工艺技术_产品装配设计工艺技术规范

产品装配设计工艺规范1 前言产品装配设计是产品制作的重要环节。其合理性与否不仅关系到产品在装配、焊接、调试和检修过程中是否方便，而且直接影响到产品的质量与电气性能，甚至影响到电路功能能否实现，因此，掌握产品装配设计工艺是十分重要的。本标准就规范产品装配设计工艺，满足产品可制造性设计的要求，为设计人员提供产品装配设计工艺要求，为工艺人员审核产品装配可制造性提供工艺审核内容。2 名称解释2.1 装配2.2 对机器、仪器等的零部件进行必要的配合和联接，使成为成品的过程。装配可分为部件装配和总（产品）装配二个阶段。2.2.1 部件装配根据一定的技术要求，将两个或两个以上的零件结合成一个装配单元，并完成局部功能组合体的过程。2.2.2 总（产品）装配根据一定的技术要求，将若干个零件和部件结合成为一个总体（产品），并完成一定功能组合体产品的过程。2.2.3 装配单元在装配过程中，以一个装配基准件为基础，可以独立组装达到规定的尺寸链与技术要求，作为进一步装配的独立组件、部件、总成或最终整机的一组构件。2.2.4 装配基准件在一组装配构件中，其装配尺寸链的共同基准面或线所在的构件。2.3 工艺劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行加工或处理后成为产品的方法和过程。2.4 装配层：在装配过程中，为了便于作业划分，对类似作业的装配阶段的划分，如总装层、部装层。一个装配层，可以是一个装配单元，也可以是几个装配单元所组成。3 装配设计的一般原则装配设计在科研和生产中起着十分重要的作用。在产品设计时，装配图是设计者把装配设计思路落实在文件上的具体表现，它表达产品或部件的工作原理、装配关系、传动路线、连接方式及零件的基本结构的图样。因此，在装配设计时必须遵循以下一般原则：3.1 尽可能保证有利于产品装配工艺的合理性、先进性。3.2 在保证设计的产品性能指标的前提下，力求产品结构继承系数和标准化系数最高。3.3 能正确表达产品的性能、装配、安装、检验和工作所必需达到的技术指标。3.4 最容易组织批量生产，工艺成本最低并便于使用和维修。3.5 能缩短新产品工艺准备周期，降低新产品生产成本。4 产品装配设工艺步骤计4.1 设计准备：4.1.1 根据产品的技术特征，选择装配方法。设计时要关注产品装配的过程和顺序，而不是某一过程的具体加工参数。4.1.2 了解本企业的生产装配加工工艺路线，装配工艺流程，人员技术水平等，来设计产品装配图及提出装配技术要求。4.1.3 考虑装配过程的其他信息，主要包括工装、设备、工时等，这也是产品装配设计的重要依据，与装配流程形成统一的整体。4.2 装配单元设计的划分在装配图设计过程中，通常根据产品的设计结构进行分解，产品的装配步骤必须分层次、分单元进行。整机的最终成型由多层装配关系来实现，即使是最简单的整机装配也至少存在2层或2层以上的装配关系。分层次装配的原则有以下几点。4.2.1 基础层：根据零件在部(组)件中的作用或部(组)件在整机中的作用，确认装配基础层。如：部(组)件内的各零件为基础层。机箱、电台、各印制电路板，各连接导线等类的部(组)件为整机装配的基础层。4.2.2 组件层：由零件、结合件、标准件和外购件组成的相对独立的最小设计单元。4.2.3 部件层：由组件和部分零件、标准件和外购件组成的相对独立的设计单元。4.2.4 总成层：由部件、组件和部分零件(含：结合件)、标准件和外购件组成的相对独立的装配单元，该部分可以完成整机的部分功能。4.2.5 总装层：将总成、部件、组件和部分零件按照技术要求装配在一起，形成最终产品。