鈑金件結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝手冊(cè) 前言 公司現(xiàn)有零件中，不僅在打樣過(guò)程中經(jīng)常會(huì)有一些加工工藝性的問(wèn)題，也有很多歸檔轉(zhuǎn)產(chǎn)的零件存在加工困難的情況，不僅影響生產(chǎn)進(jìn)度和交貨，也影響結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量。如鈑金零件的折彎，經(jīng)常會(huì)發(fā)生 折彎碰刀 的情況；落料的外圓角、半圓凸臺(tái)、異型孔的規(guī)格太多，以及一些不合理的形狀設(shè)計(jì)， 導(dǎo)致加工廠要多開(kāi)很多不必要的落料模 ，大大增加模具的加工和管理成本；插箱的鈑金導(dǎo)軌、拉伸凸臺(tái)等設(shè)計(jì)，品種越來(lái)越多，需要統(tǒng)一、規(guī)范；噴漆和絲印，也經(jīng)常出現(xiàn)噴涂選擇不合理導(dǎo)致廢品率 較高、無(wú)法絲印等問(wèn)題；有些鈑金零件的 點(diǎn)焊完全可以適當(dāng)增加定位 ，不增加成本也不影響美觀，實(shí)際上大部分設(shè)計(jì)是靠生產(chǎn)的工裝定位，不僅麻煩、效率低，精度也不好；很多可以避免焊接的鈑金零件，往往設(shè)計(jì)成角焊的結(jié)構(gòu)形式，焊接和打磨都非常麻煩，不僅效率較低，而且外觀質(zhì)量也經(jīng)常得不到保證，等等。長(zhǎng)期以來(lái)，這些相同的問(wèn)題不斷地重復(fù)發(fā)生，無(wú)論對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量還是產(chǎn)品的生產(chǎn)和進(jìn)度，都會(huì)產(chǎn)生不良 的影響。 編寫(xiě)這本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工 藝手冊(cè)目的，就是 為了方便工程師在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)查閱一些常用的、關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，更好地保證工程師設(shè)計(jì)出的零件有較好的加工工 藝性，統(tǒng)一結(jié)構(gòu)要素，減少不必要的開(kāi)模，加快加工進(jìn)度，降低加工成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。編寫(xiě)這本手冊(cè)的同時(shí)，對(duì)鈑金模具手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了徹底的改編，對(duì)一些典型的結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行了優(yōu)化和系列化，減少了品種，并在 intralink 庫(kù)里對(duì)相關(guān)的模具建模，不僅方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)模具的統(tǒng)一，也會(huì)起到較好的效果。 手冊(cè)中一些典型的數(shù)據(jù)主要來(lái)源于參考資料，一些工藝上的極限尺寸，主要來(lái)源于加工廠家提供的數(shù)據(jù)，是我們應(yīng)盡可能遵照的。 有些正在生產(chǎn)的零件， 一些尺寸超出了手冊(cè)中給出的極限尺寸，但并不能就能說(shuō)明這些設(shè)計(jì)是有良好的工藝性 ，原則上是在滿(mǎn)足產(chǎn)品性能的條件下，盡可能達(dá)到最好的加工工藝性。 由于時(shí)間和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)有限，手冊(cè)中錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)大家批評(píng)指正，希望經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的實(shí)踐檢驗(yàn)，經(jīng)過(guò)將來(lái)補(bǔ)充、修訂、完善之后，能夠成為一部非常實(shí)用的參考書(shū)，對(duì)我們的設(shè)計(jì)工作起到很好的指導(dǎo)作用。考慮手冊(cè)的篇幅和實(shí)用性，以及我們的設(shè)計(jì)主要是鈑金零件設(shè)計(jì)，因此，本手冊(cè)主要以鈑金件為主。 手冊(cè)編寫(xiě)得到中興新的吉海青、胡興勝、李道清、杜堅(jiān)、巴新安等大力幫助，在此表示感謝！ 顧 問(wèn)： 張暉 馬慶魁 何朝來(lái) 何劍波 馮力 編寫(xiě)人員：彭詩(shī)林：第一章：鈑金 零件設(shè)計(jì)工藝 顏斌魯：第二章：金屬切削件設(shè)計(jì)工藝 嚴(yán)冬： 第三章 : 壓鑄件設(shè)計(jì)工藝 楊濤： 第四章：鋁型材零件設(shè)計(jì)工藝 鄭寧生：第五章 金屬的焊接設(shè)計(jì)工藝 尚玉其：第六章：塑料件設(shè)計(jì)工藝 劉彥明：第七章 表面處理工藝 溫存善、封智：第八章：結(jié)構(gòu)圖紙零部件的分級(jí)和代碼申請(qǐng) 曹水春、陳進(jìn)云、張向峰、劉肖：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝手冊(cè)修改、編輯、匯總 審 核：公司結(jié)構(gòu)工藝專(zhuān)家委員會(huì)專(zhuān)家 參考標(biāo)準(zhǔn)和書(shū)籍： Q/ZX 04.101.1-2000 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范文檔要求； Q/ZX 04.101.2-2003A結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 顏色要求 Q/ZX 04.101.4-2003結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 鍍涂表示方法 ； Q/ZX 04.101.6-2000結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 塑膠面板結(jié)構(gòu)要求 Q/ZX 04.101.8-2002 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 絲印要求 Q/ZX 04.101.10-203 