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1、结构设计基础（LED）,照明工程部培训课件 讲师：黄天文 2014-05-30,结构设计基础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只能借助于工具才
2、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。,二、灯具防护等级 灯具防护等级系统是由IEC（InternationalElectroTechnicalCommission）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:。 第一个标示特性号码（数字）所指的防护程度第一个标示数字: 0
3、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_,结构设计基础灯具基本分类及防护等级,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1.0mm之工具、电线或类似的细小的外物侵入而接触到灯具的内
4、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,结构设计基础灯具基本分类及防护等级,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
5、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,结构设计基础基本要点及注意事项,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
6、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）。,结构设计基础灯具基本分类及防护等级,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。 选材 铝合金压铸件的常用材料ADC10、ADC12和A38，这几种材料的成分和力学性能见表,结构设计基础安装结构件_压铸工艺性设计
7、,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。,结构设计基础安装结构件_压铸工艺性设计,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
8、模斜度不小于3，筋高30mm以上，拔模斜度不小于2。 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。 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，再涂装处理。,结构设计基础安装结构件_压铸工艺性设计,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
9、24小时常规盐雾测试，黄色铬化可耐48小时常规盐雾测试。 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,结构设计基础安装结构件_压铸工艺性设计,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。 材料及表面处理 1、普通碳素结构钢普板（Q235） 常用厚度（mm）：0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 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，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：
10、 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,结构设计基础安装结构件_钣金件工艺性设计,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(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
11、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：0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 常用表面处理：镀镍、发黑氧化、不处理。,结构设计基础安装结构件_钣金件工艺性设计,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
12、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,结构设计基础安装结构件_钣金件工艺性设计,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。 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
13、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),结构设计基础安装结构件_钣金件工艺性设计,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：,结构设计基础安装结构件_钣金件工艺性设计,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）
14、,结构设计基础安装结构件_钣金件工艺性设计,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：,结构设计基础安装结构件_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：,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
15、+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:,结构设计基础安装结构件_钣金件工艺性设计,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。,结构设计基础安装结构件
16、_钣金件工艺性设计,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，焊点对外观影响较小。 激光焊接适合精密结构焊接，成本高。 co2焊接和氩弧焊接适用范围较广，主要焊接形式是连续角焊缝，和间断角焊缝和对接焊缝，但氩弧焊接的焊接变形较小，焊点外观较好，焊接速度慢，焊接成本稍高。 1、点焊要考虑合适的搭接宽度，如下表：,2、角焊缝要使接头处便于存放焊剂，减少打磨工作量,结构设计基础安装结构件_钣金件工艺性设计,3、手工co2焊和氩弧焊要考虑焊条操作空间,4、有密封要求的组焊钣金件，板厚不能小于0.8，不然容易焊穿。,结构设计基础安装结构件_钣金件工艺性设计,谢谢！,
