关于1U子框产品高度尺寸不合格原因的分析及改进办法

摘要：在对精密钣金结构产品进行设计时，需要对产品的尺寸链进行分析和计算，合理分析公差;同时，如果对于喷塑的零件，还应考虑喷塑厚度对产品尺寸的影响;此外，还应考虑零件的平面度对产品尺寸的影响。本文以1U子框产品为例，对其高度超差的原因进行了分析，即分析了该产品的高度尺寸链，并综合考虑了喷塑、平面因素对产品高度尺寸的影响。其对精密结构产品的设计具有一定的参考意义。

关键词：尺寸链;结构设计;子框

1.现象

客户反馈，1U子框产品的高度尺寸要求为≤44mm，实际高度尺寸为44.2mm～44.3mm，均超差，被判为不合格。该产品主要由底板、导轨、连接板和盖板等零件组成，如图1所示，其使用的电解钢板厚度均为1mm，其中盖板和底板成型后再单面喷塑，导轨和连接板成型后不喷塑。

图1

2.不合格原因分析

现对高度方向的公差链进行分析，如图1所示。

不考虑零件的平面度时：底板+导轨+连接板+盖板的高度尺寸=1+1+40.70-0.2 +1=43.70-0.2

考虑平面度时：考虑底板、连接板和盖板间的平面度，分别为0.1，三者合计为0.3（根据GB/T1184  H级标准）后，子框高度尺寸为：43.70-0.2+0.3=44.00-0.2

考虑喷塑厚度：由于底板和盖板为单面喷塑，因此高度方向增加0.2，子框高度尺寸将变为：44.00-0.2+0.2=44.20-0.2

实际情况，大部分（80%）高度尺寸可以达到44.2，小部分高度尺寸超过44.2，达到44.3。

因此，建议客户对该子框高度尺寸的检验标准改为44.2（不含凸台的高度），客户根据以上原因分析，最终认可此检验标准。同时，为了保证今后子框的装配高度不超过44mm，还应对子框进行优化设计。

3.改进措施及验证情况

由于该产品的插卡电路板已经定型，插卡和背板的电路板尺寸不能修改，因此子框的结构不能修改，唯一能修改的尺寸是导轨的高度尺寸40.70-0.2 ，将其改为40.50-0.2，这样就可以保证子框的高度尺寸不超差。由于机盘插入时上部有0.15-0.2mm的间隙，修改后机盘可以顺利插入子框。经过打样试制验证，零件尺寸合格，装出来的子框高度可控制在44mm以内，符合客户要求。

4.结论

以上是1U产品高度尺寸超差典型案例的原因分析、解决办法的提出以及验证过程的描述，此方法可应用于类似结构产品的设计和工艺编制。

因此，在进行精密钣金产品的设计时，需要对产品的尺寸鏈进行分析和计算，合理分析公差;此外，还应考虑下面两个因素对产品尺寸的影响：

喷涂的厚度（单面喷涂厚度0.1mm）对产品尺寸的影响;

零件平面度对产品尺寸的影响。

参考文献：

[1]中国国家标准化管理委员会.GB/T1184-1996形状和位置公差及未注公差[S].北京：中国标准出版社，1996.

基金项目：本文系武汉铁路职业技术学院铁道机车车辆学院何洲红与校外企业进行产学研合作的研究成果。

作者简介：何洲红，（1970—），女，湖南邵阳人，本科学位，武汉铁路职业技术学院副教授，研究方向为机械设计、热力学设计、机车车辆设计，从事机车车辆及高速列车网络等方面的教学。