家電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)工程師必備.ppt

家電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課程大綱 一 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)簡(jiǎn)述 一 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)簡(jiǎn)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(dòng)轉(zhuǎn)可靠性以及對(duì)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(jì)的范疇 使燈具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐步成為一個(gè)多學(xué)科的綜合技術(shù) 未來的燈具在光學(xué)設(shè)計(jì) 熱學(xué)設(shè)計(jì) 安全設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)方法也面臨著新的變革 目前 燈具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大致包含以下內(nèi)容 1 整機(jī)組裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2 熱設(shè)計(jì)3 電磁兼容性設(shè)計(jì)4 結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算與動(dòng)態(tài)參數(shù)設(shè)計(jì)5 防腐蝕設(shè)計(jì)6 連接設(shè)計(jì)7 可靠性試驗(yàn) 可靠性設(shè)計(jì) 綜合上述 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(jì) 壓鑄件工藝性設(shè)計(jì) 鈑金件工藝性設(shè)計(jì) 塑膠件工藝性設(shè)計(jì)等 二 壓鑄件設(shè)計(jì) 1 術(shù)語(yǔ)和定語(yǔ)流痕 指鑄件表面與金屬液流動(dòng)方向一致且與金屬基體顏色不一樣的紋路 冷隔 指鑄件表面有與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)反應(yīng) 在鑄件表面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 壓鑄件表面上有網(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(shí)為補(bǔ)償金屬收縮所設(shè)置的穴 2 鑄件設(shè)計(jì)及工藝2 1 選材鋁合金壓鑄件的常用材料有 日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)ADC1 ADC3 ADC10 和ADC12 美國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào) A360和A380 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn) YL102 YL104 YL112和YL113 對(duì)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 以上幾種材料的成份和力學(xué)性能見表 二 壓鑄件設(shè)計(jì) 材料成份和力學(xué)性能2 2 壁厚壁厚設(shè)計(jì)以均勻?yàn)榧?不均易產(chǎn)生縮孔和裂紋 易引起零件變形 同時(shí)會(huì)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(duì)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 因此推薦壁厚如表 對(duì)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 如下圖所示 二 壓鑄件設(shè)計(jì) 壓鑄件最小壁厚和正常壁厚例 壁厚設(shè)計(jì) 990801 89燈頭殼 GF A C版 二 壓鑄件設(shè)計(jì) 2 3 加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)筋的目的是增加零件的強(qiáng)度和剛性 