豐蕾

(大連民族學(xué)院，遼寧 大連 116602)

1 引言

隨著我國城市化建設(shè)步伐的加快，全國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的創(chuàng)辦也快速增長，特別是一些結(jié)構(gòu)、工藝相對(duì)簡單的電器產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)。這些企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的外形比較重視，但是對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、加工工藝基本上是不了解的。只是把產(chǎn)品制造出來就可以，這樣由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性不合理，在產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工過程中就會(huì)出現(xiàn)大量廢品、次品或原材料、能源浪費(fèi)等現(xiàn)象。

為此本文把產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中的結(jié)構(gòu)工藝性分析與審查，首次生產(chǎn)前結(jié)構(gòu)工藝性分析與審查的過程作以介紹。

2 電器產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)工藝性審查的任務(wù)

新設(shè)計(jì)的電器產(chǎn)品或改進(jìn)設(shè)計(jì)的電器產(chǎn)品在滿足使用功能的前提下，還應(yīng)符合一定的工藝性指標(biāo)要求，以便在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，能用比較經(jīng)濟(jì)的方法制造出來，并便于使用和維修。

3 主要因素和工藝性評(píng)價(jià)形式

3.1 工藝性分類

(1)生產(chǎn)工藝性:產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝性是指其制造的難易程度與經(jīng)濟(jì)性。

(2)使用工藝性:產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的使用工藝性是指其在使用過程中維護(hù)、保養(yǎng)和維修的難易程度與經(jīng)濟(jì)性。

3.2 評(píng)定電器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)考慮的主要因素

(1)產(chǎn)品的種類及復(fù)雜程度;

(2)產(chǎn)品的產(chǎn)量和生產(chǎn)類型;

(3)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。

3.3 電器產(chǎn)品工藝性的評(píng)價(jià)型式

(1)定性評(píng)價(jià):根據(jù)經(jīng)驗(yàn)概括地對(duì)產(chǎn)品工藝性進(jìn)行評(píng)價(jià);

(2)定量評(píng)價(jià):根據(jù)工藝性的主要指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4 電器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性分析與審查內(nèi)容

為了保證設(shè)計(jì)的電器產(chǎn)品具有良好的工藝性，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段應(yīng)進(jìn)行工藝性分析與審查。

4.1 初步設(shè)計(jì)階段的分析與審查

(1)從制造觀點(diǎn)出發(fā)分析結(jié)構(gòu)方案的合理性;

(2)分析結(jié)構(gòu)的繼承性;

(3)分析結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度;

(4)分析產(chǎn)品各組成部分是否便于裝配、調(diào)整和維修;

(5)分析主要材料選用是否合理;

(6)主要件在本企業(yè)或外協(xié)加工的可能性。

4.2 電器產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計(jì)階段的分析與審查

(1)分析產(chǎn)品各組成部分平行裝配和檢查的可能性;

(2)分析總裝配的可能性;

(3)分析總裝配時(shí)避免或減少切削加工的可能性;

(4)分析高精度復(fù)雜零件在本企業(yè)加工的可能性;

(5)分析主要參數(shù)的可檢查性和主要裝配精度的合理性;

(6)特殊零件外協(xié)加工的可能性。

4.3 電器產(chǎn)品工作圖設(shè)計(jì)階段的分析與審查

(1)各部件是否有裝配基準(zhǔn)，是否便于裝拆。

(2)各大部件拆成平行裝配小部件的可能性。

(3)分析審查產(chǎn)品零部件的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工和裝配等工藝性。

5 審查實(shí)例

5.1 鑄造零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

(1)為避免縮孔在兩壁連接處應(yīng)做成圓角(見圖1)。

圖1 兩壁連結(jié)處應(yīng)有圓角

(2)在零件的厚壁與薄壁的連接處應(yīng)平滑過渡，使之盡可能有均勻的壁厚(見圖2)。

圖2 厚壁與薄壁的連結(jié)處應(yīng)平滑過渡

5.2 零件結(jié)構(gòu)的冷沖壓工藝性

(1)彎曲件或拉深件上沖孔時(shí)，孔與直壁之間應(yīng)保持一定距離，以免沖孔時(shí)凸模受水平推力而折斷，如圖3所示。

圖3 彎曲件孔邊距最小值

(2)沖裁件尺寸的基準(zhǔn)盡可能與制造模具時(shí)的定位基準(zhǔn)重合，并選擇在沖裁過程中不參加變化的面或線為基準(zhǔn)。如圖4(a)中所示的尺寸標(biāo)注是不合理的，因?yàn)槟＞叩哪p將導(dǎo)致尺寸C的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不穩(wěn)定，應(yīng)改用(b)的標(biāo)注方法。

圖4 沖裁件的尺寸標(biāo)注

(3)彎曲半徑不宜過大，也不宜過小，過大時(shí)受回彈影響，彎曲角度和彎曲半徑的精度都難以保證;過小時(shí)容易產(chǎn)生彎裂，當(dāng)彎曲半徑r＜rmin，可分兩次或多次彎形。

5.3 零件結(jié)構(gòu)的焊接工藝性

(1)焊接件所用材料應(yīng)具有可焊性;焊縫的布置應(yīng)用利于減小焊接應(yīng)力變形;

(2)焊接件的技術(shù)要求要合理;

