2022年2022年產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-章1

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載第一章殼體.箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1 概述1.2 鑄造殼體.箱體1.3 焊接殼體.箱體1.4 沖壓殼體1.5 注塑殼體.箱體精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載概述1. 殼體.箱體功能與作用2. 殼體.箱體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要求3. 殼體.箱體的設(shè)計(jì)準(zhǔn)就與程序鑄造殼體.箱體1. 鑄造殼體.箱體的特點(diǎn)2. 鑄造殼體.箱體常用材料3. 鑄造工藝流程4. 鑄造殼體.箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5. 鑄造零件的處理與加工焊接殼體.箱體1. 焊接殼體.箱體的特點(diǎn)2 .焊接的方法與適用場合3. 焊接殼體.箱體的設(shè)計(jì)沖壓殼體1. 沖壓殼體的特點(diǎn)2. 沖壓工藝與模具3. 沖壓零件的設(shè)計(jì)注塑

2、殼體.箱體1. 注塑殼體.箱體的特點(diǎn)2. 注塑工藝與模具3. 注塑殼體.箱體設(shè)計(jì)精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.殼體.箱體功能與作用殼體與箱體沒有本質(zhì)上的區(qū)分：殼體：從產(chǎn)品構(gòu)造和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上的稱謂具有包涵內(nèi)部組成部件且厚度較薄的特點(diǎn),如電視機(jī)殼；箱體： 從零部件功能和結(jié)構(gòu)方面的定義,具有包涵.支撐等結(jié)構(gòu)功能且相對封閉的特點(diǎn),如汽車變速箱；殼體.箱體的主要功能,以圖 1-1 為例：容納.包涵：講產(chǎn)品構(gòu)成的功能部件容納于內(nèi)；定位.支撐：支撐.確定產(chǎn)品構(gòu)成各零部件的位置；防護(hù). 愛護(hù)： 防止構(gòu)成產(chǎn)品的零部件受環(huán)境的影響.破壞或其對使用者與操作者造成危急與侵害；裝飾.美化：工業(yè)造型設(shè)計(jì)

3、主要關(guān)注的問題；其他：依產(chǎn)品的功能和使用目的而定；2.殼體.箱體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在滿意強(qiáng)度.剛度等設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上,通常采納薄壁結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)要求：定位零部件：以圖 1-2 為例,固定的零部件與運(yùn)動(dòng)的零部件在結(jié)構(gòu)上有所不同；便于拆.裝：考慮產(chǎn)品的組裝.拆卸和修理.愛護(hù),箱體多設(shè)計(jì)成分體結(jié)構(gòu),各部分通過螺絲.鎖扣等進(jìn)行組合連接；以圖 1-3. 4 為例,考慮拆卸的設(shè)計(jì)：以圖 1-5 為例,不考慮拆卸的設(shè)計(jì)；考慮材料及加工.生產(chǎn)方式： 產(chǎn)品功能和使用目的打算外殼材料,生產(chǎn)成本和批量打算加工.生產(chǎn)方式,進(jìn)而打算殼體.箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；考慮裝飾與造型裝飾與造型的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品的功能.構(gòu)件的材料

4、及加工. 生產(chǎn)方式進(jìn)行；3.殼體.箱體的設(shè)計(jì)準(zhǔn)就與程序保證剛度.強(qiáng)度.穩(wěn)固性及加工性的設(shè)計(jì)準(zhǔn)就剛度： 對于承擔(dān)較大載荷及作為支撐和其他零部件定位的殼體和箱體,剛度為主要設(shè)計(jì)準(zhǔn)就；強(qiáng)度： 強(qiáng)度時(shí)考慮殼體.箱體的防護(hù)和愛護(hù)性能進(jìn)行設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)就,分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面考慮；穩(wěn)固性： 受壓及受壓彎結(jié)構(gòu)都存在失穩(wěn)問題,特殊為薄壁腹部仍存在局部失穩(wěn)問題,必需校核；加工性：鑄造. 注塑構(gòu)件應(yīng)考慮液體的流淌性.填充線和脫模,沖壓件應(yīng)考慮材料延展性和拉伸才能,并做相應(yīng)的運(yùn)算；殼體.箱體的通常設(shè)計(jì)步驟與程序精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載初步確定外形.主要結(jié)構(gòu)和尺寸；常規(guī)運(yùn)算；靜動(dòng)態(tài)分析.模型或?qū)嵨镌?/p>