避免因單純依靠加大壁厚而引起的氣孔 裂紋和收縮缺陷 同時(shí)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(duì)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)省成本 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(duì)于批量不大的產(chǎn)品應(yīng)該也不會(huì)有很大問題 在特殊情況下加強(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(jì)可使金屬液流暢 氣體易排出 有利于鑄件成形 并能避免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(duì)過渡處應(yīng)避免銳角設(shè)計(jì) 圓角半徑以取最大為原則 一般取值如下 對(duì)相等壁厚 1 2h r h對(duì)不等壁厚 1 4 h1 h2 r 1 2 h1 h2 r為內(nèi)圓角半徑 h h1和h2為壁厚 二 壓鑄件設(shè)計(jì) 2 5 拔模斜度拔模斜度的大小與零件的結(jié)構(gòu) 高度 壁厚及表面粗糙度有關(guān) 在允許的范圍內(nèi) 盡可能取大值 有利于脫模 非圓形內(nèi)側(cè)壁的拔模斜度如下表 外側(cè)取表下表值的一半 2 6 相鄰距離盡量避免窄且深的凹穴設(shè)計(jì) 以免對(duì)應(yīng)模具處出現(xiàn)窄而高的凸臺(tái) 因受沖擊易彎曲 斷裂 如下圖所示 當(dāng)a過小時(shí) 易使模具在此處開裂 為使模具在此處有足夠的強(qiáng)度 a值應(yīng)不小于5mm 二 壓鑄件設(shè)計(jì) 示例 相鄰距離的合理設(shè)計(jì) 二 壓鑄件設(shè)計(jì) 2 7 鑄孔鋁合金可鑄最小孔徑為2 5mm 可鑄孔徑大小與深度有關(guān) 對(duì)盲孔 孔深為孔徑的3到4倍 對(duì)通孔 孔深為孔徑的6到8倍 對(duì)孔徑精度或孔距精度要求較高的 一般不直接鑄孔 采用后序機(jī)加工處理 但對(duì)壁厚較厚的孔 為避免機(jī)加后出現(xiàn)表面有砂眼 一般先鑄出底孔 然后用機(jī)加去除加工余量 2 8 文字和圖案文字大小不小于5號(hào)字體 凸起高度0 3 0 5mm 線寬推薦0 8mm 出模度10 15度 如果外殼表面采用噴粉處理 其外側(cè)面的文字及圖案的凸起高度采用0 5mm 如果凸起高度用0 5mm以下的話 外殼噴粉之后會(huì)其字形及圖案就會(huì)模糊不清 2 9 表面質(zhì)量2 9 1壓鑄面鋁合金壓鑄表面粗糙度在Ra3 2 6 3 表面質(zhì)量按粗糙度分為3級(jí) 詳細(xì)見表 壓鑄表面質(zhì)量分級(jí) 2 9 2表面缺陷壓鑄件各類表面缺陷不同級(jí)別的要求見表 面缺陷要求 JB2702 80 二 壓鑄件設(shè)計(jì) 3 公差3 1尺寸公差壓鑄件尺寸公差依據(jù)國(guó)標(biāo)GBT1804 M選取 鋁合金公差一般按5級(jí)取 對(duì)分形面及活動(dòng)部位尺寸公差需低一級(jí) 對(duì)有嚴(yán)格精度要求的可做到3級(jí) 對(duì)超出要求的可雙方協(xié)商采用后加工來保證 3 2 平面度公差壓鑄件變形因素與模具的頂出機(jī)構(gòu) 零件的結(jié)構(gòu) 壁厚不均等有關(guān) 變形量如下表 對(duì)特別要求的 需采用后加工來保證 當(dāng)設(shè)計(jì)隔爆型的燈具時(shí) 其精度及平面公差的精度高于模制品的正?？刂凭?此時(shí)則需要安排機(jī)加的方式 而這時(shí)則要考慮產(chǎn)品的易加工程度 有時(shí)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(jì) 4 機(jī)加工模具因受高溫沖擊 表面比較容易沖蝕 考慮到模具壽命 模具上盡量避免使用行位 細(xì)長(zhǎng)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或普通機(jī)床加工而成 同時(shí)因鑄件的尺寸精度都比較低 對(duì)高精度的 也采用CNC加工而成 其精度按機(jī)加精度等級(jí)要求 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需考慮到機(jī)加定位面 以便能方便裝夾 