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双头螺栓
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结构工程师必备PPT发表日期:2022-05-26 13:32:34 来源:欧宝平台注册 作者:欧宝体育网页入口

详细介绍

  这是一个结构工程师必备PPT,主要介绍了结构设计知识简述、压铸件设计、钣金件设计、塑胶件设计等内容。

  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

  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

  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 .

  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

  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

  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

  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。

  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

  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

  文字大小不小于5号字体,凸起高度0.3~0.5mm, 线度,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

  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

  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

  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

  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。

  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,

  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。

  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

  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60~120m,

  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

  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

  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

  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

  ★ 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

  ★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

  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

  2.2.6 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:

  是镀锌时后要经过的两个处理工序,一个是除氢处理,二是钝化处理。除氢处理:零件在

  酸性溶液和阴极电解除油的过程中都有可能在基体晶格中渗 氢,造成晶格扭歪,导致内应力

  大,产生氢脆,零件要求抗拉强度愈大,要求的除 氢时间愈长钝化处理:二是把镀锌层放

  在以铬酸酐为主的溶液中进行化学处理,使其表面生成一 层化学稳定性较高的、组织致密

  的铬酸盐薄膜的工艺过程称为钝化,其钝化处理后抗腐蚀性能见表2、表3

  2.2.7 需要表面喷涂的零件,建议选择喷粉,因为喷漆对对钣金件的喷前表 面质量要求较高。

  2.2.8 喷粉的零件尺寸精度要求不能太高,喷涂过程中涂层的厚度无法精确 控制。

  模具加工钣金件的工艺流程与模具结构有关,如果采用单工序模,每个工序需要一套模

  具,一个复杂的零件需要多套模具才能完成加工。如果采用复合模,则可以多个工序在一次冲

  压完成,但复合模的成本较贵,目前我们公司批量不大,多采用单工序模,有时在单工序模中

  采用不同的闭模行程做不同的镶件,9250反光板2采 用了这种方法。参考图纸附件图纸

  冲裁有两种方法:数控冲床冲裁和模具冲裁,对于单量不大的零件很多公司多采用数控

  冲床冲裁。数控冲床的精度一般为0.1,该精度与设备的新旧有一定的关系,与加工的

  尺寸大小没有太大的关系,这一点与模具冲裁有一定的差别。目前钣金厂加工的零件多采

  用数控冲裁落料,因此设计的零件平面冲裁尺寸精度不得高于0.1。模具冲裁零件的精

  度与模具结构有关,平冲件的尺寸公差一般都小于0.1mm,我司的产品一般都采用模具冲

  ◆冲裁件尽量避免过长的悬臂和狭槽,悬臂和狭槽的宽度不宜过小,其合理数值可参

  ◆冲孔时,孔径不宜过小。其最小孔径与孔的形状、材料的机械性能、材料的厚度等

  ◆零件的冲孔边缘离外形的最小距离随零件与孔的形状不同要有一定的限制,如下图。

  当冲孔边缘与零件外形边缘不平行时,该最小距离应不小于材料厚度,即at;孔边缘与

  ◆用模具冲裁的零件,其外形或内孔应避免锐角,做成适当的圆角,可增加模具使用

  寿命,不易产生裂纹。一般可取R 0.5t ,(t─材料厚度),如下图:

  数控折弯机的定位精度分两方面,定位装置的前后移动精度0.1, 下模的上下移动

  精度也为0.1(此误差影响折弯角的精度)。折弯零件的精度与工人的操作有较大关系,

  理论上每一道折弯都有可能产生0.1的误差。对于要求较严的尺寸,也可以通过操作工

  的调整补偿减少误差。尺寸标注时在满足产品要求的情况下,尽量考虑生产加工的效率。

  数控折弯机的折弯刀有很多种,按刃口分,有R=0.2, R=0.6, R=1,按刀具结构

  分,有直角刀,避位刀,鹅颈刀等,折弯下模一般是90V形模.现有V模宽度有:V=4

  4.3.1 在折弯有撕裂的地方,需要留撕裂槽。撕裂槽的宽度一般不小于1.5t,且1.5。

  撕裂槽的长度和宽度与壁厚的关系如下图b,c所示。或者是折弯线让开阶梯线如下图a所

  4.3.2折弯件的直边高度不宜过小,否则不易形成足够的弯矩,很难得到形状准确的零件。

  4.3.3当折弯边带有斜角时(如下图,),侧面的最小高度为:h=(24)mm,且hR+2t(R为折弯内角)。

  4.3. 4 折弯件的孔边距离:先冲孔后折弯的零件,为了避免折弯时孔变形,从孔边到弯

  4.3.5先折弯再冲孔的零件(主要争对用冲模的零件),其孔边与工件直壁之间应保持一

  定的距离,距离太小时,在冲孔时会使凸模受水平推力而折断:从孔边到弯曲半径r中心

  4.3.6 压死边的尺寸要求,压死边的长度与材料的厚度有关。如下图所示,一般压死边最

  小长度LR +3.5t。其中t为材料壁厚,R为压死边前道工序的最小内折弯半径,一般为

  4.3.7 板件折弯时,若弯曲处的圆角过小,则外表面容易产生裂纹,尤其铝板最明显。若

  弯曲圆角过大,因受到回弹的影响,弯曲件的精度不易保证。折弯内圆角与材料厚度和材

  质有一定的关系,一般碳 但受折刀具规格的限制,推荐选用折弯内半径R = 0.6,结构没

  4.3.8 折弯件不得对多个折弯边(如下图的L1, L2, L3)同时要求较严的尺寸公差。

  4.4.1弯曲件的直边高度太小时,会影响弯曲件成型后的角度精度。要求hR+2t

  4.4.2在U形弯曲件上,两弯曲边最好等长,以免弯曲时产生向一边移位。如不允许,可设

  4.4.3为了防止零件弯曲后,直角的两侧平面产生褶皱,应设计预留切口,如下图。

  4.4.4 为了防止零件弯曲后,折弯边回弹,建议在对接处设计切口形式。如下图.

  4.4.5 为了防止冲孔后再弯曲的零件,在孔边产生裂纹,建议增加切口,如下图。

  4.4.6 防止弯曲时,一边向内产生收缩。可设计工艺定位孔,或两边同时折弯,还可用增

  4.4.7 弯曲的零件,在弯曲区压制加强筋,不仅可以提高工件的刚度,也有利于抑制回弹

  利用具有一定圆角半径的拉深模,将平板毛坯或开口空心毛坯冲压成容器状零件的冲

  拉深件的制造精度包括直径方向的精度和高度方向的精度。在一般情况下,深度的精

  方向的精度不应超过GB/T 15055-级。直径方向的尺寸精度不应该超过IT12级,产品图

  拉深件各部分尺寸比例要恰当,尽量避免设计宽凸缘和深度大的拉深件。(D凸>3d,h2d)因为这类零件要较多的拉深次数。

  4.5.6对较长的板金件为了提高其强度,有时需要设计加强筋。加强筋的形状、尺寸及适

  宜间距尺寸要求如下表。此类零件容易变形,因此平面度要求高的零件不推荐采用这种结

  压铆可分为铆螺钉,铆螺母,铆螺柱,铆销钉。压铆螺母的位置尺寸精度为底孔的位

  置尺寸公差附加0.05, 考虑到压铆件的垂直度影响,压铆螺钉、压铆螺柱、压铆销钉的

  尺寸精度为底孔尺寸公差附加0.1的公差。(以压铆件的顶端为测量点)

