《家電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計知識概述》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《家電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計知識概述（49頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、課程大綱,一,.,結(jié)構(gòu)設(shè)計知識簡述,二,.,壓鑄件設(shè)計,三,.,鈑金件設(shè)計,四,.,塑膠件設(shè)計,一、,結(jié)構(gòu)設(shè)計知識簡述,隨著電子技術(shù)的使用范圍的推廣，燈具的功能、體積、重量、動轉(zhuǎn)可靠性以及對各種環(huán)境,的適應(yīng)性等諸多問題被納入到結(jié)構(gòu)設(shè)計的范疇，使燈具的結(jié)構(gòu)設(shè)計逐步成為一個多學(xué)科的綜合,技術(shù)，未來的燈具在光學(xué)設(shè)計、熱學(xué)設(shè)計、平安設(shè)計、機(jī)械設(shè)計與工藝設(shè)計的科學(xué)化程度將大,大提高，各種專業(yè)軟件的算法已經(jīng)應(yīng)用到或是即將應(yīng)用到配光設(shè)計技術(shù)、溫度模擬分布、熱流,模型的建立等方面，特別是燈具系統(tǒng)化設(shè)計的理論和技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用使得純機(jī)械技術(shù)和,工藝失去意義，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法也面臨著新的變革。,目前，燈具的

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計大致包含以下內(nèi)容：,1,、整機(jī)組裝結(jié)構(gòu)設(shè)計,2,、熱設(shè)計,3,、電磁兼容性設(shè)計,4,、結(jié)構(gòu)靜力計算與動態(tài)參數(shù)設(shè)計,5,、防腐蝕設(shè)計,6,、連接設(shè)計,7,、可靠性試驗（可靠性設(shè)計）,綜合上述，結(jié)構(gòu)設(shè)計（燈具）現(xiàn)已包含著相當(dāng)廣泛的技術(shù)內(nèi)容，其范圍涉及到力學(xué)、機(jī)械,學(xué)、材料學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、美學(xué)、環(huán)境學(xué)等，本講義不想涉入到上述的具體內(nèi)容,中去，而是配合上述過程問題講述各種不同加工方式的結(jié)構(gòu)的工藝性設(shè)計：壓鑄件工藝性設(shè),計、鈑金件工藝性設(shè)計、塑膠件工藝性設(shè)計等。,二、壓鑄件設(shè)計,1,、術(shù)語和定語,流痕：指鑄件外表與金屬液流動方向一致且與金屬基體顏色不一樣的紋路。,冷隔：指鑄件外表有與

3、周邊熔接不良的小塊。,鉻化：指鑄件與鉻酸溶液發(fā)生化學(xué)反響，在鑄件外表形成一層薄的鉻酸鹽膜。,欠鑄：指鑄件成形不飽滿。,網(wǎng)狀毛刺：壓鑄件外表上有網(wǎng)狀發(fā)絲一樣凸起或凹陷的痕跡。,溢流口：指金屬液冷卻凝固時為補(bǔ)償金屬收縮所設(shè)置的穴。,2,、鑄件設(shè)計及工藝,2.1,、選材,鋁合金壓鑄件的常用材料有,:,工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)牌號,ADC1,ADC3,ADC10,和,ADC12;,工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)牌號,:A360,和,A380;,我國標(biāo)準(zhǔn),:YL102,YL104,YL112,和,YL113,，對于我司來講，,壓鑄件的選材統(tǒng)一要求為,ADC12,，珠三角壓鑄廠商常用材料為,ADC10,ADC12,和,A380.,以上幾種材料

4、的成份和力學(xué)性能見表,二、壓鑄件設(shè)計,材料成份和力學(xué)性能,2.2,、壁厚,壁厚設(shè)計以均勻為佳,不均易產(chǎn)生縮孔和裂紋,易引起零件變形,同時會影響到模具的使,用壽命。壁厚很厚的鑄件內(nèi)部易產(chǎn)生縮孔,影響材料的力學(xué)性能，對大形鋁合金,其壁厚不,宜超過,6mm,因壁厚增加,其材料的力學(xué)性能將明顯下降,因此推舉壁厚如表,。對外側(cè),邊緣壁厚,為保證良好的壓鑄成形,壁厚,s=1/4h,且,s=1.5mm,s,為邊緣壁厚,h,為邊,緣壁的高度,如以以下圖所示。,二、壓鑄件設(shè)計,壓鑄件最小壁厚和正常壁厚,例,:,壁厚設(shè)計,-990801-89,燈頭殼,-GF-A-C,版,壁的單面面積,axb(cm2),25100

