机柜结构件设计规范标准.docx

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机柜结构件设计规范标准

机柜结构件设计规

目次

前言............................................................5

1.围和简介........................................................6

1.1围....................................................6

1.2简介....................................................6

1.3关键词..................................................6

2.剪板下料

2.1板材的种类及尺寸规格....................................

2.2钣金件展开尺寸的计算

2.2.1钣金展开的理论公式

2.2.2板材展开的参数表格

2.3下料尺寸不大于板材规格

2.4有组焊要求的钣金件沿长边下料

2.5下料单中对颜色及镀涂有特殊要求钣金件的标注

2.5.1底座颜色的标注

2.5.2资料盒颜色的标注

2.5.3安装板镀涂的标注

2.5.4外协件的标注

3.数冲

3.1数冲模具的种类及规格

3.2数冲排出零件的尺寸限制

3.3数冲的孔间距要求

3.4钣金件需添加圆角

3.5数冲毛刺朝向零件部

3.6冲孔最小尺寸

3.7零件表面冲孔较多易变形

4.折弯

4.1影响折弯的折弯机尺寸

4.2折弯的圆角

4.3折弯成型边的最小尺寸

4.4折弯件的孔边距

4.5复杂折弯形状需验证是否可加工

5.组焊

5.1现有焊接设备原理及优缺点

5.1.1电弧焊

5.1.2气体保护焊

5.1.3氩弧焊

5.1.4电阻焊

5.1.5螺柱焊

5.2所有焊接螺柱底部均需增加定位

5.3点焊螺柱底部形状为锥形

5.4大面积焊接考虑变形

5.5箱体拼接考虑减少焊接和打磨长度

5.6焊接工艺的灵活运用

5.7平光粉及不锈钢钣金件设计焊接注意事项

5.7.1在外观平面上尽量采用点焊螺柱

5.7.2尽量采用拼装结构

6.普冲

6.1普冲常用模具的运用.

6.2凸台设计考虑变形

6.3百叶窗设计考虑干涉

7.辊轧

7.1非标型材及方管的设计

7.2MS辊轧的下料尺寸

8.装配

8.1常见的拼装结构形式

8.2仓库常见紧固件种类及规格

8.3铆装螺母的种类规格及底孔尺寸

8.4MS底座预留装配工艺孔

8.5避免自锁结构的设计

8.6柜体外部装元器件时需开进线孔

8.7标准岔道锁锁杆长度计算

8.8MS828锁锁杆长度的计算

8.9操作台液压支撑杆支架位置的计算

8.10超宽柜后背板设计为双门形式

前言

本规的其他系列规：

无

与对应的国际标准或其他文件的一致性程度：

无

规代替或作废的全部或部分其他文件：

无

与其他规或文件的关系：

无

与规前一版本相比的升级更改的容：

第一版，无升级更改信息。

本规由机柜技术部提出。

本规主要起草和解释部门：

机柜技术部

本规主要起草人员:

本规主要评审人员:

本规批准部门:

机柜结构件设计规

1.围和简介

1.1围

本规规定了机柜结构设计时所要注意的工艺要求

本规适用于机柜结构设计时必须遵守的工艺要求

1.2简介

鉴于目前技术部设计规不明确,新进技术人员设计没有标准可以依照.有必要对现有的设计注意事项进行整理,缩短设计时间,提高设计质量.

结构件具有良好的加工工艺性有利于提高生产效率和产品质量,有效降低成本.

我公司钣金结构件主要生产工序为剪板,数冲,折弯,辊轧,普冲,组焊,装配等,本规通过阐述每一种加工方式所需要注意的工艺要求,提出了对钣金结构件设计所必须遵循的原则.

1.3关键词

剪板,数冲,折弯,辊轧,普冲,组焊,装配

2.剪板下料

2.1板材的种类及尺寸规格

我公司目前常用板材为普通冷板（SPCC）,热镀锌板（SECC）,覆铝锌板,304不锈钢板.具体规格见附表1.普通冷板（SPCC）相当于国标Q195-215A牌号,P代表平板,C代表冷轧,最后的C代表一般用途.