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范噴砂和拉絲要求； Q/ZX Z 04.400-2005單板插件通用化設(shè)計(jì)指南 Q/ZX Z 04.401-2005 盒體機(jī)箱通用化設(shè)計(jì)指南 Q/ZX Z 04.402-2005 標(biāo)準(zhǔn)插箱通用化設(shè)計(jì)指 南 Q/ZX Z 04.403-2005 19 英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜應(yīng)用指南 Q/ZX 28.007.1-2004結(jié)構(gòu)材料手冊(cè) 黑色金屬材料 Q/ZX 28.007.2-2004結(jié)構(gòu)材料手冊(cè) 有色金屬材料 Q/ZX 28.007.3-2004結(jié)構(gòu)材料手冊(cè) 非金屬材料 GB/T 4943 信息技術(shù)設(shè)備安全 GB/T 8582 電工、電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)術(shù)語(yǔ) Q/ZX 23.019 產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) (試行 ) 焊接設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 焊接工藝 人員手冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 表面工程手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 電子設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè) 電子工業(yè)出版社 結(jié)構(gòu)工藝基本設(shè)計(jì)手冊(cè) （試用稿） 工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) （數(shù)沖、激光、數(shù)折、非標(biāo)螺母） 鈑金沖壓工藝手冊(cè)國(guó)防工業(yè)出版社 冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 冶金出版社 五金手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 I 目 錄 1 第一章 鈑金零件設(shè)計(jì)工藝 . 1 1.1 鈑金材料的選材 . 1 1.1.1 鈑金材料的選材原則 . 1 1.1.2 幾種常用的板材 . 1 1.1.3 材料對(duì)鈑金加工工藝的影響 . 3 1.2 沖孔 和落料 ： . 5 1.2.1 沖孔和落料 的常用方式 . 5 1.2.2 沖孔落料的工藝性設(shè)計(jì) . 9 1.3 鈑金件的折彎 . 13 1.3.1 模具折彎： . 13 1.3.2 折彎?rùn)C(jī)折彎 . 14 1.4 鈑金件上的螺母、螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式 . 26 1.4.1 鉚接螺母 26 1.4.2 凸焊螺母 28 1.4.3 翻孔攻絲 30 1.4.4 漲鉚螺母、壓鉚螺母、拉鉚、翻孔攻絲的比較 . 31 1.5 鈑金拉伸 . 31 1.5.1 常見(jiàn)拉伸的形式和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) . 31 1.5.2 打凸的工藝尺寸 . 32 1.5.3 局部沉凹與壓線 . 33 1.5.4 加強(qiáng)筋 33 1.6 其它工藝 . 34 1.6.1 抽孔鉚接 34 1.6.2 托克斯鉚接 . 35 1.7 沉頭的尺寸統(tǒng)一 . 35 1.7.1 螺釘沉頭孔的尺寸 . 35 1.7.2 孔沉頭鉚釘?shù)某令^孔的尺寸的統(tǒng)一 . 36 1.7.3 沉頭螺釘連接的薄板的特別處理 . 36 2 第二章 金屬切削件設(shè)計(jì)工藝 . 36 2.1 常用金屬切削加工性能 . 36 2.2 零件的加工余量 . 37 2.2.1 零件毛坯的選擇和加工余量 . 37 2.2.2 工序間的加工余量 . 37 2.3 不同設(shè)備的切削特性、加工精度和粗糙度的選擇 . 38 2.3.1 常用設(shè)備的加工方法與表面粗糙度的對(duì)應(yīng)關(guān)系 . 38 2.3.2 常用公差等級(jí)與表面粗糙度數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系 . 38 2.4 螺紋設(shè)計(jì)加工 . 39 II 2.4.1 普通螺紋的加工方法 . 39 2.4.2 普通螺紋加工常用數(shù)據(jù) . 39 2.4.3 普通螺紋的標(biāo)記 . 40 2.4.4 普通螺紋公差帶的選用及精度等級(jí) . 40 2.4.5 英制螺紋的尺寸系列 . 41 2.5 常見(jiàn)熱處理選擇和硬度選擇。 . 41 2.5.1 結(jié)構(gòu)鋼零件熱處理方法選擇 . 41 2.5.2 熱 處理對(duì)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求 . 42 2.5.3 硬度選擇 42 3 第三章 壓鑄件設(shè)計(jì)工藝 . 43 3.1 壓鑄工藝成型原理及特點(diǎn) . 43 3.2 壓鑄件的設(shè)計(jì)要求 . 44 3.2.1 壓鑄件設(shè)計(jì)的形狀結(jié)構(gòu)要求 . 44 3.2.2 壓鑄件設(shè)計(jì)的壁厚要求 . 44 3.2.3 壓鑄件的加強(qiáng)筋 /肋的設(shè)計(jì)要求 . 44 3.2.4 壓鑄件的圓角設(shè)計(jì)要求 . 45 3.2.5 壓鑄件設(shè)計(jì)的鑄造斜度要求 . 45 3.2.6 壓鑄件的常用材料 . 45 3.2.7 壓鑄模具的常用材料 . 45 4 第四章 鋁型材零件設(shè)計(jì)工藝 . 45 3.3 型材擠壓加工的基本常識(shí) . 46 3.3.1 鋁型材的生產(chǎn)工藝流程 . 46 3.3.2 常見(jiàn)型材擠壓方法 . 46 3.3.3 空心型材擠壓模具簡(jiǎn)單介紹 . 48 3.4 鋁型材常用材料及供貨狀態(tài) . 49 3.5 鋁型材零件的加工及表面處理 . 50 3.5.1 鋁合金型材零件的加工 . 50 3.5.2 鋁合金型材零件的表面處理 . 50 4 第五章 金屬的焊接設(shè)計(jì)工藝 . 51 4.1 金屬的可焊性 . 51 4.1.1 不同金屬材料之間焊接及其焊接性能 . 51 4.1.2 同種金屬的焊接性能 . 