對(duì)于有防爆要求的接合面一定需要機(jī)加來保證其表面粗糙度及尺寸精度 4 1 表面處理4 1 1噴砂和噴丸對(duì)壓鑄件表面有外觀要求時(shí) 可用噴砂處理 能掩蓋表面壓鑄缺陷 一般表面噴砂后再噴油 能做比較美觀的砂紋外觀 噴丸除有噴砂功能外 同時(shí)還能增加鑄件的強(qiáng)度用 4 1 2表面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(yáng)極氧化只能為灰色 不能氧化成黑色 對(duì)防腐能力要求高的 一般表面先鉻化處理 再涂裝處理 表面鉻化有無色和黃色鉻化兩種 主要是在表面形成薄的鉻化層 無色鉻化可耐24小時(shí)常規(guī)鹽霧測(cè)試 黃色鉻化可耐48小時(shí)常規(guī)鹽霧測(cè)試 二 壓鑄件設(shè)計(jì) 4 1 3 表面電鍍或化學(xué)鍍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)鍍的主要缺陷體現(xiàn)為表面有針孔 氣泡 鍍層局部脫落 劃傷等 電鍍對(duì)鑄件要求很高 鑄件必須具有良好的壓鑄成形性能 表面光潔度要達(dá)到1 6 因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)對(duì)模具要求澆道 溢流口 排氣設(shè)計(jì)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(huì)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 表面噴涂表面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60 120 m 紋路分光面和砂紋面 撒點(diǎn) 涂層主要性能檢測(cè)指標(biāo)為涂層厚度測(cè)試 附著力測(cè)試及鹽霧測(cè)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)加清洗表面處理 三 鈑金件設(shè)計(jì) 1 術(shù)語(yǔ)和定語(yǔ)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)選材料及表面處理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(dú)規(guī)范來強(qiáng)制優(yōu)先材料的選用 但在設(shè)計(jì)的默認(rèn)過程中基本上有一個(gè)自發(fā)的優(yōu)先選用行為 2 1 1普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 普板 Q235 常用厚度 mm 0 5 0 8 1 0 1 2 1 5 2 0 2 5 常用表面處理 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(huì)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(gè)級(jí)別 Q235 A級(jí) 是不做沖擊Q235 B級(jí) 是20度常溫沖擊 Q235 C級(jí) 是0度沖擊 Q235 D級(jí) 是 20度沖擊我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí) 通常在圖紙材料欄里只寫Q235 并沒有表明其是哪一個(gè)級(jí)別的鋼 這是不正確的 后來我詢問了外協(xié)李工 供應(yīng)商看到Q235材質(zhì)的鈑金件一般都用SPCC 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(jì) 2 1 2不銹鋼板SUS304 SUS316 會(huì)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 常用表面處理 通常不做表面處理如果有特殊需要建議選用表面處理的不銹鋼材料 如 SUS304HL 拉直紋 SUS304BA 霧面 SUS304Mirror 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 常用表面處理 拉絲氧化 發(fā)黑 發(fā)白 噴砂氧化 不推薦使用 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 常用表面處理 鍍鎳 發(fā)黑氧化 不處理 2 2選擇材料和表面處理的注意事項(xiàng) 三 鈑金件設(shè)計(jì) 2 2 1選材時(shí)盡量減少品種規(guī)格 便于生產(chǎn)管理 