5、,100500,500,最小壁厚,(mm),0.8,1.2,1.8,2.5,正常壁厚,(mm),2.0,2.5,3.0,4.0,二、壓鑄件設(shè)計,2.3,、加強(qiáng)筋,設(shè)計筋的目的是增加零件的強(qiáng)度和剛性,防止因單純依靠加大壁厚而引起的氣孔,裂,紋和收縮缺陷,同時能使金屬流路順暢,改善壓鑄的工藝性,.,筋高不超過,15,倍壁厚，最大筋寬,不超過,1.5,倍壁厚，對筋高,30mm,以下，拔模斜度不小于,3,，筋高,30mm,以上，拔模斜,度不小于,2(,通常在我司為節(jié)省本錢，減輕重量，拔摸斜度一般都放得很小，一般情拔,1,，高筋高,30mm,以上的拔,2,度，對于批量不大的產(chǎn)品應(yīng)該也不會有很大問題）,在

6、特殊,情況下加強(qiáng)筋端面的拔模度可設(shè)為,0.5,。,例,:,特殊情況下加強(qiáng)筋的運(yùn)用,2.4,、圓角,圓角設(shè)計可使金屬液流暢,氣體易排出,有利于鑄件成形，并能防止因銳角致使零,件和模具產(chǎn)生裂紋,有利于提高模具壽命,因此對過渡處應(yīng)防止銳角設(shè)計,圓角半,徑以取最大為原則,一般取值如下,:,對相等壁厚,:1/2h=r=h,對不等壁厚,:1/4(h1+h2)=r180250,120180,80120,5080,3050,1830,1018,610,36,2563,63100,100160,160250,250400,400,整形前,0.2,0.3,0.45,0.7,1.0,1.5,2.2,整形后,0.1,

7、0.15,0.20,0.25,0.3,0.4,0.5,當(dāng)設(shè)計隔爆型的燈具時,其精度及平面公差的精度高于模制品的正常操作精度,此時則需要安排機(jī)加的方式,而這時則要考慮產(chǎn)品的易加工程度,有時加工的方式而決定了產(chǎn)品的形狀。（見附圖,3,）,二、壓鑄件設(shè)計,4.,、機(jī)加工,模具因受高溫沖擊,外表比較容易沖蝕,考慮到模具壽命,模具上盡量防止使用行位、細(xì),長鑲針等結(jié)構(gòu)，在允許的情況下可不直接鑄出,采用后序,CNC,或一般機(jī)床加工而成,同時因,鑄件的尺寸精度都比較低,對高精度的,也采用,CNC,加工而成,其精度按機(jī)加精度等級要求。,結(jié)構(gòu)設(shè)計時需考慮到機(jī)加定位面,以便能方便裝夾，對于有防爆要求的接合面一定需要

8、機(jī)加,來保證其外表粗糙度及尺寸精度。,4.1,、外表處理,4.1.1,噴砂和噴丸,對壓鑄件外表有外觀要求時,可用噴砂處理,能掩蓋外表壓鑄缺陷,一般外表噴砂后再,噴油,能做比較美觀的砂紋外觀,噴丸除有噴砂功能外,同時還能增加鑄件的強(qiáng)度用。,4.1.2,外表氧化,鋁合金氧化主要作用是提高其防腐能力,因鋁合金含比較多的硅金屬,陽極氧化只能為,灰色,不能氧化成黑色。對防腐能力要求高的,一般外表先鉻化處理,再涂裝處理,。外表鉻化,有無色和黃色鉻化兩種,主要是在外表形成薄的鉻化層,無色鉻化可耐,24,小時常規(guī)鹽霧測試,黃色鉻化可耐,48,小時常規(guī)鹽霧測試。,二、壓鑄件設(shè)計,4.1.3,、外表電鍍或化學(xué)鍍,

