結構設計規(guī)范

構造設計規(guī)范編制：日期：審核：日期：批準：日期：修改統(tǒng)計頁修改狀態(tài)文件修改記錄序號現在版次修改內容摘要修改人修改日期目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1 目的和范疇 22 規(guī)范性引用文獻 23 術語和定義 33.1工業(yè)設計 33.2構造設計 33.3原則件 33.4鈑金件 33.5機加工件 33.6塑膠件 34 商定 35 通用規(guī)定 45.1軟件規(guī)定 45.2設計準則 45.3材料選擇 55.4公差規(guī)定 56 原則件設計規(guī)定 67 鈑金件設計規(guī)定 68 焊接設計規(guī)定 99 機加工件設計規(guī)定 1110 塑膠件設計規(guī)定 1211 接插件設計規(guī)定 1612 表面解決 1613 銘牌設計規(guī)定 1714 包裝設計規(guī)定 1815 繪圖規(guī)定 18目的和范疇本規(guī)范用于指導構造工程師根據產品的功效、環(huán)境條件和載荷條件以及顧客的特殊規(guī)定進行構造設計，確保機械產品構造設計的合理性、功效的完善性、設計原則的統(tǒng)一性。本規(guī)范適應于軌道交通車輛上安裝的全部電子設備的機械產品構造設計，非車載產品可參考執(zhí)行本規(guī)范。規(guī)范性引用文獻下列文獻對于本規(guī)范的應用是必不可少的。但凡注日期的引用文獻，僅注日期的版本合用于本規(guī)范。但凡未注日期的引用文獻，其最新版本（涉及全部的修改單）合用于本規(guī)范。GB/T1184-1996 形狀和位置公差未注公差值GB/T1800.2- 產品幾何技術規(guī)范（GPS）極限與配合第2部分：原則公差等級和孔、軸極限偏差表GB/T1804- 未注公差的線性和角度尺寸的公差GB4208- 外殼防護等級（IP代碼）GB/T5231- 加工銅及銅合金牌號和化學成分GB/T6414-1999 鑄件尺寸公差與機械加工余量GB/T13306- 標牌GB/T13914- 沖壓件尺寸公差GB/T13915- 沖壓件角度公差GB/T13916- 沖壓件形狀與位置未注公差GB/T14486- 塑料模塑件尺寸公差GB/T14665- 機械工程CAD制圖規(guī)則GB/T19520.17- 電子設備機械構造482.6mm(19in)系列機械構造尺寸第3-105部分：1U高度機箱尺寸和設計規(guī)定GB/T25119- 軌道交通機車車輛電子裝置GB50429 鋁合金構造設計規(guī)范術語和定義下列術語和定義合用于本規(guī)范。3.1工業(yè)設計指產品的造型設計，涉及產品的外形設計、顏色搭配等。3.2構造設計把構成產品的各個部件科學有機的結合起來，是實現電路功效指標、完畢工作原理、構成完整電子裝置的過程。涉及各構成部分的材料選型、構造尺寸設計、裝配關系擬定等。3.3原則件根據技術原則規(guī)定而制造的、含有廣泛應用范疇、明確的性能指標和可靠性的零件和部件。3.4鈑金件鈑金工藝是一種針對金屬薄板（普通在6mm下列）的綜合冷加工工藝，鈑金件就是鈑金工藝加工出來的產品。3.5機加工件機加工是機械加工的簡稱，是指通過機械設備精確加工去除材料的加工工藝。機加工件是機械加工出來的產品。3.6塑膠件塑膠件是指由注塑機生產的多個注塑產品。商定規(guī)范中規(guī)定兩種條款：強制執(zhí)行條款和推薦執(zhí)行條款。強制執(zhí)行條款是在開發(fā)、移植及維護過程中必須執(zhí)行的條款，如果和規(guī)范不一致，需要進行形式化的背離；推薦執(zhí)行條款為推薦執(zhí)行項，普通狀況下推薦執(zhí)行，如果執(zhí)行確存在困難或不按推薦執(zhí)行可大幅度減少代碼復雜性，能夠不執(zhí)行，不需要形式化背離。安全產品嚴格按照規(guī)范進行，非安全產品參考執(zhí)行。