1、结构设计工艺手册结构设计工艺手册武汉德威斯电子技术有限公司前言编写这本结构设计工艺手册目的，就是为了方便工程师在结构设计时查阅一些常用的、关键的数据，更好地保证工程师设计出的零件有较好的加工工艺性，统一结构要素，减少不必要的开模，加快加工进度，降低加工成本，提高产品质量。编写这本手册的同时，手册中一些典型的数据主要来源于参考资料，一些工艺上的极限尺寸，主要来源于加工厂家提供的数据，是我们应尽可能遵照的。有些正在生产的零件，一些尺寸超出了手册中给出的极限尺寸，但并不能就能说明这些设计是有良好的工艺性，原则上是在满足产品性能的条件下，尽可能达到最好的加工工艺性。由于时间和实际经验有限，手册中错误在
2、所难免，恳请大家批评指正，希望经过一定时间的实践检验，经过将来补充、修订、完善之后，能够成为一部非常实用的参考书，对我们的设计工作起到很好的指导作用。因此，本手册主要以双工器的设计为主。双工器的组成第一章 腔体 腔体是双工器的关键零件之一，是双工器实现其电气指标的载体（见图一）。 图一因此在设计腔体时应该注意以下事项： 1.由于产品的特性，本公司双工器腔体的材料一律选用铝合金板6061-T6,GB/3880.1-2006.加工方式采用数控加工中心加工，因此在设计时应该充分考虑加工中心的加工特点，如单腔内需设计成圆角。在满足电气指标的前提下，理论上圆角越大越好，这样可缩短加工时间，达到降成本的目
3、的。腔体四周壁厚在一般情况下预留5mm，腔体内部筋厚4mm。 2.腔体上螺纹孔的分布，本公司用于紧固盖板与腔体的螺钉在无特殊说明的情况下选用盘头螺钉M2.58 GB/T 818-2000，因此在设计腔体螺钉分布时单腔与单腔之间的距离在14mm左右，两路腔之间螺钉应适当密一些，一般在10mm12mm之间，这样做的目的是为了防止两路腔之间泄漏。在进行螺钉分布时，应遵循以下原则：a）腔体四周螺钉的盘头边不能超过腔体的外轮廓线。这样可以避免对客户安装的影响。b）螺钉与螺钉之间不能干涩，螺钉与螺母、垫圈之间不能干涉。c）螺钉之间的距离取决与盖板的大小与平面度，大盖板容易变形，平面度难以保证，所以在设计时
4、大盖板的螺钉间距要小于小盖板。d）腔体内表面粗糙度一般在1.6.外表面粗糙度为3.2。e）对于客户的安装面，其表面质量等级为C级(Q/DVCGL 008)。f）对于腔体的外形和客户有特殊要求的尺寸，在设计时要添加关键特性G。3.飞杆槽的设计，飞杆槽是用来紧固飞杆座，因此公差要求非常严格，本公司飞杆槽有两种，一种是槽深14，另外一种是槽深18，其装配公差见图二图二4.低通孔的设计，本公司安装低通孔有两种安装方式，一种是直接打孔，另外一种是铣U型槽，其公差要求见图三 图三5.接插件安装孔的设计，本公司产品最常用的接插件是SMA、N型、7/16等，其内芯安装孔的公差要求见图四图四 6.谐振杆安装孔的
5、设计，本公司谐振杆安装孔主要有两种，一种是3，一种是4，其配合公差要求见图五图五7.支撑柱安装孔的设计，其配合公差要求见图六图六第二章 盖板盖板分为大盖板与小盖板，大盖板是与腔体相互紧密配合形成谐振腔的关键零件之一，其厚度为3mm。小盖板是封闭有源印制板腔及低通槽等。其厚度可根据设计需要选取，大小盖板的材料均为板5052-H34 GB/T 3880.1-2006大盖板在设计时应该遵循以下原则：a）一般情况下，与腔体螺纹孔装配的通孔为2.7，特殊情况下可设计成2.6.b）盖板的通孔必须与腔体的螺纹孔一一对应，不能漏孔，也不能错位。c）在腔体谐振杆的正上方需添加调谐螺杆，其螺杆与谐振杆必须同心，单