2 2 2選材時(shí)要考慮材料的成本 在保證力學(xué)性能和質(zhì)量的情況下 盡量選用價(jià)廉的材料 2 2 3建議鈑金件最薄用0 8mm厚 最厚用2 5mm厚 0 5mm厚的冷軋鋼板焊接 折彎后的尺寸都不容易控制 除了用于做成簡(jiǎn)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 折彎很難控制 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表面處理 表面電鍍的防腐性比較 鍍白鋅 鍍蘭鋅 鍍彩鋅 鍍鎳 防腐性減弱 價(jià)格增高 是鍍鋅時(shí)后要經(jīng)過的兩個(gè)處理工序 一個(gè)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(shí)間愈長(zhǎng)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 使其表面生成一層化學(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(jì) 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(duì)照 耐中性鹽霧試驗(yàn) 三 鈑金件設(shè)計(jì) 2 2 7需要表面噴涂的零件 建議選擇噴粉 因?yàn)閲娖釋?duì)對(duì)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控制 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(gè)工序需要一套模具 一個(gè)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(gè)工序在一次沖壓完成 但復(fù)合模的成本較貴 目前我們公司批量不大 多采用單工序模 有時(shí)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(jì) 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(duì)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(diǎn)與模具沖裁有一定的差別 目前鈑金廠加工的零件多采用數(shù)控沖裁落料 因此設(shè)計(jì)的零件平面沖裁尺寸精度不得高于 0 1 模具沖裁零件的精度與模具結(jié)構(gòu)有關(guān) 平?jīng)_件的尺寸公差一般都小于0 1mm 我司的產(chǎn)品一般都采用模具沖裁方法 公差尺寸采用GB T1804 m 3 2 2沖裁件的工藝性要求 零件的孔徑尺寸 止裂槽尺寸或外圓角尺寸盡可能與刀具尺寸符合 沖裁件盡量避免過長(zhǎng)的懸臂和狹槽 懸臂和狹槽的寬度不宜過小 其合理數(shù)值可參考下表 對(duì)合金鋼或不銹鋼A 2t對(duì)一般鋼A 1 5t對(duì)黃銅 鋁A 1 2tt 材料厚度 三 鈑金件設(shè)計(jì) 沖孔時(shí) 孔徑不宜過小 其最小孔徑與孔的形狀 材料的機(jī)械性能 材料的厚度等有關(guān) 其合理數(shù)值可參考下表 三 鈑金件設(shè)計(jì) 零件的沖孔邊緣離外形的最小距離隨零件與孔的形狀不同要有一定的限制 如下圖 當(dāng)沖孔邊緣與零件外形邊緣不平行時(shí) 該最小距離應(yīng)不小于材料厚度 即a t 孔邊緣與零件外形邊緣平行時(shí) 應(yīng)取b 1 5t 三 鈑金件設(shè)計(jì) 用模具沖裁的零件 其外形或內(nèi)孔應(yīng)避免銳角 做成適當(dāng)?shù)膱A角 可增加模具使用壽命 不易產(chǎn)生裂紋 一般可取R 0 5t t 材料厚度 如下圖 4 折彎4 1折彎設(shè)備的精度與零件的精度數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的定位精度分兩方面 定位裝置的前后移動(dòng)精度 0 下模的上下移動(dòng)精度也為 0 此誤差影響折彎角的精度 折彎零件的精度與工人的操作有較大關(guān)系 理論上每一道折彎都有可能產(chǎn)生 0 的誤差 對(duì)于要求較嚴(yán)的尺寸 也可以通過操作工的調(diào)整補(bǔ)償減少誤差 尺寸標(biāo)注時(shí)在滿足產(chǎn)品要求的情況下 盡量考慮生產(chǎn)加工的效率 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 