机械设计工艺流程及总体设计规范Word文档格式.docx

1、 马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。备注：不锈钢板的强度较高，对数控冲床的刀具磨损较大，一般不合适数冲加工。不锈钢的种类有很多，钣金加工常用的是一种奥氏体不锈（1Cr18Ni9Ti） 常用铝板铝是一种银白色的轻金属，具有良好的导热性、导电性和延展性。纯铝强度很低，无法作为结构材料使用，钣金加工一般用到的是铝合金板，根据合金元素含量不同，铝板可以分为8个系列，分别为1000系列、2000系列 8000系列，常用的有2000系列，3000系列和5000系列。2000系列是一种铜铝合金，特点是硬度较高，又称硬铝；可用作各种中等强度的零件和构件，3000系列是一种锰铝合金，防锈性能较好，所以又

2、称防锈铝；5000系列是一种镁铝合金，主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列。3A21（老牌号LF21） 、5A02（老牌号LF2） 、2A06（老牌号LY6） 常用铜板紫铜板：紫铜是纯铜的俗称，外观呈紫色，具有优良的导电性导热性延展性和耐蚀性，但价格昂贵，主要用作导电、导热材料，一般用于电源上需要承载大电流的零件，紫铜的强度低，一般不能做结构件。T1T2T3黄铜板：黄铜是一种铜锌合金，具有较高的强度和优良的冷、热加工性，但易产生腐蚀破裂，价格相对便宜，应用广泛。H59H62H70 其它材料2.3.2结构工艺设计 压铸件工艺性设计 术语和定语流痕：指铸件

3、表面与金属液流动方向一致且与金属基体颜色不一样的纹路。冷隔：指铸件表面有与周边熔接不良的小块。铬化：指铸件与铬酸溶液发生化学反应，在铸件表面形成一层薄的铬酸盐膜。欠铸：指铸件成形不饱满。网状毛刺：压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹。溢流口：指金属液冷却凝固时为补偿金属收缩所设置的穴。 铸件设计及工艺a） 选材铝合金压铸件的常用材料有:GB标准:YL102,YL104,YL112和YL113b） 壁厚 壁厚设计以均匀为佳,不均易产生缩孔和裂纹,易引起零件变形,同时会影响到模具的使用寿命。壁厚很厚的铸件内部易产生缩孔,影响材料的力学性能，对大形铝合金,其壁厚不宜超过6mm,因壁厚增加,其材

4、料的力学性能将明显下降,因此推荐壁厚如表。对外侧边缘壁厚, 为保证良好的压铸成形,壁厚s=1/4h, 且s=1.5mm, s为边缘壁厚, h为边缘壁的高度,如下图所示。 表压铸件最小壁厚和正常壁厚 壁的单面面积axb（cm2）25100100500500最小壁厚（mm）0.81.21.82.5正常壁厚（mm）2.03.04.0c） 加强筋设计筋的目的是增加零件的强度和刚性,避免因单纯依靠加大壁厚而引起的气孔,裂纹和收缩缺陷,同时能使金属流路顺畅,改善压铸的工艺性.筋高不超过15倍壁厚，最大筋宽不超过1.5倍壁厚，对筋高30mm以下，拔模斜度不小于3，筋高30mm以上，拔模斜度不小于2（通常为节

5、省成本，减轻重量，拔摸斜度一般都放得很小，一般情况拔1，高筋高30mm以上的拔2度，对于批量不大的产品应该也不会有很大问题）,在特殊情况下加强筋端面的拔模度可设为0.5d） 圆角圆角设计可使金属液流畅,气体易排出,有利于铸件成形，并能避免因锐角致使零件和模具产生裂纹,有利于提高模具寿命,因此对过渡处应避免锐角设计, 圆角半径以取最大为原则,一般取值如下:对相等壁厚: 1/2h= r=h对不等壁厚: 1/4（h1+h2）=r=1/2（h1+h2）r为内圆角半径, h、 h1和 h2为壁厚e） 拔模斜度拔模斜度的大小与零件的结构、高度、壁厚及表面粗糙度有关,在允许的范围内,尽可能取大值,有利于脱模