9、鋁合金一般鍍鉻或鍍鎳,主要用于外觀裝飾用,電鍍和化學(xué)鍍的主要缺陷表達(dá)為外表,有針孔、氣泡、鍍層局部脫落、劃傷等。電鍍對鑄件要求很高,鑄件必須具有良好的壓鑄,成形性能，外表光潔度要到達(dá),1.6,。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須考慮壁厚要均勻,且不宜太厚,一,般不超過,4mm,盡量采用大的圓角過渡,同時對模具要求澆道,溢流口,排氣設(shè)計必須合理。,電鍍或化學(xué)鍍的正常合格率為,80%,如壓鑄成形較差,合格率可能會低于,50%,，這種工,藝我司使用較少，只用在各種堵頭及壓緊螺母的鋅合金鑄件采用了這種工藝。,4.1.4,、外表噴涂,外表噴涂一般為噴油和噴粉,主要用途用于外觀或防腐蝕,涂層厚度一般,60120m,紋路分

10、光面和砂紋面,(,撒點,),。涂層主要性能檢測指標(biāo)為涂層厚度測試,附著力測試及鹽霧,測試。,5,、鑄件加工工藝,5.1,、鑄件的一般加工流程如下：,壓鑄成形 去澆口溢流口 去批鋒拋光 機(jī)加 清洗 外表處理,三、鈑金件設(shè)計,1,、術(shù)語和定語,鈑金件的工藝性是指零件在沖切、彎曲、拉伸，焊接等加工過程中的難易程度。,2,、優(yōu)選材料及外表處理,2.1,、,公司優(yōu)選材料性能、用途、規(guī)格,我司沒有特別的單獨標(biāo)準(zhǔn)來強(qiáng)制優(yōu)先材料的選用，但在設(shè)計的默認(rèn)過程中根本上有一,個自發(fā)的優(yōu)先選用行為：,2.1.1,一般碳素結(jié)構(gòu)鋼普板,(Q235),常用厚度,(mm),：,0.5,，,0.8,，,1.0,，,1.2,，,1

11、.5,，,2.0,，,2.5,常用外表處理：鍍彩鋅，鍍藍(lán)鋅，鍍鎳、噴涂,Q235,是一種鋼材的材質(zhì)。,Q,代表的是這種材質(zhì)的屈服，后面的,235,，就是指這種材質(zhì),的屈服值，在,235,左右。并會隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。,Q235,根據(jù)性能中,沖擊溫度的不同分為四個級別：,Q235-A,級，是不做沖擊,Q235-B,級，是,20,度常溫沖擊；,Q235-C,級，是,0,度沖擊；,Q235-D,級，是,-20,度沖擊,我們在設(shè)計時，通常在圖紙材料欄里只寫,Q235,，并沒有說明其是哪一個級別的鋼，這是,不正確的。后來我詢問了外協(xié)李工，供給商看到,Q235,材質(zhì)的鈑金件一般都用,SP

12、CC,（冷扎,鋼板），附件摘錄了一些關(guān)于,SPCC,材料的描述。,三、鈑金件設(shè)計,2.1.2,不銹鋼板,SUS304,SUS316(,會接觸酸堿溶液的零件使用,),。,常用厚度：,0.5,，,0.8,，,1.0,，,1.2,，,1.5,，,2.0,。,常用外表處理：通常不做外表處理如果有特殊需要建議選用外表處理的不銹鋼材料,。如：,SUS304 HL(,拉直紋,),、,SUS304 BA(,霧面,),、,SUS304 Mirror(,鏡面,),。,2.1.3,鋁板,:A1100,（純鋁）、,A5052,（合金鋁）、,6061,（合金鋁）,常用厚度：,1.0,，,1.2,，,1.5,，,2.0,