  6.2.1 攻丝和翻边攻丝孔距的尺寸精度为底孔的尺寸公差附加0.05。

  6.2.2 翻边攻丝的预制底孔直径最好不要小于板厚,尤其对较硬的材料,如不锈钢,对于

  常用的焊接种类有:点焊(也叫碰焊),CO2焊接,氩弧焊接,激光焊接。点焊适合

  较薄的材料,焊点对外观影响较小,激光焊接适合精密结构焊接,成本高。CO2焊接和氩

  弧焊接适用范围较广,主要焊接形式是连续角焊缝,和间断角焊缝和对接焊缝,但氩弧焊

  的焊接变形较小,焊点外观较好,焊接速度慢,焊接成本稍高。各种焊接结构的工艺性要

  6.3.1 点焊(即碰焊)的结构设计要考虑合适的搭接宽度,推荐搭接宽度和焊点距离见下

  6.3.2 用CO2焊接,要尽量减少焊缝的数量和缩短焊缝尺寸,尽可能选用间断焊而不选用

  6.3.5有密封要求的组焊钣金件,板厚不能小于0.8, 否则容易焊穿,无法保证密封。

  制品表面产生凹陷的现象,由塑胶体积收缩产生,常见于局部内厚区域,如加强肋或

  塑胶熔体含有空气、水份及挥发性气体时,在注塑成型过程空气、水份及挥发性气体

  塑胶熔体流入分模面或镶件配合面将发生锁模力足够,但在主浇道与分 流道会合处产

  一般所谓的烧焦,包括制品表面因塑胶降解导致的变色及制品的填充末端焦黑的现象;烧焦是滞留型腔内的空气在塑料熔体真充时未能迅速排出(困气),被压缩而显著升温,将材料烧焦。

