机箱设计规范--研祥.doc

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深圳市研祥智能

科技股份有限公司

文件名称：

机箱结构设计规范

编号：

WC-R&D-

版本：

A0

页次：

23/23

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：

机箱

背板组件

面板组件

导轨

箱体组件

箱盖组件

挡口板

背板

箱盖压板

箱盖

面板

门组件

面板支架

把手

挂耳

门

铰链

门玻璃

可做成一体

箱体

喇叭架

进风防尘组件

EMC弹片

底板组件

压条

驱动器组件

风扇架

防尘网盖

防尘网架

后压条

前压条

I/O弹片

I/O架

插槽架

底板支架

ATX

AT

接地弹片

光驱盖

软驱盖

驱动器架

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）

图1-3

图1-2

图1-1

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

h1

h2

h3

±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