机箱设计规范.docx
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机箱设计规范
1.范围
本规范适用于工业计算机类标准19＂上架机箱的结构设计。
2规范性引用标准及参考文献
2.1GB/T3047.2-1992高度进制为44.45mm的面板、机架和机柜基本尺寸系列
2.2GB/T14665-1998机械工程CAD制图规则
2.3GB/T2822-1991标准尺寸
2.4《电子设备结构设计原理》
3机箱设计的基本要求
3.1.1保证产品技术指标的实现：
设计机箱时，必需考虑机箱内部元、器件相互间的电磁干扰和热的影响，以提高电性能的稳定性；必需注意机箱的强度、钢度问题，以免产生变形，引起电气接触不良、门、插接件卡滞，甚至受振后损坏；必需按实际工作环境和使用条件，采取相应的措施以提高设备的可靠性和使用寿命，保证产品技术指标的实现。
3.1.2便于设备的操作使用与安装维修：
为了能有效地操作和使用设备，必须使机箱的结构设计符合人的心理和生理特点，同时还要求结构简单，装拆方便。
此外，面板上的控制器、显示装置必须进行合理选择与布局，以及考虑操作人员的人身安全等等。
3.1.3良好的结构工艺性：
结构与工艺是密切相关的，采用不同的结构就相应有不同的工艺，而且机箱结构设计的质量必须要有良好的工艺措施来保证。
因此，要求设计者必须结合生产实际考虑其结构工艺性。
3.1.4贯彻标准化、模块化：
3.1.4.1标准化是国家的一项重要技术经济政策和管理措施，它对于提高产品质量和生产率、便于使用维修、加强企业管理、降低生产成本等都具有重要作用。
结构设计中必须尽量减少特殊零、部件的数量，增加通用件的数量，尽可能多的采用标准化、规格化的零、部件和尺寸系列（尽量采用标准库中和国标零部件）。
3.1.4.2模块化是标准化的发展，是标准化的高级形式，用模块可组合成新的系统，也易于从系统中拆卸更换。
模块具有典型性、通用性、互换性、或兼容性。
标准化通用化只是在零件级进行通用互换，模块化则是在部件级，甚至子系统级进行互换通用，从而实现更高层次的简化。
4机箱设计的其本步骤
4.1.1详细研究产品的技术指标；
4.1.1.1产品的技术指标是设计、制造与使用的唯一依据，亦是检验产品质量的客观标准，为了正确的进行机箱结构设计，应深入实际，详细研究产品的各项技术指标，了解国内外同类产品或相近类型产品的结构与使用情况，然后再确定结构的形式。
4.1.2确定机箱的类型和外形尺寸：
4.1.2.1机箱类型是在总体布局过程中，根据不同的产品应用需求，制定各种不同方案，经过讨论分析和比较而确定是挂墙式、桌面式、还是上架式的。
4.1.2.2机箱尺寸是按机箱内元器件的大小确定初步尺寸，然后根据这个尺寸选用标准尺寸；也可先选定标准的外形尺寸，再进行箱内的元器件布局分配。
4.1.3面板设计、机箱内元器件的排列布局；
4.1.3.1面板的尺寸是在机箱类型、尺寸确定后定下的，而面板上各种操纵和显示装置的选择和布局，应该根据电原理图的要求、人机工程、造型、通风等因素综合考虑。
4.1.3.2机箱内部元器件的排列是根据电原理图，主要元、器件的外形尺寸及相互关系，并考虑通风、减振、屏蔽及走线的方便美观程度等来确定的。
4.1.4确定机箱零、部件结构形式，绘制零件图纸
4.1.4.1图纸是工业的语言，再好的设计，也需用它表达出来，一套清晰完整的图纸是一个好的产品的前提和保证。
我公司机械图采用《中国国家工程制图标准》，投影方式采用第一视角投影法，尺寸标注参照GB/T2822-1981，对于由主要尺寸导出的因变量尺寸和工艺上工序间的尺寸，不受此限制；对已有标准规定的尺寸，可按专用标准选用，机械组参照GB/T14665-1998所做的《模板及图框使用说明》对CAD电子档、图框、图层、图线等也做了详细规定，详见《受控文件归档模板》。