51 4.2 點(diǎn)焊設(shè)計(jì) . 53 4.2.1 接頭型式 53 4.2.2 點(diǎn)焊的典型結(jié)構(gòu) . 53 4.2.3 點(diǎn)焊的排列 . 53 4.2.4 鋼板點(diǎn)焊直徑以及焊點(diǎn)之間的距離 . 54 4.2.5 鋁合金板材的點(diǎn)焊 . 55 4.2.6 點(diǎn)焊的定位 . 55 4.3 角焊 56 III 4.4 縫焊 56 5 第六章 塑料件設(shè)計(jì)工藝 . 57 5.1 塑膠件設(shè)計(jì)一般步驟 . 57 5.2 公司不同的產(chǎn)品系列推薦的材料種類(lèi)。 . 57 5.3 塑膠件的表面處理 . 58 5.4 塑膠件的工藝技術(shù)要求 . . 59 5.4.1 塑膠件零件的壁厚選擇 . 59 5.4.2 塑膠零件的脫模斜度 . 59 5.4.3 塑膠零件的尺寸精度 . 60 5.4.4 塑膠的表面粗糙度 . . 61 5.4.5 圓角 61 5.4.6 加強(qiáng)筋的問(wèn)題 . 62 5.4.7 支承面 62 5.4.8 斜頂與行位問(wèn)題 . 62 5.5 塑膠的極限工藝問(wèn)題的處理方法 . 63 5.6 塑膠零件常須解決的問(wèn)題。 . 64 5.7 塑膠件正在進(jìn)入的領(lǐng)域。 . 65 6 第七章 表面處理工藝 . 66 6.1 金屬鍍覆 . 66 6.1.1 金屬鍍覆工藝范圍 . 66 6.1.2 電鍍基礎(chǔ)介紹 . 66 6.1.3 金屬鍍覆設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) . 67 6.1.4 幾種常用零件電、化學(xué)處理推薦 . 69 6.2 表面噴涂 . 69 6.2.1 噴涂基礎(chǔ)介紹 . 69 6.2.2 表面效果選擇原則 . 70 6.2.3 噴粉、噴漆設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) . 70 6.3 表面絲印 . 72 6.3.1 絲網(wǎng)印刷原理： . 72 6.3.2 絲網(wǎng)印刷的主要特點(diǎn) ： . 72 6.3.3 絲印設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) . 73 6.4 移印介紹 . 73 7 第八章 結(jié)構(gòu)圖紙零部件的分級(jí)和代碼申請(qǐng) . 74 7.1 零部件分級(jí)和代碼申請(qǐng)的基本原則 . 74 7.2 單板 整件圖紙的分級(jí)方法 . 74 7.3 插箱整件圖紙的分級(jí)方法和代碼申請(qǐng)方法 . 76 7.4 整機(jī)配置（含機(jī)柜）的圖紙的分級(jí)方法 . 78 1 1 第一章 鈑金零件設(shè)計(jì)工藝 1.1 鈑金材料的選材 鈑金材料是通信產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 最常用的材料，了解材料的綜合性能和正確的選材，對(duì)產(chǎn)品成本、產(chǎn)品性能、產(chǎn)品質(zhì)量、加工工藝性都有重要的影響。 1.1.1 鈑金材料的選材原則 1） 選用常見(jiàn)的金屬材料，減少材料規(guī)格品種，盡可能控制在公司材料手冊(cè)范圍內(nèi)； 2） 在同一產(chǎn)品中，盡可能的減少材料的品種和板材厚度規(guī)格； 3） 在保證零件的功能的前提下，盡量選用廉價(jià)的材料品種，并降低材料的消耗，降低材料成本； 4） 對(duì)于機(jī)柜和一些大的插箱，需要充分考慮降低整機(jī)的重量； 5） 除保證零件的功能的前提外，還必須考慮材料的沖壓性能應(yīng)滿(mǎn)足加工藝要求，以保證制品的加工的合理性和質(zhì)量。 1.1.2 幾種常用的板材介紹 1.1.2.1 鋼板 1）冷軋薄鋼板 冷軋薄鋼板是碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋板的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是由碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼帶，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步冷軋制成厚度小于 4mm 的鋼板。由于在常溫下軋制，不產(chǎn)生氧化鐵皮，因此，冷板表面質(zhì)量好，尺寸精度高，再加之退火處理，其機(jī)械性能和工藝性能都優(yōu)于熱軋薄鋼板。常用的牌號(hào)為低碳鋼 08F 和 10#鋼， 具有良好的落料、折彎性能。 2）連續(xù)電鍍鋅冷軋薄鋼板 連續(xù)電鍍鋅冷軋薄鋼板， 即“電解板”， 指電鍍鋅作業(yè)線上在電場(chǎng)作用下，鋅從鋅鹽的水溶液中連續(xù)沉積到預(yù)先準(zhǔn)備好的鋼帶表現(xiàn)上得到表面鍍鋅層的過(guò)程， 因?yàn)楣に囁蓿儗虞^薄。 ）連續(xù)熱 鍍鋅薄鋼板 連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板簡(jiǎn)稱(chēng)鍍鋅板或白鐵皮，是厚度 0.252.5mm 的冷軋連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板和鋼帶，鋼帶先通過(guò)火焰加熱的預(yù)熱爐，燒掉表面殘油，同時(shí)在表面生成氧化鐵膜，再進(jìn)入含有 H2、 N2混合氣體的還原退火爐加熱到 710920，使氧化鐵膜還原成海綿鐵，表面活化和凈化了的帶鋼冷卻到稍高于熔鋅的溫度后，進(jìn)入 450460的鋅鍋，利用氣刀控制鋅層表面厚度。最后經(jīng)鉻酸鹽溶液鈍化處理，以提高耐白銹性。與電鍍鋅板表面相比，其鍍層較厚，主要用于要求耐腐蝕性較強(qiáng)的鈑金件。 ）覆 鋁鋅板 覆 鋁鋅板的鋁鋅合金 鍍層 是由 55%鋁、 43.4%鋅與 1.6%硅在 600 高溫下固化而組成，形成致密的四元結(jié)晶體 保護(hù)層，具有優(yōu)良的耐腐蝕性 ， 正常使用壽命可達(dá) 25 年，比鍍鋅板 2 長(zhǎng) 3-6 倍，與不銹鋼相當(dāng)。 覆鋁鋅板 的耐腐蝕性來(lái)自鋁的障礙層保護(hù)功能，和鋅的犧牲性保護(hù)功能。當(dāng)鋅在切邊、刮痕及鍍層擦傷部分作犧牲保護(hù)時(shí)，鋁便形成不能溶解的氧化物層，發(fā)揮屏障保護(hù)功能。 上述 2) 、 3) 、 4) 鋼板統(tǒng)稱(chēng)為涂層鋼板，在國(guó)內(nèi)通訊設(shè)備上廣泛采用，涂層鋼板加工后可以不再電鍍、油漆，切口不做特殊處理，便可直接使用，也可以進(jìn)行特殊磷化處理，提高切口耐銹蝕的能力。