家电产品结构,结构设计

二、压铸件设计
3、公差
3.1 尺寸公差
压铸件尺寸公差依据国标GBT1804-M选取, 铝合金公差一般按5级取,对分形 面及活动部位尺寸公差需低一级,对有严格精度要求的可做到3级, 对超出要求的可 双方协商采用后加工来保证。
3.2、平面度公差
压铸件变形因素与模具的顶出机构、零件的结构、壁厚不均等有关, 变形量如 下表, 对特别要求的,需采用后加工来保证。
名义尺寸(长或宽) ~25 >25~63 >63~100 >100~160 >160~250 >250~400 >400
整形前
0.2
0.3
0.45
0.7
1.0
1.5
2.2
整形后
0.1
0.15
0.20
0.25
0.3
0.4
0.5
当设计隔爆型的灯具时,其精度及平面公差的精度高于模制品的正常控制精度,此时则需要安 排机加的方式,而这时则要考虑产品的易加工程度,有时加工的方式而决定了产品的形状。（见附 图3）
2.4、圆角
圆角设计可使金属液流畅,气体易排出,有利于铸件成形，并能避免因锐角致使零 件和模具产生裂纹,有利于提高模具寿命,因此对过渡处应避免锐角设计, 圆角半 径以取最大为原则,一般取值如下: 对相等壁厚: 1/2h<= r<=h 对不等壁厚: 1/4(h1+h2)<=r<=1/2(h1+h2) r为内圆角半径, h、 h1和 h2为壁厚
二、压铸件设计
4.、机加工
模具因受高温冲击,表面比较容易冲蚀,考虑到模具寿命,模具上尽量避免使用行位、细 长镶针等结构，在允许的情况下可不直接铸出,采用后序CNC或普通机床加工而成,同时因 铸件的尺寸精度都比较低,对高精度的,也采用CNC加工而成,其精度按机加精度等级要求。 结构设计时需考虑到机加定位面,以便能方便装夹，对于有防爆要求的接合面一定需要机加 来保证其表面粗糙度及尺寸精度。
三、钣金件设计
1、术语和定语
钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸，焊接等加工过程中的难易程度。
2、优选材料及表面处理 2.1、公司优选材料性能、用途、规格
我司没有特别的单独规范来强制优先材料的选用，但在设计的默认过程中基本上有一 个自发的优先选用行为：
2.1.1普通碳素结构钢－普板 (Q235)
二、压铸件设计
<1>材料成份和力学性能
合金牌号 ADC10 ADC12 A380
Si(%)
7.5-9.5 9.6-12 7.5-9.5
Cu(%)
2-4 1.5-3.5 3-4
Mg (%)
<0.3 <0.3 <0.1
Fe(%)
<1.3 <1.3 <1.3
Al
余量 余量
抗拉强度(MPa) 241 228 245
2、铸件设计及工艺 2.1、选材
铝合金压铸件的常用材料有:日本工业标准牌号ADC1,ADC3,ADC10,和ADC12;美国 工业标准牌号:A360和A380;我国标准:YL102,YL104,YL112和YL113，对于我司来讲， 压铸件的选材统一要求为ADC12，珠三角压铸厂商常用材料为 ADC10,ADC12和A380 . 以上几种材料的成份和力学性能见表<1>
二、压铸件设计
1、术语和定语
流痕：指铸件表面与金属液流动方向一致且与金属基体颜色不一样的纹路。 冷隔：指铸件表面有与周边熔接不良的小块。 铬化：指铸件与铬酸溶液发生化学反应，在铸件表面形成一层薄的铬酸盐膜。 欠铸：指铸件成形不饱满。 网状毛刺：压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹。 溢流口：指金属液冷却凝固时为补偿金属收缩所设置的穴。
2.1.3 铝板: A1100（纯铝）、 A5052（合金铝）、6061（合金铝）
★常用厚度：1.0，1.2，1.5，2.0。 ★常用表面处理：拉丝氧化（发黑，发白）、喷砂氧化（不推荐使用，单面喷砂容易 变形）、喷粉。如果零件要求导电，则需要在技术要求里注明导电氧化，导电氧化属化学 氧化，颜色为淡黄色。