13、。,常用外表處理：拉絲氧化（發(fā)黑，發(fā)白）、噴砂氧化（不推舉使用，單面噴砂容易,變形）、噴粉。如果零件要求導(dǎo)電，則需要在技術(shù)要求里注明導(dǎo)電氧化，導(dǎo)電氧化屬化學(xué),氧化，顏色為淡黃色。,2.1.4,銅板,:H62,常用厚度：,0.3,、,0.5,、,0.8,、,1.0,、,1.2,、,1.5,、,2.0,。,常用外表處理：鍍鎳、發(fā)黑氧化、不處理。,2.2,選擇材料和外表處理的本卷須知,三、鈑金件設(shè)計,2.2.1,選材時盡量減少品種規(guī)格，便于生產(chǎn)管理。,2.2.2,選材時要考慮材料的本錢，在保證力學(xué)性能和質(zhì)量的情況下，盡量選用價廉的材料。,2.2.3,建議鈑金件最薄用,0.8mm,厚，最厚用,2.5m

14、m,厚。,0.5mm,厚的冷軋鋼板焊接、折,彎后的尺寸都不容易操作，除了用于做成簡單的屏蔽片或是彈 片，應(yīng)盡量少用。超過,2.5mm,厚冷軋鋼板加工很困難，折彎很難操作，也應(yīng)盡量少用。,2.2.4,需要焊接組合的零件建議選用,Q235,。,2.2.5,有較高的防腐要求或外觀要求的零件建議選擇不銹鋼板，或鋁板。,2.2.6,需要電鍍的零件建議選用鍍彩鋅或鍍蘭鋅的外表處理。外表電鍍的防腐性比較：,鍍白鋅 鍍蘭鋅鍍彩鋅 鍍鎳，,防腐性,減弱,，價格增高。,是鍍鋅時后要經(jīng)過的兩個處理工序，一個是除氫處理，二是鈍化處理。除氫處理：零件在,酸性溶液和陰極電解除油的過程中都有可能在基體晶格中滲 氫,造成晶格

15、扭歪,導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力,大,產(chǎn)生氫脆，,零件要求抗拉強(qiáng)度愈大，要求的除 氫時間愈長,鈍化處理：二是把鍍鋅層放,在以鉻酸酐為主的溶液中進(jìn)行化學(xué)處理,使其外表生成一 層化學(xué)穩(wěn)定性較高的、組織致密,的鉻酸鹽薄膜的工藝過程稱為鈍化，其鈍化處理后抗腐蝕性能見表,、表,三、鈑金件設(shè)計,表,生成的鈍化膜可提高鍍鋅層的抗腐蝕性能,表,不同鈍化膜的抗腐蝕性能對照,(,耐中性鹽霧試驗,),鍍層厚度,U,m,未鈍化生鐵銹時間,h,鈍化后,泛白點,h,生鐵銹,h,5,36,96,132,8,56,96,152,13,96,96,192,20,152,96,248,25,192,96,288,鈍化膜顏色,抗蝕性,(h),白

16、色,12,蘭 色,24,彩虹色,72,黑 色,96,三、鈑金件設(shè)計,2.2.7,需要外表噴涂的零件，建議選擇噴粉，因為噴漆對對鈑金件的噴前表 面質(zhì)量要求較高。,2.2.8,噴粉的零件尺寸精度要求不能太高，噴涂過程中涂層的厚度無法精確 操作。,3,常用加工工藝,3.1,鈑金件加工工藝流程,數(shù)控沖床和數(shù)控折彎設(shè)備加工鈑金件的工藝流程如下：,模具加工鈑金件的工藝流程與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)，如果采用單工序模，每個工序需要一套模,具，一個復(fù)雜的零件需要多套模具才能完成加工。如果采用復(fù)合模，則可以多個工序在一次沖,壓完成，但復(fù)合模的本錢較貴，目前我們公司批量不大，多采用單工序模,有時在單工序模中,采用不同的閉模行程做不同的鑲件，,9250,反光板,2,采 用了這種方法。參考圖紙,附件圖紙,三、鈑金件設(shè)計,3.2,沖裁,3.2.1,沖裁設(shè)備精度與零件精度,沖裁有兩種方法：數(shù)控沖床沖裁和模具沖裁,對于單量不大的零件很多公司多采用數(shù)控,沖床沖裁。數(shù)控沖床的精度一般為,0.1,，該精度與設(shè)備的新舊有一定的關(guān)系，與加工的,尺寸大小沒有太大的關(guān)系，這一點與模具沖裁有一定的差異。目前鈑金廠加工的零件多采,用數(shù)控沖裁落料