什么是框體?介紹其種類、設計基礎知識和注意事項

發布日期: 2024-06-05

框體是電子、汽車和工業設備等各種機器的重要零部件。在制造業中,與框體相關的技術人員很多,掌握基礎知識將有助于順利開展業務。另外,了解什么是框體還可以減少出錯的風險,例如分包時遺漏規格等錯誤。本節將為大家介紹框體的種類、特點,以及設計方面的基礎知識和注意事項。

框體是電子、汽車和工業設備等各種機器的重要零部件。

 

 

?什么是框體?

框體是機器的一部分,用于容納零部件和組件。也稱為“箱體”、“殼體”、“機架”、“外殼”、“外罩”等。其大小和形狀因產品而異。我們身邊的例子有智能手機和電腦的外殼,還有汽車和家電的外裝零部件等??蝮w的功能是固定機械零部件或組件,以便將它們集中放置在一起。另一個作用是密封精密零部件,使其免受灰塵的影響,并保護其不受沖擊和振動的破壞。

 

?框體的主要類型

框體有很多種。在此,主要介紹如下三種類型。

鈑金框體

鈑金框體是由鐵和鋁等金屬板材加工而成。多用于醫療器械和工業設備。未加工狀態的金屬板材是平整的,通過折彎、焊接和沖壓加工使其變為所需形狀。鈑金件的優點是初始成本低,因為它不需要特殊模具;但零件整體成本較高。因此,它適用于小批量生產。

樹脂框體

樹脂框體是由塑料(合成樹脂)制造而成的,通常用于小型機器。例如,打印機、鼠標、傳感器、小家電等。樹脂框體主要通過注塑成型加工而成。注塑成型是指將熔融狀態的樹脂注入專用模具中冷卻凝固的加工方法??杉庸碗s的形狀,以適應不同的設計。樹脂與金屬相比質量輕,因此也被用于關注重量方面的產品,例如是否便于攜帶。此外,由于可以使用模具自動、批量生產,樹脂框體還具有能夠降低單價的優勢。

壓鑄框體

壓鑄框體與鈑金框體一樣是由金屬材料制造而成的,但制造方法不同。壓鑄是將鋁、鋅等金屬熔化后,澆注到專用模具中成形、凝固的加工方法。壓鑄與樹脂的注塑成型一樣適合批量生產。由于模具可以加工復雜的形狀,因此設計上的自由度很高。壓鑄框體的強度也高于塑料,因此可用于防震。 此外,鋁還具有良好的導熱性,因此有時也用于制作散熱類零部件。

 

?框體設計的基礎知識

機箱有多種類型,應用廣泛,下面將介紹其設計原理及流程。

到底什么框體設計?

機械設計分為“結構設計”和“機構設計”兩類。結構設計是指零部件不動,只是為了固定或容納其他零部件。而機構設計則是設計可動零部件??蝮w是不動的零部件,屬于結構設計。

  • 框體設計流程

框體設計的基本流程如下。

1.規劃

首先,確定產品需要什么樣的功能,目標客戶是誰,如何使用等。以企劃部門為中心,設計、銷售、生產等與相關其他部門的人員對各個項目進行審查。與框體設計相關的項目包括產品是否以設計為導向、使用環境、重量、尺寸、目標成本、產地和銷售國家的法律法規。

2.構想設計

其次,確定框體的大小、設計方案等。根據規劃樣式,確定需要什么樣的零部件,如何加工材料等。作為完成構想設計的一個步驟,通常需要進行審查,以確定是否能夠實現規劃的樣式。

3.詳細設計

使用3D CAD創建模型并繪制圖面。機箱是用來容納各種零部件和組件的,因此要通過與每個零部件的設計人員密切溝通來確定形狀。在詳細設計過程中需要確定是否能按照規劃樣式實現功能。需要進行強度計算、熱流體解析等操作,以確保設計符合需求目標。根據設計,可能會對框體進行表面處理。如果有專門負責設計的部門,應盡快確認要求。此外,還應向負責生產準備的部門咨詢是否可以進行加工。

4.原型制作和原型評估

制作所設計的框體原型,并進行各種評估。在批量生產之前,需要評估是否實現了預期功能,檢查生產率、成本和包裝材料,并獲得各種認證。如果在原型評估過程中發現問題,就要分析原因并采取對策。在某些情況下,可能還會更改框體的形狀和材料。根據產品的不同,可能需要多次原型制作并取得驗證數據。最后,還要進行審查,以確認產品是否可以轉入批量生產。

5.批量生產

原型評估完成后,框體將進入最終量產流程。除了材料和形狀之外、包裝材、定價和物流都將轉入批量生產。

如果在詳細設計時進行了恰當的研究和原型評估,就可以減少批量生產時出現問題,確保沒有遺漏。

  • 框體材料

框體材料大致分為金屬和非金屬兩種。選擇合適材料,需要考慮所需功能、使用環境、重量和成本等因素。

金屬

金屬,大方向可分為“鋼鐵”和“有色金屬”。鋼鐵以不銹鋼、鋼、表面處理鋼板和熱軋鋼板、冷軋鋼板為代表。有色金屬包括鋁、鈦、鋅、銅合金板等。

非金屬

非金屬包括“無機物”,“有機物”,“復合材料”等。無機物主要是陶瓷,有機物是塑料和橡膠等,復合材料包括纖維強化塑料等。

 

?框體設計的注意事項

在框體設計中,需要特別注意以下三點。

認真聽取顧客需求

不同客戶對框體的功能和設計有著不同的要求。為了避免出現產品生產后與預期不符的問題,必須事先認真聽取客戶需求,并明確其需求樣式。在某些情況下,由于成本或交期等問題,可能無法滿足所有要求。在設計過程中要考慮優先事項,平衡成本、質量和交貨時間。

牢記溝通的重要性

不僅僅是顧客,與企劃部門、其他零部件設計者、生產準備區、裝配工序的工人等的交流也很重要。在上游工序中,溝通上的疏忽或認識上的差異都可能導致重大問題。例如,必須注意裝配過程中擰緊螺絲的順序等細節。必要時,還可以使用書面的溝通方式,例如編寫書面說明等。

制作原型

近年來,三維CAD設計已變得非常普遍,越來越多的公司開始使用3D模型來進行加工和裝配的審查,以降低開發成本。然而,有些問題(如樹脂壁厚的變化或金屬板材折彎時的干涉等)僅使用3D模型可能無法發現。有些干涉問題可以通過在3D CAD中模擬鈑金件折彎或與其它零件組裝過程中提前注意到。但是,通過制作原型檢查實際產品并在批量生產前發現問題也很重要,因此模擬功能的使用應注意保持平衡。

 

?總結

本節介紹了框體設計的種類、特征、以及需要注意的事項等??蝮w是任何機器的必要組成部分,由于可能與客戶直接接觸,因此設計時必須謹慎。根據所需規格選擇合適的材料和工藝,并進行必要的驗證。為了防止在批量生產中出現問題,建議通過原型評估環節對實際產品進行原型評估這一環節必不可少。

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