甘雄濤+許超偉+張前鋒

摘 ?要 ?本文講述了一種新型的機箱的結構設計思路，重點講述了機箱的結構設計及實現(xiàn)方式，如何降低產(chǎn)品的加工成本開辟一些新的設計思路，提供給大家一種新的設計方式。

關鍵詞 ?標準機箱;加工方式;實現(xiàn)方式

中圖分類號：TH136 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）21-0016-01

隨著中國經(jīng)濟的逐步轉型，國內(nèi)生產(chǎn)力勞動成本在產(chǎn)品中占的比例越來越高。而要提升產(chǎn)品的競爭力，非常關鍵的一環(huán)是提升產(chǎn)品的價格競爭力。這在產(chǎn)品設計上也開始逐步體現(xiàn)，如何降低產(chǎn)品的加工成本成了擺在設計員面前的一大課題。在設計的初期就考慮好未來產(chǎn)品的加工方式，對于降低產(chǎn)品的成本，提升產(chǎn)品的競爭力顯得非常的重要。

1 ?設計方案

目前電力保護市場上使用最多的還是鋁型材機箱，標準的鋁型材機箱由橫梁、側板、安裝耳、導軌等組成，結構通用性好，變化方便，能夠滿足不同產(chǎn)品的設計需求。但鋁型材機箱結構零件多，加工復雜，成本高，后期表面處理成本也高，表面容易劃傷造成報廢。鋁型材機箱表面處理多為陽極氧化，表面不導電，對裝置的電磁屏蔽性能有一定影響?，F(xiàn)有的導電氧化鋁表面不耐臟，手摸容易留下指紋，對外觀影響大。

新機箱的設計思路是：將機箱的箱體部門外殼改用鈑金設計，內(nèi)部還保持鋁型材橫梁方式，這樣既能降低箱體的加工難度，也減少表面處理劃傷返工問題，同時保持機箱的模數(shù)化，同時提升電磁屏蔽性能。前面板部分采用壓鑄件設計加貼膜的方式，這樣的設計方式大大減少了前面板的加工，以前前面板的液晶、按鍵、燈孔加工和鉚接支柱等全部都沒有了，而且前面板能保持很好的一致性，可以實現(xiàn)批量庫存式生產(chǎn)。

新型機箱的框架形式如圖1所示：側板上下邊折彎成z字形彎，讓側板的強度大大增強。6根橫梁連接左右側板，形成框架的主要承重支架，橫梁的使用可以保留鋁型材機箱的螺母條及齒條等特征，保持了鋁型材機箱的模數(shù)化特性。蓋板左右兩邊折彎，剛好與側板的z形彎形成封閉的空間，蓋板的兩側折彎處增加了壓死邊的回頭彎，并且在壓死邊出沖壓出鍥型豁口，與側板上鉚接的固定柱掛接在一起，起到了定位的作用，同時防止蓋板兩側邊張開變形。由于蓋板不是主要的承重件，蓋板可以適當減小料厚。

圖1

這樣的機箱結構設計，乍一看比鋁型材機箱復雜多了，機箱的側板蓋板都有比較復雜的折彎工序，材料也不一定節(jié)省。但是對于鈑金件的加工，可以很容易的實現(xiàn)模具化加工，而且在一套模具上可以實現(xiàn)多個折彎同時實現(xiàn)。這樣的設計只需要在設計定型后投入一定的模具費用，后期的加工費用會大大降低，加工效率也得到較大的提升。另外蓋板和側板采用拉絲不銹鋼板，外表面本身就是裝飾面，不需要再進行表面處理。而內(nèi)部的橫梁由于沒有外露面，表面處理的要求大大降低。這樣也節(jié)約了表面處理的費用，減少了表面處理的時間。

前面板的設計：前面板采用鋁壓鑄的方式設計，整個前面板由模具一次成型，燈孔、液晶開孔、按鍵孔、網(wǎng)口、折頁開孔等特征全部由模具成型，加工的一致性好，省掉了原來大量的開孔加工工序。并且之前需要鉚接的13個支柱也全部集成到前面板壓鑄件上，大大減少了零件個數(shù)，省掉了鉚接工序。