6、腔与单腔中间（俗称窗口）需添加耦合螺杆，一般情况下，螺杆位于窗口的中间，特殊情况可根据设计需要调节，螺杆大小根据电气要求选取。飞杆槽的正上方也需添加M3的螺纹孔，用于紧固飞杆座。d）为满足装配，盖板的外轮廓应小于与之装配的腔体的轮廓，一般情况下单边预留0.2mm。图七第三章 谐振杆谐振杆的设计，无特殊说明，图八所标注尺寸不可更改。图八本公司谐振杆所选用的材料见下表图九谐振杆标注示例第四章 通用件的设计本公司通用件主要有，螺杆、飞杆头、飞杆、飞杆座、飞杆螺钉、封口螺钉、绝缘套筒等，具体明细清单参见下表，设计要求参阅设计图纸：通用件图纸清单序号幅面文件名称文件编号阶段标记页数备注1A4封口螺钉（M
7、80.75）Q/DVC7.070.0004PA1Ag2A4封口螺钉（M60.5）Q/DVC7.070.0007PA1Ag3A4螺杆M2Q/DVC7.076.0000PA1Ag4A4螺杆M3Q/DVC7.076.0001PA1Ag5A4螺杆M4Q/DVC7.076.0002PA1Ag6A4螺杆M80.75Q/DVC7.076.0004PA1Ag7A4螺杆M5Q/DVC7.076.0005PA1Ag8A4螺杆M6Q/DVC7.076.0006PA1Ag9A4球头螺杆M6Q/DVC7.076.0007PA1Ag10A4球头螺杆M50.5Q/DVC7.076.0011PA1Ag11A4螺杆M50.5Q
8、/DVC7.076.0012PA1Ag12A4螺杆M40.5Q/DVC7.076.0013PA1Ag13A4球头螺杆M3Q/DVC7.076.0015PA1Ag14A4球头螺杆M4Q/DVC7.076.0016PA1Ag15A4球头螺杆M80.75Q/DVC7.076.0028PA1Ag16A4飞杆头(8)Q/DVC7.080.0046PB1Ag17A4飞杆头(6)Q/DVC7.080.0047PB1Ag18A4飞杆头5Q/DVC7.080.0107PA1Ag19A4飞杆头(12)Q/DVC7.080.0108PB1Ag20A4低通导体5.4Q/DVC7.080.0109PA1Ag21A4低通
9、导体7.8Q/DVC7.080.0110PA1Ag22A4飞杆M2Q/DVC7.089.0004PA1Ag23A4飞杆2Q/DVC7.089.0013PA1Ag24A4飞杆5Q/DVC7.089.0014PA1Ag25A4飞杆螺钉Q/DVC7.734.0003PA1Ag26A4飞杆螺钉Q/DVC7.734.0006PA1Ag27A4绝缘套筒8.8Q/DVC7.864.0000PA1-28A4绝缘套筒6.4Q/DVC7.864.0002PA1-29A4支撑柱Q/DVC7.870.0016PA1-30A4飞杆座(对称飞)Q/DVC8.070.0000PA1-31A4飞杆座(对称飞)Q/DVC8.0
10、70.0001PA1-32A4飞杆座(8-5.5)Q/DVC8.070.0002PA1-33A4飞杆座(10-5.5)Q/DVC8.070.0039PA1-34A4飞杆座(13-3.5)Q/DVC8.070.0040PA1-35A4飞杆座(13-5.5)Q/DVC8.070.0041PA1-36A4飞杆座Q/DVC8.070.0061PA1-37A4飞杆座Q/DVC8.070.0067PA1-38A4无铅标签Q/DVC8.817.0059PA1-39A4无铅小标签Q/DVC8.817.0060PA1-40A3外包装箱Q/DVC8.865.0000PA1-41A3纸板Q/DVC8.865.000
11、1PA1-42A4衬垫纸Q/DVC8.865.0003PA1-43A3外包装箱Q/DVC8.865.0004PC1-44A3外包装箱Q/DVC8.865.0009PA12份 注：SP090B00245A3衬垫Q/DVC8.870.0000PA1-46A3衬垫盖Q/DVC8.870.0001PA1-47A4螺母 M80.75Q/DVC8.930.0007PA1-48A4飞杆3Q/DVC7.089.0007PA1Ag49A4飞杆4Q/DVC7.089.0005PA1Ag50A4飞杆座1Q/DVC8.070.0019PA1-51A4飞杆座2Q/DVC8.070.0020PA1-52A4飞杆座3Q/D
