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钣金设计规范

一．范围

本设计规范规定了钣金件设计的一般要求和UPS需注意的要求

本设计规范适用于UPS产品中使用的钣金零件，其它产品可参考使用

二．常用板金材料及加工工艺

1.常用的钣金材料对照表

代号

中文名称

代号

中文名称

SECC

电镀锌板

SPTE

马口铁

SPCC

冷轧板

SUS

不锈钢

SGLD

覆铝锌钢板

AL-CRS

铝包铁

铝板

PICU

磷青铜

SGCC

热浸镀锌

SPHC

黑铁热轧板

SUP

弹簧钢

2．常用钣金材料，厚度，规格，表面保护处理。

（1）电镀锌钢板（SECC）：

耐指纹，具有很优越的耐蚀性，及有较佳的烤漆性，而且保持了冷轧板的加工性。

常用板厚（mm）：

、、、、

用途：

UPS机壳、门板、面板及内部结构件。

（2）冷轧板（SPCC）:

无防锈能力，表面需电镀或烤漆。

常用板厚（mm）：

、、、、、

用途:

山特仅使用3mmSPCC，表面电镀或烤漆。

（3）覆铝锌钢板（SGLD）:

是一种包含富铝及富锌的多相合金材料，外观美观，耐划伤性能，耐蚀性，其能力比SGCC高出很多。

常用板厚（mm）：

、、、、、

用途：

常用于热插拔模块，但价格较贵。

（4）铝板（AL）：

强度较低，成形性能优良，焊接性和耐腐蚀性好，散热能力强。

常用板厚（mm）：

、、、、、、、、

用途：

使用时表面需做拉丝氧化处理，常用于要求重量轻机器上。

（5）热浸锌钢板（SGCC）：

外观美观，有两种锌花，小锌花，很难看出锌花；大锌花很明显的可以看到那种六边形的花块。

具有耐蚀性、上漆性、成形性、点焊性。

常用板厚：

、、、、、

用途：

用在对外观要求较好的地方，因价格较贵，基本用SECC代替。

3．NCT钣金加工

（1）冲孔要求

钣金上的开孔尺寸一般大于板厚，否则易损伤模具。

NCT冲压的最小孔径见附表

材料

冲圆孔

冲方孔

硬钢

软钢,黄铜

铝

（2）孔距边缘的距离小于料厚时,冲方孔会导致边缘被翻起,方孔越大翻边越明显。

NCT冲压的孔与孔之间,孔与边缘之间的距离不应过小,其许值如下表:

材料

冲圆孔

冲方孔

硬钢

软钢,黄铜

铝

（3）攻芽孔:

由于直接攻芽会形成毛刺,因此在攻芽孔正反面加冲一小沙拉孔,可避免此现象的发生。

（4）NCT冲沙孔的成形深度一般不大于85%（T<

（5）由于铝材比较软上下模间隙稍微偏大,则很容易产生毛刺,特别是在冲网孔时,可明显看出.（解决方法:

减小上下模的间隙）.

