結構低成本設計總結與規(guī)范

1、一、目的：規(guī)范本公司產品結構設計時的低成本考量，提高公司產品結構設計的質量和低成本要求，同時也為了提高結構設計產品的可生產性、可制造加工性的需要。滿足公司產品的低成本戰(zhàn)略需要。 二、范圍： 本規(guī)范適用于公司所有產品的結構設計。三、參考資料：五金和塑膠產品設計規(guī)范包裝材料的設計規(guī)范公司產品成本的信息反饋四、制作規(guī)范：4.1總則零部件的結構形狀，裝配關系，材料選擇，尺寸大小，加工要求，表面處理，總體布置等設計合理與否，對產品的技術性能和經濟指標都有著直接的影響。為此，結構設計人員應注意以下幾點：; C8 W) s: X# H u0 g8 P& z% z4.1.1零部件設計必須滿足其設計功能要求。9

2、 E5 T/ h2 d6 C( g! w$ ?4.1.2要考慮功能的合理分配和零件結構形狀的合理設計。0 m Z C- T( M2 i& F4.1.3從便于制造加工和降低成本考慮，力求零件結構形狀簡單，加工面少，材料利 用率高。; E+ U0 |6 I2 ?# a |4.1.4常用零件盡可能標準化、通用化、組合化。可以減少采購的時間和物料管理的難度。為此從瑞谷公司產品的特點和要求按以下幾點分別規(guī)范：& ：N- w;4.2材料低成本要素4.2.1 五金外殼常用材料：鋁，覆鋁鋅板，鍍鋅板，電解板，冷扎板，價格由高到底，在滿足性能的條件下以低價的材料為優(yōu)先考慮選擇對象。4.2.2 塑膠料面板常用材料

3、：ABS，PC，PA+GF30%按要求一般優(yōu)先用ABS，如有其它要求時才考慮其它材料的選擇應用。塑膠材料成本比較： 型號 廠商 價格（RMB）1 ABS-757的材料， 臺灣奇美 大概每噸1萬左右2 PC-110 的材料 臺灣奇美 大概每噸2萬左右3 PA+GF 30%的材料 國產的 大概1-1.5萬/噸 從以上的成本價格比較數據中可以看出ABS材料的成本最便宜，我們在結構設計時要優(yōu)先考慮選用它。 4.2.3 導電匯流條常用材料:：紫銅+表面鍍鎳，目前公司很多的匯流條都是鉚螺母，根據華為的要求，對于3mm厚度的可以直接攻牙，最大為M6的，直接攻牙比鉚螺母成本要低。4.2.4 絕緣材料:：環(huán)氧板

4、， PC， PVC， Fr-1等。4.2.5 導熱絕緣材料：TS-160FR，BP105，T404。4.2.6 散熱片：鋁型材，和鋁板材，設計時優(yōu)先考共用以前的模具。表面處理也是需要時才考慮 一般優(yōu)先用無表面處理的，以利節(jié)約成本。4.2.7 螺絲：普通鋼表面處理（鍍彩鋅），不銹鋼，一般選用普通鋼材的螺絲表面鍍彩鋅為優(yōu)先選用 不銹鋼的是要客戶需要時才考慮選用。4.3材料厚度成本要素4.3.1 外殼常用材料厚度(毫米):：0.8,1.0,1.2,1.5,2.0,2.5在滿足強度和安規(guī)的要求下以薄為優(yōu)先。4.3.2 塑料面板常用材料壁厚 (毫米)，根據塑料的種類,材料流動性及注塑的工藝性要求決定,一

5、般在：0.8-2.5之間。.4.3.3 導電條常用材料厚度(毫米):：1.0,1.5,2.0,2.5,3.0.。4.3.4 絕緣材料厚度(毫米): ：0.25,0.3,0,0.5,8,1.0.。4.3.5 散熱片片材厚度（毫米）：1.5, 2.0, 2.5，3.0，4.0。五金材料成本比較表：材料名稱代碼標準板厚 T/ mm廠商價格（元/噸）冷軋板SPCC 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 3.0無指定5300-5600電解板SECC 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 無指定7500-8000鍍鋅板0.8 1.0 1.2 1.5 2.0無指定7000-8000覆鋁鋅板 1.0 1.

6、2 1.5 2.0無指定10000-12000不銹鋼板SUS3040.3 0.4 0.6 1.0 1.5無指定35000-40000鋁板AL1050/5052/60631.0 1.2 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0無指定25000-35000紫銅板T2/31.5 2.0 3.0 無指定35000-45000以上材料價格都是最近三個月市場上的價格。瑞谷公司的五金類產品（插框類，定制類）外殼類產品優(yōu)先選用1，SPCC+噴涂，2，SECC+噴涂，3，覆鋁鋅板，4，鋁+表面處理。設計時一般優(yōu)先考慮用1類材料組合如果沒有客戶的特別要求。這樣產品的材料費比用2，3或4一般能節(jié)省30%，30%，70

