02钣金件设计规范建议收藏.docx

02钣金件设计规范建议收藏.docx

《02钣金件设计规范建议收藏.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《02钣金件设计规范建议收藏.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

02钣金件设计规范建议收藏

钣金MetalPlate

一种加工工艺，钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义。

根据国外某专业期刊上的一则定义，可以将其定义为：

钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。

其显著的特征就是同一零件厚度一致。

材料

1）普通冷扎板SPCC:

是指钢锭经过冷轧机连续轧制成要求厚度的钢板卷料或片料。

SPCC表面没有任何的防护，暴露在空气中极易被氧化，特别是在潮湿的环境中氧化速度加快，出现暗红色的铁锈，在使用时表面要喷漆、电镀或者其它防护。

2）镀锌钢板SECC（常用）:

SECC的底材为一般的冷轧钢卷，在连续电镀锌产线经过脱脂、酸洗、电镀及各种后处理制程后，即成为电镀锌产品。

SECC不但具有一般冷轧钢片的机械性能及近似的加工性，而且具有优越的耐蚀性及装饰性外观。

在电子产品、家电及家具的市场上具有很大的竞争性及取代性。

例如电脑机箱普遍使用的就是SECC。

3）热浸镀锌钢板SGCC：

热浸镀锌钢卷是指将热轧酸洗或冷轧后之半成品，经过清洗、退火，浸入温度约460°C的溶融锌槽中，而使钢片镀上锌层，再经调质整平及化学处理而成。

SGCC材料比SECC材料硬、延展性差（避免深抽设计）、锌层较厚、电焊性差。

4）不锈钢SUS301：

Cr（铬）的含量较SUS304低，耐蚀性较差，但经过冷加工能获得很好的拉力和硬度，弹性较好，多用于弹片弹簧以及防EMI。

5）不锈钢SUS304：

使用最广泛的不锈钢之一，因含Ni（镍）故比含Cr（铬）的钢较富有耐蚀性、耐热性，拥有非常好的机械性能，无热处理硬化现象，没有弹性。

实例：

DC51D+Z80（D:

表示冷成形用扁平钢材；C：

代表基板冷轧基板；51：

用以代表钢级序列号；D：

代表热镀；DC51+Z表示用冷成形的扁平钢材，经冷轧工艺加工而成的51#钢板,表面镀锌处理,Z80g表示板的镀锌量,即每平方米板镀锌量为80g。

）

181125钣金件设计规范

1.钣金件冲压常用工序术语

1）落料

落料是将材料沿封闭轮廓分离的一种工序，被分离的材料成为工件或工序件，大多数是平面形的。

（如图2-1）

2）切舌

切舌是将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序。

被局部分离的材料，具有工件所要求的一定轮廓，不在位于分离前所处的平面上。

（如图2-2）

3）压凸

压凸是用凸模挤入工序件一面，迫使材料流入对面凹坑以形成凸起的一种冲压工序。

（如图2-3）

4）翻孔

翻孔是沿内孔周围将材料翻成侧立凸缘的一种冲压工序。

（如图2-4）

a）自攻螺钉与翻边孔的选择原则见表7-2：

b）钣金攻丝翻边孔设计，示意图见下图图42，尺寸参数见下表。

5）翻边

翻边是沿外形曲线周围将材料翻成侧立短边的一种冲压工序。

（如图2-5）

6）整形

整形是依靠材料流动，少量改变工序件形状和尺寸，以保证工件精度的一种冲压工序。

（如图2-6）

7）弯曲

弯曲是利用压力使材料产生塑性变形，从而被弯成有一定曲率、一定角度的形状的一种冲压工序。

（如图2-7）

8）卷边

卷边是将工序件边缘卷成接近封闭圆形的一种工序。

卷边圆形的轴线呈直线形。

（如图2-8）

9）卷缘

卷缘是将空心件上口边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工艺。

（如图2-9）

10）冲孔

冲孔是将废料沿封闭轮廓从材料或工序件上分离的一种冲压工序，在材料或工序件上获得需要的孔。

（如图2-10）

11）压筋

压筋是起伏成形的一种。

当局部起伏以筋形式出现时，相应的起伏成形工序称为压筋。

（如图2-11）

12）成形

成形是依靠材料流动而不依靠材料分离使工序件改变形状和尺寸的冲压工序的统称。

13）拉深

拉深是将平直毛料或工序件变为空心件，或者把空心件进一步改变形状和尺寸的一种冲压工序。

拉深时空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。

（如图2-12）

2.冲裁件结构工艺性

1）冲裁件各直线或曲线的连接处，宜有适当圆角，数值见表3-1。

如果冲裁件有尖角，会给冲裁模的制造带来困难，模具也容易损坏，并且在生产装配过程中也容易对员工造成伤害。

只有在采用少废料、无废料排样或镶拼模具结构时不要圆角。

2）冲裁件凸出或凹入部分宽度不宜太小，并应避免过长的悬臂与狭槽（如图3-1）。

3）冲孔时，孔的尺寸不宜过小，并且与孔的形状、材料的机械性能、厚度等有关。

冲孔的最小尺寸见表3-3。

4）冲裁件的孔间距，孔与边缘之间的距离a（如图3-2），受模具强度和冲裁件质量的限制，其值不宜过小，宜取a≥2t。

必要时可取a=（1～1.5）t，（t＜1mm时，均以t=1mm计算＝但模具寿命因此降低或结构复杂程度增加）。

