载荷时，应考虑循环载荷。考虑负载在使用寿命期间所承受的次数，即材料的疲劳特性。在汽车塑料零部件上，各种皮带轮、皮带、轮胎帘线、塑料活塞环等，在设计中必须考虑材料的疲劳特性。当塑料件承受循环载荷时，应考虑以下三点建议：
（1）承受短距离和反复荷载之间的长期疲劳，应采用疲劳曲线设计；
（2）注意圆角的设计，避免应力集中;
（3）高频或高反叛的周期性负载期间，可以减少热量并缩短寿命。薄壁设计和抗疲劳导热材料可以改善塑料部件的散热性能。
2.冲击负荷冲击强度是描述材料承受高速冲击负荷的能力，冲击负荷的加载速度比通，常测试其他机械性能的速度要快得多，应避免在高应力区施加高速负荷和冲击性，负荷。在各个汽车塑料零部件中典型的承受冲击载荷的零件为前后保险杠（本文，所涉及的保险杠均指保险杠系统中的塑料面罩）。在设计此类塑件时，需要考虑使用较大的圆周半径和较缓的厚度变化来避免应力集中。例如在设计保险杠时，应注意加强筋底部与面罩连接时用圆角，过渡，并且整个保险杠的厚度不均匀度应控制在1：1.5-1：2范围内。
3.温度载荷比金属零件对温度更敏感。温度的变化对其尺寸和力学性能有显著影响。设计仪表板必须考虑热负荷;后保险杠在排气管附近的部位要承受高温气体的热负荷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆汽车，在严寒天气行驶时其外饰件，例如前后保险杠、轮罩、发动机进气格等均要不同程度地承受低温负荷，要使这些零部件适应使用环境，成功地应用于极端湿度棒，在设计中应注意：
（1）遵循材料模量的温度曲线；
（2）尽量避免不同热膨胀系数的材料的组合，塑料部件的膨胀余量应该是：保留在自由端。根据以上讨论，本文将强度设计的五种负荷条件和设计者应考虑的材料性，质以及对应设计时应遵循的主要准则列于表
（二）可制造性的设计要求
在上一节中讨论的汽车塑料零部件的强度设计是塑料件所要满足的基本要求，在此基础上，本部分对产品的可制造性进行了探讨。这里的制造主要是指注塑过程中的成型。适当地修改产品的结构可能可以大大降低模具的难度，从而降低产品成本，影响制造工艺性的因素很多，如拨模斜度、工艺孔的设置、帐件的设计等，在这一节中，我们将讨论影响可制造性的两个主要结构：圆角、壁厚。
1.角部塑料件在内表面和外表面的拐点处应具有圆角，这样不仅机械强度和制品外观都很高，塑料熔体在空腔中的外观也很容易，不然，塑料零件的拐角处容易因为受力过重而损坏，形成裂纹或直接断裂。
2.塑料件壁厚应均匀，不应发生突变。当塑料件具有薄壁和厚壁区域时，填充熔体趋于在厚截面流动。它容易产生流动效应，导致气泡和熔合线的产生。塑料零件的表面有瑕疵。塑料件在喷出后必须冷却到低温，塑料不会造成塑性变形和大的壁厚。它需要更长的冷却时间和更长的保持时间。如果厚壁区域没有足够的压力，则会产生凹坑或气孔。所以应该尽可能设计薄且壁，厚、均匀的塑件，缩短塑件成形周期，提高塑件尺寸稳定性。若薄壁塑料件，不能满足强度方面的要求，应尽量考虑采用加强筋。
（三）可装配性的设计要求
汽车和湖北零件设计的目的是尽量减少单个塑料零件的数量，即减少塑料件之间的装配数量，但其成本是塑料零件的几何形状将变得非常复杂。难以处理。度大，可塑模性很差"，在实际生产中必须平衡各种因素，达到成本最小，因此，仍有很多产品会制作成分离的单件，再进行组合，汽车塑料零部件之间的装配有，很多方法，例如压力装配、搭扣装配、焊接、物接等。
压力装配是一种非常简单的装配形式。它不需要任何其他部件或紧固件，只有一部分被压入另一部分匹配它。压力总成最重要的特点是装配部件或镶件必须大于匹配零件孔的最大公差尺寸，但很好地完成了良好的配合。压力总成获得必要的压力合成力，而不会引起过大的应力引起裂纹，或者过小的应力导致松动，因此有必要选择合理的过盈配合公差。
（四）用于汽车的特殊要求
在前面的三个小节中对一些常规的汽车塑料零部件的设计要求作了探讨和归纳，在本小节中将针对用于汽车的塑料零部件的特殊要求作一些分析
1.轻量化汽车的普及造成了能量和资源的过度消耗，减轻汽车自重是减少能耗、节约，资源的有效手段之一，塑料零部件在汽车上应用的主要目的是为了使汽车轻量。化，因此在进行塑料零部件设计时在满足其他设计要求的前提下，必须考虑到尽，可能使塑料零部件达到轻量化的要求。
2.恶劣工作条件下的可靠性对于汽车使用者来说普遍会对塑料零邮件的可靠性提出置疑，而汽车的使用情况又十分复杂，很多塑料零部件工作在恶劣的环境下。
对于内部零部件来说，主要指功能件，如进行塑料轴承设计时，首先要考虑材料须具有良好的耐磨性和低的摩擦系数：由于塑料线膨账系数大、导，热性差、易吸水等特点，塑料轴承的配合间隙应比金属轴承大一些，又如在设计塑料齿轮时，要求材料具有良好的成型精度和尺寸稳定性，吸水、吸油率低，耐磨擦：与金属相比塑料的强度比较小，因此当载荷较大时应尽可能采用斜齿轮;由于塑料的尺寸稳定性比金属美，齿侧问限和径向间隙应适当放大。
三、结语
通过以上的分析，我国需加快自主研发的步伐，在汽车塑料部件技术上尽快赶超国外技术，以取得更大的影响力。汽车塑料零部件的设计技术内容广泛,不可能在短短一篇论文中全部涵盖。
参考文献
[1]朱志冬.浅谈汽车塑料件的结构设计原则. 第九届河南省汽车工程技术研讨会论文集.2012(09).
[2]袁文海.汽车内饰塑料卡扣配合结构设计研究.塑料工业.2016(01).
论文作者:郭磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
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