2.5～5.0
h＞400
3.5～6.0
1.2.3压铸件的加强筋/肋的设计要求
加强筋/肋的作用是增加压铸件的强度和刚性，减少铸件收缩变形，避免工件从模具内顶出时发生变形，作为熔料填充时的辅助回路（熔料流动的通路）。
应注意如下要求：
a.压铸件的加强筋/肋的厚度应小于所在壁的厚度，一般取该处壁厚的2/3~3/4；
1.2.4压铸件的圆角设计要求
设计适当的工艺圆角，有利于压铸成型，避免应力及产生裂纹，并可延长压铸模具的寿命；当压铸件需要进行电镀或涂覆时，圆角处可防止镀（涂）料沉积，获得均匀镀（涂）层。
应注意如下要求：
a.压铸件上凡是壁与壁的连接处（模具分型面的部位除外）都应设计成圆角；
b.压铸件圆角一般取：
1/2壁厚≤R≤壁厚；
1.2.5压铸件设计的铸造斜度要求
铸造斜度是在脱模时，减少压铸件与模具型腔的摩擦，使压铸件容易被取出；减少铸件表面被划伤；延长压铸模使用寿命。
锌铝合金压铸件的一般最小铸造斜度如下表3-2所示：
表3-2锌铝合金压铸件的一般最小铸造斜度
锌铝合金压铸件最小的铸造斜度
外表面
内表面
型芯孔（单边）
1°
1°30′
2°
1.2.6压铸件的常用材料
常用压铸铝合金一般有：
ADC12、YL113、YL102、A380、A360等；
常用压铸锌合金一般有：
3#Zn；
目前，珠江三角洲地区比较普遍的铝合金材料是ADC12，它在压铸成型性、切削性、机械性能等各方面均有较好的表现。
1.2.7压铸模具的常用材料
压铸模具型腔材料要求具有较高的冷热疲劳抗力、良好的断裂韧性及热稳定性。
表3-3常用压铸模具型腔材料牌号
材料标准
AISI
（美国）
DIN
（德国）
JIS
（日本）
ASSAB
（瑞典）
GB
（中国）
热作模具钢
H13
1.2344
SKD61
8407
4Cr5MoSiVi
2第四章铝型材零件设计工艺
铝型材是通过把加热到一定温度的铝坯锭放在挤压机的挤压筒中，挤压机的压力通过挤压杆、垫片作用在坯锭上，迫使金属流出挤压模，从而获得所需形状、尺寸、性能的制品。
2.1型材挤压加工的基本常识
2.1.1铝型材的生产工艺流程
铝型材成型加工中的主要工序是挤压，其它工序与供货状态有关，流程见图4-1
图4-1铝型材零件生产流程
2.1.2常见型材挤压方法
按照挤压型材的类型，可分为实心型材挤压和空心型材挤压等。
按照坯料相对挤压筒的移动特点，可分为正挤压和反挤压等。
一、实心型材挤压
实心型材挤压采用两种基本方法，即金属正向流动的挤压、金属反向流动的挤压，分别如图4-2和图4-3所示。
1.挤压杆2.挤压筒3.挤压垫4.坯锭5.挤压模6.制成品
图4-2实心型材正向挤压
1.堵头2.坯锭3.挤压筒4.挤压模5.制成品6.挤压杆
图4-3实心型材反向挤压
二、空心型材挤压
根据空心型材的外形、孔的数目、尺寸形状、孔对型材断面中心位置的非对称分布程度等，空心型材挤压常采用两种基本方法：
a.挤压针管材挤压法：
可对空心或实心坯锭进行挤压，当采用实心坯锭时，在挤压之前先进行穿孔。
这种方法挤压的空心型材没有接逢，一般用于形状简单、内孔直径较大的异形断面管材，如图4-4所示。
1.挤压杆2.挤压筒3.挤压垫4.坯锭5.挤压针6.挤压模7.制成品
图4-4无逢管材正向挤压
b.组合模焊合挤压：
挤压时采用实心坯锭，组合针和模子是一个整体或装成一个刚性结构。
坯料4放入挤压筒2中，在挤压杆1通过挤压垫片3所传递的力的作用下，坯料金属在高压作用下被模子5分成两股或两股以上的金属流，在模子的焊合室内被重新焊合。
最终在模孔和组合针的逢数之数目等于被分开的金属流股数，如图4-5所示。
1.挤压杆2.挤压筒3.挤压垫4.坯锭5.模子6.模套7.组合针8.制成品
图4-5组合模焊合挤压
2.1.3空心型材挤压模具简单介绍
如上节所述空心型材有两种挤压方式，这里介绍后一种组合模，组合模是将模心置于模孔中与模子组合成一个整体，模孔的形状和尺寸决定了型材的外形和尺寸，而模芯的形状和尺寸则决定着型材内孔的形状和尺寸。
