豐蕾

(大連民族學院，遼寧 大連 116602)

1 引言

隨著我國城市化建設步伐的加快，全國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的創(chuàng)辦也快速增長，特別是一些結構、工藝相對簡單的電器產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)。這些企業(yè)對產(chǎn)品的外形比較重視，但是對產(chǎn)品的結構、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)品的結構工藝性不合理，在產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工過程中就會出現(xiàn)大量廢品、次品或原材料、能源浪費等現(xiàn)象。

為此本文把產(chǎn)品在設計過程中的結構工藝性分析與審查，首次生產(chǎn)前結構工藝性分析與審查的過程作以介紹。

2 電器產(chǎn)品設計結構工藝性審查的任務

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

3 主要因素和工藝性評價形式

3.1 工藝性分類

(1)生產(chǎn)工藝性:產(chǎn)品結構的生產(chǎn)工藝性是指其制造的難易程度與經(jīng)濟性。

(2)使用工藝性:產(chǎn)品結構的使用工藝性是指其在使用過程中維護、保養(yǎng)和維修的難易程度與經(jīng)濟性。

3.2 評定電器產(chǎn)品結構工藝性應考慮的主要因素

(1)產(chǎn)品的種類及復雜程度;

(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)品工藝性的評價型式

(1)定性評價:根據(jù)經(jīng)驗概括地對產(chǎn)品工藝性進行評價;

(2)定量評價:根據(jù)工藝性的主要指標數(shù)值進行評價。

4 電器產(chǎn)品結構工藝性分析與審查內(nèi)容

為了保證設計的電器產(chǎn)品具有良好的工藝性，在產(chǎn)品設計的各個階段應進行工藝性分析與審查。

4.1 初步設計階段的分析與審查

(1)從制造觀點出發(fā)分析結構方案的合理性;

(2)分析結構的繼承性;

(3)分析結構的標準化、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)品技術設計階段的分析與審查

(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)分析總裝配時避免或減少切削加工的可能性;

(4)分析高精度復雜零件在本企業(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)品工作圖設計階段的分析與審查

(1)各部件是否有裝配基準，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 審查實例

5.1 鑄造零件結構的鑄造工藝性

(1)為避免縮孔在兩壁連接處應做成圓角(見圖1)。

圖1 兩壁連結處應有圓角

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

圖2 厚壁與薄壁的連結處應平滑過渡

5.2 零件結構的冷沖壓工藝性

(1)彎曲件或拉深件上沖孔時，孔與直壁之間應保持一定距離，以免沖孔時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)沖裁件尺寸的基準盡可能與制造模具時的定位基準重合，并選擇在沖裁過程中不參加變化的面或線為基準。如圖4(a)中所示的尺寸標注是不合理的，因為模具的磨損將導致尺寸C的設計基準不穩(wěn)定，應改用(b)的標注方法。

圖4 沖裁件的尺寸標注

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

5.3 零件結構的焊接工藝性

(1)焊接件所用材料應具有可焊性;焊縫的布置應用利于減小焊接應力變形;

(2)焊接件的技術要求要合理;

(3)在焊接的端部產(chǎn)生銳角的地方應盡量使角度放緩;

(4)不宜采用薄而帶銳角的板料作為加強筋，在焊縫處銳角必須去掉，因為銳角焊接時，板易熔化。同時注意，加強筋過多反而容易造成裂紋;

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

(6)不同厚度的鋼板焊接時，接頭處要平緩過渡，受力的焊縫不要配置在彎折處;

(7)不要把焊縫設置在加工面上。

5.4 零件結構的切削工藝性

(1)零件尺寸公差、形位公差和表面粗造度的要求要經(jīng)濟合理;

(2)各加工平面的形狀應盡量簡單，如圖5(a)中，a面為曲面，不便于鉆孔加工，應改為圖5(b)結構;

圖5 各加工平面的形狀應盡量簡單

(3)零件的結構要素應盡可能統(tǒng)一，并使其能盡量使用普通設備和標準刀具進行加工;

(4)零件的結構應盡量便于多件同時加工。

5.5 塑料零件的結構工藝性

(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，降低對表面粗造度的要求;

(2)制品的形狀應便于成形、脫模，其內(nèi)外表面轉角處盡量采用圓角過渡;這樣，有利于提高制品的強度和剛度，有利于簡化模具結構，降低成本，保證制品質量;

(3)為確保制品的強度和剛度又不致使壁厚過大，可合理設置加強筋，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;加強筋的布置以多一些、矮一些為好;

圖6 加強筋的尺寸

(4)為增強塑料制件的螺紋強度，應選擇較大直徑及螺距的螺紋，對于經(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，螺紋長度應大于螺紋直徑的1.5倍，制件上的螺紋不能設有退刀槽，否則無法脫模;

(5)設計嵌件時，應主要考慮嵌件固定的牢靠性、制件的強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;采用圓形或對稱形狀以及標準緊固件作嵌件等。

5.6 產(chǎn)品裝配的工藝性

(1)應盡量避免裝配時采用復雜的工藝裝備;

(2)在質量大于20kg的裝配單元或其組成部分的結構中應設有吊裝結構要素;

(3)在裝配時應避免有關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盡量保證能使用最少的工具快速拆裝;

(5)各種連接結構形式應便于裝配工作的機械化和自動化。

6 電器產(chǎn)品結構工藝性分析、審查方式與程序

(1)初步設計和技術設計階段的電器產(chǎn)品結構工藝性分析、審查一般采用會審方式進行，對結構復雜的重要產(chǎn)品，主管工藝師應從制定設計方案開始就經(jīng)常參加研究該產(chǎn)品設計工作的各種會議，和有關活動，以便隨時對其結構工藝性提出意見和建議。

(2)對電器產(chǎn)品工作圖樣的工藝性分析與審查，應由產(chǎn)品主管工藝師和相關各專業(yè)工藝師分頭進行。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，設計者根據(jù)工藝性分析、審查記錄上的意見和建議進行修改設計，定稿后由相關人員簽字。

(3)如果設計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行協(xié)商裁決。

7 結束語

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