塑料产品结构设计注意事项探讨

周云其

（宁波永望电子科技有限公司，浙江宁波315171）

塑料产品结构设计注意事项探讨

周云其

（宁波永望电子科技有限公司，浙江宁波315171）

结合塑料制品发展现状，从结构参数、安全指标、生产工艺等方面，提出产品结构设计需要注意的问题，设计塑料制品机械化生产工艺方案。

塑料制品；结构设计；注意事项；方法

塑料制品是工业生产主要对象，以塑料为原料完成加工生产，为生活使用及工业配件提供必要的用品。由于塑料材质性能的特殊性，其在结构设计过程中要考虑多方面元素，及时优化生产工艺及结构方式，最大限度地发挥塑料材质优势，全面提高产品性能及质量标准。通过本次对塑料产品结构设计的研究，可以为产品更新、结构优化、功能改造等提供指导依据。

1　塑料制品发展趋势

塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活、工业等用品的统称。塑料的发展方向可概括为两方面：一是提高性能，即以各种方法对现有品种进行改性，使其综合性能得到提高；二是发展功能，即发展具有光、电、磁等物理功能的高分子材料，使塑料能够具有光电效应、热电效应、压电效应等［1］。

2　塑料产品结构参数设计

塑料产品制作有着严格的工艺要求，市场需求中对各类塑料产品质量也十分严格，如何控制产品结构参数是决定质量的关键。结合现代化工业设计思维，塑料产品结构参数设计要考虑实用性、耐久性、组合性等特点。产品结构设计中，要考虑参数设置及控制，确保产品性能达到预定状态。

（1）胶厚（胶位）。塑胶产品的胶厚（整体外壳）通常在0.80 mm～3.00 mm左右，大型的产品胶厚取厚一点，小的产品取薄一点，一般产品取1.0 mm～2.0 mm为多。而且胶位要尽可能的均匀，在不得已的情况下，局部地方可适当的厚一点或薄一点。

（2）加强筋（骨位）。塑胶产品大部分都有加强筋，因加强筋在不增加产品整体胶厚的情况下可以大大增加其整体强度。加强筋的厚度通常取整体胶厚的0.5-0.7倍，如大于0.7倍则容易缩水。

（3）脱模斜度。对倾斜度进行控制，主要是提高塑料产品的精度系数，以免脱模后倾斜度过大造成的质量问题。一般来说，模具加工中要对脱模斜度进行预计算，控制在某个数值范围内，减小斜度带来的不利影响，这些都是提高结构设计的必要条件。例如，枕位、插穿、碰穿等，都要留有适当的斜度，这是控制误差的一种方式。

3　塑料产品安全指标设计

“安全性”是塑料制品设计中必须考虑的问题，由于塑料制品应用范围不断扩大，塑料材质属于可燃性物质，设计中要考虑安全指标控制及使用要求。鉴于阻燃剂在阻燃塑料材料中的应用价值，对集中常见阻燃剂及阻燃机理进行分析，为阻燃塑料研发与生产提供了指导依据。“阻燃剂”是塑料产品结构不可缺少的物质元素，设计中可提高结构的抗燃烧性能，避免使用期间引发火灾事故。

（1）阻剂。新时期国家对阻燃技术提出新标准，要求阻燃剂性能必须达到火灾防御指标，进一步抑制各类因素产生的火灾事故。作为阻燃塑料的主要构成元素，将阻燃剂用于塑料生产与加工，可大大降低塑料制品的可燃性，提高塑料产品的综合阻燃性能［2］。例如，从材料上按照1:2的比例进行配制，添加阻燃剂与塑料原料进行混合，可提高产品的抗燃能力。

（2）防火。“火灾”是引起安全事故的主要原因，这与燃烧体的可燃性密切相关，解决火灾事故必须重视可燃体的材料结构性能。基于化工技术快速发展趋势下，对阻燃剂材料分子结构有了更深的认识，如何利用阻燃剂研发出高性能阻燃塑料，这是现代化学工业技术研究重点。例如，在塑料制品表层涂刷阻燃原料，提高产品的绝缘性能，避免燃烧反应，降低了燃烧的发生率。研发出新型阻燃塑料，可以大大降低了火灾事故的发生率，创造更加安全可靠的塑料使用环境。

