结构设计基本知识

结构设计根本知识了解结构设计根本知识了解1讲义主要包括内容：讲义主要包括内容：结构设计定义、职责及开发流程结构设计定义、职责及开发流程 塑胶材料知识及塑胶模具塑胶材料知识及塑胶模具 五金材料知识及冲压模具五金材料知识及冲压模具 包装局部知识包装局部知识一一.结构设计结构设计1.1.结构设计定义结构设计定义2.2.结构设计职责结构设计职责3.3.结构设计结构设计MDMD与相关部门的关系与相关部门的关系4.4.结构设计开发流程结构设计开发流程一一.结构设计结构设计结构设计定义结构设计定义MDMD 结构设计结构设计Mechanical DesignMechanical Design：根据已确：根据已确定的原理方案，完成具体的整机产品结构图，定的原理方案，完成具体的整机产品结构图，将抽象的原理方案具体转化为一个个构件或零将抽象的原理方案具体转化为一个个构件或零部件，以表达其所要求的外观和功用。具体内部件，以表达其所要求的外观和功用。具体内容是确认每个构件的材料、形状、尺寸、公差、容是确认每个构件的材料、形状、尺寸、公差、外表处理等的同时，还需要考虑其加工工艺、外表处理等的同时，还需要考虑其加工工艺、强度、精度以及与其他零件间的相互配合关系强度、精度以及与其他零件间的相互配合关系等问题。等问题。一一.结构设计结构设计2.2.结构设计主要职责结构设计主要职责负责产品结构方案的设计和功能的实现负责产品结构方案的设计和功能的实现负责监控模具供给商的工作，并对模具进行审核、负责监控模具供给商的工作，并对模具进行审核、验收验收负责结构模组的规划和选择负责结构模组的规划和选择负责整机测试中关于结构局部的测试负责整机测试中关于结构局部的测试负责有关结构局部的生产维护工作负责有关结构局部的生产维护工作 负责给其他部门提供结构方面的技术支持负责给其他部门提供结构方面的技术支持 一一.结构设计结构设计3.3.结构设计（结构设计（MDMD）与相关部门的关系与相关部门的关系结构设计结构设计（MDMD）工业设计工业设计（IDID）平面设计平面设计（GDGD）包装设计包装设计（PDPD）热流设计热流设计（TAETAE）市场部市场部生产部生产部硬件硬件软件软件安规安规LAYOUTLAYOUT物控物控采购采购生产问题处理领料.生产试做特规单处理供应商评估模具报价.开模.零件承认.样品请购元件布局（走线.接地.EMC）DCCDCCPCB固定孔位功能实现安轨认证机械.电气防护文档处理产品需求外观、功能要求平面文件处理包装设计运输实验验证散热设计及问题解决与与其其他他各各部部门门间间的的关关系系直接联系较少外观设计、功能规划包装外观设计，标签、菲林设计，说明书设计，宣传资料设计包装结构设计，运输实验验证热流分析与散热设计，散热片设计，风扇选择品保品保品质问题解决1.1.结构设计结构设计4.4.结构设计开发流程结构设计开发流程 产品需求产品需求工业设计工业设计结构设计结构设计技术评审技术评审打样确认打样确认厂商报价厂商报价模具评审模具评审开模跟踪开模跟踪样品检测样品检测修模修模/改模改模样品检测样品检测样品承认样品承认模具承认模具承认小批量小批量正式量产正式量产二二.塑胶材料知识及塑胶模具塑胶材料知识及塑胶模具1.1.塑料定义及常用塑胶材料塑料定义及常用塑胶材料2.2.塑胶模具塑胶模具1.1.塑胶材料塑胶材料F 含义含义 塑料是以合成或天然的树脂作为主要成分，添加或不添加辅助材料塑料是以合成或天然的树脂作为主要成分，添加或不添加辅助材料如填料，增塑剂，稳定剂，颜料，防老剂等，在一定温度，压力下加如填料，增塑剂，稳定剂，颜料，防老剂等，在一定温度，压力下加工成型而成的。