通用規(guī)定5.1軟件規(guī)定二維圖紙推薦使用正版AutoCAD軟件，文獻保存格式為*.dwg（圖形或下列）。三維模型設計時推薦使用正版Creo2.0軟件，文獻保存格式為*.prt（零件圖）和*.asm（裝配圖），使用高版本軟件設計時文獻保存格式為*.stp。5.2設計準則構造設計時，應結合產品的使用環(huán)境，重要涉及電磁干擾、溫度、電氣、濕度變化等因素的影響，并采用對應方法，確保設備安全、穩(wěn)定、可靠地工作，確保構造件功效的實現。裝配設計過程中，應遵照下列設計準則：留有裝配工具和手的活動空間；采用對稱設計，減少零件的種類；有明顯幾何特性容易識別正反、左右、前后；邊角需倒鈍，避免對安裝人員造成不必要的傷害。構造設計時產品應含有足夠的強度、剛度，以確保產品各項功效的可靠性以及防振動沖擊能力，必要時應進行應力、強度核算。構造設計時盡量地減小產品的體積和重量。構造設計時，應將工程設計與造型設計相結合，充足運用造型設計的手法，對構造外形精心設計，使產品外形美觀。機箱式或盒式產品，外部使用發(fā)光二極管作為信號或電源批示時，應使用導光柱或導光板構造，并滿足GB/T25119-中耐壓實驗規(guī)定。應含有防靜電、散熱、可靠性、安全性、防震性、接地柱設計。接地柱安裝孔原則尺寸為?6.5，連接方式可使用六角頭螺栓或者鉚接螺柱，材質應為黃銅H62或者不銹鋼材質。接地應通過面接觸導電，不能通過螺紋接觸導電。面板外表面與平墊接觸面上不得噴漆（使用M6接地柱的面板遮噴尺寸建議為?13mm）。重要開關、按鈕等部件(如電源開關）應考慮防誤操作設計，在旁邊設計鉛封柱。5.3材料選擇構造件材料的選擇應滿足下列幾點：根據產品的性能、構造、加工工藝擬定產品材料；材料的特性應滿足產品功效、使用環(huán)境和作業(yè)條件的需要；根據產品的使用環(huán)境擬定表面解決工藝；在滿足設計規(guī)定的基礎上，應減少制造難度、減少成本，優(yōu)先選用慣用材料、價格低廉、有助于生態(tài)環(huán)保的材料。車載電子產品的構造件慣用的碳素構造鋼牌號為Q235、08F、45號鋼等。Q235綜合性能好、強度高、塑性和焊接性能優(yōu)，慣用于機箱、盒體類的鈑金件。車載電子產品的構造件慣用的鋁合金牌號為2A12、1060、6063等。2A12強度高、用途廣，慣用于機箱類機加工件。車載電子產品的構造件慣用的銅合金牌號為H62。H62含有良好的力學性能和散熱性，慣用于散熱件、接地螺釘等。電子產品的構造件慣用的塑膠材料為ABS、PC、PA、PMMA、POM、三元乙丙、丁氰橡膠等。塑膠零件的防火等級參考UL94原則，共有4個等級，從高到低為V-0、V-1、V-2、HB。車載電子產品防火等級規(guī)定為V-0。5.4公差規(guī)定零件圖核心尺寸應標注粗糙度、形位公差和尺寸公差，對未標注公差的尺寸，應在技術規(guī)定中注明合用的公差范疇或引用的未注公差原則?？傃b配圖外形及安裝尺寸必須標注公差。沖壓件尺寸公差按GB/T13914-執(zhí)行；沖壓件角度公差按GB/T13915-執(zhí)行；沖壓件線性、角度尺寸的未注公差按GB/T1804-執(zhí)行；沖壓件形狀、位置的未注公差按GB/T13916-執(zhí)行。機加工件尺寸公差按GB/T1800.2-執(zhí)行；線性、角度尺寸的未注公差按GB/T1804-執(zhí)行，普通選擇中檔m級，標注為GB/T1804-m；形狀、位置的未注公差按GB/T1184-1996執(zhí)行。鑄件尺寸公差與機械加工余量按GB/T6414-1999執(zhí)行。塑膠制品的尺寸公差按GB/T14486-執(zhí)行。設計公差時應考慮外協(xié)加工商的加工精度能力與否滿足規(guī)定。原則件設計規(guī)定設計時應優(yōu)先選用通用件、原則件。優(yōu)先進行原則化、模塊化設計，機箱類尺寸應優(yōu)先采用原則尺寸系列，并符合有關通用原則，以確保產品的交換性、兼容性。緊固件選用必須滿足Q/SW11005-《物料選型規(guī)范第3部分：緊固件》的規(guī)定。