（6）NCT冲半剪凸点的高度不超过,如大于则极易脱落。

（7）NCT刀具冲外形或内孔要求倒圆角时,外形和内孔的转角半径R≧。

4．折弯的加工

（1）每种板厚对应不同的最小折弯高度，如果小于此高度，将无法成形。

下表为不同料厚的最小折边：

料厚

折弯角度90°

折弯角度30°

最小折边

（三倍板厚？

）

（2）当靠近折弯线的孔距折弯线小于表中所列最小距离时,折弯后会发生变形：

板料厚度

～

最小距离

（3）段差高度范围：

？

（4）薄材,弹性极强的材料或折弯角度非常重要通常可考虑折弯线上压加强筋.以避免折弯后出现回弹,导致尺寸误差。

5．PROE作图要求

通常我们会提供钣金件展开图给供应商：

一是可以从展开图上可以判断设计之钣金件可加工性；二是避免供应商展开错误，造成样品精度不良；三是缩短供应商提供样品时间。

钣金件无特殊要求，为了在Pro/E展开时区分一般折弯与Z型折弯补偿系数，因此规定作图时一般折弯内R只能为，而Z型折弯内R为0。

Pro/E折弯展开原理说明：

Pro/E内定展开计算公式

L=（A-T-R）+（B-T-R）+

（1）

=A+B-2*（T+R）+

其中，T=板厚R=折弯内圆角

以上为Pro/E软件自定的展开补偿系数。

而通常供应商铭威、超达的经验折弯展开公式为：

L=A+B-δ

（2）

δ=折弯减料系数（供应商之生产经验值）

比较

（1）和

（2）式，可得到：

=2*（T+R）-δ（3）

通过（3）代入供应商提供之减料系数，可求得相关值

例如：

90度T=折弯钣金件，由于内R已规定为，供应商提供减料系数为，代入公式（3）可得：

=2*+=

由于Z折弯钣金件实际补料系数是通过供应商实验得到的，因此我们只能通过代入值求得PROE展开值与供应商所给的值来确定最终值。

例如：

当T=时，由供应商经验值得到展开值，

而在PROE里，当＝时，其展开值为，因此可知T=折弯钣金件展开时应取。

部门已经制作PROE折弯附件，其加载过程为：

将此附件拷贝到C:

\ProgramFiles\proe2001\text\bend_tables。

设定过程如下：

目前我们已经制作了三个快捷附件（；；），只要将这三个附件拷贝到PROE工作目录下即可，不需进行以上步骤操作，此设置过程如下：

点击File—SetWorkingDirectory,

设置工作路径，例如下面路径Proework――on-working，然后将三个快捷附件（；；）拷贝到此目录下即可：

在进行以上动作后，PROE界面会出现两个快捷键符号图像：

脸形符号图像是展开补偿快捷键操作，只要点击就可完成整个设定及补偿动作；而黑桃符号图像是在出2D图时消除折弯过渡线条，以免过多线条造成视图误解，其操作方法是：

点击此符号图像，出现下面界面，选取零件2D视图后，点Resume即可。

以下为PROE作图与NCT相对应之加工规格：

为提高Pro/E图形的可加工性，在设计PROE3D钣金零件时，各种铆接零件及螺纹孔底孔按相应工艺孔设计。

普通冲孔尽量需用供应商现有模具，提高冲裁效率和质量。

（1）铆接螺柱、螺母板料开孔尺寸

压铆螺柱

φ6

压铆螺母

涨铆螺母（NUT）

φ9

φ11

压铆螺钉

NFH-M4φ

FH-M5

（2）攻丝底孔与翻孔底孔直径表（表2）

板厚

M3*

攻芽

M4*

攻芽

M5*

攻芽

M3*

抽芽

M4*

抽芽

M5*

抽芽

φ抽孔

（3）供应商常用NCT模具表

数控冲床模具规格表

序号

工位

形状

规格

圆模

RO11

圆模

RO12

圆模

RO13

圆模

RO14

圆模

RO15

圆模

RO16

圆模

RO17

圆模

RO18

圆模

RO19

圆模

RO20

圆模

RO21

圆模

RO22

圆模

RO25

圆模

RO26

圆模

RO28

圆模

RO30

圆模

RO35

圆模

RO36

圆模

RO40

圆模

RO56

圆模

RO78

长圆模

OB7*5

长圆模

OB10*

长圆模

OB10*6

长圆模

OB10*7

长圆模

OB11*9

长圆模

OB16*

长圆模

OB25*

长圆模

OB30*3

长圆模

OB30*

长圆模

OB40*4

正方模

SQ4

正方模

SQ5

正方模

SQ6

正方模

SQ7

A/B

正方模

SQ8

正方模

SQ10

正方模

SQ12

正方模

SQ14

正方模

SQ15

正方模

SQ20

正方模

SQ30

正方模

SQ50

长方模

RE5*2

长方模

RE6*3

长方模

RE6*4

长方模

RE10*

长方模

RE10*6

长方模

RE20*2

长方模

RE20*5

长方模

RE24*11

长方模

RE25*2

长方模

RE26*12

长方模

RE30*3

长方模

RE30*4

长方模

RE30*5

长方模

RE40*4

长方模

RE50*5

长方模

RE80*5

长方模

RE80*6

长方模

RE100*8

100

双D模

101

双D模

11*10

102

双D模

13*12

103

四R模

104

四R模

*23*R6

105

多孔模

5*3

106

多孔模

5*5

107

椭圆模

15*3

108

半圆模

R9*R6

109

梯形模

110

三角模

15*

111

异形模

12*4

112

异形模

20*

7．螺纹连接方式及相关工艺

（1）螺纹连接方式

螺纹加工：

抽孔、攻牙、抽芽。

说明：

必须保证有效螺纹高度大于3P（螺距），否则易产生螺纹滑牙。

铆接加工：

铆螺母、铆螺柱、铆螺钉。

常用螺钉螺柱规格：

BSO（不通孔螺柱）

SO（通孔螺柱）

螺钉

M3*8

M4*6

M3*6

M3*8

M3*10

M4*10

M3*7

M4*8

M3*11

M4*11

M3*8

M4*12

M3*12

M4*14

M3*

M5*12

M3*

M4*17

M3*9

M5*15

M3*13

M4*20

M4*8

M3*

M3*15

M3*16

M3*

M3*26

（2）接零件距边最小距离小于下表要求，将引起材料变形。

螺母螺柱铆合之最小安全距离

名称

型号

规格

距边最小距离

名称

型号

规格

距边最小距离

螺母

CLS

440

螺柱

螺钉

SONSOASOS

BSO

632

832

（3）铆接零件孔中心到折弯边距离要大于7mm，否则无法铆接。

（4）铝材上铆螺母、螺柱容易松动,在工程图面上应特别说明（如用扭力器测试）.

（5）螺柱、螺母压入材料太浅或材料太薄均会导致松动，

（6）螺纹零件在烤漆或电镀后，常引起螺纹尺寸变更。

因此烤漆或电镀件，在规格书中应标注对螺纹要求。

以上打印《冲压板料自铆螺钉》规格后在调整。

8．公差及加工精度

下料

公差项目

备注

NCT

公差项目

位置公差

孔径公差

孔间距最小

单孔公差

1倍料厚

多个孔之间公差

1倍料厚

机床本身公差

外形公差

折弯

长度（m）

折弯类型（每折）

一般折曲

回折压平

圆弧

段差

角度

以下

大圆弧±

（10R以上）

±°

小圆弧±

（10R以下）

~料厚,折长5mm以下,±

大圆弧±

（10R以上）

±1°

以下料厚,折长5mm以下,±

小圆弧±

（10R以下）

待议

±1°

三．钣金加工的连接方式

1.连接方式种类:

焊接,拉（螺）钉铆接,抽孔铆合等.

2.连接方式的比较

点焊

定义：

焊件组合后通过电极施加压力利用电流接头的接触面及附近区域产生电阻热进行焊接.

铝材与铁材,铝材与铜材,不锈钢与马口铁均可以混合焊,但铝材与铝材的点焊比较困难.

点焊的工艺要求:

（1）点焊的总厚度不得超过8mm,焊点的大小一般为2T+3（2T表示两焊件的料厚）,由于上电极是中空并通过冷却水来冷却.因此电极不能无限制的减小,最小直径一般为3~4mm.

（2）点焊的工件必须在其中相互接触的某一面冲排焊点,以增加焊接强度,通常排焊点大小为Φ~高度为左右.

（3）两焊点的距离:

焊件越厚两焊点的中心距应也越大,偏小则过热使工件容易变形,偏大则强度不够使两工件间出现裂缝.通常两焊点的距离不超过35mm（针对2mm以下的材料）.

（4）焊件的间隙:

在点焊之前两工件的间隙一般不超过,当工件通过折弯后再点焊时,此时排焊点的位置及高度非常重要,如果不当,点焊容易错位或变形,导致误差较大.

点焊的缺陷:

（1）破损工件的表面,焊点处极易形成毛刺须作抛光及防锈处理.