4.1.4.2本公司一套完整的机械图纸由以下9部份组成：
1.图纸封面；2.零件清单；3.总装图；4.部件图；5.零件图；6.碰焊图；7.丝印图；8.包装图；9.产品使用说明书；
4.1.4.31.图纸封面上应有所设计机箱的名称及设计、审核、批准的签名；2.零件清单包括所设计机箱的所有图纸和应用到的机箱辅件，详见附表及填表说明；
3.总装图，要能够明确表达出主要零、部件及元器件的安装位置，机箱的外型、安装尺寸；
4.在总装图不能完全表达设计意图时，还需做出部件图，部件图的要求同于总装图；
5.零件图是整套图纸的最基本单元，不光要求能按制图标准清楚表达零件，还需在标题栏中注明零件名称、数量、所属机箱、图号、材料、表面镀涂以及零件版本；
6.碰焊图要能够清楚表达各碰焊件的位置，在有严格尺寸要求时，还需标注尺寸、公差，在碰焊图明细栏中，需详细列出碰焊件的代号、名称、图号、数量；
7.丝印图要能清楚表达出丝印文字、图形的位置，技术要求中应注明丝印文字、图形的高度，字体类型、颜色等，颜色需用PANTONE色卡表示；
4.1.4.4除电镀外，所有零件的表面处理，在零件图、碰焊图中只注明“喷漆”或是“喷粉”，具体颜色在《零件清单》中注明，不做表面处理的零件，镀涂栏内不填内容。
5机箱的结构件：
5.1机箱零部件的分类及命名：
如上图所示，机箱主要由五大部份组成，各部份又分成若干小的部份，在没有特殊要求的情况下，零件图中的零件名称需按上图所列的零件名称命名，上图也可作为整套机箱设计完后的对照检查使用。
5.2面板组件（摘自GB/T3047.2-92）
5.2.1.1面板（见图1-1~图1-3）
5.2.1.2面板宽度B的尺寸系列：
482.6，609.6，762.0mm
5.2.1.3高度H的尺寸系列见表1-1
5.2.1.4面板的材料：
面板一般使用型材或2.50mm冷轧钢板制作；工作站的面板用铝合金板制作，厚度分为10mm、8.0mm、6.0mm、5.0mm几个规格；
5.2.1.5面板上的装饰：
为了机箱外表的美观，一般在机箱的面板上都有一些装饰性的丝印、凹凸槽等，原则是不能影响机箱功能及牢固性，公司的标志一般装在机箱面板的左上角醒目位置，特殊情况可例外；
表1-1
代号
图号
n.U
H
h
h
h
±0.4
1-1
1U
43.6
5.9
2U
88.1
37.7
1-2
1U
43.6
5.9
31.8
2U
88.1
5.9
76.2
3U
132.5
37.7
57.15
4U
177
37.7
101.6
5U
221.5
37.7
146.1
6U
265.9
37.7
190.5
1-3
6U
265.9
37.7
57.15
76.2
7U
310.3
37.7
88.9
57.15
8U
354.8
37.7
101.6
76.2
9U
399.2
37.7
101.6
120.6
10U
443.7
37.7
101.6
165.1
11U
488.1
37.7
133.3
146.1
12U
532.6
37.7
133.3
190.6
注：
表中：
U=44.45mm；H=nXU-0.8mm；当结构设计需要增加不足1U的面板高度时，允许在H值上增加1/2U，但h1、h2、h3不变。
5.2.1.6面板安装槽口或安装孔的尺寸见图1-4：
图1-4
5.2.1.7
面板的类型与机柜立柱的配合示意，见图1-5：
图1-5
5.2.1.8面板与机柜（或机架）在宽度方向上的安装尺寸（见图1-6、表1-2）
图1-6
表1-2
B
B1
B’min
482.6
465
450
609.6
592
577
762.0
744.4
729.4
5.2.1.9挂耳：
挂耳可与面板做成一体，也可单独做成一个零件，但挂耳上的上架孔以及挂耳与机箱面板整合后的外型尺寸必须符合GB/T3047.2-92；