5）在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔壁与工件直壁之间不小于图3-3所示。

6）冲裁件断面的表面粗糙度见表3-4。

7）冲裁件断面毛刺高度≤0.1t（板厚），特殊要求除外。

8）精度

冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级。

精密级是冲压工艺技术上所允许的精度，而经济级是可以用较经济手段达到的精度。

冲裁件外形与内孔尺寸公差见表3-5。

孔距公差见表3-6。

9）冲裁件的尺寸基准

冲裁件的尺寸基准应尽可能和制模时的定位基准重合，以避免产生基准不重合误差。

孔位尺寸基准应尽量选择在冲裁过程中始终不参加变形的面或线上，切不要与参加变形的部位联系起来。

如图3-4所示，原设计尺寸的标注图（a），对冲裁件图纸不合理的。

因为这样标注，尺寸L1、L2必须考虑到模具的磨损而相应给以较宽的公差，结果造成孔心距的不稳定，孔心距公差会随着模具磨损而增大。

改用图（b）所示的标注，两孔的孔心距不受模具磨损的影响，比较合理。

10）毛刺

a.两器侧板穿U形管翻边孔内侧不允许出现毛刺；

b.要求两器侧板模具，穿U形管翻边孔处冲翻边底孔与翻边孔成形方向一致。

3.弯曲件结构的工艺性

1）弯曲件的圆角半径不宜小于最小弯曲半径，以免产生裂纹。

但也不宜过大，因为过大时，受到回弹的影响，弯曲角度与圆角半径的精度都不易保证。

表4-1列出了最小弯曲半径数值。

2）弯曲件的弯边长度不宜过小，其值应为h＞R+2t（如图4-1）。

当h较小时，弯边在模具上支持的长度过小，不容易得到形状准确的零件。

3）弯曲件不应位于零件宽度突变处，以避免撕裂，如图4-1。

如必须在宽度突变处弯曲，应事先冲工艺孔或工艺槽（如图4-2）

4）有孔的毛坯弯曲时，如果孔、槽位于弯曲区附近，弯曲时会使孔变形。

为了避免这种缺陷出现，必须使这些孔分布在变形区域之外（如图4-3）。

从孔边到弯曲半径R中心的距离为：

当t＜2mm时，L≥t；当t≥2mm时，L≥2t。

5）对称弯曲件，左右弯曲半径应一致，以保证弯曲过程中受力平衡，防止产生滑动（如图4-4）。

6）工艺孔

为保证毛坯在模具中准确定位，防止弯曲时毛坯偏移而产生废品，应预先在设计时添加工艺定位孔。

特别是多次弯曲成形的零件，均必须以工艺孔为定位基准，以减少累计误差，保证产品质量。

初次冲压工序为成形或浅拉深时，应同时冲制出定位工艺孔或工艺槽，例如空调前面板、电机架等。

先落料，后折弯或拉深时，须采用四边封闭定位，例如空调底盘、边板等。

7）切舌和弯曲同时进行时，所弯曲的小脚带有斜度α就易于从凹模中脱出（如图4-6）。

8）弯曲件的精度

弯曲件的精度与很多因素有关,如弯曲件材料的机械性能和材料厚度、模具结构和模具精度、工序的多少和工序的先后顺序、弯曲模的安装和调整情况，以及弯曲件本身的形状尺寸等。

精度要求较高的弯曲件必须严格控制材料厚度公差。

表4-3为弯曲件的公差等级。

表中代号A、B、C表示基本尺寸的部位与三种不同类别的公差等级，A部位尺寸公差与模具公差有关，B部位尺寸公差与模具公差、弯曲件材料厚度偏差有关，C部位尺寸公差与模具公差、材料厚度偏差及展开误差等有关。