5、驗(yàn)及優(yōu)化設(shè)計(jì)；制造工藝性和經(jīng)濟(jì)性分析；具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.鑄造殼體.箱體的特點(diǎn)有較高的剛度.強(qiáng)度：鑄造構(gòu)件一般壁厚較大,適合對剛度強(qiáng)度要求較高的產(chǎn)品外殼；也可以在鑄件上制作部分其他結(jié)構(gòu)部件；造型適應(yīng)性強(qiáng)：可制作比較復(fù)雜和變化不規(guī)章外形,以圖 1-6.7.8 為例；說明粗糙；尺寸精度低；封閉性好：以圖 1-9 為例 ；工藝敏捷性打.成本低；其他：鑄鐵材料具有減震.抗震性能和耐磨.潤滑性能；鑄造成型的主要缺點(diǎn)：鑄造組織的晶粒比較粗大,且內(nèi)部常有縮孔.縮松.氣孔.砂眼等缺陷,力學(xué)性能一般不然鍛件；鑄造生產(chǎn)工序繁多,工藝過程較難掌握,廢品率較高；工作條件較差,

6、勞動(dòng)強(qiáng)度比較大；2.鑄造殼體.箱體常用材料鑄鐵： 鑄鐵流淌性好,體收縮和線收縮小,簡潔獲得外形復(fù)雜的鑄件,在鑄造時(shí)加入少量合金元素可提高耐磨性能；鑄鐵分類：灰鑄鐵.球墨鑄鐵.蠕墨鑄鐵.可鍛鑄鐵；鑄造碳鋼：鑄鋼熔點(diǎn)高.流淌性差.收縮率大,吸震性低于鑄鐵,彈性規(guī)模較大；鋁合金：純鋁強(qiáng)度低.硬度小,因此,制造產(chǎn)品殼體常采納鋁合金材料；常用鋁合金有：鋁硅合金.鋁銅合金.鋁鎂合金.鋁鋅合金；3.鑄造工藝流程砂型鑄造：砂型鑄造時(shí)應(yīng)用最廣泛的鑄造方法,其生產(chǎn)過程如圖 1-10 所示；砂型的結(jié)構(gòu)組成如圖 1-11 所示；砂型鑄造有適應(yīng)性強(qiáng).生產(chǎn)簡潔等優(yōu)點(diǎn), 但砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件尺寸精度較低.表面粗糙.內(nèi)在質(zhì)量

7、較差,且生產(chǎn)過程較復(fù)雜；熔模鑄造：熔模鑄造的工藝流程如圖1-12 所示；與砂型鑄造比較,有以下幾個(gè)特點(diǎn)：鑄件精度及表面質(zhì)量高；能夠鑄造各種合金鑄件；生產(chǎn)批量不受限制；熔模鑄件的外形可以比較復(fù)雜；熔模鑄件的重量不宜太大；金屬型鑄造：用金屬制成的鑄造型腔,進(jìn)行澆注獲得鑄件的鑄造方法,如圖1-13 所示；與砂型鑄造比較,金屬鑄造有以下的特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了“一型多鑄” ；鑄件的力學(xué)性能提高；精度及表面質(zhì)量高；金屬型的制造成本高.周期長；鑄型透氣性差.無退讓性,易產(chǎn)生冷隔.澆不足.裂紋等鑄造缺陷；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載壓力鑄造：如圖1-14 所示,在高壓下,使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速

8、度填充鑄型的型腔,并在壓力作用下凝固而獲得鑄件的方法；與砂型鑄造比較,有如下優(yōu)點(diǎn)：鑄件尺寸精度.表面質(zhì)量高；鑄件的強(qiáng)度和表面硬度高； 可鑄造外形復(fù)雜的薄壁鑄件；生產(chǎn)效率高；壓力鑄造的缺點(diǎn)：設(shè)備投資大,壓型成本高；壓鑄高熔點(diǎn)合金時(shí),壓型的壽命低；離心鑄造：如圖1-15 所示,將液態(tài)合金澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中,使金屬在離心力的作用下填充鑄型并凝固成型；與砂型鑄造比較,有如下特點(diǎn)：工藝過程簡潔,節(jié)省金屬和其他原材料；鑄件組織致密,無縮孔.氣孔.夾渣等缺陷,力學(xué)性能好；鑄造合金的種類不受限制；鑄件的內(nèi)表面質(zhì)量差,孔的尺寸不易掌握；4.鑄造殼體.箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)鑄造殼體.箱體結(jié)構(gòu)時(shí), 除考慮殼體設(shè)計(jì)的總

