结构设计规范-钣金件

结构设计规范-钣金件内容摘要：

拉伸件尺寸公差的标注方法 .............................. 16 6 成形 ............................................................. 17 加强筋 ...................................................... 17 打凸间距和凸边距的极限尺寸 .................................. 17 机构设计 规范 钣金件 A0 第 5 页 共 29 页 5 百叶窗 ...................................................... 18 孔翻边 ...................................................... 18 7 附录 ............................................................. 20 附录 A 压印工艺、压花工艺简介 ................................ 20 压印工艺 .............................................. 20 压花工艺 .............................................. 20 8 参考文献 ......................................................... 20 机构设计 规范 钣金件 A0 第 6 页 共 29 页 6 前 言 编制本手册的主要目的有两个：。 钣金 结构件设计规范 1 简介 简介 我司 产品结构件主要是由钣金材料经过冲压加工而成，这些冲压件的几何形状、尺寸和精度对冲压工艺影响很大。 冲压件具有良好的 加工 工艺性有利于节省材料、减少 工序、提高模具使用寿命和产品质量 ， 同时， 可以有效的降低产品成本。 按钣金件的基本加工方式，如冲裁、折弯、拉伸、成型， 本规范 通过阐述 每一种加工方式所要注意的工艺要求， 提出对钣金件 结构 设计 的限 制。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 3 冲裁 冲裁 分为 普 通冲裁和精密冲裁，由于加工方法的不同，冲裁件的 加工 工艺性也有所不同。 下面 重点 介绍普通冲裁的结构工艺性。 冲裁件的形状和尺寸尽可能简单对称，使排样时废料最少。 图 冲裁件的排样 冲裁件的外形及 内孔应避免尖角。 在直线或曲线的连接处要有圆弧连接， 圆弧 半径 R≥。 （ t为 材料壁厚 ）。 机构设计 规范 钣金件 A0 第 7 页 共 29 页 7 图 冲裁件圆角半径的最小值 冲裁件应避免窄长的悬臂与狭槽 冲裁件 的凸出或凹入部分的深度和宽度，一般情况下，应不小于 (t为料厚 )，同时应该避免 窄长的 切口 与 和过窄的切槽 ， 以便增大模具相应部位的刃口强度。 见图。 （图1. 2） 图 避免窄长的悬臂和凹槽 冲孔优先选用 圆形孔，冲孔 有 最小尺寸 要求 冲孔优先选用圆形孔，冲孔 最小尺寸 与孔的形状、材料机械性能 和 材料厚度有关。 图 冲孔形状示例 材料 圆孔直径 b 矩形孔短边宽 b 高碳钢 低碳 钢、黄铜 铝 备注： t为材料厚度，冲孔最小尺寸一般不小于。 表 1 冲孔最小尺寸 列表 机构设计 规范 钣金件 A0 第 8 页 共 29 页 8 冲裁的孔间距与孔边距 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有一定的限制，见 图。 当冲孔边缘与零件外形边缘不平行时，该最小距离 a应不小于材料厚度 t；平行时， b应不小于。 （ ） 图 冲裁件孔边距、孔间距示意图 折弯 件 及拉深件冲孔时，其孔壁与 直壁之间应保持一定的距离 折弯 件或拉深件冲孔时，其孔壁与工件直壁之间应保持一定的距离（图 ） 图 折弯 件、拉伸件孔壁与工件直壁间的距离 螺钉、螺栓的过孔和沉头座 螺钉、螺栓过孔和沉头座的结构尺寸按下表选取取。 对于沉头螺钉的沉头座，如果板材太薄难以同时保证过孔 d2和沉孔 D，应优先保证过孔 d2。 表 2 用于螺钉、螺栓的过孔 机构设计 规范 钣金件 A0 第 9 页 共 29 页 9 备注： 要求钣材 厚度 t≥ h。 表 3 用于沉头螺钉的沉头座及过孔 备注： 要求钣材 厚度 t≥ h。 表 4 用于沉头铆钉的沉头座及过孔 冲裁件 毛刺 的极限 值及设计标注 冲裁件 毛刺的极限值 冲裁件毛刺超过一定的高度是不允许的，冲压件毛刺高度的极限值 (mm)见 下表。 材料壁厚 材料抗拉强度 （ N/mm2） ＞ 100～ 250 ＞ 250～ 400 ＞ 400～ 630 ＞ 630 f m g f m g f m g f m g ＞ ～ 9 3 5 ＞ ～ 2 8 7 ＞ ～ 8 6 1 ＞ ～ 5 7 备注： f级（精 密级）适用于较高要求的零件； m级（中等级）适用于中等要求的零件； g级（粗糙级）适用于一般要求的零件。 表 5 冲压件毛刺高度的极限值 机构设计 规范 钣金件 A0 第 10 页 共 29 页 10 设计图纸中毛刺的标注要求  毛边方向： “ BURR SIDE(毛刺 )”。  