盒式構造產品“緊固件數/產品零部件個數”指標規(guī)定不高于9，箱體式構造產品“緊固件數/產品零部件個數”指標規(guī)定不高于18。同一產品上應減少緊固件使用的種類，相似裝配規(guī)定用相似的原則件，外部螺釘材質、顏色保持一致。選用的原則件，應當是有明顯差別或者完全相似，有明顯差別是為了避免裝錯，完全相似是為了維修過程的交換性。螺釘選擇應選擇組合螺釘，嚴禁平墊、彈簧墊的單獨使用。螺釘螺栓擰緊后應露出端面3到5個螺距。螺紋默認為粗牙、右旋，如有特殊規(guī)定應在圖紙中闡明。鈑金件設計規(guī)定厚度（t≤0.8mm）的薄板件，嚴禁翻邊攻絲。尺寸大（≥1000mm）的薄板件四周應有折邊。鈑金件采用直線、圓形等簡樸形狀，便于加工。如圖1所示。圖1鈑金件形狀示例鈑金件尖角剛度局限性，應用鈍角替代；兩孔間距不適宜太近，避免切割沖孔時出現裂紋；避免設計成細長板條形狀，以免剪裁時產生裂紋。如圖2所示。圖2鈑金件形狀示例鈑金件切割后如果需要進行彎曲，彎曲棱需垂直于切割面；不能確保時，應在切割面和彎曲棱邊交匯處設計一種r>2倍板厚的圓角。如圖3所示。圖3鈑金件圓角示例對鈑金件進行折彎時，彎曲半徑應避免太小，否則外側容易會出現裂紋，內側會出現褶皺。如圖4所示。圖4鈑金件折彎示例鈑金件的螺紋孔如需要增加有效螺紋可采用壓鉚螺母、焊接螺母、翻邊攻絲。超出三道工序的鈑金件的構造應進行分解，分解成只由圓形、直線等構成的簡樸構造，然后焊接在一起。如圖5所示。圖5鈑金件分解示例焊接設計規(guī)定應有足夠大的操作空間以方便焊接和檢測。如圖6所示。圖6焊接空間示例焊接時應方便定位，電極不能和周邊的板相粘接。有密封規(guī)定的組焊鈑金件，板厚不能不大于0.8mm，避免焊穿。避免在幾何突變處設立焊接構造，容易造成應力集中，如不能避免，則設立過渡構造。如圖7所示。圖7焊接過渡構造示例盡量將零件焊點設計在內部。圖紙需規(guī)定焊縫應整潔均勻，不允許有裂縫、咬邊、豁口、燒穿，焊后應去渣、打磨，不允許零部件因焊接而產生變形。機加工件設計規(guī)定機加零件設計時應便于退刀。如圖8所示。圖8機加工件退刀構造示例零件設計時要有夾持面。如圖9所示。圖9機加工件夾持面示例斜面上不允許鉆孔。如圖10所示。圖10斜面開孔示例形狀簡樸，例如圓柱體較容易加工；內外有別，避免構造內部加工鍵槽和高精度配合，對內孔和外壁的倒角、棱等采用不同的設計規(guī)定。如圖11所示。圖11難易加工構造示例塑膠件設計規(guī)定塑料件是在工業(yè)設計的基礎上進行的構造設計，首先看有無相似的產品借鑒，再對產品及零件進行詳盡的功效分解，擬定零件的拆分、壁厚、脫模斜度、零件間的過渡解決、連接解決、零件的強度解決等重要工藝問題。不同塑料零件的慣用材料如表1所示。表1塑膠件慣用材料表序號零件分類推薦材料注意問題1導軌類PA66+玻纖零件看起來表面粗糙，顏色難以調配，此種材料脆，韌性不好，構造件上的扣位等小構造易斷，在構造設計上要加圓角，增強強度。2殼體類阻燃級ABS加色一定要抽粒，真空鍍，電鍍性能不好。3導光柱類PC、PMMA透明PC韌性好，不適宜脆裂，價格高，透光性差些。PMMA易脆，透光性較好，價格低些。根據零件功效及形狀大小而定。注塑成型壁厚應不不不大于4mm。慣用材料壁厚如表2所示（單位：mm）。表2塑膠件慣用材料壁厚表塑膠種類最小壁厚小型件壁厚中型件壁厚大型件壁厚ABS0.751.251.63.2~5.4防火ABS0.751.251.63.2~5.4PA66+玻纖0.450.751.62.4~3.2PMMA0.81.52.24~6.5透明PC0.951.82.33~4.5盡量壁厚均勻一致，壁厚不均勻零件將有縮水痕跡。如不能確保，需做漸變過渡，過渡的部分長高比例不不大于等于3:1。壁厚均勻在拐角處同樣合用。如圖12所示。圖12塑膠件壁厚示例在三維圖的構建中，凡影響外觀，影響裝配的地方需要畫出斜度，加強筋普通不畫斜度。塑膠件的脫模斜度由材料、表面飾紋狀態(tài)，零件透明與否決定。硬質塑料比軟質塑料的脫模斜度大，零件越高，孔越深，斜度越小。不同材料的脫模斜度如表3所示。