产品结构设计-第一章素材.ppt

如图1-25、图1-26所示，修改结构避免使用型心或减少型心数量。 铸造零件一般存在一定内应力，经过一段时间，内应力消除，零件会 产生一定变形，影响几何精度与使用性能，尺寸越大的铸件，影响越大。 一般铸件在机加工前，要经过一定处理。 铸铁铸件消除内应力的方法：时效处理，热处理，机械振动法。铸钢 件一般都需要热处理。 壳体、箱体铸件的关键部位一般需要精加工。主要部位包括： 壳体、箱体分离部分之间的连接部位。 壳体、箱体与内部零部件的定位与连接部位。 壳体、箱体与外部其他零部件的连接部位及地脚部位。 五、铸造零件的处理与加工 1.3、焊接壳体、箱体 焊接壳体、箱体有以下特点： 适用范围广。 使用灵活。 生产周期短。 强度高。 焊接的主要缺点是： 造型能力较差。 加工精度较低。 焊接部位表面质量较差。 焊接产生一定的内应力，造成成品变形。 一、焊接壳体、箱体的特点 电弧焊：利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。 手工电弧焊：设备简单，使用灵活、方便、通用，但对操 作人员的技能要求较高。不适宜焊接活泼金属及难熔合低熔点 金属。 埋弧自动焊：利用连续送进的焊丝在焊剂层下产生电弧而 自动进行焊接的方法，如图1-27、1-28所示。埋弧自动焊的主 要特点：生产效率高，焊缝质量好，焊接规范自动控制。适用 于大批量生产，可焊接中、厚钢板（6~60mm）。 气体保护焊：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接 区的电弧焊。保护气体主要有两种：惰性气体（氩气和氮气） 和活性气体（二氧化碳），其中氩弧焊，应用比较广泛。 二、焊接的方法与适用场合 埋弧自动焊 埋弧自动焊 电阻焊: 利用电流通过工件及焊接接触面间所产生的电阻热，将焊件加热至塑性或局部熔化状态，再施加压力形成焊接接头的焊接方法。有点焊、缝焊、相对焊三种形式。 点焊：其基本结构如图1-29所 示，适用于焊接4mm以下薄板 广泛用于汽车、飞机、电子、 仪表和日常生活用品生产。 缝焊： 焊接厚度3mm以下的薄板搭接，主要应用于生产密封容器和管道等，如图1-30所示。 三、焊接壳体、箱体的设计 焊接结构材料的选择：选用焊接性好的材料来制造焊接结构 壳体、箱体。含碳量低的碳钢和合金钢具有良好的焊接性。 焊接方法的选择：根据材料的焊接性、工件厚度、生产率要 求、各种焊接方法的适用范围和设备条件等综合考虑。 焊接接头工艺设计：手工电弧焊接头基本形式有四种，如图1-31所示。 除搭接接头外，其余接头在焊件较厚时需开坡口。坡口的基本 形式如图1-32所示 。 焊缝布置应遵循以下原则： 便于施焊：焊缝设置必 须具有足够的操作空间以满 足焊接工艺需要。如图1-33、 1-34所示。 有利于减少焊接应力与 变形：尽量选用尺寸规格较 大的板材、型材。 避开最大应力区和应力 集中部位。 避开或远离机械加工面。 便于施焊 1.4、冲压壳体 板料冲压制造产品壳体 具有下列特点： 生产率高、操作简单。 产品质量好。 材料利用率高。 造型能力强 适用广泛。 主要缺点：集中在模具方面。冲模设计、制造复杂，成本高，且一件一模，局部更改，也要更换模具。小批量生产成本较高，图1-35的模型就是例子。 一、冲压壳体的特点 二、冲压工艺与模具 冲压设备主要有剪床和冲床 两大类。常用小型冲床的结构 如图1-36所示。 冲压基本工序如图1-37所示。 冲压模具按冲床的每一次冲程所完成工序的多少划分为简单冲 模、连续冲模及复合冲模。 简单冲模在冲床的一次冲程内只能完成一道工序。如图1-38所示，简单冲模的结构简单，成本低，生产率低，主要用于简单冲裁件的生产。 连续冲模在冲床的一次冲程中，在模具的不同位置上可以同时完成两道以上的工序，如图1-39所示。连续冲模生产率高，易于实现自动化，但结构复杂、成本高，适于大批量生产精度要求不高的中、小型零件。 复合冲模在冲床的一次冲程内，在模具的同一位置上可以同时完成两道以上的工序，如图1-40 所示。复合冲模生产效率高，零件加工精度高，但模具制造负责，成本高，适用于大批量生产。 在设计冲压壳体结构时，须综合考虑产品结构需要、零件结构强度、材料特性与成型能力、冲压模具复杂性及冲压工艺等因素。如图1-41、1-42所示。 冲压壳体设计，往往易关注结构造型和功能，而忽视生产加工工艺，使得模具结构复杂、生产成本加大，特别是对于结构上需要弯曲和拉伸成型部分。 三、冲压零件的设计 板料弯曲时，内侧金属受切向压应力，产生压