2.2钣金件展开尺寸的计算

2.2.1钣金展开的理论公式

图1

钣金折弯中性层（图中虚线）在材料成型后其长度不变,因此计算钣金件的下料尺寸可以根据中性层的长度.

L=L1+L2-2R+π/2（R-K）L-展开长度,R-折弯圆角,K-中性层位置

因为折弯圆角比较小,我公司一般将折弯件作为直角计算.

图2

L=L1+L2-2K

2.2.2板材展开的参数表格

材料厚度T

t

k

1.0

0.23

1.77

1.2

0.25

2.15

1.5

0.35

2.65

2.0

0.5

3.5

2.5

0.57

4.43

3.0

0.69

5.31

表2

2.3下料尺寸不大于板材规格

受板材尺寸规格的限制,下料单中不得出现冷板均大于1250mm的尺寸,2.5和3.0的镀锌板均大于1400mm的尺寸,不锈钢板均大于1220的尺寸.如冷板出现1310*1450的尺寸就无法下料.

2.4有组焊要求的钣金件沿长边下料.

为了减少组焊时间,箱体长边应该用折弯成形,短边留做拼焊.当MB,ME宽度方向尺寸大于高度方向尺寸时,应该将上下堵头改成左右堵头.其余拼焊的箱体分解方向参照此原则执行.

2.5下料单中对颜色及镀涂有特殊要求钣金件的标注

2.5.1底座颜色的标注

下料单中未标注底座颜色,底座为黑色.如果有特殊要求需在下料单备注中注明,如与柜同色等

2.5.2资料盒颜色的标注

下料单中未标注资料盒颜色,资料盒为桔黄色.如有特殊要求需在下料单备注中注明,如与柜同色等.

2.5.3安装板镀涂的标注

下料单中安装板如果用镀锌板需在备注中注明,如果安装板为喷涂则在备注中需标注喷涂的具体颜色.

2.5.4外协件的标注

所有外协件需要在下料单中列出,并且数量及镀涂要求也同时要注明.

3.数冲

3.1数冲模具的种类及规格

结构件设计时在能够满足使用的情况下尽量使用公司现有的模具冲孔,如果确实影响使用,产品批量较大时可以申购符合要求的模具.具体模具规格见附表3

3.2数冲零件的尺寸限制

当结构件展开尺寸任意一个方向长度小于110mm或者两方向尺寸均大于1250mm数冲机床无法加工.小与110mm的需要数控排出或者两个零件并在一起数冲后剪开（但零件尺寸要求较高时不允许用这种方式）.

3.3数冲的孔间距要求.

为防止孔距边及孔间距太小,板料变形.孔边缘距板边缘尺寸建议大于1.5T（T为料厚）,孔边缘间距尺寸建议大于等于D（D为孔的宽度,主要指腰孔）.

3.4钣金件需添加圆角

为了增加结构件的工艺性及防止结构件划伤使用者,所有结构件的尖角处必须增加R3或R5的圆角.

3.5数冲毛刺朝向零件部

对于我公司的电器安装的结构件,比如安装板,安装条等,主视图方向为安装面方向,如果方向相反图纸上需标注毛刺方向.

3.6冲孔的最小尺寸

冲孔的最小尺寸与孔的形状,材料的机械性能及材料厚度有关

图3

材料

圆孔直径d

矩形孔短边宽b

高碳钢

1.3t

1.0t

低碳钢、黄铜

1.0t

0.7t

铝

0.8t

0.5t

表3

3.7零件表面冲孔较多易变形

面积较大的零件表面冲孔较多（超过1/2）时需考虑结构件变形.缩小冲孔面积或部加焊加强筋.

4.折弯

4.1折弯上下模的种类.

上模

H为上模的关键尺寸,特别对于四边封闭式零件的折边尺寸有影响.

下模

A和H为下模关键尺寸,我公司折弯下模A尺寸为5.5mm,7.5mm,9.5mm,14.5mm.适合折弯1-3mm不同规格的板材,H为下模高度,特别对于有小距离外翘边的折弯件尺寸有影响,我公司H=25.5mm.一般7.5mm用于折弯1.5-2mm的板料,14.5折弯3.5-3mm的板料.

