产品结构设计
一.结构设计知识简述 二.压铸件设计 三.钣金件设计 四.塑胶件设计
一、结构设计知识简述 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
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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 2.1、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
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合金牌号 ADC10 ADC12 Si(%) 7.5-9.5 9.6-12 Cu(%) 2-4 1.5-3.5 Mg (%) <0.3 <0.3 Fe(%) <1.3 <1.3 Al 余量 余量 抗拉强度(MPa) 241 228 耐力(MPa) 157 154 延伸率(%) 1.5 1.4 硬度(HB) 73.6 74.1 A380 7.5-9.5 3-4 <0.1 <1.3 余量 245 1.6 74 2.2、 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,
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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>=1.5mm, s为边缘壁厚, h为边 缘壁的高度,如下图所示。 二、压铸件设计
<2>压铸件最小壁厚和正常壁厚
壁的单面面积 axb(cm2) 最小壁厚(mm) 正常壁厚(mm) <=25 0.8 2.0 >25~100 1.2 2.5 >100~500 1.8 3.0 >500 2.5 4.0
例:壁厚设计-990801-89灯头壳-GF-A-C版 二、压铸件设计 2.3、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,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，
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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 情况下加强筋端面的拔模度可设为0.5°。 例:特殊情况下加强筋的运用 2.4、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 2.5、拔模斜度
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。
拔模高度 圆形 非圆形 <=3 4° 5°30’ >3~6 3°30’ 4°30’ >6~10 2°30’ 3°30’ >10~18 2° 2°30’ >18~30 1°
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