★常用厚度(mm)：0.5，0.8，1.0，1.2，1.5，2.0，2.5 ★常用表面处理：镀彩锌，镀蓝锌，镀镍、喷涂 Q235是一种钢材的材质。Q代表的是这种材质的屈服，后面的235，就是指这种材质 的屈服值，在235左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。Q235根据性能中 冲击温度的不同分为四个级别： Q235-A级，是不做冲击 Q235-B级，是20度常温冲击； Q235-C级，是0度冲击； Q235-D级，是-20度冲击 我们在设计时，通常在图纸材料栏里只写Q235，并没有表明其是哪一个级别的钢，这是 不正确的。后来我询问了外协李工，供应商看到Q235材质的钣金件一般都用SPCC（冷扎 钢板），附件摘录了一些关于SPCC材料的描述。
二、压铸件设计
4.1.3、表面电镀或化学镀
铝合金一般镀铬或镀镍,主要用于外观装饰用, 电镀和化学镀的主要缺陷体现为表面 有针孔、气泡、镀层局部脱落、划伤等。电镀对铸件要求很高,铸件必须具有良好的压铸 成形性能，表面光洁度要达到1.6。因此结构设计时必须考虑壁厚要均匀,且不宜太厚,一 般不超过4mm,尽量采用大的圆角过渡,同时对模具要求浇道,溢流口,排气设计必须合理。
2.1.4 铜板: H62
★ 常用厚度：0.3、0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0。 ★ 常用表面处理：镀镍、发黑氧化、不处理。
2.2 选择材料和表面处理的注意事项
三、钣金件设计
2.2.1 选材时尽量减少品种规格，便于生产管理。 2.2.2 选材时要考虑材料的成本，在保证力学性能和质量的情况下，尽量选用价廉的材料。 2.2.3 建议钣金件最薄用0.8mm厚，最厚用2.5mm厚。0.5mm厚的冷轧钢板焊接、折 弯后的尺寸都不容易控制，除了用于做成简单的屏蔽片或是弹 片，应尽量少用。超过 2.5mm厚冷轧钢板加工很困难，折弯很难控制，也应尽量少用。 2.2.4 需要焊接组合的零件建议选用Q235。 2.2.5 有较高的防腐要求或外观要求的零件建议选择不锈钢板，或铝板。 2.2.6 需要电镀的零件建议选用镀彩锌或镀兰锌的表面处理。 表面电镀的防腐性比较：
二、压铸件设计
<2>压铸件最小壁厚和正常壁厚
壁的单面面积 axb(cm2) 最小壁厚(mm) 正常壁厚(mm) <=25 0.8 2.0 >25~100 1.2 2.5 >100~500 1.8 3.0 >500 2.5 4.0
例:壁厚设计-990801-89灯头壳-GF-A-C版
二、压铸件设计
家电产品结构wenku.baidu.com计
课程大纲
一.结构设计知识简述 二.压铸件设计 三.钣金件设计 四.塑胶件设计
一、结构设计知识简述
随着电子技术的使用范围的推广，灯具的功能、体积、重量、动转可靠性以及对各种环境 的适应性等诸多问题被纳入到结构设计的范畴，使灯具的结构设计逐步成为一个多学科的综合 技术，未来的灯具在光学设计、热学设计、安全设计、机械设计与工艺设计的科学化程度将大 大提高，各种专业软件的算法已经应用到或是即将应用到配光设计技术、温度模拟分布、热流 模型的建立等方面，特别是灯具系统化设计的理论和技术，这些技术的应用使得纯机械技术和 工艺失去意义，现有的结构设计方法也面临着新的变革。 目前，灯具的结构设计大致包含以下内容： 1、整机组装结构设计 2、热设计 3、电磁兼容性设计 4、结构静力计算与动态参数设计 5、防腐蚀设计 6、连接设计 7、可靠性试验（可靠性设计） 综合上述，结构设计（灯具）现已包含着相当广泛的技术内容，其范围涉及到力学、机械 学、材料学、热学、电学、化学、光学、美学、环境学等，本讲义不想涉入到上述的具体内容 中去，而是配合上述过程问题讲述各种不同加工方式的结构的工艺性设计：压铸件工艺性设 计、钣金件工艺性设计、塑胶件工艺性设计等。
2.3、加强筋
设计筋的目的是增加零件的强度和刚性,避免因单纯依靠加大壁厚而引起的气孔,裂 纹和收缩缺陷,同时能使金属流路顺畅,改善压铸的工艺性.筋高不超过15倍壁厚，最大筋宽 不超过1.5倍壁厚，对筋高30mm以下，拔模斜度不小于3°，筋高30mm以上，拔模斜 度不小于2°(通常在我司为节省成本，减轻重量，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，对于批量不大的产品应该也不会有很大问题）,在特殊 情况下加强筋端面的拔模度可设为0.5°。 例:特殊情况下加强筋的运用