4.2折弯的圆角

我公司折弯圆角为R1.5,折弯圆角越小,材料拉伸变形越大,折弯处的料厚越薄.

4.3折弯成型边的最小尺寸.

成型边的最小尺寸由下模V口尺寸A决定.所以1-2mm板料最小折弯尺寸为7.5mm,2.5-3mm板料最小折弯尺寸为14.5mm.

4.4折弯件孔边距.

先冲孔后折弯,孔的位置应处于弯曲变形区外,避免弯曲是孔发生变形.孔壁至弯边的距离见下表.

当圆孔直径大于φ10时,孔边距按照L<25mm计算.

表4

4.5复杂折弯形状需验证是否可加工.

通常设计过程遇到的折弯形状有以下几种

4.5.1

最小尺寸b=d+r+t,另外折边h在折弯机下模固定块以时,h

4.5.2

最小尺寸b=d+a

4.5.3

翘边最小折弯形状需要按照上图进行验证.

4.5.4四边封闭的盒体形状折边高度需要小于折弯上模尺寸（100）以免发生干涉.

5.组焊

5.1现有焊接设备原理及优缺点

5.1.1电弧焊

5.1.1.1电弧焊原理

电弧焊是一种最常见的焊接方法,以外部涂有涂料的焊条作为电极和填充金属,电弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧.涂料在电弧热作用下产生气体保护电弧,另外产生熔渣覆盖在熔池表面,防止融化金属与周围气体互相作用.

5.1.1.2电弧焊优缺点

电弧焊工艺灵活,适用于碳钢,低合金钢,耐热钢,低温钢,不锈钢各种材料,各种位置的焊接.

与气焊及埋弧焊相比质量好,金相组织细,接头性能好.

易于通过工艺调整来控制变形及改善应力.

设备简单,操作方便

对焊工的操作技术及经验要求高.

生产效率低.

5.1.2气体保护焊

5.1.2.1气体保护焊原理

CO2气体保护焊的原理是以CO2气体做保护的溶化极焊接的方法，在实际操作当中焊机的好坏占很大的作用

5.1.2.2气体保护焊优缺点

焊剂成本低,气体保护焊的成本只有埋弧焊和焊条电弧焊的40%-50%.

生产效率高,电弧穿透力强,熔敷速度快.

抗裂能力强,焊缝含氢量低,抗裂性好.

焊后不需清渣.

容易产生气孔（包括一氧化碳气孔,氮气孔,氢气孔）

容易产生飞溅（一氧化碳气体造成的飞溅,斑点压力造成的飞溅,短路引起的飞溅）

5.1.3氩弧焊

5.1.3.1氩弧焊基本原理.

氩弧焊是利用惰性气体（氩气）保护的一种电弧焊方法.从喷嘴中喷出的氩气在焊接区造成一个厚而密的气体保护层,隔绝空气,在氩气层流的包围中电弧在电极和工件之间燃烧,利用电弧产生的热量熔化焊件.

5.1.3.2氩弧焊优缺点

保护效果好,焊缝质量高.

焊接变形与应力小,因为电弧受氩气流冷却和压缩作用,电弧的热量集中且氩弧的温度高,故热影响区窄,焊接薄件具有优越性.

易于实现机械化便于观察和操作.

成本高,引弧困难.

主要应用与有色金属的焊接（铝,镁,铜,低合金钢,不锈钢）

5.1.4电阻焊

5.1.4.1电阻焊原理.

电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间,并通过电流,利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态,使金属结合.电阻焊主要分4种.点焊,缝焊,凸焊,对焊.

5.1.4.2电阻焊优缺点.

电阻焊是一种高速经济的连接方法,适用于接头不要求气密,厚度较薄的钣金件.点焊一般适用于厚度小于3mm的薄板构件,与熔焊接头相比,点焊的承载能力低,点焊分为双面点焊和单面点焊.双面点焊由工件两侧向焊接处馈电.单面点焊由工件一侧向焊接处馈电.

