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美的饮水机结构设计守则

第一章饮水机结构件设计守则（A版）

一、设计思想与内容

结构设计是指零件制品的形状、结构和使用性能的科学预测和判定，在准确了解所用材料特性的基础上，制定出生产制作零件制品的具体方法和程序。科学的、合乎逻辑的设计思想是指导结构件设计成功的基本保证。下图给出

二、结构产品设计发展历史

在饮水机结构设计中，主要是五金结构件与塑料结构件两大类的设计范畴，下表给出它们的特点概括，同时也就是结构件设计发展的选材参考依据。

三、结构件常用成型方法

饮水机结构件的主要成型方法有注塑成型、冲压成型、焊接成型、挤出成型、热成型、中空成型、泡沫塑料成型、

四、结构件设计程序

结构设计程序是产品设计的实质过程，其中，功能设计主要以满足产品使用性能为目的，它通常由用户提出要求，并据此由产品设计师设计，结构件的力学性能和热性能等是零件的最主要的功能。而材料选择是结构设计的前提，它决定了零件的成型方法、工艺条件及生产成本等，而功能检验和性能测试以及产品试制等是为验证设计的可靠程度及验证于其他构件的配合性，有问题可能需要进行修改，试制及修改，直至符合要求。下图为设计程序的流

Fig.2

在进行结构功能设计时，应有一定的设计守则需要遵循，为此，本产品设计室特将公司成熟的结构工艺设计经验数据、规范等以及设计室同事们的从事结构设计和加工制造的专业人员经验予以收集整理，作为以保证结构设计合理化，便于避免走弯路等，以及使公司的产品设计更趋向成熟、更趋向设计周期缩短等予以共享。

第一节饮水机用塑料件和五金件的设计守则

一、概括

按照结构件设计的程序，塑料件的设计程序亦遵循以下：

1、塑料产品结构设计五条准则

（1）功能条款要求

（2）形状简单

（3）均匀厚度

（4）避免尖角应力

（5）利用成功经验数据

3、塑胶件结构设计基于其要求的功能设计。结构设计包括几何结构、工艺结构和造型结构。结构设计确定塑料件零件图草图。此时的塑料件零件图草图不反映塑料件使用材料的具体类别及其牌号，也不标注工作环境条件、零件成本、制造工艺及使用设备等诸多因素，但要满足塑料件的功能设计要求并体现塑料加工工艺的适应性。

4、材料选择。材料选择与功能设计是相辅相成的，很难用顺序来定义它们。正确选择材料是前提，设计是关键，合理的成型方法、工艺条件和设备的选择是保证。

4.1、塑料件材料选择的依据包括结构、尺寸精度、工作环境、制造工艺、安全因素、以及塑料的特性。满足功能设计是塑料件材料选择的重要依据。

4.2、塑料件的精度等级（尺寸精度、表面粗糙度、形位公差等）在某种意义上制约着材料选择的范围。因为塑料在使用过程中的尺寸稳定性差异较大。虽然塑料件的表面粗糙度注意决定于模具及成型工艺，但塑料材料对塑料件的表面粗糙度也有一定的影响。用相同表面粗糙度的模具成型不同的塑料品种的塑料件，其表面粗糙度是不同的。

4.3、塑料件的工作环境，工作环境会引起塑料材料的老化，蠕变，环境应力龟裂以及溶剂应力龟裂（还包括添加色粉的颜色老化褪色）等，从而影响塑料件的正常工作，降低产品外观从而降低其使用价值。

4.4、材料选择也要与模具设计、成型加工条件的确定，以及经济成本等综合考虑。

注： ◎－优； ○－良； ?－不同牌号的优质品

5、零件图的确定。在综合考虑上述内容后，设计出白图，经工艺会签、标准会签后，进行设计评审，设计定型后作为开模用的设计图，然后进行生产试产和批量试制。通过后的图纸作为最终的设计定型图。

二、特性设计守则

1.脱模斜度因零件的形状、塑料材料的种类、模具结构、表面粗糙度及生产加工方法等不同而异。

由表可看出，材料质脆、刚性大的脱模斜度要求大，具体选择时还应注意以下几点：（1）零件精度要求高的，应采用较小的角度脱模（2）零件较大、较高的尺寸，应采用较小的角度脱模