(3)在焊接的端部產(chǎn)生銳角的地方應(yīng)盡量使角度放緩;

(4)不宜采用薄而帶銳角的板料作為加強(qiáng)筋，在焊縫處銳角必須去掉，因?yàn)殇J角焊接時(shí)，板易熔化。同時(shí)注意，加強(qiáng)筋過多反而容易造成裂紋;

(5)受變應(yīng)力的焊縫，焊縫不宜凸出，宜平緩，背面補(bǔ)焊，最好焊縫表面磨平。避免用搭接形式，要用時(shí)可長低的填角焊縫;

(6)不同厚度的鋼板焊接時(shí)，接頭處要平緩過渡，受力的焊縫不要配置在彎折處;

(7)不要把焊縫設(shè)置在加工面上。

5.4 零件結(jié)構(gòu)的切削工藝性

(1)零件尺寸公差、形位公差和表面粗造度的要求要經(jīng)濟(jì)合理;

(2)各加工平面的形狀應(yīng)盡量簡單，如圖5(a)中，a面為曲面，不便于鉆孔加工，應(yīng)改為圖5(b)結(jié)構(gòu);

圖5 各加工平面的形狀應(yīng)盡量簡單

(3)零件的結(jié)構(gòu)要素應(yīng)盡可能統(tǒng)一，并使其能盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工;

(4)零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量便于多件同時(shí)加工。

5.5 塑料零件的結(jié)構(gòu)工藝性

(1)為降低模具成本，在滿足使用要求的前提下，盡量放寬制品的尺寸公差，降低對(duì)表面粗造度的要求;

(2)制品的形狀應(yīng)便于成形、脫模，其內(nèi)外表面轉(zhuǎn)角處盡量采用圓角過渡;這樣，有利于提高制品的強(qiáng)度和剛度，有利于簡化模具結(jié)構(gòu)，降低成本，保證制品質(zhì)量;

(3)為確保制品的強(qiáng)度和剛度又不致使壁厚過大，可合理設(shè)置加強(qiáng)筋，如圖6所示;筋厚常取壁厚的一半左右，筋高不超過壁厚的3倍，取3°～5°的拔模斜度;加強(qiáng)筋的布置以多一些、矮一些為好;

圖6 加強(qiáng)筋的尺寸

(4)為增強(qiáng)塑料制件的螺紋強(qiáng)度，應(yīng)選擇較大直徑及螺距的螺紋，對(duì)于經(jīng)常拆裝或受力較大的螺紋宜采用金屬螺紋嵌件;制件的螺紋由于冷卻后收縮后變形，將影響螺紋的旋出，因此，在保證使用要求的前提下，螺紋長度應(yīng)大于螺紋直徑的1.5倍，制件上的螺紋不能設(shè)有退刀槽，否則無法脫模;

(5)設(shè)計(jì)嵌件時(shí)，應(yīng)主要考慮嵌件固定的牢靠性、制件的強(qiáng)度及模塑工藝過程中嵌件定位的穩(wěn)定性;如嵌件盡量不開通孔，以便采用插入式定位;嵌件表面需滾花或開有溝槽;保證嵌件外包的最小塑料厚度;采用圓形或?qū)ΨQ形狀以及標(biāo)準(zhǔn)緊固件作嵌件等。

5.6 產(chǎn)品裝配的工藝性

(1)應(yīng)盡量避免裝配時(shí)采用復(fù)雜的工藝裝備;

(2)在質(zhì)量大于20kg的裝配單元或其組成部分的結(jié)構(gòu)中應(yīng)設(shè)有吊裝結(jié)構(gòu)要素;

(3)在裝配時(shí)應(yīng)避免有關(guān)組成部分的中間拆卸和再裝配;

(4)各組成部分的連接方法應(yīng)盡量保證能使用最少的工具快速拆裝;

(5)各種連接結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于裝配工作的機(jī)械化和自動(dòng)化。

6 電器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性分析、審查方式與程序

(1)初步設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)階段的電器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性分析、審查一般采用會(huì)審方式進(jìn)行，對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的重要產(chǎn)品，主管工藝師應(yīng)從制定設(shè)計(jì)方案開始就經(jīng)常參加研究該產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的各種會(huì)議，和有關(guān)活動(dòng)，以便隨時(shí)對(duì)其結(jié)構(gòu)工藝性提出意見和建議。

(2)對(duì)電器產(chǎn)品工作圖樣的工藝性分析與審查，應(yīng)由產(chǎn)品主管工藝師和相關(guān)各專業(yè)工藝師分頭進(jìn)行。分析、審查后分別填寫工藝性分析、審查記錄，提出意見和建議，設(shè)計(jì)者根據(jù)工藝性分析、審查記錄上的意見和建議進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，定稿后由相關(guān)人員簽字。

(3)如果設(shè)計(jì)者與工藝師意見不一致，則由雙方協(xié)商解決，如果協(xié)商后仍有較大分歧意見，則由總工藝師或總工程師進(jìn)行協(xié)商裁決。

7 結(jié)束語

本文較詳盡地闡述了電器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性問題，希望能給從事電器設(shè)計(jì)人員和工藝人員以幫助，以便使其設(shè)計(jì)、制造出的電器產(chǎn)品在保證使用功能的前提下實(shí)現(xiàn)高效、低耗、節(jié)能、環(huán)保。