（3）材料。阻燃剂可降低聚合物的可燃性能，从多个方面抑制火灾事故发生，这是未来国内化学材料研究与生产的新方向。结合阻燃机理及材料的不同类型，阻燃剂用于阻燃塑料中具有隔热、隔氧、隔烟等功能，这些都是阻碍燃烧反应的关键要素。随着我国阻燃剂技术日趋城市，无论是有机阻燃剂或无机阻燃剂，均会在阻燃材料中得到更多的应用。

4　塑料产品模具结构设计

塑料产品加工与生产需要设计科学的工艺，按照产品结构特点进行组装控制，维持生产结构与产品性能的标准性。对于现代机械化加工技术日趋成熟，橡塑模具加工成为产品机械化生产的新技术，其要结合塑料产品工艺特点进行调试，选择相对匹配的模具工艺流程。塑料产品模具改造与结构设计需注意多方面内容，具体包括：

（1）精度控制。结构设计是产品规划的第一步，确保设计方案符合标准要求，才能为机械工艺生产提供指导方向［3］。塑料产品模具结构设计要考虑精度标准，在精度准则下优化生产工艺，不断提升产品结构性能，减少后期使用造成的结构性损伤。结合生产经验，塑料制品精度控制要考虑误差，±0.2 mm为标准，严格控制；控制精度时，可从模具组装、刀具选用、加工速度等方面调整。

（2）技术设计。模具加工要先设计科学的模具，按照模具结构设定生产参数，再结合图纸方案进一步加工处理。技术设计是整个流程的关键步骤，能够为后期加工生产做好充分的指导，规划塑料产品模具结构形式，确保产品使用后达到预期作用。在数控技术应用趋势下，塑料产品模具生产更加精细化，这些都是结构设计中不可缺少的。“冲压模”是塑料制品加工的新技术，从冲压技术角度进行调整，能够实现产品模具优化与控制。

（3）工艺设计。选用塑料冲裁模具完成产品加工，对工艺流程及加工参数要求较高［4］。设计工艺线路要考虑具体零件结构，严格控制工艺指标，如：尺寸、参数、结构；安装位置、精度系数等，从生产加工流程进行控制，这是提高零件产品质量的有效方式，也是避免塑料产品使用过程出现异常的关键。

5　数控模具加工中零件工艺规程设计

数控技术是塑料产品加工的新技术，在加工过程中要考虑结构设计标准，结合数控设备进行二次改造，为后期加工设计做好充分的准备。数控编程中，要对零件工艺编排进行分析，确定最佳工艺后执行操作。

随着机械模具技术不断革新，塑料冲裁模成为生产中的新技术，用其取代传统钢质冲裁模具有多方面优势［5］。加工顺序的安排包括：（1）基准先行。初始工序加工阶段，要综合考虑零件切削处理要求，对轴零件中心孔、齿轮内孔等，均在初始阶段完成加工。（2）先粗后精。切削加工表面处理过程中，坚持“粗加工→半精加工→精加工”等顺序，不断提升加工表面的精度系数，以免过于粗糙而影响配合性。

6　结束语

塑料产品生产纲领对工艺路线要求给予了明确规定，每一种规格的零件模型均有其特殊性，工艺路线也存在着较大的差异性。实际工艺路线可按照机床操控性能，对零件生产与处理实施必要的调整，如：数控机床+专用夹具等，进一步优化零件生产模式与工艺流程。

［1］陶筱梅，杜小清.以主控零件进行塑料制品设计［J］.机械工程师，2005，（11）：18-20.

［2］黄泽雄.最新塑料制品设计的发展趋势［J］.国外塑料，2005，（12）：23-25.

［3］李小燕.创新设计塑料制品（1966年）［J］.国外塑料，2004，（08）：55-56.

［4］王日华.塑件设计造成的缺陷与对策［J］.模具制造，2001，（03）：19-21.

［5］胡成武.塑料制品设计与注塑成形工艺对塑料电镀的影响［J］.包装工程，1998，（01）：20-22.

Discussion on the Matters Needing Attention in the Structure Design of Plastic Products

ZHOU Yun-qi
（Ningbo Yong Wang Electronic Technology Co.，Ltd.，Ningbo Zhejiang 315171，China）

According to the development status of plastic products，from the aspects of structure parameters，safety index，production process and so on，put forward the problems that need to pay attention to the product structure design.

plastic products；structure design；matters needing attention；method

F27

B

1672-545X（2016）08-0129-02

2016-05-01

周云其（1974-）男，浙江宁波人，本科，工程师，研究方向：结构设计，塑料件应用。