表3塑膠件脫模斜度表塑膠種類型腔斜度型芯斜度ABS40″~1.2°35″~1°防火ABS40″~1.2°35″~1°PA66+玻纖25″~45″20″~40″PMMA35″~1°30″30″~1°透明PC35″~1°30″~50″注塑圓角值由相鄰的壁厚決定，應取壁厚的0.5~1.5倍，但不不大于0.5mm。普通筋的壁厚為主體厚度的0.4倍，最大不應超出0.6倍。筋之間的間距不不大于4t，筋的高度低于3t。提高零件強度，應采用加強筋的辦法，不增加壁厚。螺釘柱的加強筋應低于柱子端面1.0mm以上，加強筋應低于零件表面或分型面1.0mm以上。如圖13所示。圖13塑膠件加強筋示例塑膠易變形，定位方式應當選擇小凸點或者凸環(huán)構造。斜頂與行位在垂直于分模的方向不能有膠位阻擋運動，應有足夠的運動空間。如圖14所示。圖14塑膠件斜頂示例零件間直接裝配，互相之間無運動應取0.1mm；止口應取0.15mm；零件間不需接觸的最小間隙為0.3mm，應取0.5mm。塑膠零件止口的常見形式及間隙取法如圖15所示。圖15塑膠件止口示例自攻螺釘通過預制孔自鉆出螺紋實現膠殼的結合。合用于需要經常拆卸的塑膠件連接。慣用自攻螺釘及預制孔選擇如表4所示。表4慣用自攻螺釘及預制孔選擇表自攻螺釘規(guī)格ST2.9ST3.5ST4.2ST4.8ST5.5ST6.3塑料件孔徑2.3~2.52.8~3.03.6~3.84.1~4.34.8~5.05.7~5.9注：材質硬的塑料如ABS取大值，材質軟的塑料如PP取小值。塑膠按鍵和面板開孔配合的單邊間隙，建議不不大于0.15mm。接插件設計規(guī)定同一設備的接插件型號嚴禁出現重復，除非功效完全相似。防呆防錯設計：同一設備的不同接插件應有防呆防插錯功效：在線可替代單元應裝有機械式防插錯編碼或定位位置以避免插錯位置；不允許同一產品不同用途外接接插件交換位置插入；同時裝車的全部產品上的接插件代號不允許重復。配套使用的接插件，插頭和對應插座必須采用統(tǒng)一品牌，嚴禁不同品牌的插頭和插座配合使用。接插件的安裝位置應留有插拔空間，便于用手進行插拔。線到板使用的接插件應帶鎖緊裝置。原則上應確保航空插座組裝后大缺口方向向上。航空插座建議使用航插安裝片緊固或其它緊固方式。表面解決表面解決是在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和化學性能不同的表層工藝辦法。其目的是滿足產品的耐蝕性、耐磨性、裝飾等功效規(guī)定。車載電子產品的構造件慣用表面解決工作原理介紹及應用舉例如表5所示。表5慣用表面解決工作原理及應用舉例表面解決辦法工作原理及作用應用舉例噴塑用靜電粉末噴涂設備把粉末涂料噴涂到工件的表面，形成粉末的涂層，再通過高溫烘烤；有防腐蝕、裝飾作用。慣用于亞光塑、光面塑、橘紋塑三種類型，慣用于鈑金件的表面解決。拉絲在金屬表面用機械摩擦的辦法加工出直線紋路，含有擦除表面劃痕和裝飾表面的雙重作用。慣用于鋁合金和不銹鋼表面解決，配合陽極氧化使用。噴砂采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴料高速噴射到需要解決的工件表面，能夠去除金屬表面的銹蝕物、氧化皮及其它臟污等達成裝飾的作用。慣用于鋁合金表面解決和用作噴塑的前期解決?；瘜W導電氧化鋁合金進行化學導電氧化后含有一定的防腐蝕性和導電性，在電子設備上，能夠避免電磁信號的干擾。慣用于規(guī)定低接觸電阻的鋁合金零件表面上化學解決，如插件面板。陽極氧化金屬或合金的電化學氧化。將金屬或合金的制件作為陽極，采用電解的辦法使其表面形成氧化物薄膜。慣用于表面著色，提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面等。電鍍運用電解的方式使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密、結合力良好的金屬層的過程。起到防腐、抗磨等作用。慣用于原則緊固件的表面解決。涉及鍍鋅、鍍鉻、鍍鎳等。絲印印版（紙膜版或其它版的版基上制作出可通過油墨的孔眼