（2）点焊的定位必须依赖于定位治具来完成,如果用定位点来定位其稳定性不佳.

氩焊

定义：

用氩气作为保护气体的电弧焊，必须用夹治具定位，氩焊产生的热量特别大，对工件有很大影响,使工件很容易变形而薄材则更容易烧坏。

铝材的焊接：

铝及铝合金的溶点低,高温时强度和塑形低，焊接不慎会烧穿且在焊缝面会出现焊瘤.如果两铝材平面焊接，通常在其中一面冲沙拉孔，以增强焊接强度。

如果是长缝焊，一般进行分段点固焊，点固焊的长度为30mm左右（金属厚度2mm~5mm）。

铁材的焊接：

两工件垂直焊接时，可考虑在这两个工件上分别开工艺定位孔及定位口，使其自身就能定位。

且端口不能超出另一工件的料厚，也可以冲定位点，使工件定位且需用夹具将被焊处夹紧，以免使工件受热影响而导致尺寸不准。

缺陷:

氩弧焊容易将工件烧坏,导致产生缺口.焊后的工件需要在焊接处进行打磨及抛光.

当工件展开发生干涉或工件太大,可考虑将该工件分成若干部分然后通过氩弧焊来克服,使其被焊成一体.

2.3抽孔铆接

定义：

其中的一零件为抽孔，另一零件为沙拉孔，通过铆合模使之成为不可拆卸的连接体。

优越性：

抽孔与其相配合的沙拉孔的本身具有定位功能。

铆合强度高，通过模具铆合效率也比较高。

缺陷：

一次性连接，不可拆卸。

抽孔铆合的数据及相关说明详见下表

项次

序

号

料厚

（mm）

抽高

（mm）

抽孔外径D（mm）

对应抽孔内径d和预冲孔d0

注:

抽孔铆合一般原则H=T+T’+

D=D’

D-d=

当T≧时,抽孔壁厚取.当T<时,通常抽孔壁厚取.

H’通常取±

当图面处理失误,抽孔的高度没有达到时,导致无法铆合或铆合强度不够,可通过减小壁厚来补救.

2.4拉钉铆接

拉钉分为平头,圆头（也称伞形）两种,平头拉钉的铆接其中与拉钉头接触的一面必须是沙拉孔.,圆头拉钉的铆接其接触面均为平面.

定义：

通过拉钉将两个带通孔的零件,用拉钉枪拉动拉杆直至拉断使外包的拉钉套外涨变大,从而使之成为不可拆卸的连接体.

拉钉铆接参数:

拉钉

类别

拉钉标称

直径D

铆合钢板孔径D1

长度L

头部直径

头部高度P

铆合钢板厚度

极限强度（N）

伞形

平头

伞形

平头

抗剪

抗拉

铝

拉

钉

490

735

1180

930

1420

1470

2210

铝

拉

钉

2260

3240

钢

拉

钉

1270

1770

2060

2940

2750

3920

注:

通常零件的通孔比拉钉标称直径D大~.

拉钉孔中心距边缘的距离大于2倍的拉钉孔大小,此时铆合强度最佳,如偏小则强度大打折扣.

拉钉形状.图:

注:

（1）平头拉钉主要用于表面要求严,表面不得有凸出的冲件连接.冲件上有沙拉孔镶嵌平头拉钉的平头,使其平头不露出冲件表面.

（2）拉钉可通过发黑或其它处理以满足客户要求使之与组装工件的颜色相匹配.

缺陷:

如果拉钉数目偏多,则组装流水线长,所秏人力,工时也较多.

四．表面处理

1．氧化

定义：

将铁件放入含苛性钠硝酸钠溶液中处理，使零件表面生成一层很薄的黑色氧化膜的过程，简称发蓝或发黑.