9）弯曲件尺寸的标注应考虑工艺性

弯曲件尺寸标注不同，会影响冲压工艺的安排。

如图4-7（a）所示的弯曲件尺寸标注，可以先落料冲孔，然后再弯曲成形。

图（b）、（c）所示的标注法，冲孔只能安排在弯曲之后进行，增加了工序。

弯曲成型模具结构

V形弯曲模具

弯曲件的形状

   一般要求弯曲件形状对称，弯曲半径左右一致，则弯曲时坯料受力平衡而无滑动。

弯曲工艺分解原则：

1）形状简单的弯曲件：

采用一次弯曲成形；形状复杂的弯曲件：

采用二次或多次弯曲成形。

2）批量大而尺寸较小的弯曲件：

尽可能采用级进模或复合模。

3）需多次弯曲时：

先弯两端，后弯中间部分，前次弯曲应考虑后次弯曲有可靠的定位，后次弯曲不能影响前次已成形的形状。

4）根据工现有设备情况全理分解工艺，

5）分解时要考虑凸凹模强度。

6）分解工艺时综合考虑模具成本和冲压成本。

O形件弯曲成形工艺分解

4.拉深件结构的工艺性

1）拉深件侧壁与底面或凸缘连接处的圆角R1、R2（如图5-1），特别是R2应尽量放大，因为它们相当于最后一副拉深模的凸模及凹模圆角。

放大这些圆角半径，能够减少拉深次数，或使零件容易拉深成形。

应取R1≥t，最好R1=〔3～5〕t

应取R2≥2t，最好R1=〔5～10〕t

2）矩形拉深件四周的圆角（图5-2）也应放大。

应取R3≥3t，为了减少拉深工序尽可能取R3≥1/5h。

3）除非在结构上有特殊需要，必需尽量避免异常复杂及非对称形状的拉深件，对于半敞开的空心件，应考虑设计成对的拉深，然后剖切开比较有利。

4）拉深件的凸缘宽度应尽可能保持一致，而且外轮廓与直壁断面最好形状相似。

最好满足d凸≥d＋12t。

5）应尽量避免曲面空心零件的尖底形状，尤其高度大时，其工艺性更差。

6）拉深件、成形件的精度

图5-3所示拉深件及翻边件。

其基本尺寸A、B、C的相应公差等级可参照（弯曲件的公差等级）

7）拉深件、成形件的尺寸标注

a）拉深件不允许同时标注内外形尺寸，底部圆角不允许标注外半径（如图5-4）。

对于有配合要求的口部需标注配合部位的深度h，如图5-5所示。

b）阶梯拉深件的高度尺寸，应以底为基准，如图5-6a所示，反之，若以口部为基准，工艺上不易保证高度尺寸，如图5-6b所示。

c）翻孔件一般只标注内形尺寸，如图5-7所示。

d）冲凸尺寸标注在外形上，如图5-8所示。

8）加强筋的形式和尺寸见表5-5：

9）平板局部压凸包时的许用成形高度见表5-6：

10）矩（方）形零件一次拉深相对极限高度（H/r）见表5-7

H=xyB

11）带凸缘筒形件第一次拉深的最大相对高度h1/d1见表5-8，第一次拉深时的拉深系数m1见表5-9：

5.精冲件的工艺性

1）圆角半径

精冲件外形和内形的尖角部位都要用圆角连接，否则在尖角处的剪切面上会发现撕裂，同时模具相应部分应力集中，磨损严重。

图6-1按精冲适应性而将加工难度划分为三个等级。

区域A精冲适应性好，要求简单，模具寿命长。

B为中等难度区域，而C为困难区域，但模具仍有一定寿命。

区域C内的冲件材料，其抗拉强度不超过600MPa。

若在区域C外，则模具寿命大幅度下降，不宜精冲。

2）槽宽及槽边距

图6-2按冲件的材料厚度t及槽宽a或槽边距b数值的变化，可判断出该冲件的精冲适应性，即其加工难度属A区（简单），B区（中等）或C区（困难）。

例：

冲件料厚t为5mm，槽宽a或槽边距b为9mm。

则可由图中查得该精冲件的加工难度属区域A（简单），精冲适应性好，模具寿命长。

3）孔径及孔间（边）距

图6-3按冲件料厚t及孔径d或孔间（边）距a数值的变化，可判断出该冲件的精冲适应性，即其加工难度属A区（简单），B区（中等）或C区（困难）。

例：

冲件料厚t=9mm，孔径d或孔间（边）距a为6.5mm。

则可由图中查得该精冲件的加工难度属区域C（困难）。

4）齿形

注意必须使齿顶、齿根部分为圆角。

要求齿宽（节圆上的齿宽）为料厚的60％以上（图6-4）。

精冲齿轮的最小模数按下式核算：

m≥1.74tτ/[б]（6-1）

式中m——精冲齿轮模数mm；

t——精冲齿轮厚度mm；

τ——精冲齿轮材料抗剪强度MPa；

[б]——精冲齿轮凸模的许用抗压力MPa。

由于精冲齿形凸模除了受较大的压应力，而且还承受弯曲应力，因此对于合金工具钢凸模，其许用压应力[б]不应超过1200MPa。

图6-5可验算精冲齿形的适应性。

例如材料厚度为3mm，模数m为2.5mm，属于A区。

5）窄臂

窄臂在精冲时使凸模受到较高的侧向压力，其受力情况比冲窄槽的凸模还要不利。

故窄臂的最小宽度值按图6-2所示的最小槽宽，再乘以系数1.3～1.4。

6）精冲件的精度

a）精度和公差

精冲件的尺寸公差与零件材料厚度等因素有关，其值见表6-1。

b）断面粗糙度

精冲件剪切表面质量与模具精度及维修，冲件材料和精冲时的润滑有关。

精冲件的短面粗糙度可用算术平均偏差值Ra表达。

表6-2是模具维修对粗糙度的影响。

7）塌角

精冲件的剪切周边，一般都有塌角，由于精冲时材料受到带齿压料圈和反压力的作用，所以精冲件的塌角比普通冲压件较小。

冲件材料厚度愈厚，塌角就较大。

外形角度愈锐，塌角就增加。

8）毛刺

精冲零件的毛刺是不可避免的，并随着模具刃口的磨损，毛刺的高度和厚度必然相应增加，精冲厚材料毛刺的高度一般不超过0.2mm～0.3mm，否则必须重磨刃口，精冲零件在使用前可用机械振动法以及砂带磨削法等去除毛刺。