需要压毛边的部位： “ COIN或 COIN CONTINUE”。 一般不要整个结构件断口全部压毛边，这样会增加成本。 尽量在下面情况使用：暴露在外面的断口；人手经常触摸到的锐边；需要过线缆的孔或槽；有相对滑动的部位。 图 钣金结构设计图纸中毛刺的标注示例 4 折 弯 折弯件的最小弯曲半径 材料弯曲时，其圆角区上，外层收到拉伸，内层则受到压缩。 当材料厚度一定时，内 r越小，材料的拉伸和压缩就越严重；当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时，就会产生裂缝和折断，因此，弯曲 零件的结构设计，应避免过小的弯曲圆角半径。 弯曲件的直边高度 一般情况下的最小直边高度要求 弯曲件的直边高度不宜太小，最小高度按（图 ）要求： h＞ 2t。 （图1. 10 ）h＞2t 机构设计 规范 钣金件 A0 第 11 页 共 29 页 11 图 弯曲件的直边高度最小值 特殊 要求 的直边高度 如 果设计需要弯曲件的直边高度 h≤ 2t,， 则 首先要加大弯边高度，弯好后再加工到需要尺寸； 或 者 在弯曲变形区内加工浅槽 后，再折弯 （ 如下图所示 ）。 压槽h＜2t(） 图 特殊情况下的直边高度要求 弯边侧边带有斜角的直边高度 当弯边侧边带有斜角的弯曲件时（图 ），侧面的最小高度为： h=（ 2～ 4）t＞ 3mm 图1 .12 ） 图 弯边侧边带有斜角的直边高度 折弯件上的孔边距 孔边距： 先冲孔后折弯，孔的位置应处于弯曲变形区外，避免弯曲时孔会产生变形。 孔壁至弯边的距离见 下 表 ： 机构设计 规范 钣金件 A0 第 12 页 共 29 页 12 表 6 折弯件上的孔边距 局部弯曲的工艺切口 折弯件的弯曲线应避开尺寸突变的位置 局部弯曲某一段边缘时，为了防止尖角处应力集中产生弯裂，可将弯曲线移动一定距离，以离开尺寸突变处（图 a)，或开工艺槽（图 b)，或冲工艺孔（图 c)。 注意图中的尺寸要求： S≥ R ； 槽宽 k≥ t； 槽深 L≥ t+R+k/2 Lk（ 3）工艺孔 图 局部弯曲的设计处理方法 机构设计 规范 钣金件 A0 第 13 页 共 29 页 13 当孔位于折弯变形区内，所采取的切口形式 当孔在折弯变形区内时，采用的切口形式示例（图 ） （图1. 14）弯曲线弯曲线 图 切口形式示例 带斜边的折弯边应避开变形区 图 带斜边的折弯边应避开变形区 打死边的设计要求 打死边的死边长度与材料的厚度有关。 如下图所示，一般死边最小长度 L≥ +R。 其中 t为材 料壁厚， R为打死边前道工序（如下图右所示）的最小内折弯半径。 图 死边的最小长度 L 机构设计 规范 钣金件 A0 第 14 页 共 29 页 14 标注弯曲件相关尺寸时，要考虑工艺性 （ ） 图 弯曲件标注示例 如上图所示 所示， a）先冲孔后折弯， L尺寸精度容易保证，加工方便。 b）和c)如果尺寸 L精度要求高，则需要先折弯后加工孔，加工麻烦。 弯曲件的回弹 影响回弹的因素很多，包括：材料的机械性能、壁厚、弯曲半径以及弯曲时的正压力等。 折弯件的内圆角半径与板厚之比越大，回弹就越大。 从设计上抑制回弹的方法示例 弯曲件的回弹，目前主要是由生产厂家在模具设计时，采取一定的措施进行规避。 同时， 从设计上改进某些结构促使回弹角简少如 下图所示： 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。 图 设计上抑制回弹的方法示例 5 拉伸 拉伸件底部与直壁之间的圆角半径大小要求 如 下 图所示，拉伸件底部与直壁之间的圆角半径应大于板厚，即 r1≥ t。 为了使拉伸进行得更顺利，一般取 r1=(3~5)t，最大圆角半径应小于或等于板厚的 8倍，即 r1≤ 8t。 机构设计 规范 钣金件 A0 第 15 页 共 29 页 15 （图 ）dD 图 拉伸件圆角半径大小 拉伸件凸缘与壁之间的圆角半径 拉伸件凸缘与壁之间的圆角半径应大于板厚的 2倍，即 r2≥ 2t，为了使拉伸进行得更顺利，一般取 r2=(5~10)t，最大凸缘半径应小于或等于板厚的 8倍，即 r2≤8t。 （参见图 ） 圆形拉伸件的内腔直径 圆形拉伸件的内腔直径应取 D ≥ d+10t，以便在拉伸时压板压紧不致起皱。 （参见图 ） 矩形拉伸件相邻两壁间的圆角半径 矩形拉伸件相邻两 壁间的圆角半径应取 r3 ≥ 3t，为了减少拉伸次数应尽可能取 r3 ≥ H/5，以便一次拉出来。 机构设计 规范 钣金件 A0 第 16 页 共 29 页 16 （ 1） 图 矩形拉伸件相邻两壁间的圆角半径 圆形无凸缘拉伸件一次成形时，其高度与直径的尺寸关系要求 圆形无凸缘拉伸件一次成形时，高度 H和直径 d之比应小于或等于 ，即 H/d ≤，如下图所示。 图 圆形无凸缘拉伸件一次成形时，高度与直径的尺寸关系 拉伸件设计图纸上尺寸标注的注意事项 拉伸件由于各处所受应力大小各不相同，使拉伸后的 材料厚度发生变化。 一般来说，底部中央保持原来的厚度，底部圆角处材料变薄，顶部靠近凸缘处材料变厚，矩形拉伸件四周圆角处材料变厚。 拉伸件产品尺寸的标准方法 在设计拉伸产品时，对产品图上的尺寸应明确注明必须保证外部尺寸或内部尺寸，不能同时标注内外尺寸。 拉伸件尺寸公差的标注方法 拉伸件凹凸圆弧的内半径以及一次成形的圆筒形拉伸件的高度尺寸公差为双机构设计 规范 钣金件 A0 第 1。