电动自行车前管装饰盒的创新设计

第5期 2015年5月 机械设计与制造 Machinery Design&Manufacture 175 电动自行车前管装饰盒的创新设计 袁开靖 (天津戴维工业设计有限公司，天津300000) 摘要：电动自行车前管装饰盒是电动自行车前车把下部车架前管连接处的一个车首部件，款式多种多样，其外观与 功能至关重要。针对电动自行车前管装饰盒的的设计，根据电动自行车前管装饰盒所使用的材料及所处位置，结合生 产、加工、装配与实际使用分析，总结对比出电动自行车前管装饰盒在改进前后存在的综合成本、工作效率、模具的使 用寿命、模具的材料、产品的外观质量等方面的巨大差异化，优化设计出一套生产效率高、安装方便、制造成本低廉的 前管装饰盒创新方案。 关键词：电动自行车；前管装饰盒；塑料件结构；模具结构；装配工艺：投资成本；创新设计 中图分类号：TH16；TB472 文献标识码：A 文章编号：10013997(2015)05017503 Innovative Design of Decorative Box for Electric Bicycle Head Tube YUAN Kai-jing (Tianjin David Industrial Design Co，Ltd，Tianjin 300000，China) Abstract：The head tube ofelectric bicycle decorative box is a vehicle connected at the first partframe，and its has diverse stylesThe appearance andfunction is importantAccording to the materials used and the location，combined with the analysis ofthe production，processing，assemblyandthe actualusing，it summaries comparative difference ofthe decorative box before and r the improvement ofexisting comprehensive cost，efficiency，the service f ofthe mold material，and the appearance of the product quality etcThe innovative design scheme about decorative box is with many advantages such as production effwiency，convenient installation，low manufacturing cost and SO on, Key Words：Electric Bicycle Head Tube；Decorative Boxes；Plastic Structure；Die Structure；Assembly Process；Cost； Innovation Design 1引言 目前，随着科学技术的高速发展与人口数量的日益猛增，解 决石油能源紧缺、环境污染和城市交通拥挤的问题已迫在眉睫， 很大一部分交通工具已由原来的燃油驱动逐渐转变为纯电源驱 动技术，尤其是电动自行车已经成为人们日常上下班、超市购物、 出行办事、接送孩子和小商品买卖的主要工具。电动自行车越来 越多的走进千家万户，成为人们生活不可缺少的通勤物品。生产 厂家纷纷推陈出新，拿出各自的花招大力推出五颜六色、功能不 一的电动自行车新品种，采用明星广告代言，搞活动送优惠的促 销办法抢占市场，竞争十分激烈。随着市场的洗牌与需求的饱和， 用户对电动自行车的骑乘舒适性、使用功能、销售价格、产品质量 和外观色彩的要求越来越高，也是最为关注的重要问题。简洁时 尚、物美价廉的电动自行车是交通工具领域今后和将来的发展趋 势，也是当前工业设计的当务之急。 电动自行车要做到舒适、功能、价格、品质和外观都称心如 意的话，需要对整个电动自行车和所有零部件进行优化设计，从 整车到部件不放过任何一个细节，只有这样才能够整体提升产品 的性价比，增加市场竞争力。下面以电动自行车前管装饰盒为例， 简述其在结构设计、生产制造、安装与维修的创新设计。 2电动自行车前管装饰盒改进前的应用 分析 21电动自行车前管装饰盒改进前的部件构成 电动自行车前管装饰盒是电动自行车前管上部一个最引人 注目的零部件，如图1所示。传统的一种设计方案，是改进前电动 自行车前管装饰盒结构分解图，主要由左面板、右面板、前面罩、 后壳体和上护罩所组成。 2_2电动自行车前管装饰盒的装配程序 (1)先将前管装饰盒后壳体套装在事先预装好前叉的前管 上；(2)然后用螺钉将后壳体通过中定位柱、固定孔与前管固定一 起，形成一个稳定的三角形固定方式；(3)将前面罩用螺钉通过固 定槽、上固定柱和下固定柱对应螺接一起；(4)将左面板、右面板 上的内插爪、外勾爪和下勾爪分别对应前面板上的插爪孔、外槽 来稿日期：20141030 作者简介：袁开靖，(1963一)，男，河南驻马店人，高级工程师，主要研究方向：交通工具五金电器及产品设计与制造 No5 Mav2015 机械设计与制造 177 料模具需对外槽口、下槽口与插爪口部位进行碰穿加工工序，取 消了后壳体上固定柱的结构设计。这样不但使模具结构简单化， 模具加工成本降低(30-40)以上，而且使模具生产时间提高05 倍，部件生产效率提高1倍以上，大大缩短了模具加工时间，保障 了模具加工质量和交货期。 (a)改进前结构图 (b)改进后结构图 图5改进前后电动自行车前管装饰盒后壳体对比结构图 Fig5 Before and After the Improvement of Pipe Decorative Box of Electric Bicycle Front Shell After Contrast Structure Diagram (3)将改进前电动自行车上护罩上面的固定爪外移，同时由 4个固定爪变为3个，如图6所示。