文档介绍：家电产品结构设计
课程大纲
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。
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、铸件设计及工艺
、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>材料成份和力学性能
、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>=, s为边缘壁厚, h为边
缘壁的高度,如下图所示。
合金牌号
Si(%)
Cu(%)
Mg (%)
Fe(%)
Al
抗拉强度(MPa)
耐力(MPa)
延伸率(%)
硬度(HB)
ADC10
-
2-4
<
<
余量
241
157
ADC12
-12
-
<
<
余量
228
154
A380
-
3-4
<
<
余量
245
74
二、压铸件设计
<2>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
壁的单面面积axb(cm2)
<=25
>25~100
>100~500
>500
最小壁厚(mm)
正常壁厚(mm)
二、压铸件设计
、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,,最大筋宽
,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
°。
例:特殊情况下加强筋的运用
、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
、拔模斜度
拔模