塑料的性能主要取决于主体成分高聚物树脂的性质，工成型而成的。塑料的性能主要取决于主体成分高聚物树脂的性质，高聚物中适当添加某些辅料可以改善材料耐寒，耐热，耐磨，导热，高聚物中适当添加某些辅料可以改善材料耐寒，耐热，耐磨，导热，机械和加工性能。机械和加工性能。优点：密度小优点：密度小,具有较高的比强度；同时具有良好的耐磨性和耐腐具有较高的比强度；同时具有良好的耐磨性和耐腐性，以及优良的电绝缘性、热绝缘性和成型工艺性。性，以及优良的电绝缘性、热绝缘性和成型工艺性。缺点：不耐高温，强度差易变形，热膨胀系数大，导热差，易老化缺点：不耐高温，强度差易变形，热膨胀系数大，导热差，易老化等缺点。等缺点。F 分类分类 按受热特性分：热塑性塑料和热固性塑料。按受热特性分：热塑性塑料和热固性塑料。按塑料用途分类：通用塑料和工程塑料。按塑料用途分类：通用塑料和工程塑料。F 常用塑料常用塑料 ABSABS、PCPC、ABS+PCABS+PC、POMPOM、PPPP、PMMAPMMA、PEPE、PAPA、PVCPVC等等2.2.塑胶模具塑胶模具 含义含义 首先了解模具概念首先了解模具概念在工业生产中，用各种在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。这种专用工具统称为模具。再看塑胶注塑模具再看塑胶注塑模具是指经注塑机将熔融是指经注塑机将熔融/塑化后的塑料注入其成型模腔内通过保压冷却而塑化后的塑料注入其成型模腔内通过保压冷却而形成塑胶制品之工具其独立于成型机。形成塑胶制品之工具其独立于成型机。分类分类 按成型方式可分为注射成型模、吹塑模、吸按成型方式可分为注射成型模、吹塑模、吸塑模、挤压成型模等。塑模、挤压成型模等。注塑模具之根本架构注塑模具之根本架构 浇注系统浇注系统/成型系统成型系统/排气系统排气系统/冷却系统冷却系统/顶顶出系统出系统/导向系统导向系统/固定与定位局部。固定与定位局部。按浇注系统可将注塑模具分为：大水口模具、按浇注系统可将注塑模具分为：大水口模具、细水口模具和热流道模具；而按结构可将注塑模细水口模具和热流道模具；而按结构可将注塑模具主要分为两板模和三板模。具主要分为两板模和三板模。2.2.塑胶模具塑胶模具 注塑成型之根本过程注塑成型之根本过程 合模合模 注射注射 保压保压 冷却冷却 开模开模 顶出顶出2.2.塑胶模具塑胶模具F 典型单分型面注塑模剖面典型单分型面注塑模剖面2.2.塑胶模具塑胶模具F 模具成型动画演示模具成型动画演示两两板板模模成成型型动动化化演演示示三三板板模模成成型型动动化化演演示示三三.五金材料知识及冲压模具五金材料知识及冲压模具1.1.常用五金材料及加工工艺常用五金材料及加工工艺2.2.冲压模具冲压模具1.1.常用五金材料常用五金材料目前工业产品所使用的五金材料主要有以下几类目前工业产品所使用的五金材料主要有以下几类.钣金类钣金类:薄钢板薄钢板,加工方便加工方便,节省材料节省材料,本钱低本钱低等因素等因素,使钣金薄钢板材料应用的最为广泛使钣金薄钢板材料应用的最为广泛.金属工件金属工件(机加工机加工):):加工本钱较高加工本钱较高,应用广泛应用广泛合金材料合金材料(机加工机加工):):性能比普通金属材料优越性能比普通金属材料优越,本钱高本钱高,通常用于工治具类产品的制作通常用于工治具类产品的制作其它材料其它材料:橡胶橡胶Rubber,Rubber,绝缘材料等绝缘材料等.1.1.