常见的组合模有舌形模和平面分流模等。
舌形模又称桥式模，如图（a）所示；主要缺点是挤压压余大，强度较差，且制造加工困难。
平面分流模可用于舌形模无法生产的，双孔、多孔或内腔复杂的空心型材，如图4-6（b）所示。
图4-6空心型材模具示意
2.2铝型材常用材料及供货状态
1.根据GB/T6892-2000《工业用铝及铝合金热挤压型材》，常见铝及铝合金牌号、状态如下表4-1所示：
表4-1型材的合金牌号、供货状态
合金牌号
供货状态
1060、1100、3A21、3003、5A02、5A03、5A05、5A06
O、H112、F
2A11、2A12、2017
O、H112、T4、F
2024
O、H112、F
5052
O、F
6005、6060
H112、T5、F
6061、6A02、6082
O、H112、T4、T6、F
6063、6063A
O、H112、T4、T5、T6、F
7A04、7075
O、H112、T6、F
注：
1.需方需求其他合金或状态时由供需双方协商确定；
2.表中加粗牌号6063、6005为公司常用型材材料。
6063和6005为公司Q/ZX28.007.2–2004标准推荐使用材料：
6063是镁系列铝合金，具有良好的可挤压性，可以挤压各种截面复杂的型材；中等强度，可以满足各种机械加工的技术要求；适宜的物理特性，内部组织致密、具有良好的导电、导热性能；较好的耐蚀性、及接受阳极氧化的良好能力。
主要用于插箱横梁、小面板、散热器、把手、导轨等。
6005是镁系列铝合金，强度和硬度高于6063；适宜的物理特性，内部组织致密、具有良好的导电、导热性能；较好的耐触性、及接受阳极氧化的良好能力。
6005主要用于6063无法满足强度和硬度要求的场合，如插箱横梁，可减轻扳手啃咬型材现象，但6005型材加工的成型非常困难，一般的型材厂家不能加工，只有少数厂家能加工，且尺寸精度不易控制。
两种材料具体参数见公司《结构材料手册——有色金属材料》Q/ZX28.007.2–2004标准。
2.根据GB/T16475-1996《变形铝及铝合金状态代号》，铝合金的状态如下表4-2：
表4-2铝合金基础状态代号、名称及说明与应用
代号
名称
说明与应用
F
自由加工状态
适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品，该状态产品的化学性能不作规定。
O
退火状态
适用于经完全退火获得最低强度的加工产品
H
加工硬化状态
适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所下降的附加处理。
H代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字。
W
固溶热处理状态
一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。
T
热处理状态
（不同于F、O、H、状态）
适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态的产品。
T代号后面必须跟一位或多位阿拉伯数字。
铝型材的热处理，参见公司《结构型材设计手册》Q/ZX28.005-2001标准中铝合金型材热处理一节。
2.3铝型材零件的加工及表面处理
2.3.1铝合金型材零件的加工
2.3.1.1铝合金型材零件的加工精度：
铝合金型材零件一般情况下，根据《铝及铝合金挤压型材尺寸偏差》GB/T14846-93标准中的高精度要求加工，有特殊要求可按超高精度要求进行加工。
2.3.1.2铝合金型材零件的表面粗糙度：
型材表面（氧化处理前表面）粗糙度，一般情况下，装饰面表面粗糙度Ra取0.8μm；非装饰面表面粗糙度Ra取1.6μm。
2.3.1.3铝合金型材零件的切削加工：