9、體要求與準(zhǔn)就,仍應(yīng)重點(diǎn)結(jié)合鑄造生產(chǎn)的工藝特點(diǎn),考慮相關(guān)的工藝性；在此,結(jié)合一些典型設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行有關(guān)爭論；鑄造時(shí)處于水平位置,易造成氣孔和夾渣,如圖1-16 所示；盡量削減凹凸部分,簡化制造工藝,如圖1-17 所示；考慮出模工藝,應(yīng)在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)拔模斜度,包括內(nèi)腔結(jié)構(gòu),如圖1-18 所示；對于砂型鑄造,盡量削減活塊部分,簡化制造工藝,如圖1-19 所示；凸臺距離分型面較近時(shí),為防止使用活塊,可將凸臺延長至分型面或取消凸臺,如圖 1-20所示；如圖 1-21 所示,修改一些局部結(jié)構(gòu),保證砂型堅(jiān)固；如圖 1-22圖 1-24 所示,修改不合理凸臺,達(dá)到愛護(hù)砂型進(jìn)而保證鑄件質(zhì)量的目的；如圖 1-25.圖

10、 1-26 所示,修改結(jié)構(gòu)防止使用型心或削減型心數(shù)量；5.鑄造零件的處理與加工鑄造零件一般存在肯定內(nèi)應(yīng)力,經(jīng)過一段時(shí)間,內(nèi)應(yīng)力排除,零件會產(chǎn)生肯定變形,影響幾何精度與使用性能,尺寸越大的鑄件,影響越大； 一般鑄件在機(jī)加工前,要經(jīng)過肯定處理；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載鑄鐵鑄件排除內(nèi)應(yīng)力的方法：時(shí)效處理,熱處理,機(jī)械振動(dòng)法；鑄鋼件一般都需要熱處理；殼體.箱體鑄件的關(guān)鍵部位一般需要精加工；主要部位包括：殼體.箱體分別部分之間的連接部位；殼體.箱體與內(nèi)部零部件的定位與連接部位；殼體.箱體與外部其他零部件的連接部位及地腳部位；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.焊接殼體

11、.箱體的特點(diǎn)焊接殼體.箱體有以下特點(diǎn)：適用范疇廣；使用敏捷； 生產(chǎn)周期短；強(qiáng)度高；焊接的主要缺點(diǎn)為：造型才能較差；加工精度較低；焊接部位表面質(zhì)量較差；焊接產(chǎn)生肯定的內(nèi)應(yīng)力,造成成品變形；2.焊接的方法與適用場合電弧焊利用電弧作為熱源的熔焊方法,稱為電弧焊；手工電弧焊：設(shè)備簡潔,使用敏捷.便利.通用,但對操作人員的技能要求較高；不相宜焊接活潑金屬及難熔合低熔點(diǎn)金屬；埋弧自動(dòng)焊：利用連續(xù)送進(jìn)的焊絲在焊劑層下產(chǎn)生電弧而自動(dòng)進(jìn)行焊接的方法,如圖1-27. 1-28 所示：埋弧自動(dòng)焊的主要特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高,焊縫質(zhì)量好,焊接規(guī)范自動(dòng)掌握；適用于大批量生產(chǎn),可焊接中.厚鋼板（660mm）；氣體愛護(hù)焊：用外加

12、氣體作為電弧介質(zhì)并愛護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊；愛護(hù)氣體主要有兩種：惰性氣體（氬氣和氮?dú)猓┖突钚詺怏w（二氧化碳）,其中氬弧焊,應(yīng)用比較廣泛；電阻焊利用電流通過工件及焊接接觸面間所產(chǎn)生的電阻熱,將焊件加熱至塑性或局部熔化狀態(tài),再施加壓力形成焊接接頭的焊接方法；有電焊.縫焊.相對焊三種形式；電焊：其基本結(jié)構(gòu)如圖1-29 所示,適用于焊接4mm 以下薄板廣泛用于汽車.飛機(jī).電子.外表和日常生活用品生產(chǎn)；縫焊： 焊接厚度3mm 以下的薄板搭接,主要應(yīng)用于生產(chǎn)密封容器和管道等,如圖 1-30所示；3.焊接殼體.箱體的設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)材料的挑選：選用焊接性好的材料才制造焊接結(jié)構(gòu)殼體.箱體；焊接方法的挑選：依據(jù)材料

