侯瀚森 呂華沖 朱曉天

(珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070)

1 引言

插條類結(jié)構(gòu)在窗式空調(diào)產(chǎn)品中屢見不鮮，幾乎所有的產(chǎn)品均通過插條結(jié)構(gòu)將伸縮連與外罩連接。其通用性裝配方式即是將插條插入卡扣，并通過某種結(jié)構(gòu)進行緊固。裝配的具體方式?jīng)Q定了被裝配零部件的加工成本、組件的裝配效率，更決定了裝配后組件的質(zhì)量可靠性。隨著現(xiàn)代化企業(yè)越來越高的質(zhì)量標準及生產(chǎn)效率，我們有必要設(shè)計出多種通用性高、組裝方便、質(zhì)量可靠的插條類結(jié)構(gòu)的裝配方式，以方便設(shè)計人員在需要時直接選用。

2 現(xiàn)有的插條、卡扣結(jié)構(gòu)極其裝配方式

本文以窗式空調(diào)的伸縮簾插條與外罩卡扣的裝配為例進行論述。如圖1所示，外罩(白色)為鈑金件，插條(黃色)為注塑件，外罩通過卡扣的仿形限位將插條固定，裝配時僅需將插條按序插入卡扣即可，裝配方便，卡扣結(jié)構(gòu)簡單。

但是，從圖2可見，卡扣與插條僅靠二者裝配后的摩擦進行緊固，并無結(jié)構(gòu)式緊固設(shè)計。通過查閱卡扣與插條的配合處尺寸（圖3）發(fā)現(xiàn)A=C；B＝D，也就是說二者為過渡配合。在加工過程中，插條與卡扣的實際尺寸在公差范圍內(nèi)波動，其實際配合關(guān)系隨之在過盈、過渡、間隙配合波動，會直接造成組件裝配隨機出現(xiàn)過松或者過緊，導(dǎo)致插條裝上脫落或者卡死無法裝配。嚴重影響空調(diào)生產(chǎn)過程中的裝配效率，同時也易現(xiàn)質(zhì)量隱患。

3 裝配方式改善及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3.1 三步改善

從上述分析來看，現(xiàn)有的裝配方式簡單且卡扣結(jié)構(gòu)易于加工，缺陷便在于其缺乏緊固結(jié)構(gòu)，裝配效果不穩(wěn)定。因此，我們僅需要進行三步改善即可對現(xiàn)有方案進行優(yōu)化(由于插條為注塑擠出件，不便于進行結(jié)構(gòu)整改，故本文所涉及的結(jié)構(gòu)優(yōu)化均只針對外罩上的卡扣)。

（1）放寬裝配間隙，消除零件尺寸波動對裝配的影響，保證間隙配合。此點僅需加大卡扣配合處尺寸即可，我們將間隙量暫定為X(考慮到鈑金件的加工精度及回彈系數(shù)，X一般取0.4-0.6)，則根據(jù)圖3有A=C-X；B=D-X。如此一來，便可有效保障插條的順暢插入。

（2）外罩上設(shè)計導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，保障插條插入時順利導(dǎo)入。如圖4所示，在卡扣的單側(cè)(插條插入方向)加工沉臺結(jié)構(gòu)，保證插條在從卡扣穿出時與之預(yù)留足夠的間隙(豎直方向)，通過圓角過渡，避免插條與卡扣邊緣磕碰卡死，進一步保障插條的順暢插入。

（3）設(shè)計緊固結(jié)構(gòu)，保障裝配效果。單純的間隙配合會導(dǎo)致插條的松脫，因此，我們必須設(shè)計新的緊固結(jié)構(gòu)，以將插條卡死。緊固結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路遵循易于加工及操作簡便的原則。

3.2 方案分析

方案1——擋塊結(jié)構(gòu)

窗式空調(diào)正常擺放時，裝配后的插條與水平面垂直，因此，最簡單的防止插條脫落的辦法既是在外罩底部設(shè)計小擋塊，托住插條，防止其在重力的作用下脫落，如圖5、6示。