從成本 分析看，采用連續(xù)電鍍鋅薄鋼板，加工廠不必將零件送去電鍍，節(jié)省電鍍時(shí)間和運(yùn)輸出費(fèi)用，另外零件噴涂前也不用酸洗，提高了加工效率。 5）不銹鋼板 因?yàn)榫哂休^強(qiáng)的耐腐蝕能力、良好的導(dǎo)電性能、強(qiáng)度較高等優(yōu)點(diǎn)，使用非常廣泛，但也要充分考慮它的缺點(diǎn)：材料價(jià)格很貴，是普通鍍鋅板的 4 倍；材料強(qiáng)度較高對(duì)數(shù)控沖床的刀具磨損較大一般不合適數(shù)控沖床上加工； 不銹鋼板的壓鉚螺母要采用高強(qiáng)度的特種不銹鋼材料的壓鉚螺母，價(jià)格很貴；壓鉚螺母鉚接不牢固經(jīng)常需要再點(diǎn)焊；表面噴涂的附著力不高、質(zhì)量不宜控制；材料回彈較大折彎和沖壓不易保證形狀和尺寸精 度。 1.1.2.2 鋁和鋁合金板 通常使用的鋁和鋁合金板主要有以下三種材料：防銹鋁 3A21、 防銹鋁 5A02 和 硬鋁2A06。 防銹鋁 3A21 即為老牌號(hào) LF21，系 AL Mn 合金，是應(yīng)用最廣的一種防銹鋁。這種合金的強(qiáng)度不高（僅高于工業(yè)純鋁），不能熱處理強(qiáng)化。故常用冷加工方法來(lái)提高它的力學(xué)性能，在退火狀態(tài)下有高的塑性，在半冷作硬化時(shí)塑性尚好。冷作硬化時(shí)塑性低，耐蝕性好，焊接性良好。 防銹鋁 5A02 即為老牌號(hào) LF2 系 AL Mg 防銹鋁，與 3A21 相比， 5A02 強(qiáng)度較高，特別是具有較高的疲勞強(qiáng)度、塑性與耐蝕性高。熱處理不能強(qiáng)化， 用接觸焊和氫原子焊焊接性良好，氬弧焊時(shí)有形成結(jié)晶裂紋的傾向，合金在冷作硬化時(shí)有形成結(jié)晶裂紋的傾向。合金在冷作硬化和半冷作硬化狀態(tài)下可切削性較好，退火狀態(tài)下可切削性不良，可拋光。 硬鋁 2A06 為老牌號(hào)的 LY6，是常用的硬鋁牌號(hào)。硬鋁和超硬鋁比一般的鋁合金具有更高的強(qiáng)度和硬度，可以作為一些面板類(lèi)的材料，但是塑性較差，不能進(jìn)行折彎，折彎會(huì)造成外圓角部位有裂縫或者開(kāi)裂。 鋁合金的牌號(hào)和狀態(tài)已經(jīng)有新的標(biāo)準(zhǔn)，牌號(hào)表示方法的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為 GB/T16474-1996，狀態(tài)代號(hào) GB/T16475 1996，與老標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)照表如下 表 1-1 所示： 表 1-1 鋁合金新舊牌號(hào)對(duì)照表 牌 號(hào) 狀 態(tài) 新 舊 新 舊 新 舊 新 舊 新 舊 1070A L1 5A06 LF6 2A80 LD8 2A14 LD10 H12 R 1060 L2 5A12 LF12 2A90 LD9 2A50 LD5 O M 1050A L3 8A06 L6 4A11 LD11 6A02 LD2 T4 CZ 1035 L4 3A21 LF21 6063 LD31 7A04 LC4 T5 RCS 1200 L5 2A02 LY2 6061 LD30 7A09 LC9 T6 CS 5A02 LF2 2A06 LY6 2A11 LY11 5A03 LF3 2A16 LY16 2A12 LY12 3 5A05 LF5 2A70 LD7 2A13 LY13 1.1.2.3 銅和銅合金板 常用的銅和銅合金板材主要有兩種，紫銅 T2 和黃銅 H62， 紫銅 T2 是最常用的純銅 ， 外觀呈紫色 ， 又稱(chēng)紫銅 ， 具有高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、良好的耐蝕性和成形性，但強(qiáng)度和硬度比黃銅低得多，價(jià)格也是非常昂貴，主要用作導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐用消費(fèi)品腐蝕元件，一般用 于電源上需要承載大電流的零件。 黃銅 H62，屬高鋅黃銅，具有較高的強(qiáng)度和優(yōu)良的冷、熱加工性，易用于進(jìn)行各種形式的壓力加工和切削加工。主要用于各種深拉伸和折彎的受力零件，其導(dǎo)電性不如紫銅，但有較好強(qiáng)度和硬度，價(jià)格也比較適中，在滿(mǎn)足導(dǎo)電要求的情況下，盡可能選用黃銅 H62 代替紫銅，可以大大降低材料成本，如匯流排，目前絕大部分匯流排的導(dǎo)電片都是采用黃銅 H62，事實(shí)證明完全滿(mǎn)足要求。 1.1.3 材料對(duì)鈑金加工工藝的影響 鈑金加工主要有三種：沖裁、彎曲、拉伸，不同的加工工藝對(duì)板材有不同要求，鈑金的選材也應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品的大致形 狀和加工工藝考慮板材的選擇。 1.1.3.1 材料對(duì)沖裁加工的影響 沖裁要求板材應(yīng)具有足夠的塑性，以保證沖裁時(shí)板材不開(kāi)裂。軟材料（如純鋁、防銹鋁、黃銅、紫銅、低碳鋼等）具有良好的沖裁性能，沖裁后可獲得斷面光滑和傾斜度很小的制件； 硬材料（如高碳鋼、不銹鋼、硬鋁、超硬鋁等）沖裁后質(zhì)量不好，斷面不平度大，對(duì)厚板料尤為嚴(yán)重。對(duì)于脆性材料，在沖裁后易產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象，特別是寬度很小的情況下，容易產(chǎn)生撕裂。 1.1.3.2 材料對(duì)彎曲加工的影響 需要彎曲成形的板材，應(yīng)有足夠的塑性、較低的屈服極限。塑性高的板材，彎曲時(shí)不易開(kāi)裂，較低屈服極限和較低彈性模量 的板料，彎曲后回彈變形小，容易得到尺寸準(zhǔn)確的的彎曲形狀。含碳量 0.2%的低碳鋼、黃銅和鋁等塑性好的材料容易彎曲成形；脆性較大的的材料，如磷青銅（ QSn6.5 2.5） 、彈簧鋼（ 65Mn）、硬鋁、超硬鋁等，彎曲時(shí)必須具有較大的相對(duì)彎曲半徑（ r/t） ，否則在彎曲過(guò)程中易發(fā)生開(kāi)裂。特別要注意材料的硬軟狀態(tài)的選擇，對(duì)彎曲性能有很大的影響，很多脆性材料，折彎會(huì)造成外圓角開(kāi)裂甚至折彎斷裂，還有一些含碳量較高的鋼板，如果選擇硬質(zhì)狀態(tài)，折彎也會(huì)造成外圓角開(kāi)裂甚至折彎斷裂，這些都應(yīng)該盡量避免。 1.1.3.3 材料對(duì)拉伸加工的影響 板材的 拉伸，特別是深拉伸，是鈑金加工工藝中較難的一種，不僅要求拉伸的深度盡量小，形狀盡可能簡(jiǎn)單、圓滑過(guò)渡，還要求材料有較好的塑性，否則，非常容易引起零件整體扭曲變形、局部打皺、甚至拉伸部位拉裂。