  模具采用多浇口进浇方案时,胶料流动前锋相互汇合;孔位和障碍物区域,胶料流动前锋也会被一分为二;壁厚不均匀的情况也会导致熔接痕。

  高速通过浇口的塑胶熔体直接进入型腔,然后接触型腔表面而固化,接着被随后的塑

  胶熔体推挤,从而残留蛇行痕迹。侧浇口,塑胶经过浇口后无滞料区域或滞料区域不

  银丝的产生一般是塑胶中的水分或挥发物或附着模具表面的水分等气化所致,注塑机

  制品表面裂痕严重而明显者为破裂,制品表面呈毛发状裂纹,制品尖锐角处常呈现此

  制品表面失去材料本来的光泽,形成乳白色层膜、模糊状态等皆可称为表面光泽不

  制品因壁厚或是成形时冷却不均匀而产生收缩比例不同,从而形成制品变形或是扭

  塑胶材料的种类繁多,对不同类型的产品有不同要求,对于我公司的产品塑胶产品的

  设计,要充分考虑到产品使用的场合及工作环境,比如满足温度要求、防火或生物兼容性

  要求。对于有防火要求的,有不同材料的防火等级(包括GE,奇美,TORAY,BAYER,

  台化),对于需要防火级材料时,我们只要向供应商索取到材料证明的编号即可。对于基

  于什么样的思路去考虑选材呢,如果有兴趣可以参考一下附件,我从网上零星的一些

  塑胶零件规定有最小壁厚值,它随塑胶品种牌号和零件大小不同有不同,对于外壳零件,

  外观零件(如按键帽,灯罩,旋钮)可以做到1.2-2.0mm同一个塑胶零件的壁厚尽可能

  在塑胶零件的内表面和外表面,沿脱模方向均应设计足够的拔模斜度,否则会难以脱

  模,或顶出时拉伤,擦坏塑胶零件。还有一点,拔模斜度小就蚀纹浅,会造成外观件易

  脏,所以推荐如下拔模斜度:(设计斜度比纹路要求斜度大0.5度,各供应商处有自己都

  5.1 柱位的功能:通常塑胶件柱位用来支撑PCBA,固定PCBA或胶件本身,固定电子元

  器件,或联接产品的前后壳,它有一个最大的好处就是高度容易调整。所以,一般情

  况下,我们要尽量用柱子端面形成的平面作为支撑面。平面用几条筋位形成的平面作

  5.2 柱子的拔模及高度:柱子高度大于10mm时,通常都用司筒顶出,所以其拔模斜度可

  以取得很小或0度。可以把内孔取为0度,外表面取为0.25度。柱子高度小于10mm时

  ,模具上可能用镶件,拔模斜度可以把内孔取0.5度,外表面取1度。如希望能调整高度,

  请在图上标明,要求模具加工时,考虑调整高。一般清况下,M3自攻螺钉柱的高度不

  5.3 柱子的大小尺寸:由于高度大于10mm的柱位通常是用司筒顶出,柱子的外径和内径

  柱位的内径是由司筒针磨小而得到的,由上表可以看出,我们不要设计壁厚小1.0mm

  5.4 柱子根部的处理:通常容易出现两种情况: 缩水或阴影(或夹水纹),为了防止出现

  缩水,需要把柱子根部减胶,同时把司筒针加长,如已出现阴影(或夹水纹)需要把

  柱子根部加胶或把司筒针作短。所以对于壁厚为3mm,柱子直径大于等于6mm时

  (拧M3自攻螺订)为防缩水,在模具加工时先在柱子根部减胶。到试模时如出现阴

  5.5 预埋螺柱的选择使用:如果需要经常拆装,或需要维修 的地方,需要使用预埋(热

  压)螺柱,用普通螺钉来代替自攻螺钉, 热压或预埋螺母后胶柱不得有开裂或溢胶现象。

  由于预埋螺柱冷确时的尺寸变化与塑胶件的收缩值相差太大,会使预埋螺柱的周围产

  生很大的内应力,而造成塑胶件开裂,对于高刚性的工程塑料更为严重。基于内应力比较

  大,PC正常情况下禁用预埋,PC+ABS也不推荐,特别对与预埋螺柱数量多于4时,还有

  螺柱不等高的,造成螺柱种类太多,容易出错;同时,还有因为放置时间过长,会造成注

  塑机料筒里材料由于高温时间过长而变质。下面列出M2、M2.5、M3、M4自攻螺丝柱,

  加强筋的作用是增加塑胶零件的强度,和避免零件变形,如果单用增加壁厚的办法来

  提高塑胶零件的强度,常常是不合理的,其一是容易出现缩水,其二是提高了注塑成本,

  加强筋不要设计的过厚,否则容易在其根部出现缩水,也不要太薄,太薄了易出现走胶不

  齐。推荐的厚度为:模具加工为大水口时,零件加强筋根部厚度小于壁厚的1/2.筋的顶部厚

  度不要小于1mm. 模具加工为小水口时,零件加强筋根部厚度小于壁厚的2/5,筋的顶部

  厚度不要小于0.8mm。关于加强筋的拔模斜度:对于通常的加强筋,其两侧的拔模斜度可

  按以上厚度要求取。对于高度有特别要求的加强筋,可取两侧0.1-0.25度,这时的加强筋

  就会要做镶件。如果可能的话,在加强筋上增加柱位,可以帮助出模。(如下图)

  柱位上的加强筋:胶柱在结构允许情况下必须设计加强筋。柱位上的加强筋由于是跟

  柱位一起顶出,可以比普通的加强筋高得多,其高度方向上比柱位端面低1-3mm就可以

  了。同时,柱位的加强筋尽量对称加工,以保证柱位变形尽量小。其形状如图1,指示的

  对于工业产品来讲,尤其是固定类灯具产品,但如果是环境条件充许的话(对有些产

  品,特别是各种灰尘或是粉尘环境下的产品,是不能有装饰缝的),最好能设计装饰缝,

  设计装饰缝是为了弥补塑胶件变形带来外观的缺陷,为了保证塑胶零件之间的外形相互配

  合良好,装拆方便,需要在相互配合的地方设计止口与叉骨。止口与叉骨的设计多种多

  样,建议止口与叉骨的形状推荐如图2、图3所示。特别注意减胶要均匀,渐变,不要突

  从外观考虑,建议件1为前壳,件2为后壳,同时,若模具加工后,前后壳不齐平而需修模

  时,建议前壳多加些,前壳比后壳大(D1D2)从外观上胜过后壳比前壳大(D2D1)。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

  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。

  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

  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

  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

  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

  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-

  一级注册结构工程师考试大纲PPT:这是一个一级注册结构工程师考试大纲PPT,主要介绍了可分离变量方程、一阶线性方程、可降阶方程、常系数线性方程等内容。

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