结构设计基础(LED)

1、照明工程 结构设计基础（LED） 照明工程部培训课件 讲师：黄天文 2014-05-30 照明工程 灯具基本分类及防护等级 一、灯具基本分类 1、灯具：凡是能分配，透出或转变一个或多个光源发出的光线的一种器具，并包括 支撑、固定和保护光源必需的不见（但不包括光源本身），以及必需的电路辅助装置 和将他们与电源连接的设施。 2、普通灯具：提供放置与带电部件意外接触的保护，但没有特殊的防尘、防固体异 物和防水等级的灯具。 3、可移动式灯具：正常使用时，灯具连接到电源后能从一处移动另一处的灯具。如 台灯、挂式壁灯、落地灯等等。 4、固定式灯具：不能轻易的从一处移动到另一处的灯具，因为固定以致于这种灯具

2、 只能借助于工具才能拆卸。如固定式：天花灯（吸顶灯）、壁灯、嵌入式灯、吊灯、 轨道灯、等等。 照明工程 二、灯具防护等级 灯具防护等级系统是由IEC（International Electro Technical Commission）所 起草。将灯具依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。这里所指的 外物包含工具、人的手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。 IP防护等级是由两个数字所组成，如IP65：第一个数字表示灯具防尘、防止外物 侵入的等级；第二个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度。数字越大，表示其 防护等级越高，两个标示数字所表示的防护等级:。 第一个标示特性号

3、码（数字）所指的防护程度第一个标示数字: 0 无防护,对外界的人或物无特殊之防护。IP0_ 1 防止大于50mm的固体物体侵入,防止人体（如手掌）因意外而接触到灯具内部 之零件。防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入。IP1_ 2 防止大于12mm的固体物体侵入，防止人的手指接触到灯具内部之零件。防止中 等尺寸（直径大于12mm，长度大于80mm）的外物侵入。IP2_ 灯具基本分类及防护等级 照明工程 3 防止大于2.5mm的固体物体侵入，防止直径或厚度大于2.5mm之工具、电线或类 似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部。IP3_ 4 防止大于1.0mm的固体物体侵入，防止直径或厚度大于1

4、.0mm之工具、电线或类 似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部零件。IP4_ 5 防尘，完全防止外物侵入虽不能完全防止灰尘侵入，但侵入的灰尘的量并不会 影响灯具的正常操作.IP5_ 6 尘密,完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘侵入。IP6_ 第二个标示特性号码（数字）所指的防护程度第二个标示数字: 0 无防护,对外界的人或物无特殊之防护 1 防止滴水侵入，垂直滴下的水滴（如凝结水）对灯具不会造成有害影响IP_1 2 倾斜时仍可防止滴水侵入，当灯具由垂直倾斜至15度时，滴水对灯具不会造成 有害影响IP_2 灯具基本分类及防护等级 照明工程 3 防止喷洒的水侵入，防雨或防上与垂直的夹角小于60度之

5、方向所喷洒的水进入灯 具造成损坏IP_3 4 防止飞溅的水侵入，防止各方向飞溅而来的水进入灯具造成损坏IP_4 5 防止喷射的水侵入，防止来自各方向由喷嘴喷射出的水进入灯具造成损坏IP-5 6 防止大浪的侵入，装设于甲板上的灯具，防止因大浪的侵袭而浸水造成损坏IP-6 7 防止浸水时的水侵入，灯具浸在水中一定的时间或水压在一定的标准以下能确保 不因进水而造成损坏IP-7 8 防止沉没时的水侵入，灯具无限期的沉没早指定水压的状况下，能确保不因进水 而造成损坏IP-8 基本要点及注意事项 照明工程 灯具的结构设计大致包含以下内容： 1、整机组装结构设计 2、热设计 3、电磁兼容性设计 4、结构静电

6、计算与动态参数设计 5、防腐蚀设计 6、连接设计 7、可靠性实验（可靠性设计） 本讲义配合上述过程讲诉不同加工方式的安装结构件的工艺性设计：压铸工艺性 设计、钣金件工艺性设计、塑胶工艺性设计（略）。 灯具基本分类及防护等级 照明工程 u术语和定语 流痕：指铸件表面与金属液流动方向一致且与金属基本颜色不一样的纹路。 冷隔：指铸件表面与周边熔接不良的小块。 铬化：指铸件与铬酸溶液发生化学反应，在铸件表面形成一层薄的铬酸盐膜。 欠铸：指铸件成形不饱满 网状毛刺：压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹。 溢流口：指金属液冷却凝固时为补偿金属收缩所设置的穴。 u选材 铝合金压铸件的常用材料ADC10

