机箱结构设计技术规范

1范围
本规范适用于工业类计算机机箱的结构设计，并针对军工产品与需要实施特性分类的工业计算机规定了特性分类在设计文件上的表示方法。
2规范性引用标准及参考文献
2.1GB/T高度进制为44.45mm的面板、机架和机柜基本尺寸系列
2.2GB/T 14665-1998机械工程CAD制图规则
2.3GB/T 2822-1991标准尺寸
5.3.2.3总装图：要能够明确表达出主要零、部件及元器件的安装位置，机箱的外型、安装尺寸，并在标题栏上方列出主要零、部件及元器件清单，对于关键\重要零件在备注栏中分别标注“G”与“Z”标示；
5.3.2.4部件图：在总装图不能完全表达设计意图时，还需做出部件图，部件图的要求同于总装图；
5.3.2.5零件图：是整套图纸的最基本单元，要求能按制图标准清楚表达零件，对于关键\重要尺寸，需在标示尺寸后分别标注“（Gx）”与“（Zx）”标示，“x”表示处数，如：图上尺寸28±是第3处关键尺寸，标示为“28±（G3）”，同时在标题栏中注明零件名称、数量、所属机箱、图号、材料、表面镀涂、零件版本以及关键\重要零件标示等，如果同时具有关键特性和重要特性的零件图，则只在图纸标题栏内标注“G”；
2.4SJ/T 207.1-3-1999中华人民共和国电子行业标准《设计文件管理制度》
2.5《电子设备结构设计原理》
3定义：
特性分类：根据特性的重要程度，对其实施分类的过程。特性分为三类：关键特性、重要特性和一般特性；
关键特性：如有故障，可能危及人身安全、导致武器或完成所要求使命的主要系统失效的特性；具有此特性的零件称关键零件；
4.2便于设备的操作使用与安装维修：为了能有效地操作和使用设备，必须使机箱的结构设计符合人的心理和生理特点，同时还要求结构简单，装拆方便。此外，面板上的控制器、显示装置必须进行合理选择与布局，以及考虑操作人员的人身安全等等。
4.3良好的结构工艺性：结构与工艺是密切相关的，采用不同的结构就相应有不同的工艺，而且机箱结构设计的质量必须要有良好的工艺措施来保证。因此，要求设计者必须结合生产实际考虑其结构工艺性。
6.2面板组件（摘自GB/T）
6.2.1面板（见图1-1～图1-3）
6.2.1.1面板宽度B的尺寸系列：，，762.0mm
6.2.1.2高度H的尺寸系列见表1-1
6.2.1.3面板的材料：面板一般使用型材或2.50mm冷轧钢板制作；工作站的面板用铝合金板制作，厚度分为10mm、8.0mm、6.0mm、5.0mm几个规格；
6.5驱动器架：驱动器架可按其在机箱中所处位置及与相邻零件、元件的位置关系确定，驱动器需有前后调节的空间，与驱动器配合时建议侧面单边间隙留0.3mm，驱动器架与驱器以及机壳要保证有良好的电气接触，例如可在橡胶减震上装跨接弹片，在不装光软驱的情况下，还应设计光、软驱盖板，光软驱盖应优先选用《机械设计通用件标准库》中的。
6.2.1.4面板上的装饰：为了机箱外表的美观，一般在机箱的面板上都有一些装饰性的丝印、凹凸槽等，原则是不能影响机箱功能及牢固性，公司的标志一般装在机箱面板的左上角醒目位置，特殊情况可例外；
表1-1
代号
图号
H
h
h
h
±Байду номын сангаас
1-1
1U
2U
1-2
1U
2U
3U
4U
177
5U
6U
1-3
6U
7U
8U
9U
10U
11U
12U
注：表中：U=44.45mm；H=nXU-0.8mm；当结构设计需要增加不足1U的面板高度时，允许在H值上增加1/2U，但h1、h2、h3不变。
6.2.1.5面板安装槽口或安装孔的尺寸见图1-4：
6.2.1.6
面板的类型与机柜立柱的配合示意，见图1-5：
6.2.1.7
面板与机柜（或机架）在宽度方向上的安装尺寸（见图1-6、表1-2）
XXX…-XXX
图纸流水号如：01~99
M：零件图S：丝印图
H：碰焊图W：线组图
P：包装图ZP：装配图
产品型号
例：编号IETH802-M01，其中：IETH802表示产品型号，M表示零件图，01表示第一张图纸。