4.3 装配设计装配设计是按其表达的重点内容分别以部件、整件和整机的装配图形式来体现的，它们既有独立存在的一面，也有相互联系的一面，一般来讲，选择表达方案时按以下的装配工艺思路进行：4.3.1 装配视图选择以装配体的工作原理为线索，从装配干线入手，用主视图及其他基本视图来表达对部件功能起决定作用的主要装配干线，兼顾次要装配干线，再辅以其他视图表达基本视图中没有表达清楚的部分，最后达到把装配体的工作原理、装配关系等完整清晰地表达出来。4.3.2 装配方案表达 为了保证装配体的质量，在设计装配体时，装配方案表达必须考虑装配体上装配结构的合理性，装配方案表达的工艺要求是：4.3.2.1 装配体应尽量做到具有一定功能，并在不依赖其他装配体的情况下，就能单独进行调整或测试的相对独立体。4.3.2.2 装配体上应尽量采用标准件和外购件。使装配工作量力求最小，并符合企业装配工序。4.3.2.3 装配体安装要满足先轻后重，先小后大、先铆后装，先装后焊、先里后外、先下后上、先平后高、易碎易损件后装，前道工序不得影响后道工序、后道工序不改变前道工序的安装要求。4.3.2.4 装配体的结构最好能用最简单、易行的常用方法来完成，装配体各零、部(组)件之间尽量保证能用最少的工具来快速装配和拆卸。应尽量避免在装配时采用复杂的工艺装备。4.3.2.5 装配体的各另、部件装配，要不破坏相互功能和性能等，并要满足安装牢固可靠。4.3.2.6 装配体的装配精度要和零件精度相结合，结构装配要有可调节环节，以保证装配精度。4.3.2.7 结构装配应便于产品的调试、检验、安装和维修。4.3.2.8 装配体的弹性零件在装配过程中，不允许超过弹性限度的最大负荷，以防止产生永久性变形。4.3.2.9 装配体在装配图上体现时，除允许简化画出的情况外，都应尽量把装配工艺结构正确地反映出来。5 装配设计工艺基础根据我公司产品特点，本规程对产品中常用的另、部件（紧固件、连接器、连接导线和印制电路板等），提出装配设计工艺基本要求，使装配体达到设计目的和要求。5.1 紧固件装配设计用紧固件连接是在产品中广泛采用的一种连接方法，它连接可靠，拆装方便，标准化程度高，有多种结构方式，可以满足各种工作要求，因此，正确使用紧固件对装配设计是十分重要的。5.1.1 紧固件装配工艺要求：5.1.1.1 装配体上的紧固件尽量选用标准件5.1.1.2 在同一装配体上，紧固件的种类、形状、尺寸、材料和热处理的方法等不易选用过多。而且使用的各种金属紧固件均要进行表面处理。5.1.1.3 对有震动要求的装配体，必须要注意防松装置的设计。可以采用弹簧垫圈、止动漆，止动片等方法来处理。5.1.1.4 紧固件应布置在被连接体刚度最大的部位。5.1.1.5 装配体要保证紧固件有足够的安装和拆卸空间。5.1.1.6 对有电气绝缘要求的装配体，要满足该装配体的最小的电气绝缘距离（如：印制电路板上紧固件的安装孔与铜箔线的距离）5.1.1.7 紧固件螺纹连接紧固后，螺纹尾端外露长度一般不得小于1.5螺距，更不应影响到别的装配件，连接有效长度一般不得小于3螺距。5.1.1.8 紧固件不要直接来固定连接导线，要通过接线端子来过渡。5.1.1.9 对非金属材料制成的零部件，装配时不允许直接安装弹簧垫圈，而应加垫非金属材料垫圈或金属材料垫圈等方法固定。5.1.1.10 采用沉头螺钉和内六角螺钉作为紧固件时，在设计时，要考虑其顶部与被紧固件表面保持平齐，并允许稍低于被紧固件表面。 5.1.1.11 固定装配体物件（如印制电路板等）的六角铜柱（或支撑件），设计时要考虑它们螺纹孔深度，其螺纹深度距离要螺丝攻有效螺纹距离。5.2 连接器装配设计连接器又称接插件，它连接可靠，拆装方便，标准化程度高，有多种结构方式，可以满足各种工作要求，广泛地应用于电子产品当中，使得电子产品的生产、维修效率得以极大提高。由于大量采用插拔式连接，其装配连接的可靠性、接触点的大小对于产品的质量来说就越来越重要，因此，正确使用连接器对装配设计是十分重要的。