12、VC8.070.0030PA1-53A4飞杆螺钉Q/DVC7.734.0008PA1Ag54A4封口螺钉（M80.75）Q/DVC7.070.0009PA1Cu55A4飞杆螺钉Q/DVC7.734.0009PA1Cu56A4殷钢螺杆M3Q/DVC7.076.0020PA1Ag57A4螺杆M4Q/DVC7.076.0021PA1Cu58A4螺杆M5Q/DVC7.076.0022PA1Cu59A4球头螺杆M5Q/DVC7.076.0023PA1Cu60A4飞杆座Q/DVC8.070.0131PA1-61A4飞杆4Q/DVC7.089.0018PA1Cu63A4飞杆头(6)Q/DVC7.080.01
13、82P1.01Cu64A4飞杆M2Q/DVC7.089.0019P1.01Cu65A4飞杆座Q/DVC8.070.0093P1.01-66A4封口螺钉（M60.5）Q/DVC7.070.0010P1.01Cu67A4球头螺杆M4Q/DVC7.076.0026P1.01Cu68A4螺杆M3Q/DVC7.076.0027P1.01Cu69A4球头螺杆M6Q/DVC7.076.0029P1.01Cu70A4螺杆M2Q/DVC7.076.0030P1.01Cu71A4螺杆M6Q/DVC7.076.0031P1.01Cu72A4螺杆M80.75Q/DVC7.076.0032P1.01Cu73A4螺杆M4
14、0.5Q/DVC7.076.0033P1.01Cu74A4螺杆M50.5Q/DVC7.076.0034P1.01Cu75A4球头螺杆M80.75Q/DVC7.076.0035P1.01Cu76A4球头螺杆M50.5Q/DVC7.076.0037P1.01Cu77A4殷钢螺杆M3Q/DVC7.076.0038P1.01Cu78A4球头螺杆M3Q/DVC7.076.0039P1.01Cu79A4飞杆头(8)Q/DVC7.080.0183P1.01Cu80A4飞杆头5Q/DVC7.080.0186P1.01Cu81A4飞杆头(12)Q/DVC7.080.0198P1.01Cu82A4飞杆2Q/DVC
15、7.089.0021P1.01Cu83A4飞杆3Q/DVC7.089.0022P1.01Cu84A4飞杆5Q/DVC7.089.0023P1.01Cu85A4飞杆螺钉Q/DVC7.734.0010P1.01Cu2010年5月1日后飞杆座优选系列1A4飞杆座Q/DVC8.070.00001-2A4飞杆座Q/DVC8.070.00381-3A4飞杆座Q/DVC8.070.00361-4A4飞杆座Q/DVC8.070.00611-5A4飞杆座Q/DVC8.070.00881-6A4飞杆座Q/DVC8.070.01001-7A4飞杆座Q/DVC8.070.01081-8A4飞杆座Q/DVC8.070.
16、01091-第五章 压铸件设计工艺5.1 压铸工艺成型原理及特点压铸，即压力铸造，是将液态金属或半液态金属，在高压作用下，以高的速度填充到压铸模的型腔中，并在压力下快速凝固而获得铸件的一种方法。压铸时常用压力是从几兆帕至几十兆帕，填充起始速度在0.5-70m/s；压铸时的料温度，铝合金一般是610-670，锌合金一般是400-450，模具温度一般为合金温度的三分之一。注：本章节只涉及铝合金压铸件的讨论。5.2 压铸件的设计要求5.2.1 压铸件设计的形状结构要求合理的压铸件结构不仅能简化压铸模具的结构，降低制造成本，同时也能改善压铸件的质量。应注意如下要求：a、 避免内部侧凹或盲孔结构；b、