5.2.1.10把手：
把手应优先选用《机械设计通用件标准库》中的把手，为了便于机箱上架后与机柜立柱贴平，机箱面板上固定把手的螺钉应选用沉头螺钉，面板也需在背面沉孔，把手装上后，不得影响上架螺钉的装配；新设计把手时，应符合以下标准：
（1）4U（包含4U）以上的机箱，把手固定孔距为138mm，固定螺孔为2-M4；
（2）2U机箱把手固定孔距为64mm，固定螺孔为2-M4；
（3）1U机箱把手固定孔距为35mm，固定螺孔为2-M3；
5.2.1.11面板支架：
面板支架是面板与箱体之间的过渡件，它和面板、箱体都要有良好的电接触，面板支架不光要支撑面板，还要支撑装在门板内的开关、灯板、防尘网组件等，面板支架上开关类的开孔可参照《机械设计标准库》，驱动器的开孔是在驱动器外型尺寸基础上周边放大0.3mm，面板支架与箱体之间的间隙单边留0.2mm比较合适；
5.2.1.12门组件：
门组件一般由门、玻璃、门绞几部份组成，因要监视门内指示灯的运行状态，一般在门上都开有能够看到灯的观察窗，在观察窗内嵌有门玻璃；门绞是把门与箱体联接起来的一个重要部件，应优先选用《机械设计通用件标准库》中的标准门铰链，设计时应对门的开闭情况做模拟试验，包括锁在内的所有门上附件不得与面板有碰撞、卡滞现象，完全开启后的门也不能碰在面板上，以免蹭掉面板上的喷涂层；一般门与门框的间隙单边留0.3mm比较合适，靠近门绞侧的间隙可适当放大，考虑到转动干涉及外表的美观，门绞侧的边可铣成斜边，门框相应位置也需倒角；
5.3
箱盖组件
5.3.1箱盖：
箱盖的外型尺寸：
一般与箱体同宽，与箱体接触面有良好的电接触，单边间隙留0.3mm较适宜；
5.3.2箱盖压条：
为便于箱盖与箱体固定，在箱盖内侧设计有压条，帮助箱盖卡在箱体上，一般压条与箱盖间的间隙等于面板支架的板厚加上0.3mm；
5.4
箱体组件：
箱体、面板与箱盖的基本尺寸（见图1-7、表1-3）；
图1-7
表1-3
B
482.6
609.6
B3（包含机箱两导轨）
<449（推荐不含导轨425）
<576（推荐不含导轨560）
H
见表1-1
H3
≦H（参照GB/T2822-1981选用标准尺寸）
D3
240、300、360、420，需要时按60mm增量增加
5.4.1
箱体是整个机箱的重要组成部分之一，它不光承担机箱中电子元器件的“保卫”、屏蔽、固定的任务，还要在适当的位置对电子元器件的连接线加以固定；箱体与其它部件碰焊时，焊点间距不得大于50mm，对一些外露的窄长缝隙，需加以处理，方法有三种，a减小碰焊点间距，b缩小固定螺钉间距，c增加EMC弹片；
5.5驱动器架：
驱动器架可按其在机箱中所处位置及与相邻零件、元件的位置关系确定，驱动器需有前后调节的空间，与驱动器配合时建议侧面单边间隙留0.3mm，驱动器架与驱器以及机壳要保证有良好的电气接触，例如可在橡胶减震上装跨接弹片，在不装光软驱的情况下，还应设计光、软驱盖板，光软驱盖应优先选用《机械设计通用件标准库》中的。
5.6压条：
压条的作用是在机箱中压紧所有板卡,使机箱在经受恶劣环境下的震动时板卡不致于松动或接触不良,所以压条要有一定的钢性、强度，材料必须选用1.50mm以上的钢板,在已知最高板卡的情况下,设计时压条的下表面距板卡的上表面距离为5.0mm,这样压块既有一定的压缩量，又不用再加工浪费工时，在压其它板卡时，可在压块尺寸A上进行调整，见图1-8；压条上装压块的开孔见图1-9，两侧开孔若要错开设计时，靠近插槽架一侧的开孔按正常位置设计；压条分为前后两条，前压条压在全长卡的后端，后压条在机箱中的位置一般处于PICMG卡前端1/3处（约为114mm），前、后压条下表面距板卡上表面的
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