6、。 非圆形内侧壁的拔模斜度如下表,外侧取表下表值的一半。拔模高度=336610101818303050508080120120180180250圆形4330214515045非圆形515f） 相邻距离尽量避免窄且深的凹穴设计，以免对应模具处出现窄而高的凸台，因受冲击易弯曲、断裂。如下图所示,当a过小时,易使模具在此处开裂,为使模具在此处有足够的强度,a值应不小于5mm。g） 铸孔铝合金可铸最小孔径为2.5mm, 可铸孔径大小与深度有关,对盲孔,孔深为孔径的3到4倍, 对通孔,孔深为孔径的6到8倍。对孔径精度或孔距精度要求较高的,一般不直接铸孔,采用后序机加工处理, 但对壁厚较厚的孔,为避免机加

7、后出现表面有砂眼,一般先铸出底孔,然后用机加去除加工余量。h） 文字和图案文字大小不小于5号字体,凸起高度0.30.5mm, 线宽推荐0.8mm.,出模度1015度,如果外壳表面采用喷粉处理，其外侧面的文字及图案的凸起高度采用0.5mm,如果凸起高度用0.5mm以下的话，外壳喷粉之后会其字形及图案就会模糊不清。i） 压铸面铝合金压铸表面粗糙度在Ra3.26.3, 表面质量按粗糙度分为3级k） 表面缺陷压铸件各类表面缺陷不同级别的要求见表：l） 公差 尺寸公差压铸件尺寸公差依据国标GBT1804-M选取, 铝合金公差一般按5级取,对分形面及活动部位尺寸公差需低一级,对有严格精度要求的可做到3级,

8、 对超出要求的可双方协商采用后加工来保证。 平面度公差压铸件变形因素与模具的顶出机构、零件的结构、壁厚不均等有关, 变形量如下表, 对特别要求的,需采用后加工来保证。名义尺寸（长或宽）25256363100100160160250250400400整形前0.20.30.450.71.01.52.2整形后0.10.150.200.250.40.5 钣金件工艺性设计 材料厚度板厚T材料5.06.08.010.0钢板- 铝板 铜板 冲裁 零件的孔径尺寸、止裂槽尺寸或外圆角尺寸尽可能与刀具尺寸符合。冲裁件尽量避免过长的悬臂和狭槽，悬臂和狭槽的宽度不宜过小，其合理数值可参考下表： 对合金钢或不锈钢 A2

9、t 对一般钢 A1.5t 对黄铜、铝 A1.2t t材料厚度。 冲孔时，孔径不宜过小。其最小孔径与孔的形状、材料的机械性能、材料的厚度等有关。其合理数值可参考下表：材 料高碳钢、各种不锈钢 d1.5t a1.35t a1.2t 低碳钢（SECC,SPCC,Q235A） d1.3t at 黄铜、铝 dt a0.9t a0.8t 零件的冲孔边缘离外形的最小距离随零件与孔的形状不同要有一定的限制，如下图。当冲孔边缘与零件外形边缘不平行时，该最小距离应不小于材料厚度，即at；孔边缘与零件外形边缘平行时，应取b1.5t。 用模具冲裁的零件，其外形或内孔应避免锐角，做成适当的圆角，可增加模具使用寿命，不易

10、产生裂纹。一般可取R 0.5t ，（t材料厚度），如下图： 折弯 折弯设备的精度与零件的精度数控折弯机的定位精度分两方面，定位装置的前后移动精度0.， 下模的上下移动精度也为0.（此误差影响折弯角的精度）。折弯零件的精度与工人的操作有较大关系，理论上每一道折弯都有可能产生0.的误差。对于要求较严的尺寸，也可以通过操作工的调整补偿减少误差。尺寸标注时在满足产品要求的情况下，尽量考虑生产加工的效率。 数控折弯机的刀具数控折弯机的折弯刀有很多种，按刃口分，有R=0.2, R=0.6, R=1，按刀具结构分，有直角刀，避位刀，鹅颈刀等，折弯下模一般是90V形模现有V模宽度有：V=4, V=7,V=8,