17、避免或减少垂直于分型面的孔或外部盲孔结构；5.2.2 压铸件设计的壁厚要求压铸件壁厚度（通常称壁厚）是压铸工艺中的关键因素，如熔料填充时间的计算、凝固时间的计算、模具温度梯度的分析、压力（最终比压）的作用、留模时间的长短、压铸件顶出温度的高低及操作效率等等，都与壁厚有着直接的联系。应注意如下要求：a、 压铸件壁厚偏厚会使压铸件的力学性能明显下降，薄壁压铸件致密性好，相对提高了铸件强度及耐压性；b、 压铸件壁厚不能太薄，太薄会造成铝合金熔液填充不良，成型困难，使铝合金熔液熔接不好，并给压铸工艺带来困难；c、 压铸件随壁厚的增加，其内部气孔、缩孔等缺陷也随之增加；d、 应尽量保持壁厚截面的厚薄均匀
18、一致。根据压铸件的表面积大小划分，锌铝合金压铸件的合理壁厚如下表5-1 所示：表5-1 锌铝合金压铸件的合理壁厚压铸件表面积h（mm2）壁厚t（mm）h 251.03.025 h 1001.54.5100 h 4002.55.0h 4003.56.05.2.3 压铸件的加强筋/肋的设计要求加强筋/肋的作用是增加压铸件的强度和刚性，减少铸件收缩变形，避免工件从模具内顶出时发生变形，作为熔料填充时的辅助回路（熔料流动的通路）。应注意如下要求：a.压铸件的加强筋/肋的厚度应小于所在壁的厚度，一般取该处壁厚的2/33/4；5.2.4 压铸件的圆角设计要求设计适当的工艺圆角，有利于压铸成型，避免应力及产
19、生裂纹，并可延长压铸模具的寿命；当压铸件需要进行电镀或涂覆时，圆角处可防止镀（涂）料沉积，获得均匀镀（涂）层。应注意如下要求：a. 压铸件上凡是壁与壁的连接处（模具分型面的部位除外）都应设计成圆角；b. 压铸件圆角一般取：1/2 壁厚R壁厚；5.2.5 压铸件设计的铸造斜度要求铸造斜度是在脱模时，减少压铸件与模具型腔的摩擦，使压铸件容易被取出；减少铸件表面被划伤；延长压铸模使用寿命。锌铝合金压铸件的一般最小铸造斜度如下表5-2 所示：表5-2 铝合金压铸件的一般最小铸造斜度铝合金压铸件最小的铸造斜度外表面内表面型芯孔（单边）113025.2.6 压铸件的常用材料常用压铸铝合金一般有：ADC12
20、、YL113、YL102、A380、A360 等；目前，珠江三角洲地区比较普遍的铝合金材料是ADC12，它在压铸成型性、切削性、机械性能等各方面均有较好的表现。5.2.7 压铸模具的常用材料压铸模具型腔材料要求具有较高的冷热疲劳抗力、良好的断裂韧性及热稳定性。表5-3 常用压铸模具型腔材料牌号材料标准AISI(美国)DIN(德国)JIS（日本）ASSAB(瑞典)GB(中国)热作模具钢H131.2344SKD6184074Cr5MoSiVi第六章 表面处理工艺6.1 金属镀覆金属镀覆工艺范围：为达到一定的防护性、装饰性、功能性要求，通常会对不同材料进行多种表面处理镀层设计，本公司主要是满足功能性
21、镀覆。6.1 电镀基础介绍电镀是一种电解加工工艺。零件为阴极，电解质中的金属离子电沉积到零件表面，形成一层均匀、致密的金属薄层，即电镀层。镀层可以是锌、铜、金、银等单金属，也可以是铜-锡、铜-锌-锡等二元或三元合金。经过电镀可以改变原材料表面的外观和各种物理化学性质，如耐蚀性、耐磨性、焊接性、电性能、磁性能等，而零件内部仍可以保持原有的冶金及机械性能。所以，电镀是一种表面工程技术。6.1.2镀覆层设计原则镀覆层设计时须考虑以下各项因素：1） 零件的材料、结构、形状、配合公差，如M3 的螺纹镀层厚度超过6 微米，就会影响形状和旋合；2） 零件储存和使用环境条件特征；3） 金属镀覆层的特性和分类、