耐力(MPa) 157 154
延伸率(%) 1.5 1.4 1.6
硬度(HB) 73.6 74.1 74
余量
2.2、壁厚
壁厚设计以均匀为佳,不均易产生缩孔和裂纹,易引起零件变形,同时会影响到模具的使 用寿命。壁厚很厚的铸件内部易产生缩孔,影响材料的力学性能，对大形铝合金,其壁厚不 宜超过6mm,因壁厚增加,其材料的力学性能将明显下降,因此推荐壁厚如表<2>。对外侧 边缘壁厚, 为保证良好的压铸成形,壁厚s>=1/4h, 且s>=1.5mm, s为边缘壁厚, h为边 缘壁的高度,如下图所示。
二、压铸件设计
2.5、拔模斜度
拔模斜度的大小与零件的结构、高度、壁厚及表面粗糙度有关,在允许的范围内,尽 可能取大值,有利于脱模。 非圆形内侧壁的拔模斜度如下表,外侧取表下表值的一半。
拔模高度 圆形 非圆形 <=3 4° 5°30’ >3~6 3°30’ 4°30’ >6~10 2°30’ 3°30’ >10~18 2° 2°30’ >18~30 1°45’ 1°45’ >30~50 1°15’ 1°30’ >50~80 1° 1°15 >80~120 0°45 1° >120~180 0°30’ 0°45’ >180~250 0°30’ 0°30’
4.1、表面处理
4.1.1喷砂和喷丸 对压铸件表面有外观要求时,可用喷砂处理,能掩盖表面压铸缺陷,一般表面喷砂后再 喷油,能做比较美观的砂纹外观,喷丸除有喷砂功能外,同时还能增加铸件的强度用。
4.1.2表面氧化
铝合金氧化主要作用是提高其防腐能力,因铝合金含比较多的硅金属,阳极氧化只能为 灰色,不能氧化成黑色。对防腐能力要求高的,一般表面先铬化处理,再涂装处理,。表面铬化 有无色和黄色铬化两种,主要是在表面形成薄的铬化层,无色铬化可耐24小时常规盐雾测试, 黄色铬化可耐48小时常规盐雾测试。
电镀或化学镀的正常合格率为80%,如压铸成形较差,合格率可能会低于50% ，这种工
艺我司使用较少，只用在各种堵头及压紧螺母的锌合金铸件采用了这种工艺。 4.1.4、表面喷涂
表面喷涂一般为喷油和喷粉,主要用途用于外观或防腐蚀,涂层厚度一般60~120µ m, 纹路分光面和砂纹面(撒点)。涂层主要性能检测指标为涂层厚度测试,附着力测试及盐雾 测试。 5、铸件加工工艺 5.1、铸件的一般加工流程如下： 压铸成形 去浇口溢流口 去批锋抛光 机加 清洗 表面处理
三、钣金件设计
2.1.2 不锈钢板 SUS304, SUS316(会接触酸碱溶液的零件使用)。
★ 常用厚度：0.5，0.8，1.0，1.2，1.5，2.0。 ★ 常用表面处理：通常不做表面处理如果有特殊需要建议选用表面处理的不锈钢材料 。如：SUS304 HL(拉直纹)、SUS304 BA(雾面)、SUS304 Mirror(镜面)。
2.8、文字和图案
文字大小不小于5号字体,凸起高度0.3~0.5mm, 线宽推荐0.8mm.,出模 度10~15度,如果外壳表面采用喷粉处理，其外侧面的文字及图案的凸起高度采 用0.5mm,如果凸起高度用0.5mm以下的话，外壳喷粉之后会其字形及图案就 会模糊不清。
2.9、表面质量
2.9.1 压铸面 铝合金压铸表面粗糙度在Ra3.2~6.3, 表面质量按粗糙度分为3级,详细见表：压铸 表面质量分级 , 2.9.2表面缺陷 压铸件各类表面缺陷不同级别的要求见表：面缺陷要求(JB2702-80)
2.6、相邻距离
尽量避免窄且深的凹穴设计，以免对应模具处出现窄而高的凸台，因受冲击易弯 曲、断裂。如下图所示,当a过小时,易使模具在此处开裂,为使模具在此处有足够的强 度,a值应不小于5mm。
二、压铸件设计
示例:相邻距离的合理设计
二、压铸件设计
2.7、铸孔
铝合金可铸最小孔径为2.5mm, 可铸孔径大小与深度有关,对盲孔,孔深为 孔径的3到4倍, 对通孔,孔深为孔径的6到8倍。对孔径精度或孔距精度要求较高 的,一般不直接铸孔,采用后序机加工处理, 但对壁厚较厚的孔,为避免机加后出现 表面有砂眼,一般先铸出底孔,然后用机加去除加工余量。