當(dāng)單個零件被重新設(shè)計成更高效的組件，從而極大地提高性能時，就形成了新的標(biāo)準(zhǔn)。所有車型的情況都是如此，重新設(shè)計的減震器等大多數(shù)部件選用更輕的新材料，使用壽命更長，制造成本更低。
材料及其設(shè)計在所有新設(shè)計的組件中發(fā)揮著重要作用。從汽車、電腦等日常產(chǎn)品到醫(yī)療器械和電器，組裝無處不在，包括化學(xué)灌封器械等不太顯眼的產(chǎn)品。產(chǎn)品工程師正在探索新的更好的方法，利用他們在彈性體和熱塑性材料方向的專業(yè)能力和技術(shù)，來實現(xiàn)增強(qiáng)其產(chǎn)品功能性和市場化的組裝方案。
數(shù)以百計的部件組成了今天高效的汽車
使用新材料和新制造工藝不斷更新設(shè)計這些組件，改進(jìn)今天的車輛，使其在未來表現(xiàn)得更好。從電腦到手表，這種更新設(shè)計的活動幾乎適用于日常生活中的每一種產(chǎn)品。單獨(dú)的零件通常被裝配到一個組件里，以實現(xiàn)本文中所示的多種功能。
下面的組裝示例從相對簡單到非常復(fù)雜，
體現(xiàn)了將他們與早期設(shè)計區(qū)分開來的明顯好處。
用性能更高的材料替代傳統(tǒng)材料是改進(jìn)裝配設(shè)計的一種方法。在這種情況下，鋁被高性能塑料(HPP)組件取代，然后與專有彈性體Quad-Ring?密封件集成。尼龍材料采用玻璃纖維增強(qiáng)，特殊配方，熱穩(wěn)定性好，這些重新設(shè)計的活塞改進(jìn)了密封性能，提升了整體的液壓功能。將材料從鋁改為高性能塑料，也省去了在定位和固定密封件的槽上進(jìn)行二次去毛刺的工序。
這種總成設(shè)計的新特點是集成了Quad Ring?密封件，它牢固地安裝在減震器內(nèi)徑上。1-3/4英寸直徑的浮動活塞要依賴這種特殊的Quad Ring?密封件可靠和無故障的運(yùn)行，因此它必須牢固地安裝在減震器內(nèi)徑上。Quad Ring?的沙漏外形確保密封件牢固地安裝在活塞的1/8英寸槽內(nèi)，在運(yùn)行期間避免扭曲，同時確?？變?nèi)充氣部分與油部分的分離，在運(yùn)行時平穩(wěn)有效地上下滑動。
這種密封材料增強(qiáng)了總成的功能，因為它是由特殊配方的HNBR(氫化丁腈橡膠)彈性體材料精密成型，專為高同心度、低摩擦和長使用壽命而設(shè)計的。在成功的應(yīng)用案例中，最高速度可達(dá)900 FPM (4.5 M/Sec)，最大壓力可達(dá)750 psi (52 bar)。
(編者注:這種類型的Quad Ring?密封件已經(jīng)成為許多類型車輛液壓系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。)
浮動減震器活塞從鋁到特殊配方的熱穩(wěn)定性尼龍與HNBR(氫化丁腈橡膠)Quad Ring?密封件。
為了使這種活塞/密封總成的設(shè)計盡可能的具有成本效益，設(shè)計了可以滿足大批量生產(chǎn)的要求的制造和裝配過程。這與之前的鋁活塞制造過程需要人工進(jìn)行多次手工后道處理形成了鮮明對比。這種新設(shè)計，只需要最少操作人員的參與，自動化部件處理系統(tǒng)將注射成型活塞移動到與Quad Ring?密封件組裝的位置。在組裝過程中，少量的硅潤滑劑自動作用在密封件上。一旦完成組裝，系統(tǒng)的視覺檢測系統(tǒng)將檢查尺寸精度，并確保密封件正確安裝在活塞槽內(nèi)。自動化生產(chǎn)系統(tǒng)7天24小時運(yùn)行，年裝配產(chǎn)量達(dá)數(shù)百萬件。
這款運(yùn)動型倒車燈的設(shè)計，在簡化組裝過程的同時，最小化了材料需求和模壓零件的數(shù)量。設(shè)計的關(guān)鍵是如何使用卡扣結(jié)構(gòu)組裝零件，取消所有緊固件和焊接操作。
這種雙重功能的倒車/公用燈可以直接插入任何7路標(biāo)準(zhǔn)7針圓形插座。它能提供50瓦的非常明亮的白光，在需要時，也可為車輛后面提供額外的光線——用于裝車、掃雪、搭帳篷或掛拖車。
為了設(shè)計一個穩(wěn)定的、耐腐蝕和耐磨的組件，底座由尼龍注塑件制成。底座上的成型的結(jié)構(gòu)允許燈旋轉(zhuǎn)到兩種操作模式中的任意一種:倒車時倒車燈和停車時通用燈模式。雙功能設(shè)計增加了產(chǎn)品的附加值，它由安裝在燈座內(nèi)部的特殊微開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)基底元件轉(zhuǎn)動時，一個小的模壓按鍵驅(qū)動微開關(guān)，改變所選的工作模式。兩個旋轉(zhuǎn)的底座組件有一個特殊的O形密封圈(EPDM - 三元乙丙橡膠)，便于平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，也作為一個屏障，杜絕水分和污垢。
倒車燈模組，模壓卡扣結(jié)構(gòu)將零件安裝在一起，取消了緊固件和焊接操作。