22、应用范围、厚度系列与选择原则；4） 金属材料接触偶级别；5） 镀覆的目的和各种性能要求；6） 镀覆层的表示方法。6.1.3几个特定的注意事项1） 电化学特征，结构设计中尽量避免两端盲孔等溶液无法进入或流动的区域和结构，当孔较小、较深时，要增加工艺横孔，以提高溶液流动性和改善电场分布，提高镀层均匀性和可镀性；2） 由于前处理和电镀溶液很容易在组合件缝隙中残留，带有螺纹连接、压合、搭接、铆接、点焊、单面焊等组件，因存在缝隙，原则上不可以进行镀覆。3）设计中应尽量避免整机电镀；4） 黑色金属电镀后会不同程度的产生氢脆抗疲劳性能下降，需要受力的高强度钢和薄壁零件，要注意氢脆、疲劳和应力集中等；5） 镀
23、层组合不可随意设计，必须经过试验验证性能满足各项要求的镀层组合才可以采用；6） 应注意镀覆层的使用温度范围，超过允许的使用范围时，不仅会导致性能无法达到，甚至可能引起基体金属的开裂和脆断。7） 电镀铬的深度能力很差，形状复杂的工件，仅装饰性的外表面可以保证镀层完整，凹槽和孔内很难镀到。8） 在密闭情况下，应考虑有机挥发气氛对锌镉镀层的腐蚀作用。6.2 表面喷涂6.2.1 喷涂基础介绍6.2.1.1 喷漆原理采用专用的喷漆枪，利用压缩空气喷出的气流，与连接贮漆罐的管内形成气压差，从而把漆液从贮漆罐里吸上来，被压缩空气的气流带到喷嘴，吹成细雾均匀的喷涂于被涂表面。通过不同的喷嘴和调整喷嘴位置，可以
24、调成圆形、扇形、水平、垂直等不同形状的漆流。对于大而简单的表面，一般采用扁平漆流；小而复杂的表面，则通常采用圆形漆流。6.2.1.2 喷粉原理采用专用的静电喷枪，涂料借压缩空气气体送入喷枪后，在静电喷枪的电晕放电电极附近带上了负电荷，因而产生了静电力和偶极力。然后在输送气压力的推动下，涂料微粒飞离喷枪后，沿着电力线方向飞向带正电性的工件，并按工件表面电力线的分布密度排列，从而涂料就牢牢地涂敷（吸附）在工件表面。粉末涂料的静电喷涂称为喷粉或喷塑。一般膜层较厚，只需几秒种就得到50100m的涂层厚度。涂敷后的工件送到烘箱内烘烤，粉末经过受热熔融、流平、交联，固化成膜。根据粉末涂料中流平剂的多少可分
25、别得到平光、桔纹、砂纹效果的涂层。表6-4喷漆和喷粉层技术指标和其它对比对比项目喷漆喷粉固化温度1605805涂膜固化后厚度3060m6090m固化时间2030min2030min漆膜硬度（铅笔）3H2H耐冲击性50Kg/cm250Kg/cm2耐腐蚀性（NSS 测试）240h500h耐溶剂性较好好可选效果平光、撒点平光、桔纹、砂纹参考加工价格23 元/m228 元/m26.2.2 表面效果选择原则为保证较高的外观合格率，在涂覆设计时应优先考虑采用美术效果。喷漆选用撒点，喷粉选用桔纹、砂纹（注意：喷漆没有桔纹、砂纹，喷粉没有撒点），平均合格率可达到90%以上，不论喷漆或者喷粉，原则上应该避免采用
26、平光效果，尤其是高质量平光等级的设计（如电镀亮银漆），这些涂层平均合格率一般仅为5070%左右。6.2.3 喷粉、喷漆设计注意事项根据零件的使用功能和使用环境气候条件特征，设计不同部位适当的外观要求等级。尽量减少除正视外观装饰面以外部分采用要求较高的外观等级。1） 角锐边必须倒钝、倒圆。倒角的圆弧半径在可能条件下应愈大愈好，以便降低粉末在固化时的边缘效应。金属加工在折弯处棱角应圆滑无龟裂。2） 由于静电作用引起密孔透漆，一般密孔部位单面喷涂时，密孔背面应允许少量溢漆（飞漆）。要尽量减少单面喷涂、密孔背面不允许有漆层的结构设计。对于单面喷涂背面不允许有漆层（需要导电）的钣金件，不要设计2 及以下的小孔，否则孔易堵塞。3） 局部喷漆和喷粉的工件，不喷漆的表面需要进行保护4） 圆弧面为边界的喷涂区应将喷涂区域向平面区域延伸2mm，以保证保护区域的准确控制5） 尽可能减少喷涂保护面，由于喷涂保护的胶带是耐温接近300 度的高温胶带，价格很贵，而且，粘贴高温胶带速度慢，效率低，所以设计尽可能减少保护面积。6） 特别注意，不要出现一个很大的零件喷涂很小部分表面、大部分表面被喷涂保护的