7、% 。4.4表面處理低成本要素4.4.1 外殼的表面處理常用種類:：不處理,噴油,噴粉，表面拉絲，氧化,電鍍等。4.4.2 塑料面板常用表面處理常用種類:：不處理，噴油，等。4.4.3 導電條表面處理常用種類:：不處理，鍍鎳。4.4.4 絕緣材料：表面一般不處理。4.4.5 散熱片表面處理：表面不處理，表面拉絲，氧化發(fā)黑，氧化本色，導電氧化。4.4.6 螺絲表面處理：鍍彩鋅，發(fā)黑，鍍鎳，熱處理等。表面處理成本表：表面處理價格（元/平米）噴油35噴粉18電鍍45-鍍彩鋅100-鍍鎳表面拉絲30氧化+發(fā)黑氧化35+發(fā)黑10 瑞谷公司的產品表面處理一般有上表中的幾種類別，一般對于外觀件考慮到防銹，美

8、觀外一些內部結構盡量在設計時優(yōu)先考慮無表面處理的，客戶要求的除外，一般對于插框類的大五金件無表處理和有表面處理的成本相差10%-20%。工藝結構設計要點：4.5五金低成本設計要素我司產品結構件主要是由鈑金材料經過沖壓加工而成，這些沖壓件的幾何形狀、尺寸和精度對沖壓工藝影響很大。沖壓件具有良好的加工工藝性有利于節(jié)省材料、減少工序、提高模具 使用壽命和產品質量，同時，可以有效的降低產品的成本。 按鈑金件的基本加工方式，如沖裁、折彎、拉伸、成型，本規(guī)范通過闡述每一種加工方式的設計規(guī)范。4.5.1沖裁件沖裁件的形狀和尺寸盡可能簡單對稱，使排樣時廢料最少。做到省材，省時，提高生產效率，沖裁件的外形及內孔

9、應避免尖角。在直線或曲線的連接處要有圓弧連接，圓弧半徑R0.5t（t為材料壁厚）沖裁件應避免窄長的懸臂與狹槽，沖裁件的凸出或凹入部分的深度和寬度，一般情況下，應不小于1.5t(t為料厚)，同時應該避，免窄長的切口與和過窄的切槽，以便增大模具相應部位的刃口強度。沖孔優(yōu)先選用圓形孔，沖孔有最小尺寸要求沖孔優(yōu)先選用圓形孔，沖孔最小尺寸與孔的形狀、材料機械性能和材料厚度有關。數沖孔的成本和孔的形狀和材料的厚度及種類關系密切，一般一次能沖切的孔成本大約為0.04元/孔。其它的孔價格按此標準計算。設計沖孔時一般盡量能一次沖掉。4.5.2 折彎彎曲件形狀盡量對稱，折彎高度(彎出零件圓角中心以上的長度)大于2

10、t，折彎件的最小彎曲半徑，材料彎曲時，其圓角區(qū)上，外層收到拉伸，內層則受到壓縮。當材料厚度一定時，內r越小，材料的拉伸和壓縮就越嚴重；當外層圓角的拉伸應力超過材料的極限強度時，就會產生裂縫和折斷，因此，彎曲零件的結構設計，應避免過小的彎曲圓角半徑。彎曲件的直邊高度 一般情況下的最小直邊高度要求，彎曲件的直邊高度不宜太小，最小高度按要求：h2t。局部彎曲的工藝切口，折彎件的彎曲線應避開尺寸突變的位置局部彎曲某一段邊緣時，為了防止尖角處應力集中產生彎裂，可將彎曲線移動一定距離，以離開尺寸突變處或開工藝槽或沖工藝孔。彎曲件的回彈，影響回彈的因素很多，包括：材料的機械性能、壁厚、彎曲半徑以及彎曲時的正

11、壓力等。折彎件的內圓角半徑與板厚之比越大，回彈就越大。彎曲件的回彈，目前主要是由生產廠家在模具設計時，采取一定的措施進行規(guī)避。同時，從設計上改進某些結構促使回彈角減少，在彎曲區(qū)壓制加強筋，不僅可以提高工件的剛度也有利于抑制回彈。4.5.3 拉伸件 拉伸件設計圖紙上尺寸標注的注意事項拉伸件由于各處所受應力大小各不相同，使拉伸后的材料厚度發(fā)生變化。一般來說，底部中央保持原來的厚度，底部圓角處材料變薄，頂部靠近凸緣處材料變厚，矩形拉伸件四周圓角處材料變厚拉伸件產品尺寸的標準方法，在設計拉伸產品時，對產品圖上的尺寸應明確注明必須保證外部尺寸或內部尺寸，不能同時標注內外尺寸。拉伸件尺寸公差的標注方法，拉

12、伸件凹凸圓弧的內半徑以及一次成形的圓筒形拉伸件的高度尺寸公差為雙面對稱偏差，其偏差值為國標(GB)16級精度公差絕對值的一半，并冠以號拉伸件的成本比較復雜，它和設計時的選材，厚度，拉伸的高度等密切相關。4.5.4成形加強筋，在板狀金屬零件上壓筋，有助于增加結構剛性，百葉窗通常用于各種罩殼或機殼上起通風散熱作用，其成型方法是借凸模的一邊刃口將材料切開，而凸模的其余部分將材料同時作拉伸變形，形成一邊開口的起伏形狀。 注意標準化,散熱孔,加強筋,扎線橋盡量選用標準,或其它機種用過的.減少開模時間及費用. 另外在五金件的結構設計當中，要極力的避免有后加工的工藝，因為那樣既增加了加工的難度，同時又會增加

