机柜的生产,可分为机柜零件加工和机柜整件装配两个方面。零件的加工工艺性,是指机柜里的零件在生产过程中能够顺利地生产出来,所花的劳动量最小,并能达到零件图纸所规定的技术要求。机柜的装配工艺性,是指机柜里的各个零件和部件相互联结配置起来,所花的劳动量最小,并能达到整件装配图纸所规定的各项技术要求,装配出合格的机柜。工艺性要求设计的产品在满足使用功能的前提下,应符合一定的工艺性指标要求,以使在现有生产条件下,采用比较经济合理的方法将其生产出来,产品还应便于使用和维护。

        零件的加工工艺性要求采用尽可能少的加工零件、简洁的结构形式、合适的公差技术要求,使在现有条件下易于生产,保证质量。装配的工艺性要求装配的周期缩短、工作量减少、操作方便,并且容易保证装配质量,维护方便。本文从零件的加工和装配工艺上进行分析以帮助结构设计人员熟悉机柜的生产和装配工艺特点,使工艺人员在产品图样会签中建立较强的设计工艺性概念,特别是在一些新产品的设计中,做好产品工艺性评审工作,可以将一些问题解决在图纸进行加工以前,避免在生产过程中的返修和报废,可以节约生产成本,缩短生产周期。

1 　零件的加工工艺性评价

1. 1 　减少加工零部件的数量

一台机柜里的加工零部件数量太多 , 使得制造时劳动量大、生产成本高。在满足使用功能的基础上应能够进行简化 , 这样可以方便生产。例如 , 现很多产品的钣金机柜基本上从原有的通用机柜基础上修改而来 , 老的通用机柜的特点是考虑仔细 , 立足于满足各产品的需要 , 缺点是零部件数量太多 , 如用于连接立柱与上下框之间的垫块 , 功能和外型完全相同 , 只是联接螺纹孔位置不同 , 分为 8 种 , 每种用 1 件 , 加工量大且使用时容易混淆。其实对联接方法稍做改动 , 垫

块数量完全可以简化成 2 种甚至 1 种。如某产品的通用机柜就在原来基础上做了很大的简化 , 零部件数量减少了 30% 以上。

另外某产品转架中装印制板导轨的垫板 , 分为上下前后 4 种 , 使用要求完全一样 , 仅是厚度和宽度稍有差异 , 给加工带来很大麻烦 , 并容易出错。实际上 , 这 4 种垫板完全可以统一为 2 种或 1 种 , 而不用改动任何其它零件图纸就可以满足设计要求。

1. 2 　尽量简化零件结构 , 考虑加工方便性

设计人员在设计零件时 , 在满足使用功能和外观要求外 , 还应尽可能保证加工要求。如显控机柜里的控制台都是铸件的 , 其上安装零件较多 , 使其形状复杂 , 许多内表面都需加工。内表面的加工精度差 , 一般不能作为配合面来使用 ,很多内表面的加工面不能清根 , 要留有大的圆角 , 设计时应考虑让位 , 需加工的内表面在设计时最好留有退刀槽 , 便于铣和插加工。

例如某产品机柜里的转架限位机构 , 碰块采用凹凸块结构 , 凹块是不锈钢材料 , 凹槽铣削困难 , 且角度不能保证 , 无法倾角 , 只好将凸块与之人工修配 , 工作量非常大 , 且凹凸块接触面积偏小。后将凹块结构做了修改 , 将一面上增加 2 个梯形孔 , 这样通过工艺孔先进行线切割加工出凹槽主要形状 , 再铣去多余部分 , 一次加工成型 , 凸凹块角度一致 , 直接装配 , 效果很好。

1. 3 　尽量采用标准尺寸和适宜的公差采用标准尺寸 , 可以减少工艺装备的品种规格 , 统一加工工序 , 选定统一的加工设备。例如 ,某产品中用的印制板插箱的横梁上面的印制板安装孔 , 孔距一致 , 使用要求都相同 , 同一产品不同图纸的孔距尺寸出现了 3 种不同的公差 , ± 0.0 5mm 、± 0. 10mm 、± 0. 15mm 。在生产中采用了 3 种不同的加工工艺 , 对± 0. 05 mm 采用坐标镗床钻孔 , 对± 0. 10 mm 采用数显铣床钻孔 ,对± 0. 15mm 采用钳工划线加工 , 该批产品装配后 , 通过检验均能满足使用要求。在将装配情况反馈给设计人员后 , 设计人员修改了图纸 , 该产品再次下厂加工时 , 将横梁孔距公差全部改为± 0. 15 mm , 加工方法则全部统一为做钻模钻孔 , 这样加工成本降低 , 加工效率提高。如加工直径在 12 mm 以下的高精度小孔时 , 镗孔困难 , 应采用有标准绞刀尺寸的直径 , 以便于用钻绞的方法加工。

1. 4 　零件设计时应考虑相应的加工手段

零件在设计时 , 应充分考虑现有的现代化加工手段 , 很多过去用一般加工方法很难加工或无法加工的结构设计 , 现在都可以进行加工。如象机柜上的抽屉 , 过去通常是用钢板在手工折弯机上折弯 , 很多抽屉上的安装孔如在折弯前用手工划线钻出 , 其上的孔位形位公差在手工折弯后将发生变化。如在折弯后加工孔 , 由于工件在折弯后会发生变形 , 就无法找到一个好的基准 , 加工的孔位还是无法保证其形位公差 , 只好采用装配时配做安装孔 , 效率低 , 周期长 , 且没有互换性。

现在有了数控冲床和数控折弯机床 , 对要求高的复杂钣金零件就可利用数控手段一次加工成形 ,其一致性和互换性好 , 装配简单。如现在机柜里很多零件为了防腐的要求而将材料改为不锈钢材料 , 图纸上常有小直径螺纹孔 , 其加工非常困难 , 特别是攻丝 , 不仅效率很低 , 而且丝锥很易折断 , 所以不锈钢上螺纹孔直径一般应在 M 3 以上 , 同时螺纹深度也不宜过

深 , 以便于加工。

1. 5 　原材料的选用应符合加工工艺性的要求

一般的零件图纸在材料栏中都写明了材料的种类和规格 , 工艺人员在编制工艺时一般都按照材料栏中的要求来下料。设计人员在选择原材料的品种和规格时 , 因充分考虑可加工性和加工的方便性。如散热器是很多产品中都用的 , 在通用标准型材不能满足产品使用要求时 , 有的产品设计人员通过多方查询后 , 选用铝合金厂的拉制铝型材来加工成散热器 , 外形美观 , 加工量既小且散热效果又好。有的产品设计人员选用厚铝板作原材料来加工成散热器 , 要进行大量机加工才能成型 , 成型后净重只有毛重的三分之一 , 加工量过大且会产生变形 , 影响散热效果。

如冷扎钢板和热扎钢板 , 标注时往往不注意区别 , 选用不严格 , 加工时就会影响产品加工质量 , 甚至造成废品。另外绝缘材料里环氧玻璃布压棒是一层层卷制而成的 , 不能加工成方形 , 否则会开裂 ; 环氧玻璃布层压板是一层层叠压而成的 , 加工时必须注意方向 , 否则也容易开裂。