13、的焊接性.工件厚度.生產(chǎn)率要求.各種焊接方法的適用范疇和設(shè)備條件等綜合考慮；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載焊接接頭工藝設(shè)計(jì)手工電弧焊接頭基本形式有四種,如圖1-31 所示：除搭接接頭外,其余接頭在焊件較厚時(shí)需開坡口；坡口的基本形式如圖1-32 所示：焊縫布置應(yīng)遵循以下原就：便于施焊： 焊縫設(shè)置必需具有足夠的操作空間以滿意焊接工藝需要；如圖 1-33.1-34精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載所示；有利于削減焊接應(yīng)力與變形：盡量選用尺寸規(guī)格較大的板材.型材；躲開最大應(yīng)力區(qū)和應(yīng)力集中部位；躲開或遠(yuǎn)離機(jī)械加工面；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.沖壓殼體的

14、特點(diǎn)板料沖壓制造產(chǎn)品殼體具有以下特點(diǎn)：生產(chǎn)率高.操作簡潔；產(chǎn)品質(zhì)量好； 材料利用率高；造型才能強(qiáng)適用廣泛；主要缺點(diǎn)：集中在模具方面；沖模設(shè)計(jì).制造負(fù)責(zé),成本高,且一件一模,局部更換,也要更換模具；小批量生產(chǎn)成本較高,圖1-35 的模型就為例子；2.沖壓工藝與模具沖壓設(shè)備主要有剪床和沖床兩大類；常用小型沖床的結(jié)構(gòu)如圖1-36 所示,沖壓基本工序如圖 1-37 所示；沖壓模具按沖床的每一次沖程所完成工序的多少劃分為簡潔沖模.連續(xù)沖模及復(fù)合沖模；簡潔沖模在沖床的一次沖程內(nèi)只能完成一道工序；如圖1-38 所示,簡潔沖模的結(jié)構(gòu)簡潔,成本低,生產(chǎn)率低,主要用于簡潔沖裁件的生產(chǎn)；連續(xù)沖模在沖床的一次沖程中,

15、在模具的不同位置上可以同時(shí)完成兩道以上的工序, 如圖 1-39 所示；連續(xù)沖模生產(chǎn)率高,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜.成本高,適于大批量生產(chǎn)精度要求不高的中.小型零件；復(fù)合沖模在沖床的一次沖程內(nèi),在模具的同一位置上可以同時(shí)完成兩道以上的工序, 如圖 1-40 所示；復(fù)合沖模生產(chǎn)效率高,零件加工精度高,但模具制造負(fù)責(zé),成本高,適用于大批量生產(chǎn)；3.沖壓零件的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)沖壓殼體結(jié)構(gòu)時(shí),須綜合考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需要.零件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度. 材料特性與成型才能.沖壓模具復(fù)雜性及沖壓工藝等因素；如圖1-41.1-42 所示；彎曲時(shí)盡可能使彎曲線與坯料纖維方向垂直,如圖1-43 所示；設(shè)計(jì)彎曲件時(shí)應(yīng)加強(qiáng)變形部位的剛性,如圖1-44 所示；在設(shè)計(jì)拉伸殼體時(shí),應(yīng)留意拉伸變形的影響,如圖1-45 所示；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.注塑殼體.箱體的特點(diǎn)注塑殼體.箱體有以下特點(diǎn),如圖1-46 為例；生產(chǎn)周期短,生產(chǎn)效率高,易于實(shí)現(xiàn)大批量.自動(dòng)化生產(chǎn)；可使用材料豐富,適應(yīng)性強(qiáng)；產(chǎn)品質(zhì)量較高,一樣性好.互換性強(qiáng),成本低； 幾何造型才能強(qiáng),可生產(chǎn)現(xiàn)狀.結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品；功能性與裝飾性結(jié)合好；明顯的缺點(diǎn)：注塑模具成本較高,不適于單件.小批量生產(chǎn)；強(qiáng)度.表面硬度較低,扛沖擊.磨損性能差,局部細(xì)小結(jié)構(gòu)在修理過程易損壞；材料存在老化問題,耐久性差；2.注塑工藝與模具典型注塑工藝過程如圖1-47 所