2數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的刀具數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的折彎刀有很多種 按刃口分 有R 0 2 R 0 6 R 1 按刀具結(jié)構(gòu)分 有直角刀 避位刀 鵝頸刀等 折彎下模一般是90 V形模 現(xiàn)有V模寬度有 V 4 V 7 V 8 V 12 折彎刀具和下模的關(guān)系如下圖 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 3數(shù)控折彎件的工藝性要求4 3 1在折彎有撕裂的地方 需要留撕裂槽 撕裂槽的寬度一般不小于 t 且 1 5 撕裂槽的長(zhǎng)度和寬度與壁厚的關(guān)系如下圖b c所示 或者是折彎線讓開階梯線如下圖 所示 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 3 2折彎件的直邊高度不宜過小 否則不易形成足夠的彎矩 很難得到形狀準(zhǔn)確的零件 其彎曲值h R 2t 且 3方可 如下圖 示 4 3 3當(dāng)折彎邊帶有斜角時(shí) 如下圖 側(cè)面的最小高度為 h 2 4 mm 且h R 2t R為折彎內(nèi)角 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 3 4折彎件的孔邊距離 先沖孔后折彎的零件 為了避免折彎時(shí)孔變形 從孔邊到彎曲半徑r中心的距離取為 當(dāng)t 2mm時(shí) L t 當(dāng)t 2mm時(shí) L 2t 4 3 5先折彎再?zèng)_孔的零件 主要爭(zhēng)對(duì)用沖模的零件 其孔邊與工件直壁之間應(yīng)保持一定的距離 距離太小時(shí) 在沖孔時(shí)會(huì)使凸模受水平推力而折斷 從孔邊到彎曲半徑r中心的距離取為 L 0 5t 如下圖 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 3 6壓死邊的尺寸要求 壓死邊的長(zhǎng)度與材料的厚度有關(guān) 如下圖所示 一般壓死邊最小長(zhǎng)度L R 3 5t 其中t為材料壁厚 R為壓死邊前道工序的最小內(nèi)折彎半徑 一般為0 6 4 3 7板件折彎時(shí) 若彎曲處的圓角過小 則外表面容易產(chǎn)生裂紋 尤其鋁板最明顯 若彎曲圓角過大 因受到回彈的影響 彎曲件的精度不易保證 折彎內(nèi)圓角與材料厚度和材質(zhì)有一定的關(guān)系 一般碳但受折刀具規(guī)格的限制 推薦選用折彎內(nèi)半徑R 0 6 結(jié)構(gòu)沒有特殊要求時(shí)圖紙上不需要標(biāo)注具體的尺寸 由工廠選擇合適的折彎刀 4 3 8折彎件不得對(duì)多個(gè)折彎邊 如下圖的L1 L2 L3 同時(shí)要求較嚴(yán)的尺寸公差 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 4模具彎曲件的工藝性要求4 4 1彎曲件的直邊高度太小時(shí) 會(huì)影響彎曲件成型后的角度精度 要求 R 2t4 4 2在U形彎曲件上 兩彎曲邊最好等長(zhǎng) 以免彎曲時(shí)產(chǎn)生向一邊移位 如不允許 可設(shè)一工藝定位孔 如下圖 4 4 3為了防止零件彎曲后 直角的兩側(cè)平面產(chǎn)生褶皺 應(yīng)設(shè)計(jì)預(yù)留切口 如下圖 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 4 4為了防止零件彎曲后 折彎邊回彈 建議在對(duì)接處設(shè)計(jì)切口形式 如下圖 a 1 5t t 材料厚度 4 4 5為了防止沖孔后再?gòu)澢牧慵?在孔邊產(chǎn)生裂紋 建議增加切口 如下圖 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 4 6防止彎曲時(shí) 一邊向內(nèi)產(chǎn)生收縮 可設(shè)計(jì)工藝定位孔 或兩邊同時(shí)折彎 還可用增加幅寬的辦法來解決收縮問題 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 4 7彎曲的零件 在彎曲區(qū)壓制加強(qiáng)筋 不僅可以提高工件的剛度 也有利于抑制回彈 常用筋的結(jié)構(gòu)尺寸推薦如下 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 5拉深利用具有一定圓角半徑的拉深模 