机柜结构件设计规范

内部公开 1 机柜结构件设计规范机柜结构件设计规范 内部公开 2 目 次 前 言 5 1 范围和简介 6 1 1范围 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 内部公开 3 3 5数冲毛刺朝向零件内部 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折弯的内圆角 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 内部公开 4 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 2 MS 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 内部公开 5 前前 言言 本规范的其他系列规范 无 与对应的国际标准或其他文件的一致性程度 无 规范代替或作废的全部或部分其他文件 无 与其他规范或文件的关系 无 与规范前一版本相比的升级更改的内容 第一版 无升级更改信息 本规范由机柜技术部提出 本规范主要起草和解释部门 机柜技术部 本规范主要起草人员 本规范主要评审人员 本规范批准部门 内部公开 6 机柜结构件设计规范机柜结构件设计规范 1 1 范围和简介范围和简介 1 1 范围 本规范规定了机柜结构设计时所要注意的工艺要求 本规范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范不明确 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 规范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 2 剪板下料剪板下料 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 内部公开 7 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 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 tk 1 00 231 77 1 20 252 15 1 50 352 65 2 00 53 5 2 50 574 43 3 00 695 31 表 2 2 3 下料尺寸不大于板材规格 内部公开 8 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 3 数冲数冲 3 13 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 23 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 内部公开 9 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 数冲毛刺朝向零件内部 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 材料材料圆孔直径圆孔直径d d矩形孔短边宽矩形孔短边宽b b 高碳钢 1 3t1 0t 低碳钢 黄铜 1 0t0 7t 铝 0 8t0 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 孔面积或内部加焊加强筋 4 4 折弯折弯 4 1 折弯上下模的种类 内部公开 10 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 折弯的内圆角 我公司折弯内圆角为 R1 5 折弯内圆角越小 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 内部公开 11 孔壁至弯边的距离见下表 当圆孔直径大于 10 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内时 h H t 4 5 2 内部公开 12 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 5 组焊组焊 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 内部公开 13 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 内部公开 14 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 内部公开 15 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内部结构可采用分段 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 6 普冲普冲 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 7 辊轧辊轧 内部公开 16 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 2 MS 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 8 装配装配 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 4 MS 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 内部公开 17 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 内部装双安装板 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 2