燈頭是用聚碳酸酯材料制成的，可以有效地放大和分散50瓦的鹵素?zé)?100萬燭光功率)，覆蓋車輛后方的大片區(qū)域。燈頭的圓周上有螺紋，牢牢地固定在底座的螺紋上。這使更換燈泡變得很容易。對于額外的濕氣和污染物的防護(hù)，是由一個扁平的EPDM橡膠墊圈將燈頭和底座連在一起。內(nèi)部，一個硬鍍鉻反射鏡，從冷軋鋼沖壓，固定一個標(biāo)準(zhǔn)鹵素?zé)襞莶遄?。這個插座連接兩根玻璃絕緣的耐高溫電線，連接到汽車的連接插座。
獨(dú)特的設(shè)計提供了小的“卡扣結(jié)構(gòu)”在內(nèi)部定位,在不需要緊固件或焊接的情況下緊緊地扣在一起,鎖定部件。微開關(guān)是采用熱熔方式永久固定的,因此不需要緊固件。為了方便使用,該底座有一個外部卡槽,即使在低照度條件下也可以很容易地對齊和安裝。鎖接方式提供了良好的固定。
這款燈具只有6英寸長，底座1-5/8英寸，燈頭直徑3英寸，沒有外部連接線，重量只有8盎司，可以放在車內(nèi)任何地方，包括小的手套箱。
設(shè)計一個集三個產(chǎn)品功能于一體的產(chǎn)品組件極具挑戰(zhàn)性的。這種塑料閥門用于標(biāo)準(zhǔn)55加侖的化學(xué)桶，代替：(1)螺塞(2)液體輸送泵和(3)安全閥門，以防止意外泄漏和產(chǎn)品變質(zhì)。
新設(shè)計的組件是三合一的產(chǎn)品-一個塞，一個泵和一個閥門。
設(shè)計制造所需的CAD建模和仿真測試，原型樣件，彈性體和高性能塑料定制和自動化制造系統(tǒng)設(shè)計。最大的挑戰(zhàn)是開發(fā)一個真正穩(wěn)定的裝配設(shè)計，具有高度可靠的密封功能，能夠處理所有類型的存儲，長期使用大多數(shù)化學(xué)品，并在較寬的溫度范圍內(nèi)做到這一點。
概念開發(fā)包括傳統(tǒng)方法的原型模具樣件和用聚乙烯(PE)棒料加工樣件。零件用螺紋擰在一起，測試功能，并根據(jù)需要進(jìn)行返工，直到一個可接受的原型樣件達(dá)到了功能/收益的標(biāo)準(zhǔn)。
使用IDEAS軟件制作了CAD模型，最終設(shè)計由兩個組件組成。該閥門(也作為桶上的塞子)有3個塑料注塑零件和5個橡膠成型密封件。連接頭由6個塑料注塑零件和5個橡膠成型密封件組成。主要的設(shè)計挑戰(zhàn)是確定零件的正確樹脂配方，使其與為密封件開發(fā)的兩類彈性體配方兼容，即EPDM（三元乙丙橡膠）和氟碳系列配方。配方系列是必要的，以應(yīng)對這些閥門將使用的各種化學(xué)品。
所選的樹脂還需要滿足塑料零件的焊接和組裝的設(shè)計，以及公差要求，因此凹槽和密封面是有保障的。設(shè)計的考慮比生產(chǎn)前的測試要求還要多。
操作很簡單。閥門總成螺紋擰入桶上并實現(xiàn)密封功能。連接頭插入輸送閥的頂部。連接頭旋轉(zhuǎn)360度，可以在任何方向?qū)崿F(xiàn)輸送。螺紋噴嘴很容易連接到機(jī)械，如施肥工具和食品配料混合系統(tǒng)。閥體底部的噴嘴連接到一個標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)管，以到達(dá)桶的底部。
“鎖和鑰匙”的設(shè)計理念，防止意外泄漏，避免錯誤的使用。一系列的12種顏色代表了關(guān)鍵的特性，使用戶在類似的容器中區(qū)分一系列化學(xué)品，使它們更容易識別和分配。雖然每個鑰匙都是不同的，但每個鑰匙的密封原理都是相同的，以防止交叉污染，防止不必要的工作人員接觸和對環(huán)境有害的泄漏。
開發(fā)一個好的設(shè)計和材料，對確保裝配件最高的性能水平和降低成本，是至關(guān)重要的。上面的每一款產(chǎn)品都是通過自動化和/或更少的人機(jī)交互來簡化組裝過程，達(dá)到最小的成本。
同樣重要的是裝配資源的使用，為設(shè)計和制造新裝配件提供最新技術(shù)。這些技術(shù)包括計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）、有限元分析（FEA）、模具設(shè)計和制造，以及高速、自動化的成型、裝配和包裝，以便準(zhǔn)時化生產(chǎn)（JIT）交付。
明尼蘇達(dá)橡塑 (MRP)是一家全球性的解決方案提供商，致力于復(fù)雜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，使用醫(yī)用級別彈性體和熱塑性塑料，從高精度醫(yī)療零件和組件到最終無菌包裝器械，這些產(chǎn)品適用于最苛刻的應(yīng)用場景。
公司的聲譽(yù)建立在MRP獨(dú)特的科學(xué)方法上，已成為北美、歐洲和亞洲行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的首選制造合作伙伴。我們以能夠為技術(shù)要求高的應(yīng)用場景提供經(jīng)濟(jì)有效的解決方案而聞名。
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