根据铝合金型材的形状，型材后续一般进行铣削、车削加工和钻削加工，对于一些面板、横梁型材上方孔和异形孔需要进行模具冲压加工（批量大时）或线切割加工。
型材切削面的粗糙度应根据设计需要一般Ra取6.3μm或3.2μm。
2.3.2铝合金型材零件的表面处理
2.3.2.1铝合金型材零件的非喷涂的表面处理
对于铝合金型材零件的非喷涂表面，在加工、装夹、和搬运途中产生的磕碰划伤等，为了掩饰这些轻微的划伤，没有喷粉处理的铝合金型材表面一般要进行喷砂处理，否则，难以通过产品的质量检验。
喷砂按纹理粗细分为两种：
ZX-SB100（Al）粗纹和ZX-SB150（Al）细纹，一般选用150号。
3
第五章金属的焊接设计工艺
焊接是制造金属制品的一项重要工艺和技术，被广泛应用于机械制造、电讯和家用电器的各个行业。
焊接的方法分类方法有很多种，不同的焊接方法其焊接工艺有所不同。
本章主要介绍金属的焊接性能及我们的结构设计中常用的几种焊接方法。
3.1金属的可焊性
在设计金属材料之间的焊接结构时，首先要考虑要焊接的金属之间的可焊性，不同的金属进行焊接和相同的金属进行焊接，其可焊性都是不一样的。
特别是重要的焊接结构时，要仔细检查焊接材料之间的可焊性。
3.1.1不同金属材料之间焊接及其焊接性能
不同金属材料之间焊接及其焊接性能各不相同，具体见下表5-1：
表5-1异种金属的焊接性
钨
钼
铬
钛
铍
铁
镍
铜
金
银
镁
铝
锌
镉
铅
锡
钨
钼
E
铬
E
E
钛
F
E
G
铍
P
P
P
P
铁
F
G
E
F
F
镍
F
F
G
F
F
G
铜
P
P
P
F
F
F
E
金
P
F
F
F
F
E
E
银
P
P
P
F
P
P
P
F
E
镁
P
P
P
P
P
P
P
F
F
F
铝
P
P
P
P
F
P
P
F
F
F
F
锌
P
P
P
P
P
F
F
G
F
G
P
F
镉
P
P
P
F
P
F
G
E
P
F
铅
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
锡
P
P
P
P
P
P
P
P
F
F
P
P
P
P
F
注：
E—优秀；G—良好；F—较好；P—差；空格—无数据。
3.1.2同种金属的焊接性能
实际上，我们遇到最多的还是同种金属之间的焊接，主要是钢与钢的焊接，以及有色金属与有色金属之间的焊接。
钢与钢的可焊性
含碳量越低，钢合金中合金的含量越低，其焊接性能越好，含碳量和合金含量越大，可焊性不好，焊接时淬裂的可能性越大，具体参见表5-2。
表5-2钢材的焊接性
钢号
可焊性
说明
可焊等级
非铁元素含量（%）
合金元素总含量
含碳量
08、10、20、25、15Mn、20Mn、15Cr、20Cr、0Cr13、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9、
良好
<1
<0.25
在任何普通生产条件下，都能焊接，没有工艺限制，对于焊接前后热处理以及焊接焊接的热规范没有特殊要求，焊接后变形容易矫正。
1~3
<0.2
>3
<0.18
30、35、30Mn、30Cr、1Cr13、0CrMnSi、
一般
<1
0.25~0.35
焊接形成冷裂的倾向小，按照合理的焊接热规范可以得到满意的焊接性能。
在焊接复杂的结构和厚板时，必须预热。
1~3
0.2~0.3
>3
0.18~0.25
40、45、20Cr、40Cr、2Cr13、
较差
<1
0.35~0.45
在通常情况下，焊接时，有形成裂纹的倾向，焊前应预热、焊后要热处理、严格按照特别的焊接规范，才能获得满意的焊接性能。
1~3
0.3~0.4
>3
0.28~0.38
50、55、60、65、70、65Mn、3Cr13、50Cr、40CrSi、
很差
<1
>0.45
在通常情况下，焊接时，很容易形成裂纹的倾向，焊前应预热、焊后要热处理、严格按照特别的焊接规范，才能完成焊接。