將平板毛坯或開口空心毛坯沖壓成容器狀零件的沖壓過程稱為拉深 4 5 1拉深件的精度拉深件的尺寸精度不宜要求過高 拉深件的制造精度包括直徑方向的精度和高度方向的精度 在一般情況下 深度的精方向的精度不應(yīng)超過GB T15055 級(jí) 直徑方向的尺寸精度不應(yīng)該超過IT12級(jí) 產(chǎn)品圖上的尺寸應(yīng)注明必須保證外部尺寸或是內(nèi)腔尺寸 不能同時(shí)標(biāo)注內(nèi)外形尺寸 4 5 2拉深件的工藝性要求拉深件的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單 對(duì)稱 拉深件各部分尺寸比例要恰當(dāng) 盡量避免設(shè)計(jì)寬凸緣和深度大的拉深件 D凸 3d h 2d 因?yàn)檫@類零件要較多的拉深次數(shù) 拉深件的圓角半徑要合適 圓角半徑盡量取大些 以利于成型和減少拉深次數(shù) 拉深件要留出合理的圓角半徑 如下圖 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 5 3拉深件沖孔的合適位置 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 5 4防止拉深時(shí)產(chǎn)生扭曲變形 A B寬度應(yīng)相等 對(duì)稱 即A B 4 5 5定位凸臺(tái)的高度不能太大 一般h 0 25 0 35 t 如下圖 三 鈑金件設(shè)計(jì) 4 5 6對(duì)較長(zhǎng)的板金件為了提高其強(qiáng)度 有時(shí)需要設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋 加強(qiáng)筋的形狀 尺寸及適宜間距尺寸要求如下表 此類零件容易變形 因此平面度要求高的零件不推薦采用這種結(jié)構(gòu) 三 鈑金件設(shè)計(jì) 6 壓鉚和攻絲6 1壓鉚精度和工藝性要求壓鉚可分為鉚螺釘 鉚螺母 鉚螺柱 鉚銷釘 壓鉚螺母的位置尺寸精度為底孔的位置尺寸公差附加 0 05 考慮到壓鉚件的垂直度影響 壓鉚螺釘 壓鉚螺柱 壓鉚銷釘?shù)某叽缇葹榈卓壮叽绻罡郊?0 1的公差 以壓鉚件的頂端為測(cè)量點(diǎn) 6 2攻絲和翻邊攻絲的精度和工藝性6 2 1攻絲和翻邊攻絲孔距的尺寸精度為底孔的尺寸公差附加 0 05 6 2 2翻邊攻絲的預(yù)制底孔直徑最好不要小于板厚 尤其對(duì)較硬的材料 如不銹鋼 對(duì)于預(yù)制底孔直徑小于板厚的情況 建議改用壓鉚螺母 6 3焊接常用的焊接種類有 點(diǎn)焊 也叫碰焊 CO2焊接 氬弧焊接 激光焊接 點(diǎn)焊適合較薄的材料 焊點(diǎn)對(duì)外觀影響較小 激光焊接適合精密結(jié)構(gòu)焊接 成本高 CO2焊接和氬弧焊接適用范圍較廣 主要焊接形式是連續(xù)角焊縫 和間斷角焊縫和對(duì)接焊縫 但氬弧焊的焊接變形較小 焊點(diǎn)外觀較好 焊接速度慢 焊接成本稍高 各種焊接結(jié)構(gòu)的工藝性要求推薦如下 三 鈑金件設(shè)計(jì) 6 3 1點(diǎn)焊 即碰焊 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮合適的搭接寬度 推薦搭接寬度和焊點(diǎn)距離見下表點(diǎn)焊 即碰焊 應(yīng)該考慮電極伸入方便 減少制造工裝的麻煩 6 3 2用CO2焊接 要盡量減少焊縫的數(shù)量和縮短焊縫尺寸 盡可能選用間斷焊而不選用連續(xù)焊 焊縫盡可能對(duì)稱分布 避免焊縫交叉 以免引起零件變形 6 3 3角焊縫要使得接頭處便于存放焊劑 減少打磨的工作量 如下圖 三 鈑金件設(shè)計(jì) 6 3 4手工CO2焊和氬弧焊要考慮焊條操作空間 6 3 5有密封要求的組焊鈑金件 板厚不能小于0 8 否則容易焊穿 無法保證密封 6 3 6薄壁零件且有密封要求的零件建議用激光焊接 6 3 7常用的焊接定位結(jié)構(gòu) 銷釘定位定位凸臺(tái)定位焊接制具定位 加工廠跟據(jù)結(jié)構(gòu)要求自行設(shè)計(jì) 四 通用塑膠零件設(shè)計(jì) 1 術(shù)語(yǔ)和定語(yǔ)1 1縮水 縮痕制品表面產(chǎn)生凹陷的現(xiàn)象 由塑膠體積收縮產(chǎn)生 常見于局部?jī)?nèi)厚區(qū)域 如加強(qiáng)肋或柱位與面交接區(qū)域 1 2縮孔制品局部肉厚處在冷卻過程中由于體積收縮所產(chǎn)生的真空泡 叫縮孔 1 3氣泡塑膠熔體含有空氣 水份及揮發(fā)性氣體時(shí) 在注塑成型過程空氣 