5.1.5螺柱焊

5.1.5.1电容储能螺柱焊接是以母材（钢板）为正极，焊钉为负极，在强电流的作用下，焊钉的焊接端与母材间放电起弧，在（瓷环）的保护下使二者间金属熔化，此时焊枪将焊钉压入熔池，冷却后即完成了焊接过程。

5.1.5.2螺柱焊的优缺点.

节约时间和成本.

能在全位置焊接，借助于扩展器可以焊接到受限制的垂直隔板上.

　　由于是短时间焊接且焊后很少变形，故不需要修整.

　　因为焊接的结构不需要钻孔，故不会造成泄漏.

　　螺柱焊的接头可以达到很高的强度，即螺柱焊的接头强度大于螺柱本身强度.

　　在镀层或高合金板材焊接后，背面没有印痕.

5.2所有焊接螺柱底部均需增加定位.

为了提高焊接工效,所有焊接螺柱底部均需要增加定位.

5.3点焊螺柱底部形状均为锥形

为了提高点焊螺柱焊接的可靠性,点焊螺柱底部形状为锥形,高度为0.3mm-0.4mm.

5.4大面积焊接考虑变形.

在设计过程中尽量避免大面积焊接,在工艺允许的情况下,尽量用折弯代替焊接,这样既能提高工效,又能减少变形.

另外在焊接部位有大面积开孔,或细长条结构时也应该考虑焊接变形.

5.5箱体拼接考虑减少焊接和打磨长度

MB箱体下料时应该考虑合理的分解方向,将长边设计为折弯边,将短边设计为焊接边.

5.6常见焊接工艺的灵活运用.

上述焊接工艺需要在设计过程中综合考虑,对于板材较厚焊接强度要求很高的需要在板材焊接一侧将板材开坡口后焊接.对于焊接强度要求不高及对于外观要求较高的时候,焊接零件之间的连接可以采用点焊或者塞孔焊.对于大面积焊接容易变形的工件采用氩弧焊.对于强度要求高不容易变形且夹攻效率高的采用气体保护焊.对于不能采用满焊的部结构可采用分段焊,但是需要根据焊接整体长度规定分段焊的间距以保持美观及一致性.

5.7平光粉及不锈钢钣金件设计焊接注意事项

5.7.1在外观平面上尽量采用点焊螺柱

由于平光粉及不锈钢钣金件对于外观要求比较高,通常的焊接方式因为受热导致材料表面变形或者焊接后表面需要打磨.不锈钢及喷涂平光粉表面无法遮盖.所以在设计平光粉或不锈钢柜体时,如果外部表面（比如门板,箱体）需要连接其它零件（比如加强筋,固定支架等）尽量采用点焊螺柱装配的形式.

5.7.2尽量采用拼装结构.

在设计不锈钢机柜时,在满足功能及强度要求的前提下尽量采用螺钉连接或者铆接的拼装结构,减少焊接对于外观的影响.

6.普冲

6.1普冲模具的灵活运用.

在设计常用钣金零件时（如非标纵梁）,尽量按照现有普冲模具进行设计（如孔距,下料）以方便加工.另外当设计零件具有通用性或者批量很大时,可以考虑报购数冲或者普冲模具.

6.2凸台设计考虑变形.

MB底部设计凸台时,当凸台距离背部小于35mm时底部堵头下料需要增加50mm,成形后剪去或者在长宽相差不大时将侧板作为堵头下料,顶底板连接在箱体上.

6.3百叶窗设计考虑干涉.

在设计百叶窗时,当出现两列百叶窗相邻时,需要考虑在一列百叶窗成形后普冲模具的上模板会对已经成形的百叶窗造成干涉.因此需要设计合理的距离以方便加工.另外百叶窗尽量设计成80mm长度,可以用数冲进行加工,提高工效.

7.辊轧

7.1非标型材及方管的设计

DS框架外形尺寸非标时（不是25的倍）型材的模数化孔居中排布,到型材两端的距离根据长度变化而变化并且相等.如果需要并柜还需要验证是否会出现因为长度变化而导致两端挡住并柜孔的情况.

DS门板方管在门板尺寸为非标时,尽量靠最接近的标准方管尺寸设计,如果方管尺寸必须为非标时,需要保证两端固定孔到两端距离为15mm.

