电饭煲注塑件的结构设计

付正庭

（珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519000）

电饭煲注塑件的结构设计

付正庭

（珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519000）

由于塑料原料成本相对低廉及性能的提高，电饭煲中应用了大量的注塑件，所以注塑件的结构设计对电饭煲的设计非常重要。本文从选材、常规设计、模具的工艺性、变形等不同方面介绍电饭煲的注塑件的结构设计。

结构设计；电饭煲；注塑件

1 引言

塑料与钢铁、水泥、木材并称为四大工程材料。随着科学技术的进步，塑料的运用变得越来越广泛。与金属相比，塑料具有耐腐蚀、电绝缘、重量轻和成本低等优点；且塑料材质丰富、形状多变，使其具有很理想设计特性，既避免金属件必要的价格不低的二次加工和表面处理，又减少了成型对设计的限制，扩大了设计自由（注塑件可以将几个零件功能集合到某一个零件中）。

电饭煲产品中，为了成型方便、降低成本，除了发热盘、内锅、外锅、加强板等需要耐高温或刚性强的零件使用金属材料，大部分的机体零件使用各种塑料材料进行设计。

由于塑料的机械性能随温度等因素影响很大，如高温使塑料的刚度和强度会降低，低温使塑料变脆；不同温度下，塑料的收缩量也不同；同时因为模具结构也有限制，不合理的设计会导致一些试模及装配阶段才会发现的隐形问题，加大研发成本及耽误项目进度。

本文通过一些方面介绍电饭煲注塑件的结构设计。

2 结构设计

2.1 材料选择

作为一个产品设计师，尤其设计结构部分，选择合理的材料是一项非常关键的工作，是成功设计一款产品、每个零件的前提条件。通常来说，不是材料不好，而是各种材料有不同的特定性能，需要设计师根据零件的使用环境、性能要求选择合适的材料。塑料的种类繁多，性能各异，而且还添加有各种增强剂、色母等填料；同时各种材料的性能数据都是在特定条件下的测试数据，与实际工作情况下有一定差别，这些都影响着材料种类的选择。

虽然材料选择具有复杂性，但是在选材时也是有简单规律可参考。对于注塑件，通常首先考虑零件的工作条件，比如载荷、耐温等条件，以缩小选材范围，同时配合零件的成型工艺、外观方面要求、装配方式等要求，比如透明性、运

动部件的耐磨性等确定材料选定。

电饭煲为加热产品，有运动部件，同时也有食品安全要求，作为小家电，对外观配合也要求美观精良。有经验的结构设计师通常参考成熟产品、根据以往经验或者考虑供应商的推荐来选择合适的材料。电饭煲产品常用的几种塑料为PP、ABS、POM。例如，面盖、底座、内盖、支撑环等零件因为要求耐温，一般都选择食品级的PP料；装饰板、电镀件通常都选择ABS；开盖按钮、推块等运动部件则都选择POM；一些需要特别耐高温的部件则选择尼龙或者PET材料；一些特殊要求的部件比如电路板支架需要选择具有阻燃性能的塑料。

2.2 壁厚合理设计

合理设计壁厚对一个注塑件来说是非常关键的，注塑件的壁厚数值一般为2～3mm。一般壁厚过薄则强度和刚度弱，同时成型困难；壁厚过厚则容易缩水、成型时间长、浪费成本，对于壁厚偏厚的地方要掏胶等做防缩水工艺性设计。同时制品壁厚的设计应该均匀、圆滑过渡，若不均匀容易出现翘曲变形或者缩水等不良外观问题。

电饭煲产品中，通过经验总结，底座、支撑环、内盖等对刚度和强度要求高的部件一般设计壁厚为2.5或者2.8mm厚，面盖等部件一般设计2.2mm厚，个别透明件或者无载荷的零件设计壁厚低于2mm。

