1、家电产品结构设计,课程大纲,一.结构设计知识简述,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
2、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。,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
3、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、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,二、压铸件设计,材料成份和力学性能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
4、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。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,压铸件最小壁厚和正常壁厚 例:壁厚设计-990801-89灯头壳-GF-A-C版,二、压铸件设计,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
5、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)=rD2）从外观上胜过后壳比前壳大（D2D
6、1）。建议设计时前壳D1标正公差，后壳D2标负公差。此种止口特点：外观漂亮，装饰缝大，适合较大型零件，外壳削薄零件外观有阴影，密封性稍差。7.1.2 止口形式2） 密封好，装饰缝小，美观，适合小型结构，对大零件易显缝。,四、通用塑胶零件设计,7.1.3 止口形式3） 手感稍差，适合较大型零件，有利于遮盖前后壳尺寸的误差。7.1.4 止口形式4） 外观漂亮，装饰缝可大可小，密封很好（可加密封条），要求壁厚较大，模具结构复杂。7.1.5 前后壳间的扣位设计 在塑胶件的设计中，为了简化装配，少打螺钉，可利用塑胶的弹性设计扣位，扣位的形式很多，这里我们要特别注意的是前后壳间的联接扣位。推荐的扣位形式如
7、下：,图3,图4,四、通用塑胶零件设计,图4所示结构一般做在后壳上，图5所示结构一般做在前壳上。特别主意减胶要均匀，渐变，不要突变。否则会在减胶处出现阴影或缩水。8、圆角的设计 塑角零件除了使用上要求采用尖角处外，其余所有转角处均应尽可能采用圆角过度，因塑胶件的尖角处易产生应力集中，在受力或冲击震动时会发生开裂现象。甚至在脱模过程中就发生开裂。一般推荐加工圆角用如下原则： 筋位的顶部两端,R1mm 塑胶零件的中间开的方孔，四周做圆角，圆角大于零件壁厚的1/4 与塑胶件上方孔相配合的方形零件的四角做圆角 特别受力的柱子根部做圆角，约R0.59、常用透明零件的设计 透明材料：常用的透明材料种类很多，我们设计中常用的有透明ABS，PC，PMMA。由于透明材料的流动性不好，所以注塑时易产生外观的问题，象透明按键帽一类的产品顶部易产生夹水纹。透镜一类的产品在水口附近易产生指甲纹，蛇形纹。针对以上问题，设计时请注意：透明按键帽一类的零件：顶部厚度要设计得比四周厚，型腔如果太深的话，要在水口附近局部减胶，让胶先流到零件的顶部，再流到四周。装饰片，透镜一类的零件：设计时请预留出较宽（大于6-8mm），较厚的水口位（大于1-1.5mm）,模具加工时尽可能用宽大的扇形水口，流道短而粗。,