前面板采用貼膜設計，裝置的型號、燈信息、廠家信息等都在面膜上，這樣可以實現(xiàn)前面板的標準化生產(chǎn)，針對不同型號的裝置需求，只需要生產(chǎn)不同型號的面膜就可以了。面膜的生產(chǎn)流程相對簡單，可以實現(xiàn)快速生產(chǎn)，對于緊急合同和短加工周期的合同，這種設計可以很好的滿足需求。

按鍵的設計：按鍵采用微連接的方式，把原來10個的單獨按鍵連接在一起。這樣的設計方式不僅僅是減小了零件的個數(shù)，而且在加工，轉運，倉儲環(huán)節(jié)的的工作量大大的減少，再也不用分別查找?guī)讉€按鍵湊成一套按鍵。安裝也方便了，一個動作可以同時安裝10個按鍵。而且采用這樣的設計再也不會有按鍵裝錯的現(xiàn)象出現(xiàn)，想裝錯也裝錯不了。

2 ?機箱設計的幾個優(yōu)點

1）采用了鈑金的箱體設計，但是整個箱體的結構很好的滿足了GB/T 19520.12-2009標準的要求，符合IEC 60297-3-101的19英寸設計尺寸。保留了機箱橫梁及螺母條、齒條的設計，機箱的通用性非常強，可以適應不同裝置的需求。

2）該機箱大膽嘗試了一些新的工藝。蓋板采用了耐指紋的拉絲不銹鋼，解決表面處理和耐臟的問題。前面板整體采用鋁壓鑄的方式，大大減小零件個數(shù)，減少加工成本，提升了加工效率。拉絲效果面膜的采用，保證了裝置的外觀效果，還是實現(xiàn)了裝置型號的快速轉變和快速生產(chǎn)。

3）該機箱的設計不僅減少了零件的個數(shù)，并且從零件的加工方式，零件的安裝，零件的運輸存儲方面做了簡化。箱體的表面處理也做了改進，組裝變得簡單。經(jīng)過改進的機箱在成本、加工效率上都得到了較大的提升。

3 ?設計總結

我們這一次的機箱設計改變了傳統(tǒng)的機箱設計，采用了鈑金+型材殼體，再加上壓鑄式的前面板。機箱的設計改變了以往的機箱設計方式，機箱的整體外觀有了較大幅度的提升，機箱整體性能也得到了改善。

一個產(chǎn)品的設計不是一層不變的，在不同的時期、不同的環(huán)境條件下，設計方向也要有相應的變化。在產(chǎn)品的成本方面，產(chǎn)品的原材料、零件個數(shù)、加工費用、組裝費用、表面處理費用、運輸、存儲、產(chǎn)量批量等等都會影響產(chǎn)品的成本。所以在設計時不能僅考慮某一方面，任何單方面的考慮都是片面的?，F(xiàn)在已經(jīng)有相關的軟件進行這方面的計算工作，在軟件的參數(shù)中輸入材料參數(shù)、人工費用參數(shù)、產(chǎn)量參數(shù)等等，軟件會提供優(yōu)化方案。同時多種設計方案參數(shù)輸入后，軟件也可以輸出成本對比結果。

4 ?結束語

通過這一款新型的突破傳統(tǒng)機箱的設計，我們較好的解決了成本、生產(chǎn)效率、質(zhì)量、外觀等方面的問題，設計中大膽采用了一些新型材料，產(chǎn)品的性能也得到了提升，獲得了客戶的認可和好評，取得了良好的經(jīng)濟效益。同時，產(chǎn)品成本的多樣性構成也在產(chǎn)品的設計中得到了驗證。

參考文獻

[1]GBT 19520.12-2009電子設備機械結構482.6 mm（19in）系列機械結構尺寸 第3-101部分：插箱及其插件.

[2]GBT 7261-2008繼電保護和安全自動裝置基本試驗方法.