優(yōu)點：擋塊容易加工，僅在外罩底部增加折彎邊即可；不對插條與卡扣的間隙配合造成影響，裝配方便。

缺點：僅能防止插條向下脫落，若機體翻轉(zhuǎn)或傾斜，插條仍可能從上端脫落；擋塊由外罩底部材料折彎而成，與原結(jié)構(gòu)相比會造成材料成本的增加，如圖7所示，為了增加折彎結(jié)構(gòu)，毛坯料在沖裁時需增加額外的預(yù)留材料(剖面部分)。

方案2——凸包緊固結(jié)構(gòu)

在保證插條與卡扣間隙配合，不影響其裝配的前提下，在外罩表面設(shè)計一處凸包，插條插入后，凸包會將插條向卡扣上沿方向頂起，通過部分過盈配合將插條緊固，如圖8所示。

優(yōu)點：加工方便，能有效緊固插條，防止其脫落，且不會對裝配造成影響。

缺點：凸包會將插條向外頂起，造成插條與外罩表面存在間隙，會造成部分窗式空調(diào)安裝后密封不嚴，存在漏水隱患。該結(jié)構(gòu)僅在特定的機型上適用。

為了改善增加凸包后的密封性能，我們可將凸包設(shè)計在卡扣上(圖9所示)，但由于凸包的加工涉及到材料的拉伸，其只適用在部分折彎邊較寬，空間充足的卡扣結(jié)構(gòu)上。

方案3——三角筋緊固結(jié)構(gòu)

在保證插條與卡扣間隙配合，不影響其裝配的前提下，在外罩表卡扣折彎處設(shè)計三角筋，使三角筋與插條產(chǎn)生過盈配合，從而緊固插條，防止脫落(圖10、11示)。由于三角筋結(jié)構(gòu)具有平滑過渡、逐步導(dǎo)向的特點，插條插入時會順著三角筋的斜邊將卡扣頂開，整個裝配過程方便而順暢。

為了防止部分過盈對裝配的影響，我們將三角筋設(shè)計在插條插入方向的最后一個卡扣上，如此一來，裝配人員僅需在插條插入最后一個卡扣的時候略加施力即可完成裝配，同時由于三角筋對插條的結(jié)構(gòu)干涉，插條被緊固。

優(yōu)點：對組件的外觀、功能不造成任何影響；有效緊固插條，防止松脫。

缺點：三角筋的加工精度較難保證，需在折彎工序后增加校形工步(圖12)，模具結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜。

方案4——彈片結(jié)構(gòu)

在外罩上設(shè)計彈片緊固結(jié)構(gòu)，在不影響插條與外罩密封間隙的前提下起到緊固插條的作用(如圖13所示)。

彈片設(shè)計在卡扣間隔處，插條經(jīng)過時會與彈片的突起處干涉，從而將彈片下壓，彈片在金屬彈性變形作用下產(chǎn)生反作用力，從而使插條產(chǎn)生向上彈起的趨勢，與卡扣上緣貼緊，起到緊固的作用。

優(yōu)點：對空調(diào)外觀、密封性能不產(chǎn)生任何影響；彈片結(jié)構(gòu)加工方便；緊固效果顯著。

缺點：插條經(jīng)過彈片時會被向上頂起，在插入下一個卡扣時會與卡扣上緣干涉，造成裝備不暢，需要操作人員增加下壓插條動作。

經(jīng)過上述設(shè)計改善，窗式空調(diào)外罩與伸縮簾插條的裝配過程更為便捷，裝配后的組件質(zhì)量更高，能夠綜合提升生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，解決窗式空調(diào)一直以來插條裝配異常的問題。

4 結(jié)語

在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，本文對窗式空調(diào)外罩與伸縮簾插條的裝配關(guān)系進行了改善，并提出了多套結(jié)構(gòu)改善方案，設(shè)計人員可根據(jù)具體需求與實際情況進行選用，保障產(chǎn)品高效生產(chǎn)的同時提升產(chǎn)品質(zhì)量。

[1] 沖模設(shè)計手冊編寫組. 《沖模設(shè)計手冊》. 機械工業(yè)出版社

[2] 廖念釗等. 互換性與技術(shù)測量-5版. 中國計量出版社，2007.6

[3] 王成璞. 狹長形零件的沖裁. 模具制造2003.（3）

[4] 哈工大理論力學(xué)教研室. 理論力學(xué). 高等教育出版社

[5] 王從曾等. 材料性能學(xué). 北京工業(yè)大學(xué)出版社