2.3 加强筋设计

在注塑件设计中，为了增加零件的刚度和强度，通常设计加强筋来满足要求，这样既减少塑料用量又减轻重量，在结构上也能防止注塑件翘曲变形，成型时辅助塑料流动。

加强筋的设计通常要注意三个要点：第一是厚度，厚度过薄起不到加强作用也难以填充，厚度过厚会导致缩水等缺陷。电饭煲使用PP料比较多，考虑PP料容易缩水，一般设计加强筋的壁厚为主料厚的一般，非外观件可以适当厚些，一般不超过主料厚三分之二；第二是高度，适当的高度能保证刚度也易于填充成型，通常设计高度在料厚的3倍以内；第三是数量，通常数量越多，效果越好，但是考虑成本及模具结构等因素，一般数量不宜过多，排练可以稀疏些。同时由于塑料的刚度和强度相对偏弱，设计加强筋时，尽量让加强筋是受拉状态，避免失稳。

2.4 拔模斜度设计

由于注塑件的成型工艺限制，设计时需要设计一定的拔模斜度。通常根据塑料的收缩率、塑料性能、制品形状及壁厚来设计拔模斜度的大小。

通常结构复杂、深度偏深，难以脱膜的零件都设计有比较大的拔模斜度，电饭煲产品中PP料使用比较多，考虑其收缩率比较大，在不影响外观、装配的情况下，都尽量设计较大的拔模斜度；另外对尺寸精度要求高的运动部件或者外观斜度限制的面盖、底座等零件，都尽量设计较小的拔模斜度。

2.5 避免变形、收缩设计

注塑件通常容易出现变形、收缩等缺陷，所以在结构设计时要充分考虑这些潜在隐患。在电饭煲产品中，内盖容易变形容易导致扣合不良以及上下部分间隙偏大、不均匀，在设计时需在背面布满筋条，同时要特意设计几条大型防变形筋条。在防收缩设计时，主要要设计壁厚均匀，壁厚适度，在设计加强筋时要控制筋条厚度不能超过一定范围，在表面设计有凸台或者螺钉柱等壁厚结构时，在其根部要做掏胶设计，俗称设计“火山口”。

2.6 有关装配的设计

合理的装配设计能够减少生产工作量，防止装配错误。针对零件，设计成对称结构能简化模具设计，提高模具利用率和寿命；一些简单卡板零件，可以尽量设计成卡扣固定方式，可以减少螺钉的使用量，提高装配效率降低成本，比如电路板支架、装饰板等的装配；一些易误装配的零件要注意设计防止误装配的定位结构，以免生产线误装配导致质量事故，圆形的保温盖板的卡扣可以把各卡扣设计成不对称、间距不一样，或者专门设计一个定位结构。

3 结语

本文从不同方面介绍了电饭煲注塑件的结构设计知识。由于塑料原料相对金属具有成本优势，又有比较优良的设计特性，设计的发挥空间大，家电产品包括电饭煲产品中使用注塑件非常多，掌握更多的注塑件设计知识对设计好一款电饭煲产品非常重要。

[1] 杨文彬. 塑料件结构设计准则(1). 机械设计. 1996, 12: 1-4

[2] 杨文彬. 塑料件结构设计准则(2). 机械设计. 1997, 2: 1-4

[3] 唐志玉.《塑料模具设计师指南》. 图书出版社,ISBN: 7-118-02013-3

[4] 徐佩弦. 塑料件的设计[M]. 北京: 中国轻工业出版社，2001.

The structural design of electric cooker plastic parts

FU Zhengting
(Gree Electric Appliances Inc. of Zhuhai Zhuhai 519070)

Because of the cost competitiveness and with their quality being improved, many plastic parts are being applied in electric cookers, thus the structural design of plastic parts is very important for electric cooker design. In the paper, the structural design of electric cooker plastic parts are discussed from different aspects such as material selection, general design consideration, molding.

Structural design; Electric cooker; Plastic