屈服極限低和板厚方向性系數(shù)大，板料的屈強(qiáng)比 s/ b越小，沖壓性能就越好，一次變形的極限程度越大。板厚方向性系數(shù) 1 時(shí)，寬度方向上的變形比厚度方向上的變形容易。拉伸圓角 R 值越大，在拉伸過(guò)程中越不容易產(chǎn)生變薄和發(fā)生斷裂，拉伸性能就越好。常見(jiàn)的拉伸性能較好的材料有：純鋁鈑、 08Al， ST16、 SPCD。 4 1.1.3.4 材料對(duì)剛度的影響 在 鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常遇到鈑金結(jié)構(gòu)件的剛度不能滿(mǎn)足要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師往往會(huì)用高碳鋼或不銹鋼代替低碳鋼，或者用強(qiáng)度硬度較高的硬鋁合金代替普通鋁合金，期望提高零件的剛度，實(shí)際上沒(méi)有明顯的效果。對(duì)于同一種基材的材料，通過(guò)熱處理、合金化能大幅提高材料的強(qiáng)度和硬度，但對(duì)剛度的改變很小，提高零件的剛度，只有通過(guò)變換材料、改變零件的形狀，才能達(dá)到一定的效果，不同材料的彈性模量和剪切模量參見(jiàn)表 1-2。 表 1-2 常見(jiàn)材料的彈性模量和剪切模量 名稱(chēng) 彈性模量 E GPa 切變模量 G GPa 名稱(chēng) 彈性模量 E GPa 切變模量 G GPa 灰鑄鐵 118126 44.3 軋制鋅 82 31.4 球墨鑄鐵 173 鉛 16 6.8 碳鋼、 鎳鉻鋼 206 79.4 玻璃 55 1.96 鑄鋼 202 有機(jī)玻璃 2.3529.4 軋制純銅 108 39.2 橡膠 0.0078 冷拔純銅 127 48 電木 1.962.94 0.692.06 軋制磷錫青銅 113 41.2 夾布酚醛塑料 3.958.83 冷拔黃銅 8997 34.336.3 賽璐珞 1.711.89 0.690.98 軋制錳青 銅 108 39.2 尼龍 1010 1.07 軋制鋁 68 25.526.5 硬四氯乙烯 3.143.92 拔制鋁線 69 聚四氯乙烯 1.141.42 鑄鋁青銅 103 11.1 低壓聚乙烯 0.540.75 鑄錫青銅 103 高壓聚乙烯 0.1470.24 硬鋁合金 70 26.5 混凝土 13.7339.2 4.915.69 1.1.3.5 常用板材的性能比較 表 1-3 幾種常用板材的性能比較 材料 價(jià)格系數(shù) 搭接電阻(m) 數(shù)控沖床加工性能 激光加工性能 折彎性能 漲鉚螺母工藝性 壓鉚螺母工藝性 表面噴涂 切口防護(hù)性能。 冷軋鋼板鍍藍(lán)鋅 1.0 好 好 好 好 好 一般 較好 冷軋鋼板鍍彩鋅 1.2 27 好 好 好 好 好 一般 好 連續(xù)電鍍鋅鋼板 1.7 26 好 好 好 好 好 一般 最差 熱鍍鋅鋼板 1.3 26 好 好 好 好 好 一般 較差 覆鋁鋅板 1.4 23 好 好 好 好 好 一般 差 不銹鋼 6.5 60 差 好 一般 差 很差 差 好 防銹鋁板 2.9 46 一般 極差 好 好 好 一般 好 硬鋁、超硬鋁板 3.0 46 一般 極 差 極差 好 好 一般 好 5 T2 銅板 5.6 好 極差 好 好 好 一般 好 黃銅板 5.0 好 極差 好 好 好 一般 好 注 : 1，表中的數(shù)據(jù)與材料具體的牌號(hào)和廠家均有關(guān)系，僅作為定性參考之用。 2，鋁合金、銅合金板材在激光切割上加工性極差，一般不能采用激光加工。 1.2 沖孔 和落料 ： 1.2.1 沖孔和落料的常用方式 1.2.1.1 數(shù)控沖沖孔和落料： 數(shù)控沖沖孔和落料，就是利用在數(shù)控沖床上的單片機(jī)預(yù)先輸入對(duì)鈑金零件的加工程序（尺寸，加工路徑，加工工具等等信息），使數(shù)控沖床采用各種刀具，通過(guò)豐富的 NC 指令可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的沖孔 、切邊、成形等形式的加工。數(shù)控沖一般不能實(shí)現(xiàn)形狀太復(fù)雜的沖孔和落料。特點(diǎn)：速度快 ， 省模具。加工靈活，方便。基本上能夠滿(mǎn)足樣品下料生產(chǎn)中的需要。 注意的問(wèn)題及要求：薄材 (t2t 圖 1-2 密孔錯(cuò)位排布示意圖 5） 如果密孔的孔距很小，每排孔的數(shù)量必須為為偶數(shù)。 如圖 1-3 所示，兩個(gè)密孔之間的距離 D 小于 2t 時(shí) （ t 為材料厚度），因?yàn)槟＞叩膹?qiáng)度問(wèn)題，則密孔模要間隔設(shè)置，圖中陰影部分為密孔模。可以看出，每排孔的數(shù)量必須為為偶數(shù)。如果 圖 1-2 中的孔距也是這樣很小時(shí)，因?yàn)槊颗诺目讛?shù)不等（ 7 空、 8 孔兩種），則無(wú)法用密孔模一次性沖出。 7 D 圖 1-3 密孔模 圖 1-1 a 的密孔?？稍O(shè)計(jì)成如圖 1-4 所示。 或 圖 1-4 密孔模 圖 1-1 b 的密孔模只能設(shè)計(jì)成如圖 1-5 所示。 圖 1-5 密孔模 設(shè)計(jì)密孔的排布時(shí)盡量按照上述要求設(shè)計(jì)，并且連續(xù)和有一定的規(guī)律性，便于開(kāi)密孔模具，降低沖壓成本，否則只能采用數(shù)沖或開(kāi)很多套模具來(lái)完成加工。如圖 1-6 所示，圖 a，交錯(cuò)孔，行數(shù)不是偶數(shù)；圖 b，中間缺孔；圖 c，密孔距離太近，每行孔數(shù)和每列孔數(shù)都是奇數(shù)；圖 d、 e，密孔距離太近，密孔的每行孔數(shù)不相等，這些不能僅靠密孔模沖孔一次完成加工，還須用其它補(bǔ)加工方法才能完成。圖 f，如果用密孔模加工，也需要用其它補(bǔ)加工方法才能完成，即使開(kāi)落料模，也需要多副沖孔模完成，工藝性很差。 圖a圖d圖b圖e圖c圖f2t1 1 孔 （ 奇 數(shù) ）7孔（奇數(shù)） 圖 1-6 密孔排部示意圖 1.2.1.4 激光切割： 激光切割是由電子放電作為供給能源 ， 利用反射鏡組聚焦產(chǎn)生激光光束作熱源的一種無(wú)接觸切割技術(shù)，利用這種高密度光能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鈑金件的打孔及落料。 特點(diǎn)：切割形狀多樣化，切割速度比線切割快，熱影響區(qū)小，材料不會(huì)變形，切口細(xì)，精度及質(zhì)量高，噪聲小，無(wú)刀具磨損，無(wú)需考慮切割 材料的硬度，可加工大型，形狀復(fù)雜 8 及其它方法難以加工的零件。