作者簡介

甘雄濤（1975-），男，湖北天門人，工程師，現(xiàn)在許繼電氣股份有限公司從事電力系統(tǒng)二次設備機箱的結構設計工作。endprint

摘 ?要 ?本文講述了一種新型的機箱的結構設計思路，重點講述了機箱的結構設計及實現(xiàn)方式，如何降低產(chǎn)品的加工成本開辟一些新的設計思路，提供給大家一種新的設計方式。

關鍵詞 ?標準機箱;加工方式;實現(xiàn)方式

中圖分類號：TH136 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）21-0016-01

隨著中國經(jīng)濟的逐步轉型，國內(nèi)生產(chǎn)力勞動成本在產(chǎn)品中占的比例越來越高。而要提升產(chǎn)品的競爭力，非常關鍵的一環(huán)是提升產(chǎn)品的價格競爭力。這在產(chǎn)品設計上也開始逐步體現(xiàn)，如何降低產(chǎn)品的加工成本成了擺在設計員面前的一大課題。在設計的初期就考慮好未來產(chǎn)品的加工方式，對于降低產(chǎn)品的成本，提升產(chǎn)品的競爭力顯得非常的重要。

1 ?設計方案

目前電力保護市場上使用最多的還是鋁型材機箱，標準的鋁型材機箱由橫梁、側板、安裝耳、導軌等組成，結構通用性好，變化方便，能夠滿足不同產(chǎn)品的設計需求。但鋁型材機箱結構零件多，加工復雜，成本高，后期表面處理成本也高，表面容易劃傷造成報廢。鋁型材機箱表面處理多為陽極氧化，表面不導電，對裝置的電磁屏蔽性能有一定影響。現(xiàn)有的導電氧化鋁表面不耐臟，手摸容易留下指紋，對外觀影響大。

新機箱的設計思路是：將機箱的箱體部門外殼改用鈑金設計，內(nèi)部還保持鋁型材橫梁方式，這樣既能降低箱體的加工難度，也減少表面處理劃傷返工問題，同時保持機箱的模數(shù)化，同時提升電磁屏蔽性能。前面板部分采用壓鑄件設計加貼膜的方式，這樣的設計方式大大減少了前面板的加工，以前前面板的液晶、按鍵、燈孔加工和鉚接支柱等全部都沒有了，而且前面板能保持很好的一致性，可以實現(xiàn)批量庫存式生產(chǎn)。

新型機箱的框架形式如圖1所示：側板上下邊折彎成z字形彎，讓側板的強度大大增強。6根橫梁連接左右側板，形成框架的主要承重支架，橫梁的使用可以保留鋁型材機箱的螺母條及齒條等特征，保持了鋁型材機箱的模數(shù)化特性。蓋板左右兩邊折彎，剛好與側板的z形彎形成封閉的空間，蓋板的兩側折彎處增加了壓死邊的回頭彎，并且在壓死邊出沖壓出鍥型豁口，與側板上鉚接的固定柱掛接在一起，起到了定位的作用，同時防止蓋板兩側邊張開變形。由于蓋板不是主要的承重件，蓋板可以適當減小料厚。

圖1

這樣的機箱結構設計，乍一看比鋁型材機箱復雜多了，機箱的側板蓋板都有比較復雜的折彎工序，材料也不一定節(jié)省。但是對于鈑金件的加工，可以很容易的實現(xiàn)模具化加工，而且在一套模具上可以實現(xiàn)多個折彎同時實現(xiàn)。這樣的設計只需要在設計定型后投入一定的模具費用，后期的加工費用會大大降低，加工效率也得到較大的提升。另外蓋板和側板采用拉絲不銹鋼板，外表面本身就是裝飾面，不需要再進行表面處理。而內(nèi)部的橫梁由于沒有外露面，表面處理的要求大大降低。這樣也節(jié)約了表面處理的費用，減少了表面處理的時間。

前面板的設計：前面板采用鋁壓鑄的方式設計，整個前面板由模具一次成型，燈孔、液晶開孔、按鍵孔、網(wǎng)口、折頁開孔等特征全部由模具成型，加工的一致性好，省掉了原來大量的開孔加工工序。并且之前需要鉚接的13個支柱也全部集成到前面板壓鑄件上，大大減少了零件個數(shù)，省掉了鉚接工序。