水份及揮發(fā)性氣體進(jìn)入制品內(nèi)部而殘留的空洞叫氣泡 1 4缺膠 不飽模塑膠熔體未完全充滿型腔 1 5毛邊 批鋒塑膠熔體流入分模面或鑲件配合面將發(fā)生鎖模力足夠 但在主澆道與分流道會(huì)合處產(chǎn)生薄膜狀多余膠料為1 6燒焦一般所謂的燒焦 包括制品表面因塑膠降解導(dǎo)致的變色及制品的填充末端焦黑的現(xiàn)象 燒焦是滯留型腔內(nèi)的空氣在塑料熔體真充時(shí)未能迅速排出 困氣 被壓縮而顯著升溫 將材料燒焦 四 通用塑膠零件設(shè)計(jì) 1 7熔接痕 夾水紋模具采用多澆口進(jìn)澆方案時(shí) 膠料流動(dòng)前鋒相互匯合 孔位和障礙物區(qū)域 膠料流動(dòng)前鋒也會(huì)被一分為二 壁厚不均勻的情況也會(huì)導(dǎo)致熔接痕 1 8噴痕 蛇紋高速通過澆口的塑膠熔體直接進(jìn)入型腔 然后接觸型腔表面而固化 接著被隨后的塑膠熔體推擠 從而殘留蛇行痕跡 側(cè)澆口 塑膠經(jīng)過澆口后無滯料區(qū)域或滯料區(qū)域不充足時(shí) 容易產(chǎn)生噴痕 1 9銀絲 銀條制品表面或表面附近 沿塑料流動(dòng)方向呈現(xiàn)的銀白色條紋 銀絲的產(chǎn)生一般是塑膠中的水分或揮發(fā)物或附著模具表面的水分等氣化所致 注塑機(jī)螺桿卷入空氣有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生銀條 1 10破裂 龜裂制品表面裂痕嚴(yán)重而明顯者為破裂 制品表面呈毛發(fā)狀裂紋 制品尖銳角處常呈現(xiàn)此現(xiàn)象謂之龜裂 也常稱為應(yīng)力龜裂 1 11表面光澤不良制品表面失去材料本來的光澤 形成乳白色層膜 模糊狀態(tài)等皆可稱為表面光澤不良 四 通用塑膠零件設(shè)計(jì) 1 12翹曲變形制品因壁厚或是成形時(shí)冷卻不均勻而產(chǎn)生收縮比例不同 從而形成制品變形或是扭曲 1 13流痕塑膠熔體流動(dòng)的痕跡 以澆口為中心而呈現(xiàn)的條紋波浪形狀 2 材料的選擇塑膠材料的種類繁多 對(duì)不同類型的產(chǎn)品有不同要求 對(duì)于我公司的產(chǎn)品塑膠產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 要充分考慮到產(chǎn)品使用的場(chǎng)合及工作環(huán)境 比如滿足溫度要求 防火或生物兼容性要求 對(duì)于有防火要求的 有不同材料的防火等級(jí) 包括GE 奇美 TORAY BAYER 臺(tái)化 對(duì)于需要防火級(jí)材料時(shí) 我們只要向供應(yīng)商索取到材料證明的編號(hào)即可 對(duì)于基于什么樣的思路去考慮選材呢 如果有興趣可以參考一下附件 我從網(wǎng)上零星下載的一些資料 四 通用塑膠零件設(shè)計(jì) 3 壁厚的選擇塑膠零件的壁厚對(duì)零件的質(zhì)量影響很大 壁厚過小時(shí)成型的流動(dòng)阻力大 大形復(fù)雜的零件就很難充滿型腔 塑膠壁厚的最小尺寸應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求 足夠的強(qiáng)度和剛度 脫模時(shí)能經(jīng)受脫模機(jī)構(gòu)的沖擊與震動(dòng)裝配時(shí)能承受足夠的緊固力塑膠零件規(guī)定有最小壁厚值 它隨塑膠品種牌號(hào)和零件大小不同有不同 對(duì)于外殼零件 推薦如下壁厚ABS PC ABS PC 透明PC 透明ABS 壁厚為 2 0 3 5mm一些小的外觀零件 如按鍵帽 燈罩 旋鈕 可以做到1 2 2 0mm同一個(gè)塑膠零件的壁厚盡可能一致 否則可能會(huì)由于壁厚不均而產(chǎn)生壁厚處縮水 4 拔模斜度的設(shè)計(jì)在塑膠零件的內(nèi)表面和外表面 沿脫模方向均應(yīng)設(shè)計(jì)足夠的拔模斜度 否則會(huì)難以脫模 或頂出時(shí)拉傷 擦壞塑膠零件 還有一點(diǎn) 拔模斜度小就蝕紋淺 會(huì)造成外觀件易臟 所以推薦如下拔模斜度 設(shè)計(jì)斜度比紋路要求斜度大0 5度 各供應(yīng)商處有自己都有紋板 四 通用塑膠零件設(shè)計(jì) 5 柱位的設(shè)計(jì)5 1柱位的功能 通常塑膠件柱位用來支撐PCBA 固定PCBA或膠件本身 固定電子元器件 或聯(lián)接產(chǎn)品的前后殼 它有一個(gè)最大的好處就是高度容易調(diào)整 所以 一般情況下 我們要盡量用柱子端面形成的平面作為支撐面 平面用幾條筋位形成的平面作為支撐面 5 2柱子的拔模及高度 柱子高度大于10mm時(shí) 通常都用司筒頂出 