但其成本較高，同時(shí)會(huì)損壞工件的支撐臺(tái)，而且切割面易沉積氧化膜，難處理。一般只適合單件和小批量加工。 注意的問(wèn)題及要求：一般只用于鋼板。鋁板及銅板一般不能用，因?yàn)椴牧蟼鳠崽?，造成切口周?chē)诨荒鼙ＷC加工精度及質(zhì)量。激光切割端面有一層氧化皮，酸洗不掉，有特殊要求的切割端面要打磨；激光切割密孔變形較大，一般不用激光切割密孔。 1.2.1.5 線切割： 線切割是把工件和電極絲（鉬絲，銅絲）各作為一極，并保持一定距離，在有足夠高的電壓時(shí)形成火花隙，對(duì)工件進(jìn)行電蝕切割的加 工方法，切除的材料由工作液帶走。 特點(diǎn)：加工精度高，但加工速度較低，成本較高，且會(huì)改變材料表面性質(zhì)。一般用于模具加工，不用作加工生產(chǎn)用零件。有些單板型材面板的方孔沒(méi)有圓角，無(wú)法銑削，又因?yàn)殇X合金不能用激光切割，如果沒(méi)有沖壓空間不能沖壓，只能采取線切割加工，速度很慢，效率非常低，無(wú)法適應(yīng)批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)應(yīng)該避免這種情況。 1.2.1.6 常用的三種落料和沖孔方法的特點(diǎn)對(duì)比 表 1-4 常見(jiàn)三種沖孔和落料加工特點(diǎn)比較 注：以下數(shù)據(jù)為冷軋鋼板的數(shù)據(jù)。 激光切割 數(shù)控沖 (包括密孔沖 ) 冷沖模 可加工材質(zhì) 鋼板 鋼 板，銅板、鋁板 鋼板，銅板、鋁板 可加工料厚 1mm 8mm 0.6mm 3mm 一般小于 4mm 加工最小尺寸（普通冷軋鋼板） 最小細(xì)縫 0.2mm 最小圓 0.7mm 沖圓孔 t 方孔小邊 W t 長(zhǎng)槽寬 W t 沖圓孔 t 方孔小邊 W t 長(zhǎng)槽寬 W 2t 孔與孔，孔與邊的邊緣最小距離 t t 1t 孔與孔，孔與邊的邊緣優(yōu)選距離 1.5t 1.5t 1.5t 一般加工精度 0.1mm 0.1mm 0.1mm 加工范圍 2000X1350 2000X1350 外觀效果 外緣光滑，切割端面有一層氧化皮 毛邊大 ， 且有帶料毛邊 少量毛邊 曲線效果 光滑 ， 形狀多變 毛邊大 ， 形狀規(guī)范 ； 光滑 ， 形狀多變 加工速度 切割外圓快 沖制密孔快 最快 加工文字 刻蝕 ， 較淺 ， 尺寸不受限制 沖壓凹形文字 ， 符號(hào)較深 ； 尺寸受模具限制 沖壓 ， 凹形文字 ， 符號(hào) ， 較深 ；尺寸受模具限制 成形 不能 凹點(diǎn) ， 沉 (沉 )孔 ， 小型拉伸等均可 可實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的形狀 加工費(fèi)用 較高 低 低 9 1.2.2 沖孔落料的工藝性設(shè)計(jì) 1.2.2.1 排布的工藝性設(shè)計(jì) 大批量及中批量生產(chǎn)，零件的材料費(fèi)用占較大的比重，對(duì)材料的充分和有效利用，是鈑金生產(chǎn)的 一項(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。所以在不影響使用要求的條件下，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)，爭(zhēng)取采用無(wú)廢料或少?gòu)U料的排布方法，如圖 1-7 所示為無(wú)廢料排布。 圖1 圖2 圖 1-7 無(wú)廢料排布 有些零件形狀略加改變，就可以大大節(jié)約材料。如圖 1-8 所示， 圖 2 比圖 1 省料。 圖1 圖2 圖 1-8 略改設(shè)計(jì)的省料排部 1.2.2.2 沖裁件的工藝性 對(duì)于數(shù)控沖床加工 外圓角，需要專(zhuān)用的外圓刀具，為了減少外圓刀具，如圖 1-9 所示本手冊(cè)規(guī)范外圓角為： 1） 90 度直角外圓角系列半徑為 r2.0， r3.0、 r5.0， r10， 2） 135 度的斜角的外圓角半徑統(tǒng)一為 R5.0， ： r r R 圖 1-9 沖裁件的外圓角 沖孔優(yōu)先選用圓形孔，圓孔應(yīng)按照鈑金模具手冊(cè)中規(guī)定的系列圓孔選取，這樣可以減少圓孔刀具的數(shù)量，減少數(shù)控沖床換刀時(shí)間。 由于受到?jīng)_孔凸模強(qiáng)度限制，孔徑不能過(guò)小，其最小孔徑與材料厚度有關(guān)。在設(shè)計(jì)時(shí)孔的最小直徑不應(yīng)小于 下表 1-5 所示的數(shù)值。 10 表 1-5 用普通沖床沖孔的最小尺寸 材料 沖孔的最小直徑或最小邊長(zhǎng) (t 為材料厚度 ) 圓孔 D（ D 為直徑） 方孔 L（ L為邊長(zhǎng)） 腰圓孔、矩形孔 a（ a為 最小邊長(zhǎng)） 高、中碳鋼 1.3t 1 .2t 1t 低碳鋼及黃銅 1t 0. 8t 0.8t 鋁、鋅 0.8t 0.6t 0.6t 布質(zhì)膠木層壓板 0.4t 0.35t 0.3t 沖裁件的孔與孔之間、孔與邊緣之間的距離不應(yīng)過(guò)小，其值見(jiàn)圖 1-10： 圖 1-10 沖裁件 的孔與孔、孔與邊緣之間的距離 考慮到模具的沖壓加工中，采用復(fù)合模加工的孔與外形、孔與孔之間的精度較易保證，加工效率較高，而且模具的的維修成本，維修方便，考慮到以上原因，孔與孔之間，孔與外形之間的距離如果能滿(mǎn)足復(fù)合模的最小壁厚要求，工藝性更好，如圖 1-11 所示： D1D2D4D3D4 圖 1-11 沖裁件的搭邊要求 11 表 1-6 復(fù)合模加工沖裁件的搭邊最小尺寸 t (0.8 以下 ) t (0.81.59) t (1.593.18) t (3.2 以上 ) D1 3mm 2t D2 3mm 2t D3 1.6mm 2t 2.5t D4 1.6mm 2t 2.5t 如圖 1-12 所示，先沖孔后折彎，為保證孔不變形，孔與彎邊的最小距離 X 2t+R tX R 圖 1-12 孔與彎邊的最小距離 在拉深零件上沖孔時(shí)，見(jiàn)圖 1-13，為了保證孔的形狀及位置精度以及模具的強(qiáng)度，其孔壁與零件直壁之間應(yīng)保持一定距離，即其距離 a1 及 a2 應(yīng)滿(mǎn)足下列要求： a1 R1+0.5t， a2 R2+0.5t. 式中 R1， R2圓角半徑； t 板料厚度。 