前面板采用貼膜設計，裝置的型號、燈信息、廠家信息等都在面膜上，這樣可以實現(xiàn)前面板的標準化生產(chǎn)，針對不同型號的裝置需求，只需要生產(chǎn)不同型號的面膜就可以了。面膜的生產(chǎn)流程相對簡單，可以實現(xiàn)快速生產(chǎn)，對于緊急合同和短加工周期的合同，這種設計可以很好的滿足需求。

按鍵的設計：按鍵采用微連接的方式，把原來10個的單獨按鍵連接在一起。這樣的設計方式不僅僅是減小了零件的個數(shù)，而且在加工，轉運，倉儲環(huán)節(jié)的的工作量大大的減少，再也不用分別查找?guī)讉€按鍵湊成一套按鍵。安裝也方便了，一個動作可以同時安裝10個按鍵。而且采用這樣的設計再也不會有按鍵裝錯的現(xiàn)象出現(xiàn)，想裝錯也裝錯不了。

2 ?機箱設計的幾個優(yōu)點

1）采用了鈑金的箱體設計，但是整個箱體的結構很好的滿足了GB/T 19520.12-2009標準的要求，符合IEC 60297-3-101的19英寸設計尺寸。保留了機箱橫梁及螺母條、齒條的設計，機箱的通用性非常強，可以適應不同裝置的需求。

2）該機箱大膽嘗試了一些新的工藝。蓋板采用了耐指紋的拉絲不銹鋼，解決表面處理和耐臟的問題。前面板整體采用鋁壓鑄的方式，大大減小零件個數(shù)，減少加工成本，提升了加工效率。拉絲效果面膜的采用，保證了裝置的外觀效果，還是實現(xiàn)了裝置型號的快速轉變和快速生產(chǎn)。

3）該機箱的設計不僅減少了零件的個數(shù)，并且從零件的加工方式，零件的安裝，零件的運輸存儲方面做了簡化。箱體的表面處理也做了改進，組裝變得簡單。經(jīng)過改進的機箱在成本、加工效率上都得到了較大的提升。

3 ?設計總結

我們這一次的機箱設計改變了傳統(tǒng)的機箱設計，采用了鈑金+型材殼體，再加上壓鑄式的前面板。機箱的設計改變了以往的機箱設計方式，機箱的整體外觀有了較大幅度的提升，機箱整體性能也得到了改善。

一個產(chǎn)品的設計不是一層不變的，在不同的時期、不同的環(huán)境條件下，設計方向也要有相應的變化。在產(chǎn)品的成本方面，產(chǎn)品的原材料、零件個數(shù)、加工費用、組裝費用、表面處理費用、運輸、存儲、產(chǎn)量批量等等都會影響產(chǎn)品的成本。所以在設計時不能僅考慮某一方面，任何單方面的考慮都是片面的?，F(xiàn)在已經(jīng)有相關的軟件進行這方面的計算工作，在軟件的參數(shù)中輸入材料參數(shù)、人工費用參數(shù)、產(chǎn)量參數(shù)等等，軟件會提供優(yōu)化方案。同時多種設計方案參數(shù)輸入后，軟件也可以輸出成本對比結果。

4 ?結束語

通過這一款新型的突破傳統(tǒng)機箱的設計，我們較好的解決了成本、生產(chǎn)效率、質(zhì)量、外觀等方面的問題，設計中大膽采用了一些新型材料，產(chǎn)品的性能也得到了提升，獲得了客戶的認可和好評，取得了良好的經(jīng)濟效益。同時，產(chǎn)品成本的多樣性構成也在產(chǎn)品的設計中得到了驗證。

參考文獻

[1]GBT 19520.12-2009電子設備機械結構482.6 mm（19in）系列機械結構尺寸 第3-101部分：插箱及其插件.

[2]GBT 7261-2008繼電保護和安全自動裝置基本試驗方法.