7.2MS辊轧的下料尺寸.

当MS柜体深度尺寸大于等于350mm小于等于1000mm时,MS可以上辊轧线生产,并且按照辊轧线要求下料.其余则按照折弯尺寸下料.另外由于模数化孔模具尺寸的限制,辊轧的下料长度方向需要小于2200mm,当顶底板合并尺寸大于2200mm时,需要将顶底板分开下料.

后背板焊接的非标MS宽度尺寸小于1200时,如果客户没有特殊要求,侧板及顶底板均用1.5mm料厚,可以辊轧后将后防水边切除.

8.装配

8.1常见的拼接结构

常见的拼接结构有螺钉连接,铆钉连接,榫接.螺钉连接是最常见的拼接结构在零件设计时根据零件的承载能力设计不同规格的螺钉,考虑到加工的误差有时候可以将安装孔设计成腰孔.对于螺钉长度非标时需要报购.铆钉连接在结构件不需要拆卸时使用,也可以作为单独零件加固使用.榫接在零件连接中也经常用,例如DS纵梁的连接,合理利用榫接可以提高零件的承载能力及装配工效.

8.2仓库常见紧固件的种类及规格.

设计时尽量选用常用紧固件.具体种类及规格见附表

8.3铆装螺母的种类规格及底孔尺寸.

见附表

8.4MS固定底座预留装配工艺孔

MS底部与柜体连接为螺钉螺母形式,为方便底座与柜体的连接,需要在底座底部预留与上方固定孔同位置的工艺孔.

8.5避免自锁结构.

在结构设计中必须避免出现自锁结构,凡是在装配后形成盒装封闭结构的,要考虑装配的可能性,在尽量将装配固定点放在外侧.例如MS部装双安装板,安装板的固定在安装板的前方,如果安装板为非标用纵梁固定,同样必须将固定点放在安装板前方

8.6柜体外部装元器件时需开过线孔.

当柜体外部装有元器件（风机,接线端子等）柜体相邻位置需开过线孔.

8.7标准岔道锁锁杆长度计算

非标门板中岔道锁锁杆长度:

上锁杆长度为锁中心点到上导向块距离加51mm,下锁杆长度为锁中心点到下导向块距离加21mm

8.8MS828锁锁杆长度计算.

长度计算见附表.

8.9操作台液压支撑杆支架位置的确定.

液压支撑杆闭合长度为170mm,打开长度为262mm,根据两者尺寸在门板打开和关闭时两者交线位置即为支架位置

8.10超宽柜后背板设计成双门形式.

所有超宽柜（1250以上）后背板设计为双门形式,不再设计为两块板拼焊形式.即使合同上注明也需要与商务沟通,更改为双门形式.

附表3:

模具清单

序号

模具

序号

模具

序号

模具

1

旋转模

19

φ32敲落孔

37

φ25圆模

2

φ7*10腰形模

20

φ16敲落孔

38

φ10.5圆模

3

φ50敲落孔

21

φ1.5样冲

39

9.5*9.5方模

4

φ50圆模

22

20*20*5倒角模

40

φ6.5圆模

5

30*30方模

23

φ3拉伸模

41

φ16圆模

6

φ40圆模

24

15*30H形模

42

φ9*12腰形模

7

15*15方模

25

φ11*14腰形模

43

φ8.5圆模

8

φ17圆模

26

21.2*21.2方模

44

φ12圆模

9

φ8*24腰形模

27

φ14圆模

45

φ21.5圆模

10

30*5矩形模

28

φ3*30腰形模

46

φ4.5圆模

11

φ20.5圆模

29

φ7.5圆模

47

φ13圆模

12

φ33圆模

30

φ6圆模

48

φ2.6圆模

13

12.5*10.5矩形模

31

φ5.2圆模

49

φ22.5圆模

14

φ6*30腰形模

32

φ9.5圆模

50

φ3.4圆模

15

10*3方模

33

8.5*8.5方模

51

6.8*6.8方模

16

20*20*3倒角模

34

φ9圆模

52

17

φ16.5圆模

35

φ23圆模

53

18

φ90敲落孔

36

φ7圆模

54