在塑料模具设计中取消了改 进前的多个滑块，直接按照两面分型模结构进行设计，这样可设 置一模出(68)个部件甚至更多，模具结构比较简单，与改进前的 模具加工成本降低(708O)以上，而且生产效率提高(23)倍， 同时模具因设计无滑块、滑道结构，不但缩短了模具加工时间，而 且模具的使用寿命比原来延长了(23)倍以上。 上护罩 定位爪 上护罩 定位爪 (a)改进前结构图 (b)改进后结构图 图6改进前后电动自行车前管装饰盒上护罩对比结构图 Fig6 Before and After the Improvement of Electric Bicycle Front Tube Shield Structure Comparison Map Decorative Box (4)在生产装配过程中，电动自行车左面板与右面板与前面 罩由于采用自攻螺钉装配，二者不存在松动与丢失；左面板、右面 板、前面罩与后壳体下部是共用2个螺钉固定的，再加上前面罩 上端由于采用勾扣结构卡接，所以装配方便，用时较短，企业装配 工非常喜欢并接受，如图7、图8所示。 图7改进后电动自行车前管装饰盒整体装配图 Fig7 Assembly Drawing of Electric Bicycle Front Tube Decorative Box after the Improvemet 图8改进后电动A行车前管装饰盒量产组合照片 Fig8 The Improved Electric Bicycle Front Tube Decorative Box Production Combination Photograph 4结论 通过对电动自行车前管装饰盒改进前后的部件对比，得出 如下结论：(1)电动自行车前管装饰盒改进后的部件与改进前，在外 观造型方面维持了原来的形状，针对销售而言，有利于保持原来被 客户认可了的第一形象，稳定销售群体。(2)电动自行车前管装饰盒 改进后的部件与改进前对比，从塑料件结构设计方面讲，取消了原 来几处与拔模方向不一致的倒拔勾扣，简化了后期模具的结构复杂 程度。(3)电动自行车前管装饰盒改进后的部件与改进前对比，从塑 料模具结构设计方面讲，避免了一些需采用滑块模具结构方能实现 的连接结构，能更好的采用常规的两面分型模来完成。(4)电动自行 车前管装饰盒改进后的部件与改进前对比，从塑料模具加工方面 讲，减少了滑块、滑道的加工，可节省加工时间。(5)电动自行车前管 装饰盒改进后的部件与改进前对比，从装配工艺上讲，不但比原来 安装更方便，而且装配后整体稳固性能与防松陛能者 E常的优良。 (6)电动自行车前管装饰盒改进后的部件与改进前对比，从综合成 本、工作效率、模具的使用寿命、模具的材料、产品的外观等方面讲， 取得了良好的效果，真正实现了产品的外观优美、装配陕速方便、 成本价格低廉、品质优良和性能可靠的积极目的。 参考文献 1齐新华，李恒灿，李勇安装座的多工位级进模设计EJ机械设计与制 造，2011(12)：247248 (Qi Xinhua，Li Hengcan，Li YongDesign ofnmhistage progressive die for soleplate component 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下方向的隔振率普遍高于其它两个方向，有些方向达到90以 上，基本满足挖掘机对动力总成悬置隔振率的要求。实车测试结 果验证了文中提出优化方法的有效性。 表8优化后悬置系统隔振率() Tab8 Isolation Ratios of the Optimized PMS 6结束语 为提高某挖掘机机动力总成悬置系统的隔振性能，以该悬 置系统的六阶固有频率和解耦率为优化目标，给出了悬置系统的 优化模型。优化模型能有效增大悬置系统各方向的解耦率。虽然 Yaw方向和Roll方向的解耦率未达到要求，但较优化前有了大 幅度提高。实车测试结果表明，悬置系统的平均隔振率达到85， 基本满足工程实际需求。 参考文献 1Demic MA contribution to the optimization of the position and the chara cteristics of passenger car powertrain mountsJ_International Journal of Vehicle Design，1990，1 1(1)：87103 2刘丕晶，侯亮，黄伟挖掘装载机动力总成悬置系统隔振性能仿真J 厦门大学学报：自然科学版，2012，51(6)：10o51010 (Liu Pi-jing，Hou Liang，Huang WeiSimulation of vibration isolation performance ofbackhoe loaders powertrain mounting systemJJournal ofXiamenUniversity：NaturalScience，2012，51(6)：1005-1010) 3陈欠根，冯利花，过新华装载机动力总成悬置系统建模仿真研究J 合肥工业大学学报：自然科学版，2011，34(8)：11301134 (Chen Qiangen，Feng Li-hua，Guo Xin-huaModeling and simulation studyofexcavatorspowertrainmounting systemJJournalofHefeiUni- versityofTechnologyNaturalScience，2011，34(8)：11301134) 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