7、、ADC12和A38，这几种材料的成分和力学性能见表 安装结构件_压铸工艺性设计 照明工程 u壁厚 壁厚设计以均匀为佳，不均容易产生缩孔和裂纹，易引起零件变形同时会影响到模具 的使用寿命。壁厚很厚的铸件内部易产生缩孔，影响材料的力学性能，对大型铝合金， 其壁厚不宜超过6mm，因壁厚增加，其材料的力学性能将明显下降，因此推荐壁厚如 下表。 对外侧边缘壁厚，为保证良 好的压铸成形，壁厚S1/4h,且 s=1.5mm,s为边缘壁厚，h为边 缘壁的高度如左图。 安装结构件_压铸工艺性设计 照明工程 u加强筋 设计筋的目的是增加零件的强度和刚性，避免因单纯依靠加大壁厚而引起的气孔， 裂纹和收缩缺陷，同事

8、能使金属流路顺畅，改善压铸的工艺性，筋高不超过15倍壁厚， 最大筋宽不超过1.5壁厚，对筋高30mm一下，拔模斜度不小于3，筋高30mm以上，拔 模斜度不小于2。 u铸孔 铝合金可铸最小孔径为2.5mm，可铸孔径大小与深度有关，对盲孔，孔深为孔径的 3到4倍，对通孔，孔深为孔径的6-8倍。对孔径精度或孔距精度要求较高的，一般不 直接铸孔，采用后续机加工处理，但对壁厚较厚的孔，为避免机加工出现表面有砂眼， 一般先铸出底孔，然后用机加去除加工余量。 u表面氧化 铝合金氧化主要是提高其防腐能力，因铝合金含比较多的硅金属，阳极氧化智能 为灰色，不能氧化成黑色。对防腐能力要求高的，一般表面线铬化处理，再

9、涂装处理。 安装结构件_压铸工艺性设计 照明工程 表面铬化有五色和黄色铬化两种，主要是在表面形成薄的铬化层，无色铬化可耐24小 时常规盐雾测试，黄色铬化可耐48小时常规盐雾测试。 u铸件加工工艺流程 压铸成形 去浇口溢流口 去批峰抛光 机加 清洗 表面处理 安装结构件_压铸工艺性设计 照明工程 u术语 钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸、焊接等加工过程中的难易程度。 u材料及表面处理 1、普通碳素结构钢普板（Q235） 常用厚度（mm）：0.50.81.01.21.52.02.5 常用表面处理：镀彩锌、镀蓝锌、镀镍、喷涂 Q235是一种钢材的材质。Q代表的是这种材质的屈服，后面的235，

10、就是屈服值， 在235左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。Q235根据性能的冲击温 度的不同分为四个级别： Q235-A级，是不做冲击 Q235-B级，20常温冲击 Q235-C级，0冲击 Q235-D级，-20冲击 安装结构件_钣金件工艺性设计 照明工程 2、不锈钢板SUS304、SUS316（会接触酸碱溶液的零件使用） 常用厚度：0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0。 常用表面处理：通常不做表面处理，如果有需要建议选用表面处理的不锈钢材料 如SUS304(拉直纹）、SUS304（雾面）、SUS304 mirror(合金铝）。 3、铝板：A1100(纯铝）、A5052(

11、合金铝）、6061（合金铝） 常用厚度：1.0 1.2 1.5 2.0 常用表面处理：拉丝氧化（发黑，发白）、喷砂氧化（不推荐使用，单面喷砂容 易变形）、喷粉。如果零件要求到点，则需要再技术要求里注明导电氧化，导电氧化 属化学洋槐，颜色为淡黄色。 4、铜板：H62 常用厚度：0.30.50.81.01.21.52.0 常用表面处理：镀镍、发黑氧化、不处理。 安装结构件_钣金件工艺性设计 照明工程 u注意事项（选择材料和表面处理） 1、建议钣金件最薄用0.8mm厚，最厚用2.5mm厚。0.5mm厚的冷轧钢板焊接、折 弯后的尺寸都不容易控制，除了用作简单的屏蔽片或弹片，应尽量少用。超过2.5mm