5.2.1 连接器的基本结构5.2.1.1 接触件 它是连接器完成电连接功能的核心零件，一般由阳极接触件和阴极接触件组成接触对，通过阴、阳接触件的插合完成电连接。阳极接触件为刚性零件，其形状为圆柱形（圆插针）、方柱形（方插针）或扁平形（插片）。阳极接触件一般由黄铜、磷青铜制成。阴极接触件即插孔，它是接触对的关键零件，依靠弹性结构在于插针插合时发生弹性变形而产生弹性力与阳性接触件形成紧密接触，完成连接。插孔的结构种类很多，有圆筒型（劈槽、缩口）、音叉型、悬臂梁型（纵向开槽）、折叠型（纵向开槽，“9”形）、盒形（方插孔）以及双面面线簧插孔等。5.2.1.2 绝缘体 绝缘体也常称为基座或安装板，它的作用是使接触件按所需要的位置和间距排列，并保证接触件之间和接触件与外壳之间的绝缘性能。良好的绝缘电阻、耐电压性能以及易加工性是选择绝缘材料加工成绝缘体的基本要求。5.2.1.3 壳体连接器的外罩，它为内装的绝缘安装板和插针提供机械保护，并提供插头和插座插合时的对准，进而将连接器固定到设备上。5.2.1.4 附件附件分结构附件和安装附件。结构附件如卡圈、定位键、定位销、导向销、连接环、电缆夹、密封圈及密封垫等。安装附件如螺钉、螺母、螺杆及弹簧圈等。附件大都有标准件和通用件。5.2.2 连接器装配设计工艺要求：5.2.2.1 在同一装配体上，连接器的种类、形状、尺寸等要有所区别，在结构上应确保不同用途连接器不能互用或有明显的对应标志，尽量不要多数量地使用同一种类（包括插针数相同）的连接器，对实在需要的，可以用连接器上的导线颜色或线号来区别。5.2.2.2 连接器上选用的电缆导线间的最大绝缘层厚度应与接触件的间距匹配，电缆线芯应与接触件接线端匹配，当在接触件间跨、并线时，应考虑多股线芯绞合后的直径，且禁止在接触件压接孔间进行跨、并线处理。5.2.2.3 连接器有防转装置（防转键等）的，应考虑装配体上安装方向，以便插头能快速与插座上的防转装置对准。5.2.2.4 对于使用螺纹式圆型（如航空插头）、锁定式矩形、推拉式矩形（圆型）、羊角式等的连接器要在装配体上考虑插、拔安装操作空间。5.2.2.5 连接器在装配体连接后，其连接器上的导线应有合理的松弛部分。不应出现单根或多根导线紧梆现象。5.2.2.6 对导线上带有磁环的连接器，要考虑磁环的重量是否在运输过程中，经震动后移位或脱落，而影响连接器的电接触。5.2.2.7 在装配体上的电连接器，其处于分离状态时，应分别装上保护帽或者采取其它防尘措施。5.3 连接导线装配设计电子产品有许多连线，它们担负着产品内部各装配体之间的电路连接，以及装配体与外部之间的各种连接。为了提高产品质量并且使整机布线美观，又便于装配、查线，正确的连接导线装配设计（选用安装导线，合理的设计布线方法，采用可靠的连接工艺），是保证电子设备的性能和可靠性的重要环节。5.3.1 常见安装导线常用安装导线一般由导体和绝缘类组成，导体一般是纯铜线，也有镀锌，镀锡，镀银的铜线；绝缘体除绝缘功能外，还应保护导线不受外界的环境腐蚀（如抗霉菌，盐雾，防潮，耐高温等）以及增强整个导线的机械强度，绝缘材料一般有塑料类（聚氯乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚四氟乙烯以及新型聚酰亚胺等）、橡胶、纤维类（绵，化纤，玻璃丝编织带等）和涂料聚酯，聚乙烯漆等。5.3.2 装配导线工艺要求5.3.2.1 选用的导线和电缆应具有良好的绝缘强度和耐高温性能。在产品规定的工作电压、温度、湿度、大气压力、冷凝、使用寿命、污染等条件下，应不被电压击穿。布线应从电气间隙、爬电距离和绝缘等因素进行设计。5.3.2.2 装配体或装配体之间的布线，要考虑导线（或线束）的固定和安装，并要有利于组织生产，固定和安装可采用支架、电缆槽、线束扎、尼龙扎带等方法进行，并加以必要的保护，使装配整齐美观。