常用五金材料常用五金材料常用钢板：常用钢板：镀锌钢板镀锌钢板SECCSECC 通常又叫白锌板，有抗腐蚀性强及外表美观通常又叫白锌板，有抗腐蚀性强及外表美观的特征，其外表有的特征，其外表有 镀锌层结晶花纹。镀锌层结晶花纹。SECC 1.2t(E16/E16)SECC 1.2t(E16/E16)：1.2t1.2t是指厚度是指厚度1.2mm1.2mm，E16/E16E16/E16是指两面镀锌，每面的镀锌量是是指两面镀锌，每面的镀锌量是16g/m16g/m。冷轧钢板冷轧钢板(SPCC)(SPCC)没有经过外表镀锌处理的冷轧钢板，因此抗没有经过外表镀锌处理的冷轧钢板，因此抗腐蚀能力较差，一般在加工成型后，我们会腐蚀能力较差，一般在加工成型后，我们会要求厂商喷漆来保护外表。要求厂商喷漆来保护外表。铝板铝板 特点特点:重量轻重量轻,外观好外观好,目前应用越来越广目前应用越来越广泛。泛。合金类板合金类板 特点特点:具有特定的性能具有特定的性能,如不锈钢薄板如不锈钢薄板,弹弹簧钢薄板等。簧钢薄板等。常用钣金材料厚度系列：常用钣金材料厚度系列：0.50.5、0.60.6、0.80.8、1.01.0、1.21.2、1.51.5、2.02.0、2.52.5、3.0mm3.0mm1.1.常用五金材料常用五金材料五金件的加工工艺五金件的加工工艺模具加工和模具加工和NCTNCT加工的区别加工的区别 *钣金的模具加工是指使用专用的冲压模具钣金的模具加工是指使用专用的冲压模具进行产品的落料，折弯，成型进行产品的落料，折弯，成型.特点特点:加工快捷加工快捷,本钱低本钱低,但产品模具开发但产品模具开发费用很高费用很高,需专用的冲压设备需专用的冲压设备,适用于批量制适用于批量制作的定型的产品作的定型的产品 *NCT *NCT又称数值控制冲压技术，主要是指五金又称数值控制冲压技术，主要是指五金件的落料过程由件的落料过程由NCTNCT机床或机床或LaserLaser机加工完成。机加工完成。其后的折弯过程由数控折床完成。特点其后的折弯过程由数控折床完成。特点:加加工的工件种类不受限制工的工件种类不受限制,比较灵活比较灵活,常用于常用于新产品的样品及小批量制做新产品的样品及小批量制做,但加工本钱比但加工本钱比较高较高 *两者的价格差异：两者的价格差异：NCT NCT产品单价产品单价=(2 =(2 2.5)*2.5)*模具产品单价模具产品单价五金件的外表处理五金件的外表处理:依产品的具体要求进行外表磷化依产品的具体要求进行外表磷化,电镀电镀,烤烤漆漆,网印等网印等常见的冲压工艺过程常见的冲压工艺过程 落料，冲孔，折弯，翻边，卷边，拉伸落料，冲孔，折弯，翻边，卷边，拉伸,铆铆钉等钉等2.2.冲压模具冲压模具冲压概念：指在压力机的作用下冲压概念：指在压力机的作用下利用模具使材利用模具使材料产生局部或整体塑性变形料产生局部或整体塑性变形以实现别离或以实现别离或成形成形从而获得一定形状和尺寸制件的加工从而获得一定形状和尺寸制件的加工方法。方法。根据模具利用的冲压原理及复杂程度不同，可大根据模具利用的冲压原理及复杂程度不同，可大致分为：致分为：1).1).冲孔模冲孔模 2).2).复合模复合模 3).3).铆合模铆合模 4).4).成形模成形模 5).5).连续模连续模2.2.冲压模具冲压模具1).1).典型冲孔模具结构图介绍典型冲孔模具结构图介绍 2.2.冲压模具冲压模具2).2).典型复合模具结构图介绍典型复合模具结构图介绍2.2.