（3）零件形状复杂、不容易脱模的，应采用较大的角度脱模；（4）零件厚度较厚、材料收缩率大，应采用较大的角度脱模；（5）增强塑料脱模斜度应大，含有润滑剂等材料脱模斜度应小；

（6）模具打开后欲留在型腔或型芯一侧，其对应的型腔或型芯侧脱模斜度可比另一边小；

（7）斜度方向：一般内孔以小端符合图纸为准，斜度扩大；外形以大端符合图纸为准，斜度缩小。常见几种几何形状的零件制品的脱模斜度例举如下：① 机壳、箱体与盖类零件制品，如右图，当

H=20mm时，A-B=0.3mm;H>25mm时，A-B=0.4~0.6mm

2.加强筋及防止变形结构。

加强筋的作用是：在不增加零件制品壁厚的条件下，增强零件的强度和刚性，避免零件变形。

图十筋的典型尺寸

图十一筋收缩遮掩设计

2.1 设计加强筋的原则概括如下：

（1）用高度较低的筋，代替较高的筋；（2）筋的方向应与物料充填方向一致；

零件的几何形状结构首先要满足使用要求，结构设计包括许多与设计守则有关的生产与装配问题，如脱模斜度、加强筋、壁厚、圆角、螺纹、孔等。以下将分述这些设计守则。

（3）筋可提高零件的刚性，但反复冲击产生的应力集中将使筋的部位破损；（4）一般不建议在筋上安置任何特征零件；

（a ）（b）边缘加强(e）平板加强(f）柱位加强

3.壁厚设计

表六. （常用热塑性塑料主要工艺条件）

4.圆角设计

5.螺纹设计：

0.80.853～40.92.4～3.2 1.5～30.61.6～3.22.5~3.53～4.51.6～2.50.75 2.3～3ABS 最小直径

2.4~

3.2最大极限孔的极限1～1.5 通孔

最小孔边厚度1～1.5

最大孔深盲孔

4d 10d

8d 3d 6d 2d 制品厚度（推荐） 1.8～3.2最小极限1～2.00.350.3 4.52.2 很多时候因材料特性、模具制作或结构需要必须采用较高大的加强筋，筋的底部厚度过厚会产生零件表面收缩，我们可以特别设计一些结构来弥补表面收缩的现象，如图示：

2.3 防止变形结构，为了增强零件强度、刚度及防止零件变形，通常可以考虑在零件上设计一些防止变形结构，如图示：

PC 3.2～5.4单位：毫米

PA 工艺条件0.950.51～1.60.3PP PS PE 制品设计中应牢记的一个重要原则是负荷应该永远分部在尽量大的面积上，也就是指尽可能消除锐角，不出现应力

集中区。拐角处应保持壁厚均匀，避免出现锐角及收缩。

设计成型螺距不应小于0.75mm，应尽可能避免采用比每厘米10扣更细的螺纹；螺纹的配合因直径不同而不同，应留有0.1～0.4mm的间隙；为保证螺纹口处的强度，两端都应留有一凸台或末端应有一段直面，如下图。

最小 1/4T

圆角

不良好

收缩

好不好

如图：饮水机水龙头处尺寸。其中螺纹建议采用M18粗牙，避免采用M18X1.5细牙螺纹。

6.孔的设计

孔径，d

<33~66~1818~30孔间距、孔边距 b

1.0~3

2~3

4~56~8

注：

2、采用纤维状塑料时，表中数值乘系数0.75。第二节常用零部件的设计守则

一、整体水路应遵循的设计守则。

孔的形成

孔的深度

通孔盲孔

10d 4~5d

如上图：为保证水龙头的出水速率及流量至少大于1.0升/分钟，聪明座与水龙头的高度差应该大于40mm；而考虑到水杯的高度异样性，水龙头与接水盒盖（承杯盖）的空间距离至少大于180mm。