作者簡介

甘雄濤（1975-），男，湖北天門人，工程師，現(xiàn)在許繼電氣股份有限公司從事電力系統(tǒng)二次設備機箱的結構設計工作。endprint

摘 ?要 ?本文講述了一種新型的機箱的結構設計思路，重點講述了機箱的結構設計及實現(xiàn)方式，如何降低產(chǎn)品的加工成本開辟一些新的設計思路，提供給大家一種新的設計方式。

關鍵詞 ?標準機箱;加工方式;實現(xiàn)方式

中圖分類號：TH136 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）21-0016-01

隨著中國經(jīng)濟的逐步轉型，國內(nèi)生產(chǎn)力勞動成本在產(chǎn)品中占的比例越來越高。而要提升產(chǎn)品的競爭力，非常關鍵的一環(huán)是提升產(chǎn)品的價格競爭力。這在產(chǎn)品設計上也開始逐步體現(xiàn)，如何降低產(chǎn)品的加工成本成了擺在設計員面前的一大課題。在設計的初期就考慮好未來產(chǎn)品的加工方式，對于降低產(chǎn)品的成本，提升產(chǎn)品的競爭力顯得非常的重要。

1 ?設計方案

目前電力保護市場上使用最多的還是鋁型材機箱，標準的鋁型材機箱由橫梁、側板、安裝耳、導軌等組成，結構通用性好，變化方便，能夠滿足不同產(chǎn)品的設計需求。但鋁型材機箱結構零件多，加工復雜，成本高，后期表面處理成本也高，表面容易劃傷造成報廢。鋁型材機箱表面處理多為陽極氧化，表面不導電，對裝置的電磁屏蔽性能有一定影響?，F(xiàn)有的導電氧化鋁表面不耐臟，手摸容易留下指紋，對外觀影響大。

新機箱的設計思路是：將機箱的箱體部門外殼改用鈑金設計，內(nèi)部還保持鋁型材橫梁方式，這樣既能降低箱體的加工難度，也減少表面處理劃傷返工問題，同時保持機箱的模數(shù)化，同時提升電磁屏蔽性能。前面板部分采用壓鑄件設計加貼膜的方式，這樣的設計方式大大減少了前面板的加工，以前前面板的液晶、按鍵、燈孔加工和鉚接支柱等全部都沒有了，而且前面板能保持很好的一致性，可以實現(xiàn)批量庫存式生產(chǎn)。

新型機箱的框架形式如圖1所示：側板上下邊折彎成z字形彎，讓側板的強度大大增強。6根橫梁連接左右側板，形成框架的主要承重支架，橫梁的使用可以保留鋁型材機箱的螺母條及齒條等特征，保持了鋁型材機箱的模數(shù)化特性。蓋板左右兩邊折彎，剛好與側板的z形彎形成封閉的空間，蓋板的兩側折彎處增加了壓死邊的回頭彎，并且在壓死邊出沖壓出鍥型豁口，與側板上鉚接的固定柱掛接在一起，起到了定位的作用，同時防止蓋板兩側邊張開變形。由于蓋板不是主要的承重件，蓋板可以適當減小料厚。

圖1

這樣的機箱結構設計，乍一看比鋁型材機箱復雜多了，機箱的側板蓋板都有比較復雜的折彎工序，材料也不一定節(jié)省。但是對于鈑金件的加工，可以很容易的實現(xiàn)模具化加工，而且在一套模具上可以實現(xiàn)多個折彎同時實現(xiàn)。這樣的設計只需要在設計定型后投入一定的模具費用，后期的加工費用會大大降低，加工效率也得到較大的提升。另外蓋板和側板采用拉絲不銹鋼板，外表面本身就是裝飾面，不需要再進行表面處理。而內(nèi)部的橫梁由于沒有外露面，表面處理的要求大大降低。這樣也節(jié)約了表面處理的費用，減少了表面處理的時間。

前面板的設計：前面板采用鋁壓鑄的方式設計，整個前面板由模具一次成型，燈孔、液晶開孔、按鍵孔、網(wǎng)口、折頁開孔等特征全部由模具成型，加工的一致性好，省掉了原來大量的開孔加工工序。并且之前需要鉚接的13個支柱也全部集成到前面板壓鑄件上，大大減少了零件個數(shù)，省掉了鉚接工序。