若用金属夹固定，应采取必要的绝缘保护措施。5.3.2.3 装配体或装配体之间的导线要避开发热源（如发热器件等），否则应采取防护措施。5.3.2.4 在容易弯曲的地方(如门、盖板)应使用柔软的塑料套管(不可燃的、自熄灭的或防燃的)保护导线，导线或导线束在套管里应有足够的弯度和活动空间，确保在正常使用时不因拐弯而卡住及磨损。在不可避免磨损的情况下，应提供附加保护，确保导线不受磨损5.3.2.5 当导线需要穿过金属孔时，应用绝缘垫圈加以保护，当导线在电压有效值超过500V电位下工作时，应使用足够介电强度材料（如陶瓷管、塑料管，橡皮管等）作为保护垫管。对有外部保护的电缆可使用橡皮或其它绝缘性能良好的垫圈。5.3.2.6 装配体中的互连屏蔽电缆，是低频信号的电缆，屏蔽可单点接地（建议在输出端接地，这样不存在接地环路）。对屏蔽的电力电缆和高频电缆的屏蔽层至少应在电缆两端接地，以降低接地阻抗，减少地电位引起的干扰。5.3.2.7 对于输入信号电缆屏蔽层不能在机壳内接地，最好在机壳的入口处接地，这样可以使屏蔽层上的外加干扰信号直接在机壳的入口处入地，避免屏蔽层上的外加干扰信号带入设备内的信号电路上。5.3.2.8 对于高输入和高输出阻抗的电路，尤其处在高静电环境中的装配体，需要采用双层屏蔽电缆，内层屏蔽层可以在信号源端接地，外层屏蔽层则在负载端接地。5.3.2.9 连接导线较多的装配体，为方便安装,调试及维修，最好给每根导线做个标记。标记一般打在导线端头820处，常用标记方法有三种，印字标记、用标记套管和色环标记。5.3.2.10 连接导线较多的装配体，要根据连接导线传输电能要求，进行排列放置导线。导线排列放置可采用四种方法，线绳绑扎、套管、配线槽和线扎搭扣。排线时，屏蔽导线尽量放在下面,粗硬导线放中间,细软导线放外围。先排短导线，后排长导线。输入和输出线，电源和信号线不要扎在一起，如必须排在一起，则应使用屏蔽线。5.3.2.11 对于结构较大设备（主机，测试柜等）装配体，要根据机箱（柜）的结构，进行集中布线，布线应该沿着机箱的侧壁走线，这样减少外力对线束的影响，使导线连接可靠，便于固定，而且也容易做到整齐美观大方。对于一些抽屉式模块，还应该在其内部设计有横撑，供布线固定用。5.3.2.12 对于FFC（柔性扁平电缆）在装配体上安装，设计时要考虑其最小的弯曲度。5.3.2.13 对于装入需要用螺丝拧紧的装配体接线端子导线（多股软导线），要用欧式管形绝缘端子先和导线压接，再把压接过导线的管形绝缘端子装入装配体接线端子。5.3.2.14 如果不采用这种方法，则要先把导线多股铜丝线拧紧上锡，再装入装配体接线端子。这样可以确保接线牢靠。5.3.2.15 对于装入印制电路板的导线，其导线剥线长度印制电路板的厚度+1mm，并要拧紧上锡。5.4 液晶显示屏装配设计液晶显示模块作为信息显示器件，在产品中广泛采用，因为它具有使用电压低、功耗小、标准化程度高、并有多种结构方式，可以满足各种显示要求，因此，正确使用液晶显示模块对产品的装配设计是十分重要的。5.4.1 液晶显示模块的装配工艺要求：5.4.1.1 由于液晶屏是由玻璃制成，玻璃的抗弯性和抗振性都很差，如果跌落、冲击肯定会造成破裂，所以，在整机装配设计时必须要考虑装配方法，即装配的耐振性和耐冲击性能。目前，对LCD防震和抗冲击采取的措施为加衬垫和在LCD边加框架。5.4.1.2 由于液晶显示器属低压、微功耗的器件，液晶材料电阻率极高，故由于潮湿造成的玻璃表面导电就足以影响显示，会在段之间产生“串”扰显示。在整机装配设计过程中应考虑防潮、机箱密封性要好。5.4.1.3 液晶显示器虽然有背光显示，但还是以自然采光为主的，因此装配设计，尽量突出液晶显示屏。将液晶显示屏尽量靠近显示窗。