系统水路图。当向分流罐注水时，水经管道、进水单向阀、进水管进入热罐（如实线箭头所示）。此时，若不打开热水水龙头，热罐几乎处于密闭状态(溢流阻尼管的口径很小而忽略），热罐内的空气只能经溢流管极少量排出，因而热罐的进水速度很慢；若打开热水水龙头，热罐内的空气排出量增大，进水速度便大大增快。当热水水龙头有水流出时，热罐的水面与热水水龙头水面持平如图中H 1点所示。关闭水龙头后，热罐中部分空气或因热涨产生的水由溢流管排出，然后流入分流罐或冷却后回流，直至水面持平如图H 2点所示，此时，进水单向阀在因热罐热水压力大于常温水的压力下，切断水流。达到防止常温水与热水混合的目的，即防止窜温。如果阻尼管的口径过大，进水单

螺纹凸台

二、分水池（或温热型及电子制冷机型顶盖）

2.1 出水管位设计。所有管口的设计必须考虑有装配空间；

2.3 聪明座扣位的设计。如下图，三、顶盖

3.2 与侧板紧固的螺钉孔设计。由于顶盖属于机壳支撑结构的组成体，在螺钉连接处的强度有一定的要求，常用尺寸如下图：

2.2 溢流槽的设计。溢流槽是为了当热罐热水热涨后赋予一定的空间贮存溢流水的装置，它的体积大小应与热罐的容积大小有关，根据实验数据，不推荐使用储水量小于70ml 的溢流槽。

3.1 开关孔的设计；原则上所有开关采用竖立方向安放。当只需要一个孔的时候，建议另一个孔的设计如图所示，不同开关标准孔的尺寸见表格中的A 、B 值，其安装孔尺寸示意见左下图；

3.3 与冷罐密封处的设计：

3.4 挠变形预防的设计：

4.2

指示灯丝印标识的设计。

4.3 前壳安装一体式水龙头方孔的设计。

随着热流道模具广泛的应用。部份采用热流道成型的零件，如顶盖、前壳等，因其采用中间一点浇口入胶，脱模后远离浇口的部位残余应力较大，零件周边容易挠变形。右侧为典型顶盖采用热流道或中间大水口的产品零件变形情况。根据具体情况，可以在设计时提前设计预变形量来弥补挠变形量，根据以上情况，一般取顶盖做预变形0.5～0.6mm；前壳做预变形0.8mm。

指示灯可设计为由上而下排列形状，如图所示为立式冷热带消毒柜及立式温热带消毒柜饮水机型的指示灯丝印设计（图示灯孔形状仅为参考），外销一般改消毒为电源灯，而一般台式机建议取消消毒灯即可。

4.1 指示灯孔的设计。根据选用LED 指示灯的形状，一般分为方形及圆形，其对应指示灯孔的设计如图所示：另为了保证聚光及保证装配精度，应考虑构造一圈凸边，凸边的高度以保证装配时指示灯前端与壳体外侧持平为准，而在导向区

或

五、聪明座

六、侧板

6.1 电源线穿孔的设计：

带出线胶圈的电源线的电源线穿孔的设计如图(I)；需外加出线胶圈的电源线的电源线穿孔的设计如图(II)

6.2 排水连接管穿孔的设计：

6.3 定时器安装孔的设计：

5.1 聪明座是为了承托水瓶的辅助装置，因水瓶瓶颈的长度有所区别，设计时应按照最长的尺寸来计算。如图是已经

( I )

( II )

消

毒定时

通孔

八、硅胶管与PE 管的设计

8.1 设计硅胶管时，当硅胶管套入的管子或接头过松，尼龙扎带扎后仍扎不牢管子，易松动；

硅胶管套入的管子或接头过紧，硅胶管壁被挤压变薄，易过早老化龟裂；

为适宜。

8.2 PE 管的设计：

十、冷罐的设计

七、热罐的设计：原则上，热罐必须设计有溢流管口，为配合连接管道的统一，不锈钢热罐组件的进水及出水管直径尽量采用?12.7；排水管直径尽量采用?9.5；溢流管直径采用?6.0。另罐侧壁应尽量构造凸凹纹以增加罐身强度及

降低共振噪音。

十一、消毒柜内胆的设计

11.1臭氧发生器安装孔设计十二、底座及底盘的设计

12.3热罐安装孔位的设计

5 5

十四、纸塑包装件的设计：

纸塑的出模斜度一般为3°

产品的圆角一般不小于R3

产品的厚度为2.0mm

产品左右对称

平面图纸上以Hxxmm标示深度