冲压模具冲压模具3).3).铆合模具结构图介绍铆合模具结构图介绍铆合示意图铆合示意图铆合示意图铆合示意图由于铆合模由于铆合模通常采取的通常采取的是整块模板是整块模板作为公模，作为公模，因此其模具因此其模具制作精度要制作精度要求低，本钱求低，本钱也低。也低。2.2.冲压模具冲压模具4).4).折弯模具结构图介绍折弯模具结构图介绍向上成形折弯模向上成形折弯模向下成形折弯模向下成形折弯模V V折折弯模折折弯模2.2.冲压模具冲压模具常用模具材料介绍常用模具材料介绍:SS41SS41JISJIS 低碳机械构造用钢低碳机械构造用钢 含含C C量量0.30%0.30%，不能进行热处理，硬度不高，不能进行热处理，硬度不高，塑性好，强度低，易进行切削加工，可满足塑性好，强度低，易进行切削加工，可满足模具中非成形模板性能的要求。适用于模具模具中非成形模板性能的要求。适用于模具中的打背板，上、下托板，垫脚，模座，垫中的打背板，上、下托板，垫脚，模座，垫板，夹板等受力不大的模板和零件。板，夹板等受力不大的模板和零件。SKD11SKD11JISJIS冷间加工合金工具钢冷间加工合金工具钢 相当于相当于Cr12MoV,Cr12MoV,是一种高是一种高C C、高、高CrCr的合金钢，的合金钢，有极高的硬度和适宜的韧性，有回火硬化效有极高的硬度和适宜的韧性，有回火硬化效果，是目前耐磨性最好的合金钢，同时添加果，是目前耐磨性最好的合金钢，同时添加MoMo、V V元素，使其兼具耐磨，不弯形，耐冲击元素，使其兼具耐磨，不弯形，耐冲击等特性。适用于受力较大的模具成形模板和等特性。适用于受力较大的模具成形模板和零件，如与料片相接触受力很大的下模板和零件，如与料片相接触受力很大的下模板和上打板上打板.钨钢钨钢 硬度很高，热处理后硬度可达硬度很高，热处理后硬度可达HRC70HRC70，但脆，但脆性很大，受力不均匀时易发生崩裂，且不易性很大，受力不均匀时易发生崩裂，且不易进行切削加工，材料本钱和加工本钱较高。进行切削加工，材料本钱和加工本钱较高。适用于受力很大的冲压模具零件。适用于受力很大的冲压模具零件。2.2.冲压模具冲压模具常用模具材料介绍常用模具材料介绍:YK30YK30SK-3SK-3碳素工具碳素工具 YK30S YK30S是是SK-3SK-3的改进钢种，且有更佳的强韧的改进钢种，且有更佳的强韧性和硬化性能，易于加工，且有一般高碳钢性和硬化性能，易于加工，且有一般高碳钢的高硬度和耐磨性热处理后硬度的高硬度和耐磨性热处理后硬度HRC50HRC50，用于，用于局部受力较大的模板。局部受力较大的模板。SKH-9SKH-9JISJIS 合金工具钢合金工具钢 相当于我国的相当于我国的W6Cr4Mo5V2W6Cr4Mo5V2合金工具钢，硬度合金工具钢，硬度较高，热处理后硬度可达较高，热处理后硬度可达HRC65HRC65，但脆性较大，但脆性较大，塑性较差，不易进行切削加工。适用于冲塑性较差，不易进行切削加工。适用于冲3.03.0以下小孔的冲子材料。以下小孔的冲子材料。四四.包装局部知识包装局部知识包装的定义：为在流通中保护产品、方便储运、促包装的定义：为在流通中保护产品、方便储运、促进销售，而进行的选择相关容器、材料和辅助物进销售，而进行的选择相关容器、材料和辅助物并施加一定的技术手段等的活动。并施加一定的技术手段等的活动。包装的三大功能：保护产品、方便储运、促进销售包装的三大功能：保护产品、方便储运、促进销售公司常用的包装材料：公司常用的包装材料：外包装材料：纸箱、木箱、栈板等外包装材料：纸箱、木箱、栈板等 缓冲材料：缓冲材料：EPSEPS、EPEEPE等等四四.