13、成本。 例：GIE4805S的鋁殼體，由于在結構設計時要用到銑邊的工藝，加工費時成本增加，后經過結構優(yōu)化，減掉銑邊工藝，成本節(jié)約10%以上。4.6 塑膠件低成本設計要素4.6.1 分模線之選定 不得位于明顯影響外觀的位置 ,開模時不形成死角(undercut)的位置 ,位于模具易加工的位置 ,位于成品后加工容易的位置。 4.6.2脫模斜度 脫模斜度是為了便于產品從模具中脫出而設置的。 脫模斜度一般采用12度最小不小于0.5度。具體數值視成品形狀成形材料的類別模具結構表面精度以及加工方等會有所不同。在不影響產品品質的前提下脫模斜度愈大愈好。脫模斜度設計的不合理不僅會增加脫模難度，也會增加人工及脫

14、模劑等成本，影響生產的效率。4.6.3產品外形及肉厚 產品外形盡量采用流線外形避免突然的變化以免在成形時因塑膠在此處流動不順引起氣泡等缺陷，并且此處模具易產生磨損。 盡可能肉厚均勻以防止產生縮水 ，棱角及肉厚較薄部分是否會阻礙材料流動從而引起充填不足 ，肉厚不均則成品冷卻后收縮不均，造成縮水，產生內應力，變形破裂等 ，我們經常用的材料有: PC,ABS,PMMA等幾種,它們的標準肉厚如下:PC:1.5-5.0 ，ABS:1.2-3.5 ，PMMA:1.5-5.0, 內圓角R0.8T -幾乎無應力集中，塑膠件料厚設計的是否合理直接關系到產品的質量和成本，太薄不能滿足強度要求，太厚又會產生不良及材

15、料費的增加，所以每種材料合理的料厚,對成本和產品的影響很關鍵。 4.6.4孔及凹陷之設計 孔的形狀和位置的選擇,必須避免造成產品的脆弱性以及生產上的復雜性.，在成形孔的一般方法中，塑料被射出模穴，然后沿著心梢的周邊流動而形成孔，因此，當塑料在心梢一端會合時，會形成接合線，這些接合線位置就成為成品本身的潛在的脆弱性。 孔與孔之間距離為孔徑2倍以上 ，孔與成品邊緣之間距離為孔徑3倍以上 ，孔與側壁之間距離為孔徑3/4倍以上，孔及凹陷的設計對模具的成本和產品的質量也很關鍵。4.7.包裝設計低成本要素 瑞谷公司產品的包裝成本主要集中在外箱和EPE緩沖墊上，其它的如標貼和PE袋等所占成本比重很小，所以在

16、包裝低成本設計上重點關注外箱和EPE的低成本設計。4.7.1外箱的低成本設計對于目前公司所有模塊的外箱都是共用一種外箱的規(guī)格，對于插框類的產品共有5種外箱規(guī)格，分別為（NEPS3000-D，EPS48210，EPS4890，EPS4875，OMR120-D），在設計時對于重量較重的機型如插框類的，盡量設計成每箱裝1臺機,且外箱的紙質一般選用A=A.紙，對于較重的機器，考慮到要通過跌落試驗，所以外箱可能就比較厚（三坑的紙），但為了防止紙箱在用時會開裂，所以目前我們在設計時會優(yōu)先選用K=K紙。以避免此現象出現。附包材材料價格表材料價格（元 / 千/平方英寸）公司目前的應用狀況A=A （A紙雙坑）1

17、85優(yōu)先選用A紙三坑235容易開裂目前以被K紙取代K=K （K紙雙坑）275插框類的選用4.7.2 EPE的低成本設計EPE的厚度要滿足振動,防靜電，跌落試驗的要求.一般總體成本和產品的結構工藝關系較大，材料的成本所占比例較小。由于加工時多為手工粘貼，所以設計時要考慮便于加工，以提高生產率，降低人工成本，材料費用所占產品的總成本比例較小，如下表 所以我們在設計時要特別注意。同時在以后的設計中可以考慮有紙托逐步代替EPE。紙托成本會更加便宜，易于加工等。附EPE加工成本表：材料費：EPE 15000-18000元/噸，熱熔膠價格：22元/KG， 用量每平方米3元左右。EPE加工費用一般如下： 珍珠棉（EPE）加工工時：1、切料： 300片/小時/人。2、啤模取模： 200PCS/小時/人。3、粘接： 20-50PCS/小時/人。4、檢驗包裝： 100PCS/小時/人 （含全檢、補膠、包裝）。5、人工費用標準：6.5元/H。4.7.3 標貼的低成本設計 在標貼選材設計時，從量多價優(yōu)方面考量，盡量選擇公司常用到的材質（除客戶有特殊要求），如PET或消銀龍材質，通