5.3.4除电镀外，所有零件的表面处理，在零件图、碰焊图中只注明“喷漆”或是“喷粉”，具体颜色在《零件清单》中注明，不做表面处理的零件，镀涂栏内不填内容。
表1-2
B
B1
B’min
465
450
592
577
6.2.2挂耳：挂耳可与面板做成一体，也可单独做成一个零件，但挂耳上的上架孔以及挂耳与机箱面板整合后的外型尺寸必须符合GB/；
6.2.3把手：把手应优先选用《机械设计通用件标准库》中的把手，为了便于机箱上架后与机柜立柱贴平，机箱面板上固定把手的螺钉应选用沉头螺钉，面板也需在背面沉孔，把手装上后，不得影响上架螺钉的装配；新设计把手时，应符合以下标准：
资料审核
5.4.1军工产品及与需要实施特性分类的产品审核，图纸及清单经审批后，分别交工程进行工艺会签，交品质进行质量会签及认证进行标准化审核才能受控发放；
5.4.2一般产品的图纸及清单的受控，只需审批后就可送文控受控，其他签核栏用“/”划掉。
6机箱的结构件：
6.1机箱零部件的分类及命名：
如上图所示，机箱主要由五大部份组成，各部份又分成若干小的部份，在没有特殊要求的情况下，零件图中的零件名称需按上图所列的零件名称命名，上图也可作为整套机箱设计完后的对照检查使用。
4.4贯彻标准化、模块化：
4.4.1准化是国家的一项重要技术经济政策和管理措施，它对于提高产品质量和生产率、便于使用维修、加强企业管理、降低生产成本等都具有重要作用。结构设计中必须尽量减少特殊零、部件的数量，增加通用件的数量，尽可能多的采用标准化、规格化的零、部件和尺寸系列(尽量采用标准库中和国标零部件)。
重要特性：如有故障，可能会导致最终产品不能完成所要求使命的特性；具有此特性的零件称重要零件；
一般特性：该特性虽与产品质量有重要关系，但如有故障，一般不会影响产品的使用性能；仅有此特性的零件称一般特性；
4机箱设计的基本要求
4.1证产品技术指标的实现：设计机箱时，必需考虑机箱内部元、器件相互间的电磁干扰和热的影响，以提高电性能的稳定性；必需注意机箱的强度、钢度问题，以免产生变形，引起电气接触不良、门、插接件卡滞，甚至受振后损坏；必需按实际工作环境和使用条件，采取相应的措施以提高设备的可靠性和使用寿命，保证产品技术指标的实现。
（1）4U（包含4U）以上的机箱，把手固定孔距为138mm，固定螺孔为2-M4；
（2）2U机箱把手固定孔距为64mm，固定螺孔为2-M4；
（3）1U机箱把手固定孔距为35mm，固定螺孔为2-M3；
6.2.4面板支架：面板支架是面板与箱体之间的过渡件，它和面板、箱体都要有良好的电接触，面板支架不光要支撑面板，还要支撑装在门板内的开关、灯板、防尘网组件等，面板支架上开关类的开孔可参照《机械设计标准库》，驱动器的开孔是在驱动器外型尺寸基础上周边放大0.3mm，面板支架与箱体之间的间隙单边留0.2mm比较合适；
6.3箱盖组件
6.3.1箱盖：箱盖的外型尺寸：一般与箱体同宽，与箱体接触面有良好的电接触，单边间隙留0.3mm较适宜；
6.3.2箱盖压条：为便于箱盖与箱体固定，在箱盖内侧设计有压条，帮助箱盖卡在箱体上，一般压条与箱盖间的间隙等于面板支架的板厚加上0.3mm；
6.4箱体组件：箱体、面板与箱盖的基本尺寸（见图1-7、表1-3）；
6.2.5门组件：门组件一般由门、玻璃、门绞几部份组成，因要监视门内指示灯的运行状态，一般在门上都开有能够看到灯的观察窗，在观察窗内嵌有门玻璃；门绞是把门与箱体联接起来的一个重要部件，应优先选用《机械设计通用件标准库》中的标准门铰链，设计时应对门的开闭情况做模拟试验，包括锁在内的所有门上附件不得与面板有碰撞、卡滞现象，完全开启后的门也不能碰在面板上，以免蹭掉面板上的喷涂层；一般门与门框的间隙单边留0.3mm比较合适，靠近门绞侧的间隙可适当放大，考虑到转动干涉及外表的美观，门绞侧的边可铣成斜边，门框相应位置也需倒角；
5.2.3面板设计、机箱内元器件的排列布局；
5.2.4面板的尺寸是在机箱类型、尺寸确定后定下的，而面板上各种操纵和显示装置的选择和布局，应该根据电原理图的要求、人机工程、造型、通风等因素综合考虑。
