窗式空調(diào)外罩卡扣設(shè)計(jì)及外罩組件裝配優(yōu)化

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(lèi)結(jié)構(gòu)在窗式空調(diào)產(chǎn)品中屢見(jiàn)不鮮，幾乎所有的產(chǎn)品均通過(guò)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(guò)某種結(jié)構(gòu)進(jìn)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(lái)越高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及生產(chǎn)效率，我們有必要設(shè)計(jì)出多種通用性高、組裝方便、質(zhì)量可靠的插條類(lèi)結(jié)構(gòu)的裝配方式，以方便設(shè)計(jì)人員在需要時(shí)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(jìn)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(guò)卡扣的仿形限位將插條固定，裝配時(shí)僅需將插條按序插入卡扣即可，裝配方便，卡扣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

但是，從圖2可見(jiàn)，卡扣與插條僅靠二者裝配后的摩擦進(jìn)行緊固，并無(wú)結(jié)構(gòu)式緊固設(shè)計(jì)。通過(guò)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(shuō)二者為過(guò)渡配合。在加工過(guò)程中，插條與卡扣的實(shí)際尺寸在公差范圍內(nèi)波動(dòng)，其實(shí)際配合關(guān)系隨之在過(guò)盈、過(guò)渡、間隙配合波動(dòng)，會(huì)直接造成組件裝配隨機(jī)出現(xiàn)過(guò)松或者過(guò)緊，導(dǎo)致插條裝上脫落或者卡死無(wú)法裝配。嚴(yán)重影響空調(diào)生產(chǎn)過(guò)程中的裝配效率，同時(shí)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(lái)看，現(xiàn)有的裝配方式簡(jiǎn)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(jìn)行三步改善即可對(duì)現(xiàn)有方案進(jìn)行優(yōu)化(由于插條為注塑擠出件，不便于進(jìn)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(duì)外罩上的卡扣)。

（1）放寬裝配間隙，消除零件尺寸波動(dòng)對(duì)裝配的影響，保證間隙配合。此點(diǎn)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(lái)，便可有效保障插條的順暢插入。

（2）外罩上設(shè)計(jì)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，保障插條插入時(shí)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(tái)結(jié)構(gòu)，保證插條在從卡扣穿出時(shí)與之預(yù)留足夠的間隙(豎直方向)，通過(guò)圓角過(guò)渡，避免插條與卡扣邊緣磕碰卡死，進(jìn)一步保障插條的順暢插入。

（3）設(shè)計(jì)緊固結(jié)構(gòu)，保障裝配效果。單純的間隙配合會(huì)導(dǎo)致插條的松脫，因此，我們必須設(shè)計(jì)新的緊固結(jié)構(gòu)，以將插條卡死。緊固結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路遵循易于加工及操作簡(jiǎn)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(shí)，裝配后的插條與水平面垂直，因此，最簡(jiǎn)單的防止插條脫落的辦法既是在外罩底部設(shè)計(jì)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(diǎn)：擋塊容易加工，僅在外罩底部增加折彎邊即可；不對(duì)插條與卡扣的間隙配合造成影響，裝配方便。

缺點(diǎn)：僅能防止插條向下脫落，若機(jī)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(huì)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(shí)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(jì)一處凸包，插條插入后，凸包會(huì)將插條向卡扣上沿方向頂起，通過(guò)部分過(guò)盈配合將插條緊固，如圖8所示。

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

缺點(diǎn)：凸包會(huì)將插條向外頂起，造成插條與外罩表面存在間隙，會(huì)造成部分窗式空調(diào)安裝后密封不嚴(yán)，存在漏水隱患。該結(jié)構(gòu)僅在特定的機(jī)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(jì)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(jì)三角筋，使三角筋與插條產(chǎn)生過(guò)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(guò)渡、逐步導(dǎo)向的特點(diǎn)，插條插入時(shí)會(huì)順著三角筋的斜邊將卡扣頂開(kāi)，整個(gè)裝配過(guò)程方便而順暢。

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

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)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(diǎn)：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(jì)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(jì)在卡扣間隔處，插條經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)與彈片的突起處干涉，從而將彈片下壓，彈片在金屬?gòu)椥宰冃巫饔孟庐a(chǎn)生反作用力，從而使插條產(chǎn)生向上彈起的趨勢(shì)，與卡扣上緣貼緊，起到緊固的作用。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)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(diǎn)：插條經(jīng)過(guò)彈片時(shí)會(huì)被向上頂起，在插入下一個(gè)卡扣時(shí)會(huì)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(dòng)作。

經(jīng)過(guò)上述設(shè)計(jì)改善，窗式空調(diào)外罩與伸縮簾插條的裝配過(guò)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(lái)插條裝配異常的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

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

[1] 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組. 《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》. 機(jī)械工業(yè)出版社

[2] 廖念釗等. 互換性與技術(shù)測(cè)量-5版. 中國(guó)計(jì)量出版社，2007.6

[3] 王成璞. 狹長(zhǎng)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