1~3
>0.4
>3
>0.38
有色金属的焊接性能
有色金属的焊接，通常采用气焊和氩弧焊，并合理选择焊丝，才能到达理想的焊接性能。
常用有色金属的焊接性能表5-3所示：
表5-3有色金属焊接性能
铜
黄铜
硅青铜磷青铜
锡青铜铝青铜
纯铝
铝镁系铝合金
锰铝系铝合金
硬铝超硬铝
高强度铝合金
一般
良好
较差
良好
一般
较差
很差
3.2点焊设计
3.2.1接头型式
点焊是电阻焊最常见的一种焊接方法是钣金结构设计中常用的焊接方式，常见的点焊接头是板材的搭接和折弯边接，如图5-1，
图5-1点焊的接头型式
3.2.2点焊的典型结构
应尽可能采用具有强烈水冷的通用电极进行点焊。
点焊距离工件边缘的距离不应太小。
如图5-2。
X—焊点中心到折弯边的距离；D—电极的直径
图5-2点焊的结构形式
3.2.3点焊的排列
点焊的排数在一般情况下，排成一列，在焊件要求有高强度时，允许用多行排列或交错排列。
如图5-3。
图5-3点焊的排列
3.2.4钢板点焊直径以及焊点之间的距离
两板厚度之比在1：
3范围内时，能成功地点焊，但焊接情况并不理想，为了焊接性能好，两板厚度之比最好采用1：
1，或者接近1：
1。
表5-4给出了不同厚度零件点焊的焊点直径、焊点排列之间距离、焊点之间的距离等参数。
表5-4焊点的距离以及焊点的直径
零件厚度
（mm）
焊点中心至最近边缘距离X
（mm）
焊点直径d
（mm）
焊点排列之间距离u
（mm）
焊点之间的距离t
（mm）
0.5+0.5
0.5+0.8
0.5+1.0
1.0+1.0
1.0+1.5
1.0+2.0
1.5+1.5
1.5+2.0
1.5+2.5
2.0+2.0
2.0+2.5
2.5+2.5
6
6
6
6
6
6
9
9
9
11
11
11
3~4
3~4
3~4
4~5
4~5
4~5
5~6
5~6
5~6
6~7
6~7
6~7
6~8
6~8
8~11
8~15
8~15
8~15
10~20
10~25
10~25
11~25
11~25
11~25
8
8
11
15
18
20
20
25
25
25
25
25
注:
点焊零件的厚度不在表5-2的规范内，可以选用与其近似的规范。
3.2.5铝合金板材的点焊
工业纯铝（L1-6）、防锈铝（LF2-LF6、LF21）的焊接性较好，硬铝（LY11、LY12）的焊接性尚稍差一些。
对铝合金的点焊，因其导热性好，铝合金板的焊点最小间距一般不小于板厚的8倍。
表5-4为铝合金板焊点间距及搭边宽度。
表5-5铝合金点焊最小搭边宽度、焊点间距和排间距离（mm）
板厚
焊点中心至最近边缘最小距离x
焊点排列之间最小距离u
焊点之间的最小距离t
0.5
1.0
1.6
2.0
3.2
9.5
13
19
22
29
9.5
13
16
19
32
6
8
9.5
13
16
3.2.6点焊的定位
点焊一般是采用以下三种方法定位的：
1）通过开工艺定位孔用销子定位
预先在工件1和工件2上打二个孔，焊接时用定位销来保证工件1与工件2之间的相对位置X和Y，如图5-4，这样的定位容易获得较高的定位精度，定位简单方便。
为了规范和统一定位孔的直径，便于定位销的通用性，点焊工艺定位孔直径D最好选择1.7和3.0。
这种定位方法一般实用于焊接的两个零件不在整件的外表，或者尽管在外面但定位孔不影响美观的情况。
图5-4用销子定位
2）过开工艺定位孔上螺丝定位
这种方法的原理同5.2.6基本相同，但是，比较麻烦，采用较少。
3）制作定位工装焊接
对于象机箱机柜的前门等零件，对外观影响较大，因为造型和美观的原因，不能开定位孔，一般需要用专门的定位工装，焊接时对焊接件定位，其焊接精度取决于定位工装的精度。
3.3角焊
通讯行业的机箱机柜的钣金结构设计中，经常会用到角焊，特别是机柜的结构设计中，为了达到较高的框架强度和刚度，经常需要进行角焊，如图5-5所示。