5.2.5机箱内部元器件的排列是根据电原理图，主要元、器件的外形尺寸及相互关系，并考虑通风、减振、屏蔽及走线的方便美观程度等来确定的。
表1-3
B
B3（包含机箱两导轨）
<449（推荐不含导轨425）
<576（推荐不含导轨560）
H
见表1-1
H3
≦H(参照GB/T2822-1981选用标准尺寸)
D3
240、300、360、420，需要时按60mm增量增加
6.4.1箱体是整个机箱的重要组成部分之一，它不光承担机箱中电子元器件的“保卫”、屏蔽、固定的任务，还要在适当的位置对电子元器件的连接线加以固定；箱体与其它部件碰焊时，焊点间距不得大于50mm，对一些外露的窄长缝隙，需加以处理，方法有三种，a减小碰焊点间距，b缩小固定螺钉间距，c 增加EMC弹片；
5.3确定机箱零、部件结构形式，绘制零件图纸
5.3.1图纸是工业的语言，再好的设计，也需用它表达出来，一套清晰完整的图纸是一个好的产品的前提和保证。我公司机械图采用《中国国家工程制图标准》，投影方式采用第一视角投影法，尺寸标注参照GB/T2822-1981，对于由主要尺寸导出的因变量尺寸和工艺上工序间的尺寸，不受此限制；对已有标准规定的尺寸，可按专用标准选用，机械组参照GB/T 14665-1998所做的《模板及图框使用说明》对CAD电子档、图框、图层、图线等也做了详细规定，详见《受控文件归档模板》。
5.3.2.6碰焊图：要求能够清楚表达各碰焊件的位置，在有严格尺寸要求时，还需标注尺寸、公差，在碰焊图明细栏中，需详细列出碰焊件的代号、名称、图号、数量；
5.3.2.7丝印图：必须能清楚表达出丝印文字、图形的位置；技术要求中应注明丝印文字、图形的高度，字体类型、颜色等；颜色PANTONE色卡表示；
5.3.3机械图纸编号规则如下：
5.3.2本公司一套完整的机械资料由以下9部份组成：1.图纸封面；2.零件清单；3.总装图；4.部件图；5.零件图；6.碰焊图；7.丝印图；8.包装图；9.产品使用说明书；
5.3.2.1图纸封面：包括所设计机箱的名称及设计、审核、批准的签名；
5.3.2.2零件清单：分为《IPC-XXXXXX零件清单》与《IPC-XXXXXX零件清单(非军工产品）》，包括设计机箱的关键\重要零件和一般零件的图纸清单和应用到的机箱辅件清单，非军工产品零件清单无产品特性分类，详见附表及填表说明；
4.4.2模块化是标准化的发展，是标准化的高级形式，用模块可组合成新的系统，也易于从系统中拆卸更换。模块具有典型性、通用性、互换性、或兼容性。标准化通用化只是在零件级进行通用互换，模块化则是在部件级，甚至子系统级进行互换通用，从而实现更高层次的简化。
5机箱设计的其本步骤
5.1细研究产品的技术指标；
5.1.1产品的技术指标是设计、制造与使用的唯一依据，亦是检验产品质量的客观标准，为了正确的进行机箱结构设计，应深入实际，详细研究产品的各项技术指标，了解国内外同类产品或相近类型产品的结构与使用情况，然后再确定结构的形式。
6.6压条：压条的作用是在机箱中压紧所有板卡,使机箱在经受恶劣环境下的震动时板卡不致于松动或接触不良,所以压条要有一定的钢性、强度，材料必须选用以上的钢板,在已知最高板卡的情况下,设计时压条的下表面距板卡的上表面距离为,这样压块既有一定的压缩量，又不用再加工浪费工时，在压其它板卡时，可在压块尺寸A上进行调整，见图1-8；压条上装压块的开孔见图1-9，两侧开孔若要错开设计时，靠近插槽架一侧的开孔按正常位置设计；压条分为前后两条，前压条压在全长卡的后端，后压条在机箱中的位置一般处于PICMG卡前端1/3处(约为114mm)，前、后压条下表面距板卡上表面的距离应相等，如图1-10所示；
5.2确定机箱的类型和外形尺寸：
5.2.1机箱类型是在总体布局过程中，根据不同的产品应用需求，制定各种不同方案，经过讨论分析和比较而确定是壁挂式、桌面式、还是上架式的。
5.2.2机箱尺寸是按机箱内元器件的大小确定初步尺寸，然后根据这个尺寸选用标准尺寸；也可先选定标准的外形尺寸，再进行箱内的元器件布局分配。