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摘要：本文阐述了家用空调塑料件材料选用与结构设计的重要性，对二、家用分体式空调塑料件材料的选用进行说明，做出家用分体式空调塑料件材料的结构设计的分析，希望对我国家用空调塑料件的发展有所帮助。
关键词：家用空调；塑料件材料；结构设计
一、家用空调塑料件材料选用与结构设计的重要性
塑料制件主要是靠成型模具获得的，而他的质量是靠模具的正确结构和模具成型零件的正确形状、精确尺寸及相适应的表面粗糙度来保证的。由于塑料成型工艺的飞速发展，模具的结构也日益趋于多功能化和复杂化，这对模具的设计工作提出了更高的要求。虽然塑料制件的质量与许多因素有关，但合格的塑料制件首先取决于模具的设计与制造的质量，其次取决于合理的成型工艺，世界上经济发达国家把模具作为机械制造的重要装备，投入大量的财力物力进行开发和研制。近年来，我们国家也十分重视模具工业的发展和模具人才的培养。塑料成型加工技术发展很快，塑料模具的各种结构也在不断地创新，我们在学习成型工艺与模具设计的同时，还应注意了解塑料模具的新技术、新工艺和新材料的发展动态，学习和掌握新知识，为振兴我国的塑料成型加工技术作出贡献。
国民经济的发展使人民生活水平得到改善，同时家用分体式空调的使用也越来越普遍。考虑到家用分体式空调包含诸多塑料部件，因此从运行的高效性与安全性而言，必须重视对此类塑料件材料的选用与结构设计的研究。家用分体式空调由室内机、室外机两部分组成，两机间安装着由电线及管路相连的空气调节器。目前，家用分体式空调室内机包括挂壁式、吊顶式、立柜式、嵌入式四种类型。近年来，随着我国人民生活水平的改善，家用分体式空调凭借着诸多优势已成为普及率极高的空调类型，比如外形美观、式样多、安装使用灵活、安装/检修方便。众所周知，家用分体式空调包含诸多塑料部件，因此必须重视对此类塑料件材料的选用及结构设计的研究，即对塑料部件进行设计以前，必须确定所选材料的类型，然后再结合此材料的综合性能及技术参数进行结构设计。塑料的选材对塑料部件的设计效果及使用质量起着决定性的作用，而塑料部件的结构设计对空调运行的综合效益同样起着决定性的作用。除此以外，环境污染与能源消耗严重制约着我国经济的可持续发展，因此从节能环保的角度而言，也必须重视对家用分体式空调塑料件材料的选用与结构设计的研究。
二、家用分体式空调塑料件材料的选用
家用分体式空调塑料件材料的选用对塑料部件的设计效果及使用质量起着决定性的作用，因此所选用的塑料件材料必须符合相关要求，即依据塑料件材料的加工环境、使用性能要求、性能数据表及综合性性能评价进行综合考虑。可见，家用分体式空调塑料件材料应采用下列方法进行选用。一是依据塑料件材料的加工环境，明确此类材料的使用性能要求→依据塑料件材料的性能数据表，选出与性能指标相近的材料→就所选材料的综合性能进行评价，选出综合评分最高的材料。二是依据塑料件材料的工作状态、性能指标要求及各类添加剂的性能指标，对各种选材进行性能测试，如此选出符合塑料件材料加工/使用性能要求的最佳组合→选用经步骤已配制出的材料进行成型制作。需要强调的是，家用分体式空调塑料件材料的选用过程，必须特别注意下列事项。一是选材的性能必须符合加工/使用要求，比如材料的密度、硬度、电性能、机械性能、化学性能、热性能、成型性、吸水性、耐久性、化学性能等要求：二是选材过程必须考虑各安全因素，比如材料的加工对操作人员身体的危害、成品的使用对使用人员身体的危害及成品的卫生、火灾、电气等的达标情况。三是选材必须符合材料加工与使用性能要求：四是选材的加工成型费用必须被控制到规定范围。
三、家用分体式空调塑料件材料的结构设计