所以其拔模斜度可以取得很小或0度 可以把內(nèi)孔取為0度 外表面取為0 25度 柱子高度小于10mm時(shí) 模具上可能用鑲件 拔模斜度可以把內(nèi)孔取0 5度 外表面取1度 如希望能調(diào)整高度 請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)明 要求模具加工時(shí) 考慮調(diào)整高 一般清況下 M3自攻螺釘柱的高度不要大于30mm 太高了柱子的司筒針容易被膠流沖彎變形5 3柱子的大小尺寸 由于高度大于10mm的柱位通常是用司筒頂出 柱子的外徑和內(nèi)徑就有限制 常用的司筒的外徑系列為 4 0 4 5 5 6 6 5 7 8 10 12常用的司筒針系列為 1 5 2 0 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0其對(duì)應(yīng)的關(guān)系如下表格 四 通用塑膠零件設(shè)計(jì) 柱位的內(nèi)徑是由司筒針磨小而得到的 由上表可以看出 我們不要設(shè)計(jì)壁厚小1 0mm的柱子 也最好不設(shè)計(jì)外徑不是標(biāo)準(zhǔn)值的柱位 5 4柱子根部的處理 通常容易出現(xiàn)兩種情況 縮水或陰影 或夾水紋 為了防止出現(xiàn)縮水 需要把柱子根部減膠 同時(shí)把司筒針加長(zhǎng) 如已出現(xiàn)陰影 或夾水紋 需要把柱子根部加膠或把司筒針作短 所以對(duì)于壁厚為3mm 柱子直徑大于等于6mm時(shí) 擰M3自攻螺訂 為防縮水 在模具加工時(shí)先在柱子根部減膠 到試模時(shí)如出現(xiàn)陰影 再加膠 柱子的根部注意要求 頂針面與火山口面不等高 減少應(yīng)力 四 通用塑膠零件設(shè)計(jì) 5 5預(yù)埋螺柱的選擇使用 如果需要經(jīng)常拆裝 或需要維修的地方 需要使用預(yù)埋 熱壓 螺柱 用普通螺釘來代替自攻螺釘 熱壓或預(yù)埋螺母后膠柱不得有開裂或溢膠現(xiàn)象 5 5 1預(yù)埋螺柱與塑膠件聯(lián)接的開裂問題 由于預(yù)埋螺柱冷確時(shí)的尺寸變化與塑膠件的收縮值相差太大 會(huì)使預(yù)埋螺柱的周圍產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力 而造成塑膠件開裂 對(duì)于高剛性的工程塑料更為嚴(yán)重 基于內(nèi)應(yīng)力比較大 PC正常情況下禁用預(yù)埋 PC ABS也不推薦 特別對(duì)與預(yù)埋螺柱數(shù)量多于4時(shí) 還有螺柱不等高的 造成螺柱種類太多 容易出錯(cuò) 同時(shí) 還有因?yàn)榉胖脮r(shí)間過長(zhǎng) 會(huì)造成注塑機(jī)料筒里材料由于高溫時(shí)間過長(zhǎng)而變質(zhì) 下面列出M2 M2 5 M3 M4自攻螺絲柱 僅供參考 具體設(shè)計(jì)參數(shù)請(qǐng)參照膠件螺孔設(shè)計(jì)尺寸一般要求 四 通用塑膠零件設(shè)計(jì) 6 加強(qiáng)筋位的設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋的作用是增加塑膠零件的強(qiáng)度 和避免零件變形 如果單用增加壁厚的辦法來提高塑膠零件的強(qiáng)度 常常是不合理的 其一是容易出現(xiàn)縮水 其二是提高了注塑成本 加強(qiáng)筋不要設(shè)計(jì)的過厚 否則容易在其根部出現(xiàn)縮水 也不要太薄 太薄了易出現(xiàn)走膠不齊 推薦的厚度為 模具加工為大水口時(shí) 零件加強(qiáng)筋根部厚度小于壁厚的1 2 筋的頂部厚度不要小于1mm 模具加工為小水口時(shí) 零件加強(qiáng)筋根部厚度小于壁厚的2 5 筋的頂部厚度不要小于0 8mm 關(guān)于加強(qiáng)筋的拔模斜度 對(duì)于通常的加強(qiáng)筋 其兩側(cè)的拔模斜度可按以上厚度要求取 對(duì)于高度有特別要求的加強(qiáng)筋 可取兩側(cè)0 1 0 25度 這時(shí)的加強(qiáng)筋就會(huì)要做鑲件 如果可能的話 在加強(qiáng)筋上增加柱位 可以幫助出模 如下圖 四 通用塑膠零件設(shè)計(jì) 柱位上的加強(qiáng)筋 膠柱在結(jié)構(gòu)允許情況下必須設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋 柱位上的加強(qiáng)筋由于是跟柱位一起頂出 可以比普通的加強(qiáng)筋高得多 其高度方向上比柱位端面低1 3mm就可以了