11、 V=12，折弯刀具和下模的关系如下图。 数控折弯件的工艺性要求a） 在折弯有撕裂的地方，需要留撕裂槽。撕裂槽的宽度一般不小于.t，且1.5。撕裂槽的长度和宽度与壁厚的关系如下图b,c所示。或者是折弯线让开阶梯线如下图所示。b） 折弯件的直边高度不宜过小，否则不易形成足够的弯矩，很难得到形状准确的零件。其弯曲值hR+2t，且3方可。如下图示。c） 当折弯边带有斜角时（如下图，），侧面的最小高度为：h=（24）mm,且hR+2t（R为折弯内角）。d） 折弯件的孔边距离：先冲孔后折弯的零件，为了避免折弯时孔变形，从孔边到弯曲半径r中心的距离取为：当t2mm时，Lt；当t2mm时，L2t。e） 先折

12、弯再冲孔的零件（主要争对用冲模的零件），其孔边与工件直壁之间应保持一定的距离，距离太小时，在冲孔时会使凸模受水平推力而折断：从孔边到弯曲半径r中心的距离取为： L0.5t ,如下图。f） 压死边的尺寸要求，压死边的长度与材料的厚度有关。如下图所示，一般压死边最小长度LR 3.5t。其中t为材料壁厚，R为压死边前道工序的最小内折弯半径，一般为0.6。g） 板件折弯时，若弯曲处的圆角过小，则外表面容易产生裂纹，尤其铝板最明显。若弯曲圆角过大，因受到回弹的影响，弯曲件的精度不易保证。折弯内圆角与材料厚度和材质有一定的关系，一般碳 但受折刀具规格的限制，推荐选用折弯内半径R = 0.6,结构没有特殊要

13、求时图纸上不需要标注具体的尺寸。由工厂选择合适的折弯刀。h） 折弯件不得对多个折弯边（如下图的L1, L2, L3）同时要求较严的尺寸公差。 模具弯曲件的工艺性要求a） 弯曲件的直边高度太小时，会影响弯曲件成型后的角度精度。要求R+2tb） 在U形弯曲件上，两弯曲边最好等长，以免弯曲时产生向一边移位。如不允许，可设一工艺定位孔，如下图。c） 为了防止零件弯曲后，直角的两侧平面产生褶皱，应设计预留切口，如下图。d） 为了防止零件弯曲后，折弯边回弹，建议在对接处设计切口形式。如下图 a1.5t （t材料厚度）e） 为了防止冲孔后再弯曲的零件，在孔边产生裂纹，建议增加切口，如下图。f） 防止弯曲时，

14、一边向内产生收缩。可设计工艺定位孔，或两边同时折弯，还可用增加幅宽的办法来解决收缩问题。g） 弯曲的零件，在弯曲区压制加强筋，不仅可以提高工件的刚度，也有利于抑制回弹。常用筋的结构尺寸推荐如下。 拉深利用具有一定圆角半径的拉深模，将平板毛坯或开口空心毛坯冲压成容器状零件的冲压过程称为拉深。a） 拉深件的精度拉深件的尺寸精度不宜要求过高。拉深件的制造精度包括直径方向的精度和高度方向的精度。在一般情况下，深度的精方向的精度不应超过GB/T 15055-级。直径方向的尺寸精度不应该超过IT12级，产品图上的尺寸应注明必须保证外部尺寸或是内腔尺寸，不能同时标注内外形尺寸。b） 拉深件的工艺性要求 拉深

15、件的形状应尽量简单、对称。 拉深件各部分尺寸比例要恰当，尽量避免设计宽凸缘和深度大的拉深件。（D凸3d，h2d）因为这类零件要较多的拉深次数。 拉深件的圆角半径要合适，圆角半径尽量取大些，以利于成型和减少拉深次数。 拉深件要留出合理的圆角半径。如下图。c） 拉深件冲孔的合适位置。d） 防止拉深时产生扭曲变形，A、B宽度应相等（对称）即A=B。e） 定位凸台的高度不能太大， 一般h（0.250.35）t 。如下图f） 对较长的板金件为了提高其强度，有时需要设计加强筋。加强筋的形状、尺寸及适宜间距尺寸要求如下表。此类零件容易变形，因此平面度要求高的零件不推荐采用这种结构。 压铆和攻丝a） 压铆精度