研究表明，家用分体式空调塑料件的质量除受到选材质量的影响外，更受到塑料件结构设计质量的影响，即任何设计缺陷均会造成部件的结构缺陷，比如开裂、缩孔及气泡。为此，塑料件结构设计过程，必须确保塑料件的结构与模具分型面、开模顶出及模具制造的要求相符。考虑到不同选材及模塑成型方法所应采用的塑料件结构设计方法亦不同，因此家用分体式空调塑料件材料的结构设计必须突出对壁厚、脱模斜度、加强筋、卡口配合及圆角的合理控制。
考虑到使用条件的限制，各塑料件的壁厚必须设置得当，以确保塑料件的机械强度满足使用要求，注意此厚度不宜过大，因为如此既会浪费原料，造成成本增加，又会延长模内塑料件的固化或冷却时间，产生质量缺陷，比如凹陷、夹心、缩孔，但此厚度亦不可过薄，因为薄壁势必会阻碍模腔内熔融塑料的流动速度，且就大型塑料件而言，薄壁往往会造成塑料难成型。总体而言，塑料件的壁厚必须均匀，即壁与壁连接部位的厚度尽量保持一致，且采用圆弧过渡，以免因连接部位冷却收缩不均而造成塑料件强度降低。研究表明，塑料的冷却收缩会使塑料件与成型芯或凸模紧紧相贴，因此必须控制好脱模斜度，以便脱模作业。塑料件的脱模斜度多由塑料件的壁厚、形状及塑料的收缩率所决定，且过小的脱模斜度会引起塑料件变形或表面受损，而过大的脱模斜度会影响到塑料件的尺寸精度。因此，脱模斜度一般取0.5°~1.5°。若成型芯较长或型腔较深，则脱模斜度可取小值：若成型芯较短或型腔较浅，则脱模斜度可取较大值。设置加强筋的目的是保持塑料件壁厚的同时，增加塑料件的强度及刚度，此外塑料件内增设适量的加强筋，可防止塑料件发生翘曲变形。研究表明，加强筋的高度应取塑料件壁厚的3倍左右，注意加强筋与塑料件壁的连接部位及端部均应采用圆弧过渡，以防塑料件质量因应力集中而造成影响。此外，加强筋的厚度应取塑料件壁厚的1/2，一般认为加强筋的厚度不宜比塑料件的壁厚大，因为较大的壁厚势必造成壁面凹陷，此外加强筋的高度亦不宜过高，因为过高的加强筋势必会导致塑料件因较大的冲击负荷或弯矩作用而出现筋部应力受损。但若想获取较好的增强效果，可设更多的短加强筋来取代高加强筋，注意加强筋设置的方向尽量与充模过程料流的方向相同，以免塑料件因熔融料的流动受干扰而造成韧性降低。卡扣结构的设计要简单可靠，卡口配合的强度由机械互锁提供。目前，比较常见的卡口配合方式为悬臂式。经验表明，塑料件内外表面的转角部位均应采用圆角过渡，注意严禁采用直角或锐角过渡，因为若采用直角或锐角过渡，塑料件易因内应力集中而出现开裂。此外，塑料胶内外表面转角部位采用圆角过渡既对物料充模有利，又对模内熔融料的流动及塑料胶的脱模有利，注意外圆弧半径应取壁厚的1.5~2倍。
四、总结
总体而言，就家用分体式空调塑料件的选用而言，必须事先对各种塑料的综合性能进行考评，比如塑料的性能指标、加工环境、工作状态、加工成型费用。而就塑料的某些性能数据而言，因缺乏相应的设计公式而难以有效预测塑料的使用性，比如塑料的冲击性和磨损性，因此必须采用系统综合的方法进行选材。另外，就特定部件的选材，必须考虑到部件的功能、决定部件功能的材料性能及部件的使用条件、使用方式、使用年限、加工尺寸精度、生产速度、生产成本等。
参考文献
[1]冯玉林.家用分体式空调塑料件材料的选用与结构设计[J].中国高新技术企业,2015(07):24-25.
[2]姜垂芝,都本伟.谈汽车塑料件涂装工艺方案的选择[J].哈尔滨职业技术学院学报,2010(01):125-126.
[3]一种空调塑料件注塑机的进料机构[J].橡塑技术与装备,2019,45(22): 63.
[4]宋燕星,陈玉全,陈永秋,张新服,李文星.汽车中央空调塑料饰件模具注塑流变分析CAE[J].哈尔滨理工大学学报,2004(05):9-11+14.
[5]游思坤,刘晓初,王春,邓宏光.空调后座塑料件的注塑流动模拟分析[J].塑料,2008,37(04):97-100.