12、厚冷轧钢加工很困难，折弯很难控制，也尽量少用。 2、需要焊接组合的零件建议选用Q235. 3、有较高的防腐要求或外观要求的零件建议选用不锈钢板或铝板。 需要电镀的零件建议选用镀彩锌或镀蓝锌的表面处理。表面电镀的防腐性比较: 镀白锌镀蓝锌镀彩锌镀镍 防腐性减弱，价格增高 4、需要表面喷涂的零件，建议选择喷粉 安装结构件_钣金件工艺性设计 照明工程 u常用加工工艺 模具加工钣金件的工艺流程与模具结构有关,如采用单工序模具，一个复杂的零 件需要多套模具才能完成加工。如采用复合模具，则可以多个工序在一次冲压完 成，但复合模具的成本比较贵。 u冲裁 冲裁有数控冲床冲裁、模具冲裁，零件的孔径尺寸、止裂槽尺

13、寸或外圆角尺寸尽 可能与刀具尺寸符合。冲裁件尽量避免过长的悬臂和狭槽，悬臂和狭槽的宽度不宜过 小，其合理数值：对合金钢或不锈钢:A=2t对一般钢:A=1.5t对黄铜、 铝:A=1.2t (t-材料厚度) 安装结构件_钣金件工艺性设计 照明工程 u冲孔 孔径不宜过小。其最小孔径与孔的形状、材料的机械性能、材料的厚度灯有光， 合理的参数才考下表： 安装结构件_钣金件工艺性设计 照明工程 零件的冲孔边缘离外形的最小距离随零件与孔的形状不同，要有一定的限制，如 下图：当冲孔边缘与零件外形边缘不平行世界，该最小距离应不小于材料厚度，即 a=t;孔边缘与零件外形边缘平行是，应取b=1.5t。 用模具冲裁的

14、零件，其外形或内控应避免锐角，做成适当的圆角，可增加模具使 用寿命，不易产生裂纹。一般可取R=0.5t,(t-材料厚度） 安装结构件_钣金件工艺性设计 照明工程 u折弯 数控折弯机的折弯刀有很多种，按刃口分，有R=0.2/0.6/1，按刀具结构分，有直 角刀，避位刀，鹅颈刀灯，折弯下模一般是90V行模，现有VV模宽度有：V=4、7、 8、12，折弯刀和下模的关系如下图： 安装结构件_钣金件工艺性设计 1、折弯有撕裂的地方，需要留撕裂槽，撕 裂槽的宽度一般不小于1.5t,且=1.5.撕裂槽 的长度和宽度与壁厚的关系如右图： 照明工程 2、折弯件的直边高度不宜过小，否则不易形成足够的弯矩，很难得到

15、形状准确的 零件。其弯曲值hr+2t，且h=3方可。如下图: 3、当折弯边带有斜角时，侧面的最小高度为：h=2-4)mm,且hr+2t(r为折弯内角） 如右图: 4、折弯件的孔边距离：先冲孔后折弯的零件，为了避免折弯时孔变形，从控辩到弯 曲半径r中信的距离取为：当tt；当t=2mm时，L2t如下图: 安装结构件_钣金件工艺性设计 照明工程 5、先折弯再冲孔的零件，控辩与工件直壁之间应保持一定的距离，距离太小时， 在冲孔时会使凸模受水平推力而折断，所以，从控辩到弯曲半径r中信的距离取为： L0.5t,如下图： 其余的工艺参数，如压死边、多个折弯边公差、弯曲件直边高度、U形弯曲件边长 设置、弯曲件直角侧边褶皱设计、折弯边回弹、折弯件防裂纹增加切口、折弯定位孔、 弯曲加强筋等等的工艺，在实际工作亦要特别注意。 安装结构件_钣金件工艺性设计 照明工程 u焊接 常用的焊接种类：电焊（也叫碰焊），co2焊接，氩弧焊接，激光焊接。 点焊适用于较薄的材料，焊