R1a2R2a1t 圖 1-13 在拉深件上沖孔 1.2.2.3 沖裁件的加工精度 L+ L 12 圖 1-14 沖裁件孔中心距的公差 圖 1-14 沖裁件孔中心距的公差： 表 1-7 孔中心距的公差表 單位 ： mm 材料厚度 普通沖孔精度 高級(jí)沖孔精度 公稱(chēng)尺寸 L 公稱(chēng)尺寸 L 50 50 150 150 300 50 50 150 150 300 1 0.1 0.15 0.20 0.03 0.05 0.08 1 2 0.12 0.20 0.30 0.04 0.06 0.10 2 4 0.15 0.25 0.35 0.06 0.08 0.12 4 6 0.20 0.30 0.40 0.08 0.10 0.15 注：使用本表數(shù)值時(shí)所有孔應(yīng)是一次沖出的。 圖 1-15 孔中心距與邊緣距離公差： 圖 1-15 孔中心與邊緣距離的公差 沖壓件設(shè)計(jì)尺寸基準(zhǔn)的選擇原則 1） 沖壓件的設(shè)計(jì)尺寸基準(zhǔn)盡可能與制造的定位基準(zhǔn)相重合，這樣可以避免尺寸的制造誤差。 2）沖壓件的孔位尺寸基準(zhǔn)，應(yīng)盡可能選擇在沖壓過(guò)程中自始至終不參加變形的面或線上，且不要與參加變形的部位聯(lián)系起來(lái)。 3）對(duì)于采用多工序在不同模具上分散沖壓的零件，要盡可能采用同一個(gè)定位基準(zhǔn)。 表 1-8 孔中心與邊緣距離的公差表 材料厚度 尺寸 b 50 50b 120 120b 220 220b 360 4 0.4 0.5 0.8 1.0 13 注：本表適應(yīng)于落料后才進(jìn)行沖孔的情況。 1.2.2.4 二次切割 二次切割也叫二次下料，或者補(bǔ)割（工藝性極差，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免）。 二次切割就是拉伸特征對(duì)材料有擠料變形現(xiàn)象、折彎變形較大時(shí)，加大落料，先成型，再補(bǔ)割孔或外形輪廓 ， 以達(dá)到去除預(yù)留材料 ， 獲得完整正確結(jié)構(gòu)尺寸。 應(yīng)用：拉伸凸臺(tái)離邊緣較近等 ， 都必須補(bǔ)割。 以沉孔為例說(shuō)明 ， 如圖 1-16 所示。 零件 沖孔.1 切余料壓沉孔2. .3 完成.4 圖 1-16 二次切割 1.3 鈑金件的折彎 鈑金的折彎，是指改變板材或板件角度的加工。如將板材彎成 V 形， U 形等。一般情況下，鈑金折彎有兩種方法 :一種方法是模具折彎，用于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，體積較小、大批量加工的鈑金結(jié)構(gòu)；另一種是折彎?rùn)C(jī)折彎，用于加工結(jié)構(gòu)尺寸比較大的或產(chǎn)量不是太大的鈑金結(jié)構(gòu)。目前公司產(chǎn)品的折彎主要采用折彎?rùn)C(jī)加工。 這兩種折彎方式有各自的原理，特點(diǎn)以及適用性。 1.3.1 模具折彎： 對(duì)于年加工量在 5000 件以上，零件尺寸不是太大的結(jié)構(gòu)件（一般情況為 300X300），加工廠家一般考慮開(kāi)沖壓模具加工。 1.3.1.1 常用折彎模具 常用折彎模具，如圖 1-17 所示：為了延長(zhǎng)模具的壽命，零件設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能采用圓角。 V 形 折 彎 模 U 形 折 彎 模 Z 形 折 彎 模 圖 1-17 專(zhuān)用的成形模具 過(guò)小的彎邊高度，即使用折彎模具也不利于成形，一般彎邊高度 L 3t（包括壁厚）。 1.3.1.2 臺(tái)階的加工處理辦法 一些高度較低的鈑金 Z 形臺(tái)階折彎，加工廠家往往采用簡(jiǎn)易模具在沖床或者油壓機(jī)上加工，批量不大也可在折彎?rùn)C(jī)上用段差模加工，如圖 1-18 所示。但是，其高度 H 不能太高，一般應(yīng)該在（ 0 1.0） t ，如果高度為（ 1.0 4.0） t，要根據(jù)實(shí)際情況考慮使用加卸料結(jié)構(gòu)的模具形式。這種模具臺(tái)階高度可以通過(guò)加墊片進(jìn)行調(diào)整，所以，高度 H 是任意調(diào)節(jié)的， 14 但是，也有一個(gè)缺點(diǎn)，就是長(zhǎng)度 L 尺寸不易保證，豎邊的垂直度不易保證。如果高度 H 尺寸很大，就要考慮在折彎?rùn)C(jī)上折彎。 折彎前 折彎后下模工件上模下模工件上模HL 圖 1-18 Z 形臺(tái)階折彎 1.3.2 折彎?rùn)C(jī)折彎 折彎?rùn)C(jī)分普通折彎?rùn)C(jī)和數(shù)控折彎?rùn)C(jī)兩種。由于精度要求較高，折彎形狀不規(guī)則，通信設(shè)備 的鈑金折彎一般用數(shù)控折彎?rùn)C(jī)折彎，其基本原理就是利用折彎?rùn)C(jī)的折彎 刀 (上模 )、 V 形槽(下模 )， 對(duì)鈑金件進(jìn)行折彎和成形。 優(yōu)點(diǎn) :裝夾方便 ， 定位準(zhǔn)確 ， 加工速度快 ； 缺點(diǎn) :壓力小，只能加工簡(jiǎn)單的成形，效率較低。 1.3.2.1 成形基本原理 成形基本原理如圖 1-19 所示： 寬 度 V折彎 完成下模下模后定位上模 圖 1-19 成形基本原理 1） 折彎刀（上模） 折彎刀的形式如圖 1-20 所示，加工時(shí)主要是根據(jù)工件的形狀需要選用，一般加工廠家的折彎刀形狀較多，特別是專(zhuān)業(yè)化程度很高的廠家，為了加工各種復(fù)雜的折彎，定做很多形狀、規(guī)格的折彎刀。 2） 下模一般用 V=6t（ t 為料厚）模。 影響 折彎加工的因素有許多，主要有上模圓弧半徑、材質(zhì)、料厚、下模強(qiáng)度、下模的模口尺寸等因素。為滿(mǎn)足產(chǎn)品的需求，在保證折彎?rùn)C(jī)使用安全的情況下，廠家已經(jīng)把折彎刀模系列化了，我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需對(duì)現(xiàn)有折彎刀模有個(gè)大致的了解。見(jiàn)圖 1-20 左邊為上模，右邊為下模。 15 上模 下模 圖 1-20 數(shù)孔折彎模示意圖 折彎加工順序的基本原則： 1） 由內(nèi)到外進(jìn)行折彎； 2） 由小到大進(jìn)行折彎； 3） 先折彎特殊形狀 ， 再折彎一般形狀； 4） 前工序成型后對(duì)后繼工序不產(chǎn)生影響或干涉。 目前的外協(xié)廠見(jiàn)到的 折彎形式一般都是如圖 1-21 所示。 上模下模 下模上模工件 工件可折多種角度 圖 1-21 折彎?rùn)C(jī)折彎形式 1.3.2.2 折彎半徑 鈑金折彎時(shí)，在折彎處需有折彎半徑，折彎半徑不宜過(guò)大或過(guò)小，應(yīng)適當(dāng)選擇。折彎半徑太小容易造成折彎處開(kāi)裂，折彎半徑太大又使折彎易反彈。 