前面板采用貼膜設計，裝置的型號、燈信息、廠家信息等都在面膜上，這樣可以實現(xiàn)前面板的標準化生產(chǎn)，針對不同型號的裝置需求，只需要生產(chǎn)不同型號的面膜就可以了。面膜的生產(chǎn)流程相對簡單，可以實現(xiàn)快速生產(chǎn)，對于緊急合同和短加工周期的合同，這種設計可以很好的滿足需求。

按鍵的設計：按鍵采用微連接的方式，把原來10個的單獨按鍵連接在一起。這樣的設計方式不僅僅是減小了零件的個數(shù)，而且在加工，轉運，倉儲環(huán)節(jié)的的工作量大大的減少，再也不用分別查找?guī)讉€按鍵湊成一套按鍵。安裝也方便了，一個動作可以同時安裝10個按鍵。而且采用這樣的設計再也不會有按鍵裝錯的現(xiàn)象出現(xiàn)，想裝錯也裝錯不了。

2 ?機箱設計的幾個優(yōu)點

1）采用了鈑金的箱體設計，但是整個箱體的結構很好的滿足了GB/T 19520.12-2009標準的要求，符合IEC 60297-3-101的19英寸設計尺寸。保留了機箱橫梁及螺母條、齒條的設計，機箱的通用性非常強，可以適應不同裝置的需求。

2）該機箱大膽嘗試了一些新的工藝。蓋板采用了耐指紋的拉絲不銹鋼，解決表面處理和耐臟的問題。前面板整體采用鋁壓鑄的方式，大大減小零件個數(shù)，減少加工成本，提升了加工效率。拉絲效果面膜的采用，保證了裝置的外觀效果，還是實現(xiàn)了裝置型號的快速轉變和快速生產(chǎn)。

3）該機箱的設計不僅減少了零件的個數(shù)，并且從零件的加工方式，零件的安裝，零件的運輸存儲方面做了簡化。箱體的表面處理也做了改進，組裝變得簡單。經(jīng)過改進的機箱在成本、加工效率上都得到了較大的提升。

3 ?設計總結

我們這一次的機箱設計改變了傳統(tǒng)的機箱設計，采用了鈑金+型材殼體，再加上壓鑄式的前面板。機箱的設計改變了以往的機箱設計方式，機箱的整體外觀有了較大幅度的提升，機箱整體性能也得到了改善。

一個產(chǎn)品的設計不是一層不變的，在不同的時期、不同的環(huán)境條件下，設計方向也要有相應的變化。在產(chǎn)品的成本方面，產(chǎn)品的原材料、零件個數(shù)、加工費用、組裝費用、表面處理費用、運輸、存儲、產(chǎn)量批量等等都會影響產(chǎn)品的成本。所以在設計時不能僅考慮某一方面，任何單方面的考慮都是片面的?，F(xiàn)在已經(jīng)有相關的軟件進行這方面的計算工作，在軟件的參數(shù)中輸入材料參數(shù)、人工費用參數(shù)、產(chǎn)量參數(shù)等等，軟件會提供優(yōu)化方案。同時多種設計方案參數(shù)輸入后，軟件也可以輸出成本對比結果。

4 ?結束語

通過這一款新型的突破傳統(tǒng)機箱的設計，我們較好的解決了成本、生產(chǎn)效率、質(zhì)量、外觀等方面的問題，設計中大膽采用了一些新型材料，產(chǎn)品的性能也得到了提升，獲得了客戶的認可和好評，取得了良好的經(jīng)濟效益。同時，產(chǎn)品成本的多樣性構成也在產(chǎn)品的設計中得到了驗證。

參考文獻

[1]GBT 19520.12-2009電子設備機械結構482.6 mm（19in）系列機械結構尺寸 第3-101部分：插箱及其插件.

[2]GBT 7261-2008繼電保護和安全自動裝置基本試驗方法.

作者簡介

甘雄濤（1975-），男，湖北天門人，工程師，現(xiàn)在許繼電氣股份有限公司從事電力系統(tǒng)二次設備機箱的結構設計工作。endprint