16、和工艺性要求压铆可分为铆螺钉，铆螺母，铆螺柱，铆销钉。压铆螺母的位置尺寸精度为底孔的位置尺寸公差附加0.05, 考虑到压铆件的垂直度影响，压铆螺钉、压铆螺柱、压铆销钉的尺寸精度为底孔尺寸公差附加0.1的公差。（以压铆件的顶端为测量点）b） 攻丝和翻边攻丝的精度和工艺性 攻丝和翻边攻丝孔距的尺寸精度为底孔的尺寸公差附加0.05。 翻边攻丝的预制底孔直径最好不要小于板厚，尤其对较硬的材料，如不锈钢，对于预制底孔直径小于板厚的情况，建议改用压铆螺母。 焊接常用的焊接种类有：点焊（也叫碰焊），CO2焊接，氩弧焊接，激光焊接。点焊适合较薄的材料，焊点对外观影响较小，激光焊接适合精密结构焊接，成本高。CO

17、2焊接和氩弧焊接适用范围较广，主要焊接形式是连续角焊缝，和间断角焊缝和对接焊缝，但氩弧焊的焊接变形较小，焊点外观较好，焊接速度慢，焊接成本稍高。各种焊接结构的工艺性要求推荐如下。a） 点焊（即碰焊）的结构设计要考虑合适的搭接宽度，推荐搭接宽度和焊点距离见下表点焊（即碰焊）应该考虑电极伸入方便。减少制造工装的麻烦。b） 用CO2焊接，要尽量减少焊缝的数量和缩短焊缝尺寸，尽可能选用间断焊而不选用连续焊，焊缝尽可能对称分布，避免焊缝交叉，以免引起零件变形。c） 角焊缝要使得接头处便于存放焊剂，减少打磨的工作量。如下图:d） 手工CO2焊和氩弧焊要考虑焊条操作空间。e） 有密封要求的组焊钣金件，板厚不

18、能小于0.8， 否则容易焊穿，无法保证密封。f） 薄壁零件且有密封要求的零件建议用激光焊接。g） 常用的焊接定位结构:销钉定位 定位凸台定位 焊接制具定位 （加工厂跟据结构要求自行设计） 塑胶件工艺性设计塑料：塑料为合成的高分子化合物聚合物（polymer），又可称为高分子或巨分子（macromolecules），也是一般所俗称的塑料（plastics）或树脂（resin），可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的。a） 术语和定语 缩水、缩痕制品表面产生凹陷的现象,由塑胶体积收缩产生，常见于局部内厚区域，

19、如加强肋或柱位与面交接区域。 缩孔制品局部肉厚处在冷却过程中由于体积收缩所产生的真空泡，叫缩孔。 气泡塑胶熔体含有空气、水份及挥发性气体时，在注塑成型过程空气、水份及挥发性气体进入制品内部而残留的空洞叫气泡。 缺胶、不饱模塑胶熔体未完全充满型腔。 毛边、批锋塑胶熔体流入分模面或镶件配合面将发生锁模力足够，但在主浇道与分 流道会合处产生薄膜状多余胶料为 烧焦一般所谓的烧焦，包括制品表面因塑胶降解导致的变色及制品的填充末端焦黑的现象；烧焦是滞留型腔内的空气在塑料熔体真充时未能迅速排出（困气），被压缩而显著升温，将材料烧焦。 熔接痕、夹水纹模具采用多浇口进浇方案时，胶料流动前锋相互汇合；孔位和障碍物

20、区域，胶料流动前锋也会被一分为二；壁厚不均匀的情况也会导致熔接痕。 喷痕、蛇纹高速通过浇口的塑胶熔体直接进入型腔，然后接触型腔表面而固化，接着被随后的塑胶熔体推挤，从而残留蛇行痕迹。侧浇口，塑胶经过浇口后无滞料区域或滞料区域不充足时，容易产生喷痕。 银丝、银条制品表面或表面附近，沿塑料流动方向呈现的银白色条纹。银丝的产生一般是塑胶中的水分或挥发物或附着模具表面的水分等气化所致，注塑机螺杆卷入空气有时也会产生银条。 破裂、龟裂制品表面裂痕严重而明显者为破裂，制品表面呈毛发状裂纹，制品尖锐角处常呈现此现象谓之龟裂，也常称为应力龟裂。 表面光泽不良制品表面失去材料本来的光泽，形成乳白色层膜、模糊状态