但是，这种角焊焊接质量不易控制，焊接后，外侧要打磨，效率较低，特别是焊缝较长时，焊接容易变形，如果焊接的板材较薄，板材还容易焊通，造成零件报废，所以，建议尽量不要采用这种焊接结构，特别是批量很大的小盒体钣金零件，原则上，为了避免打磨、保证焊接质量和加工进度、降低成本和报废率，应该尽可能避免这种焊接，如果外观和设计上许可，尽可能采取图5-6所示拉铆、螺装、点焊代替钣金间的角焊。
图5-5钣金间的角焊
图5-6用点焊、铆接和螺装代替钣金的角焊
3.4缝焊
缝焊如图5-7所示，是钣金焊接中特别是机柜、底座中常见的焊接方式，焊接牢固，焊接后零件刚度好，但是，一般都需要打磨。
同上面所述的角焊的情况一样，为了避免打磨，原则上，在批量很大的小盒体机箱或类似的产品中，应该尽量避免采用。
图5-7缝焊
4第六章塑料件设计工艺
4.1塑胶件设计一般步骤
塑料件是在工业造型的基础上进行的结构设计，首先看有无相识的产品借鉴，再对产品及零件进行详尽的功能分解，确定零件的折分、壁厚、脱模斜度、零件间的过渡处理、连接处理、零件的强度处理等主要工艺问题。
1）相似借鉴
在设计前，首先应查找公司和同行类似的产品，原有的产品发生过那些问题，有那些不足，参考现有的成熟结构，避免有问题的结构形式，是最省事、最有效的办法。
2）确定零件折分、零件间的过渡、连接、间隙处理
从造型图和效果图理解造型风格，配合产品的功能分解，确定零件折分的数目（不同的表面状态要么分为不同的零件，要么在不同的表面之间须有过度处理），确定零件表面间的过度处理，决定零件之间的连接方式，零件之间的配合间隙。
3）零件强度与连接强度的确定
根据产品大小，确定零件主体壁厚。
零件本身的强度，由壁厚塑料件、结构形式（平板形状的的塑料件强度最差）、加强筋与加强骨共同决定。
在决定零件的单个强度的同时须确定零件之间的连接强度，改变连接强度的方法有，加螺钉柱，加止口，加扣位，加上下顶住的骨位。
4）脱模斜度的确定
脱模斜度要根据材料（PP，PE硅胶，橡胶能强行脱模）、表面状态（饰纹的斜度要比光面的大，蚀纹面的斜度尽可能比样板要求的大0.5度，保证蚀纹表面不被损伤，提高产品的良品率）、透明与否决定零件应有的脱模斜度（透明的斜度要大）等因素综合确定。
4.2公司不同的产品系列推荐的材料种类。
表6-1不同塑料零件的推荐材料
序号
零件分类
推荐材料
标记示例
注意问题
1
扳手类
阻燃级ABS
阻燃级
ABS
加色一定要抽粒，真空镀，电镀性能不好
2
小面板类
阻燃级ABS
HF-606
加色一定要抽粒，真空镀，电镀性能不好
3
导轨类
PA66+玻纤
PA66-RG25
零件看起来表面粗糙，颜色难以调配，此种材料脆，韧性不好，结构件上的扣位等小结构易断，在结构设计上要加圆角，增强强度
4
灯镜，导光柱类
PMMA，PC
PMMA560F
透明PC韧性好，价格高，透光性差些。
PMMA易脆，透光性好些，价格低些。
5
镜片，透明窗
透明PC
陶氏302-05
ＰＣ的流动性不好，
4.3塑胶件的表面处理
表6-2塑料表面处理的选择
序号
种类
工艺实质
表面效果
注意事项
1
塑胶原生光面
模具型腔表面抛光
塑胶表面光滑，光亮
模具表面尺寸精度越高，表面光洁度越高，零件的光泽越均匀，柔和。
2
塑胶原生纹面
对模具表面抛光的基础上再饰纹
塑胶表面呈现微小的纹理，同时表面有不同的光泽状态
蚀纹板分为，光纹，半光纹，亚光纹。
粗纹一般不与喷油联用。
蚀纹板越细越不耐刮花。
亚光纹易刮花
3
塑胶表面喷油
对塑胶表面进行喷涂处理
能得到不同的颜色，不同的光泽状态，不同的手感，不同的耐磨程度的表面
喷漆有亮光效果和亚光效果，喷漆能明显提高塑料件表面的外观档次，但是，成本也随之增加很多。
4
塑胶表面丝印，移印
对塑胶零件表面局部印刷
能印字、图案，能有不同的颜色状态
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