5.4.1.4 液晶显示器模块中的控制、驱动电路是低压、微功耗的CMOS电路，极易被静电击穿，在装配设计时要考虑防静电的措施。5.5 印制电路板在整机中的装配设计5.5.1 印制电路板在整机中用紧固件固定时，要考虑紧固件与印制电路板上铜箔电路的最小绝缘距离。5.5.2 印制电路板上的器件（如变压器、扼流圈等）较大、较重时，装配设计要考虑采用固定器件的方法，如采用尼龙扎带、安装夹、金属卡箍等材料，以保证焊点和引线不受任何影响。5.5.3 印制电路板上有高度要求的器件（如：发光二极管、红外接收管等），在装配设计时，要标明高度尺寸。5.5.4 对印制电路板上有强电的焊接点，在装配设计时，要采取防护措施，不应直接暴露在表面。如果无法避免的，并有可能影响后道测试人员安全的，则这些焊接点应加涂绝缘材料（如绝缘硅胶等）加以绝缘保护，以防止人身安全。5.5.5 印制电路板在机箱内要有良好的接地，接地线一般布设在印制电路板的最边缘并和安装孔相连，便于印制电路板自身电路的地包围及安装在机箱内时的屏蔽接地。5.5.6 对于采用屏蔽措施的印制电路板，要在屏蔽区域的边缘上，留出若干可供焊接屏蔽盒的焊盘，以便对屏蔽盒焊接。离屏蔽格边缘处不要摆放元器件。5.5.7 在装配体中，用铁氧体磁性材料做屏蔽物的千万不要与地相连。对两个磁性干扰元件，可以采用把它们的相互位置按垂直方向进行安放，这样可以使它们之间的耦合减少到最弱。5.5.8 对于需要散热的印制电路板，在装配体里，散热主要依靠空气流动，所以在装配设计时要研究空气流动路径，合理配置器件或印制电路板。空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动，所以在印制电路板上配置器件时，要避免在某个区域留有较大的空域。整机中多块印制电路板的配置也应注意同样的问题。5.5.9 如果印制电路板上的元器件，根据散热要求需要用散热板的，散热板要发黑，这样可以增加热辐射，把元器件热量散发出去。在离散热板3处的四周尽量不要安放元器件，更不要放耐热性差的器件，以免受到影响。5.5.10 对于带有电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的印制电路板 在装配体中，要考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方。5.5.11 若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。5.5.12 带有接口元器件的印制电路板，其接口元器件放置，通常要先确定与其它印制电路板（或系统）的接口元器件在印制电路板上的位置，再确定在本电路板上的位置。并注意接口元器件之间的配合问题（如元器件的方向等），接口元器件通常放在印制电路板边缘的地方，并留有接口插拔空间，有利于布线和插头的插拔。5.6 面板、机壳的装配设计随着电子产品的市场竞争日益剧烈，对产品的款式新颖要求更加强烈。因此在组织设计电子产品时，除了重视提高产品的内在质量外，还须重视产品的外观装潢。所以面板、机壳的装配设计很重要。5.6.1 面板、机壳的装配设计工艺要求5.6.1.1 由于面板、机壳对内部装配的元器件有防护作用，从安全性能考虑，如采用塑料材料做成的产品机壳、面板应用阻燃性材料制成。5.6.1.2 机壳带有喇叭发音孔或其他孔洞时，应避免金属物进入机内与带电元器件接触。5.6.1.3 机壳、前(后)盖打开后，当触摸外露的可触及元件时，应无触电危险。5.6.1.4 在装配体里，被装配的面板、机壳外观要整洁，表面不应有明显的划伤、裂缝、变形，表面涂覆层不应起泡、龟裂和脱落。5.6.1.5 在机箱上装配各种可动件时，应使可动件的操作灵活、可靠，位置要适当，无明显的缝隙，零部件应紧