21、等皆可称为表面光泽不良。 翘曲变形制品因壁厚或是成形时冷却不均匀而产生收缩比例不同，从而形成制品变形或是扭曲。 流痕塑胶熔体流动的痕迹，以浇口为中心而呈现的条纹波浪形状。b） 材料的选择 塑料件英文简称中文学名俗称用途PE聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件PP聚丙烯适于机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件PVC聚氯乙烯适于薄膜、人造革，耐老化的不燃电线包皮，运动器材，医疗配件，包装涂层等PS聚苯乙烯适于透明件.装饰件及化学仪器.光学仪器等零件ABS丙烯青丁二烯苯乙烯共聚合物超不碎胶适于机械、汽车、电子电器、仪器仪表等PMMA聚甲基丙烯酸酯压克力座舱盖、风挡和弦窗等PA聚醯胺 尼龙适于一般机械、减磨耐

22、磨、传动零件，以及化工、电器、仪表等零件PC聚碳酸树酯防弹胶适于制作仪表小零件、绝缘透明件和耐冲击零件 橡胶件NBR丁腈橡胶适于制作各类耐油模压制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管等硅橡胶适于密封圈、垫片、管、电缆c） 壁厚的选择塑胶零件的壁厚对零件的质量影响很大，壁厚过小时成型的流动阻力大，大形复杂的零件就很难充满型腔，塑胶壁厚的最小尺寸应满足以下几个方面的要求： 足够的强度和刚度。 脱模时能经受脱模机构的冲击与震动 装配时能承受足够的紧固力塑胶零件规定有最小壁厚值，它随塑胶品种牌号和零件大小不同有不同，对于外壳零件，推荐如下壁厚ABS，PC+ABS，PC, 透明PC，透明ABS，

23、壁厚为:2.0-3.5mm一些小的外观零件（如按键帽，灯罩，旋钮）可以做到1.2-2.0mm同一个塑胶零件的壁厚尽可能一致，否则可能会由于壁厚不均而产生壁厚处缩水。d） 拔模斜度的设计在塑胶零件的内表面和外表面，沿脱模方向均应设计足够的拔模斜度，否则会难以脱模，或顶出时拉伤，擦坏塑胶零件。还有一点，拔模斜度小就蚀纹浅，会造成外观件易脏，所以推荐如下拔模斜度：（设计斜度比纹路要求斜度大0.5度，各供应商处有自己都有纹板）e） 柱位的设计 柱位的功能：通常塑胶件柱位用来支撑PCBA，固定PCBA或胶件本身，固定电子元器件，或联接产品的前后壳，它有一个最大的好处就是高度容易调整。所以，一般情况下，我

24、们要尽量用柱子端面形成的平面作为支撑面。平面用几条筋位形成的平面作为支撑面。 柱子的拔模及高度：柱子高度大于10mm时，通常都用司筒顶出，所以其拔模斜度可以取得很小或0度。可以把内孔取为0度，外表面取为0.25度。柱子高度小于10mm时,模具上可能用镶件，拔模斜度可以把内孔取0.5度，外表面取1度。如希望能调整高度,请在图上标明，要求模具加工时，考虑调整高。一般清况下，M3自攻螺钉柱的高度不要大于30mm，太高了柱子的司筒针容易被胶流冲弯变形 柱子的大小尺寸：由于高度大于10mm的柱位通常是用司筒顶出，柱子的外径和内径就有限制。常用的司筒的外径系列为：4.0 、4.5、5、6、6.5、7、8、

25、10、12常用的司筒针系列为：1.5、2.0、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0其对应的关系如下表格。柱位的内径是由司筒针磨小而得到的，由上表可以看出，我们不要设计壁厚小1.0mm的柱子，也最好不设计外径不是标准值的柱位。 柱子根部的处理：通常容易出现两种情况： 缩水或阴影（或夹水纹），为了防止出现缩水，需要把柱子根部减胶，同时把司筒针加长，如已出现阴影（或夹水纹）需要把柱子根部加胶或把司筒针作短。所以对于壁厚为3mm，柱子直径大于等于6mm时（拧M3自攻螺订）为防缩水,在模具加工时先在柱子根部减胶。到试模时如出现阴影，再加胶。（柱子的根部注意要求，顶针面与火山口面不等高，减少应力） 预埋螺柱的选择使用：如果需要经常拆