包装局部知识包装局部知识瓦楞纸箱介绍：瓦楞纸箱介绍：瓦楞纸箱由瓦楞纸板粘合或钉合而成的。瓦楞瓦楞纸箱由瓦楞纸板粘合或钉合而成的。瓦楞纸板由面纸牛皮纸和瓦楞芯纸粘合而成纸板由面纸牛皮纸和瓦楞芯纸粘合而成的。的。瓦楞纸板根据其面纸和芯纸的层数分为：瓦楞纸板根据其面纸和芯纸的层数分为：单面、三层、五层、七层瓦楞纸板单面、三层、五层、七层瓦楞纸板瓦楞的形状种类：瓦楞的形状种类：U U型、型、V V型、型、UVUV型型常用瓦楞的楞型：常用瓦楞的楞型：A A、B B、C C、E E楞楞四四.包装局部知识包装局部知识瓦楞的规格和性能比较：瓦楞的规格和性能比较：常用规格常用规格三层瓦楞纸板常用三层瓦楞纸板常用B B、C C型型五层瓦楞纸板常用五层瓦楞纸板常用A-BA-B型或型或B-CB-C型型表层宜选用表层宜选用B B型，内层宜选用型，内层宜选用A A、C C型型四四.包装局部知识包装局部知识缓冲材介绍：缓冲材介绍：EPS EPS 俗称：保利龙俗称：保利龙 学名：发泡级聚苯乙烯学名：发泡级聚苯乙烯 重重量轻，较好的缓冲性能，抗压强度一般，本钱低量轻，较好的缓冲性能，抗压强度一般，本钱低廉，但其韧性，回复性较差，易破裂，不环保，廉，但其韧性，回复性较差，易破裂，不环保，主要用于内销机类。主要用于内销机类。EPE EPE 俗称：珍珠棉俗称：珍珠棉 学名：发泡级聚乙烯学名：发泡级聚乙烯 缓冲缓冲效果好，弹性好，回复性好，不易变形。但本钱效果好，弹性好，回复性好，不易变形。但本钱较高，为环保料，主要用于外销机类。较高，为环保料，主要用于外销机类。四四.包装局部知识包装局部知识常用栈板介绍：常用栈板介绍：常用栈板按材质分为两类：原木栈板、胶合板栈板常用栈板按材质分为两类：原木栈板、胶合板栈板原木栈板直接由木材直接加工而成，其特点是强度原木栈板直接由木材直接加工而成，其特点是强度高，原料广，价格廉价。但其不符合环保要求，高，原料广，价格廉价。但其不符合环保要求，主要用于内销机。主要用于内销机。胶合板栈板因为经过高温处理，符合环保要求，主胶合板栈板因为经过高温处理，符合环保要求，主要用于外销机，但其本钱较高。要用于外销机，但其本钱较高。四四.包装局部知识包装局部知识常用栈板的标准规格常用栈板的标准规格(单位：单位：mmmm如下：如下：ISO ISO：L*W L*W1200*8001200*800 L*W L*W1200*10001200*1000 L*W L*W1200*12001200*1200 中国：中国：L*W L*W1000*6001000*600 L*W L*W1200*8001200*800 L*W L*W1200*10001200*1000 欧盟：欧盟：L*W L*W1000*6001000*600 L*W L*W1200*10001200*1000 L*W L*W1000*8001000*800 L*W L*W800*600800*600常见集装箱内部尺寸、内容积及载重量常见集装箱内部尺寸、内容积及载重量 常见集装箱箱门开度常见集装箱箱门开度 四四.包装局部知识包装局部知识包装设计的验证包装设计的验证根据产品储存、运输、使用环境要求，对产品及包根据产品储存、运输、使用环境要求，对产品及包装进行耐装进行耐温、耐湿、振动、跌落等实验，验证包装的可靠性。温、耐湿、振动、跌落等实验，验证包装的可靠性。跌落标准跌落标准振动标准振动标准