作用：

一般用来提高零件表面的抗蚀能力，并得到美丽的外观，如五金零件、弹簧、铝材等的氧化发黑。

（对零件尺寸及精度无显着影响）

铝材的氧化：

铝及其合金在化学氧化处理后，在海水、硫酸盐溶液以及乙醇等腐蚀性介质中都有良好的抗腐蚀性能。

一般有喷砂或拉丝预处理。

阳极氧化：

阳极氧化主要用在铝及铝合金的表面处理中,能显着提高铝及其合金制品的耐蚀性,耐磨性,同时吸附涂料与色料的能力也很强.当阳极氧化膜用于金属防护时,往往要与其它防护层（如油漆涂层）,组成多元防护层此时,阳极氧化膜常作为底层,一方面使表面防护层同基体有良好的结合,另一方面又可在表面防护层局部损坏或者被腐蚀介质穿透时,防止表面防护底下的金属腐蚀扩展.

镁合金的阳极氧化：

氧化后膜质脆而多孔,一般只作装饰及中间工序防护,很少单独使用,一般都要进行喷涂油漆,树脂或塑料等有机涂层.

铜和铜合金的阳极氧化:

氧化后获得半光泽蓝黑色氧化膜（主要是黑色氧化铜组成）膜层很薄,防护性不高,性脆而不耐磨,不能承受弯曲和冲击,只适宜在良好条件下工作或仪表内部零件的防护和装饰.经浸油或浸漆后,防护性能有所提高.

2．拉丝处理

定义:

利用砂纸在一定的压力下使工件的表面形成均匀的纹路.

拉丝的工艺处理:

（1）不同型号的砂纸所形成的纹路也不一样,砂纸的型号越大,砂粒越细所形成的纹路也就越浅,反之,砂纸的型号越小,砂粒越粗所形成的纹路也就越深.因此在工程图面上必须注明砂纸型号.

（2）拉丝具有方向性:

工程图面上必须注明是直纹还横纹拉丝（用双箭头表示）.

拉丝工件的拉丝面不能有任何凸起部分,否则会将该凸起部分拉平.

（3）样品中心拉丝机的加工范围:

最大宽度为850mm,当长小于230mm时,需使用治

注:

一般情况下拉丝后须再作电镀,氧化等处理.如:

铁材电镀,铝材氧化.

3．电镀

在工件的表面镀上一层金属薄膜,使其具有防腐,耐磨,润滑,电导性等作用.如:

镀白锌,彩锌,镀铜等

不同材料的镀层规格

底金属材料

零件类别

镀层类别

使用条件

镀层厚度（μm）

碳

钢

一

般

结

构

零

件

铜/铬/镍

Ⅰ

24~29

Ⅱ

12~15

Ⅲ

6~9

锌

Ⅰ

18~22

Ⅱ

12~15

Ⅲ

6~9

镉

Ⅰ

12~15

Ⅱ

9~12

Ⅲ

6~9

紧

固

零

件

锌

Ⅰ

12~15

Ⅱ

9~12

Ⅲ

6~9

镉

Ⅰ

12~15

Ⅱ

9~12

弹

性

零

件

锌

ⅠⅡ

12~15

Ⅲ

6~9

镉

ⅠⅡ

9~12

Ⅲ

6~9

铜

和

铜

合

金

一般结

构零件

铬/镍

Ⅰ

9~11

ⅡⅢ

6~9

镍或高锡青铜

Ⅰ

9~12

ⅡⅢ

6~9

紧固零件

镍或高锡青铜

6~9

弹性零件

镍

6~9

4．烤漆

定义：

在工件的表面喷上一层漆，俗称：

喷油、喷粉。

烤漆前的表面处理:

除锈,除油,磷化处理.

烤漆对工件一般要求：

（1）在要求的烤漆面上如有通孔，工艺安排时须对该孔作单边加处理,以避免因烤漆导致该孔减小。

（2）在烤漆面如有通孔螺柱，螺母及直接攻芽螺纹则须注明并特别提醒注意以避免烤漆粘附在螺纹上而导致不良。

（3）烤漆后的工件一般不能受外界的冲击力，如折弯、冲压等，以避免烤漆层脱落。

（4）烤漆的检验方法：

用单面刀片割刺漆膜，纵横各四条，线距1mm形成边长为1mm的小方格9个，随后用胶纸贴紧压实，然后用力突然向斜上方拉开，观察漆膜。

5．丝印

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