各種材料不同厚度的優(yōu)選折彎半徑（折彎內(nèi)半徑）見(jiàn)下表 1-9 表 1-9 最小彎曲半徑數(shù)值 (mm) 材料 退火狀態(tài) 冷作硬化狀態(tài) 彎曲線方向與纖維方向的對(duì)應(yīng)位置 垂直 平行 垂直 平行 08、 10、 0.1t 0.4 t 0.4 t 0.8 t 15、 20、 0.1 t 0.5 t 0.5 t 1.0 t 25、 30、 0.2 t 0.6 t 0.6 t 1.2 t 45、 50 0.5 t 1.0 t 1.0 t 1.7 t 16 65Mn 1.0 t 2.0 t 2.0 t 3.0 t 鋁 0.1 t 0.35 t 0.5 t 1.0 t 紫銅 0.1 t 0.35 t 1.0 t 2.0 t 軟黃銅 0.1 t 0.35 t 0.35 t 0.8 t 半硬黃銅 0.1 t 0.35 t 0.5 t 1.2 t 磷青 銅 1.0 t 3.0 t 注：表中 t 為板料厚度。 上表中的數(shù)據(jù)為優(yōu)選的數(shù)據(jù)，僅供參考之用。實(shí)際上，廠家的折彎刀的圓角通常都是 0.3，少量的折彎刀的圓角為 0.5，所以，我們的鈑金件的折彎內(nèi)圓角基本上都是 0.2。對(duì)于普通的低碳鋼鋼板、防銹鋁板、黃銅板、紫銅板等，內(nèi)圓角 0.2 都是沒(méi)有問(wèn)題的，但對(duì)于一些高碳鋼、硬鋁、超硬鋁，這種折彎圓角就會(huì)導(dǎo)致折彎斷裂，或者外圓角開(kāi)裂。 1.3.2.3 折彎回彈 回彈狀態(tài)壓緊狀態(tài)ab 圖 1-22 折彎回彈示意圖 1)回彈角 =b-a 式中 b 回彈后制件的實(shí)際角度； a 模具的角度。 2) 回彈角的大小 單角 90 o自由彎曲時(shí)的回彈角見(jiàn)表 1-10。 表 1-10 單角 90 度自由彎曲時(shí)的回彈角 材料 r/t 材料厚度 t(mm) 2 低碳鋼 黃銅 b=350MPa 鋁、鋅 5 4o 5o 6o 2o 3o 4o 0o 1o 2o 中碳鋼 b=400-500MPa 硬黃銅 b=350-400MPa 硬青銅 b=350-400MPa 5 5o 6o 8o 2o 3o 5o 0o 1o 3o 高碳鋼 b550Mpa 5 7o 9o 12o 4o 5o 7o 2o 3o 6o 17 3)影響回彈的因素和減少回彈的措施。 1， 材料的力學(xué)性能 回彈角的大小與材料的的屈服點(diǎn)成正比，與彈性模量 E 成反比。對(duì)于精度要求較高的鈑金件，為了減少回彈，材料應(yīng)該盡可能選擇低碳鋼，不選擇高碳鋼和不銹鋼等。 2， 相對(duì)彎曲半徑 r/t 越大，則表示變形程度越小，回彈角就越大。這是一個(gè)比較重要的概念，鈑金折彎的圓角，在材料性能允許的情況下，應(yīng)該盡可能選擇小的彎曲半徑，有利于提高精度。特別是注 意應(yīng)該盡可能避免設(shè)計(jì)大圓弧，如圖 1-23 所示，這樣的大圓弧對(duì)生產(chǎn)和質(zhì)量控制有較大的難度： rr 圖 1-23 鈑金的圓弧太大 1.3.2.4 一次折彎的最小折彎邊的計(jì)算 L 形折彎的折彎時(shí)的起始狀態(tài)如圖 1-24 所示 : 后定位下模上模工件L模 口 寬 度 B ( = k t ) 圖 1-24 L 形折彎的折彎 這里很重要的一個(gè)參數(shù)是下模口的寬度 B。由于考慮到折彎效果和模具強(qiáng)度， 不同厚度的材料所需要的?？趯挾却嬖谝粋€(gè)最小值。小于該數(shù)值時(shí)， 會(huì)出現(xiàn)折彎不到位或損壞 模具的問(wèn)題 .經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明， 最小?？趯挾群筒牧虾穸鹊年P(guān)系為 . kTB min Bmin 為最小模寬， T 為材料厚度， 計(jì)算最小?？趯挾葧r(shí) K=6.目前廠家常用的折彎下模寬度的規(guī)格如下 : 4， 5， 6， 8， 10， 12， 14， 16， 18， 20， 25 根據(jù)上面的關(guān)系式就可以確定不同的料厚在折彎時(shí)所需下模?？趯挾鹊淖钚≈?. 例如1.5mm 厚的板材折彎時(shí)， B=6*1.5=9 對(duì)照上面的模寬系列可以選擇?？趯挾葹?10mm（或 8mm）的下模 .從折彎的起始狀態(tài)圖可以看出折彎的邊不能太短，結(jié)合上面的最小?？趯挾?，得到最短折彎邊的計(jì)算公式為：（見(jiàn)圖 1-25 所示） 5.0)(21 m inm in BL （參考） Lmin 為最短折彎邊， Bmin 為最小?？趯?，為板材的折彎系數(shù)。 1.5mm 厚的板材折彎時(shí)，最短折彎邊 Lmin （ 8+2.5） /2+0.5=5.75mm(包括一個(gè)板厚 ) 18 B M I NLMI N 圖 1-25 最小?？趯?表 1-11：冷軋薄鋼板材料折彎內(nèi) R 及最小折彎高度參考表 序號(hào) 材料厚度 凹模槽寬 凸模 R 最小折彎高度 1 0.5 4 0.2 3 2 0.6 4 0.2 3.2 3 0.8 5 0.8 或 0.2 3.7 4 1.0 6 1 或 0.2 4.4 5 1.2 8（或 6） 1 或 0.2 5.5（或 4.5） 6 1.5 10（或 8） 1 或 0.2 6.8（或 5.8） 7 2.0 12 1.5 或 0.5 8.3 8 2.5 16（或 14） 1.5 或 0.5 10.7（或 9.7） 9 3.0 18 2 或 0.5 12.1 10 3.5 20 2 13.5 11 4.0 25 3 16.5 注： 1、最小折彎高度包含一個(gè)料厚。 2、當(dāng) V 形折彎是折彎銳角時(shí)，最短折彎邊需加大 0.5。 3、當(dāng)零件材料為鋁板和不銹鋼板時(shí)，最小折彎高度會(huì)有較小的變化，鋁板會(huì)變小一點(diǎn)，不銹鋼會(huì)大一點(diǎn)，參考上表即可。 1.3.2.5 Z 形折彎的最小折彎高度 Z 形折彎的折彎時(shí)的起始狀態(tài)如 圖 1-26 所示： Z 形折彎和 L 形折彎的工藝非常相似，也存在著最小折彎邊問(wèn)題，由于受下模的結(jié)構(gòu)限制，Z 形折彎的最短邊比 L 形折彎時(shí)還要大， Z 形折彎最小邊的計(jì)算公式為： DBL )21 ( m inm in +0.5 +T Lmin 為最短折彎邊， Bmin 為最 小模寬，為板材的折彎系數(shù) ， T 為料厚， D 為下模?？诘竭叺慕Y(jié)構(gòu)尺寸，一般大于 5mm。 19 此 處 需 留 0 . 5 m m 的 間 隙DL 圖 1-26 Z 形折彎 不同材料厚度的鈑金 Z 形折彎對(duì)應(yīng)的最小折彎尺寸 L 如下表 1-12 所示： 表 1-12 Z 形折彎的最小高度 序號(hào) 材料厚度 凹模槽寬 凸模 R Z 形折彎高度 L 1 0.5 4 0.2 8.5 2 0.6 4 0.2 8.8 3 0.8 5 0.8 或 0.2 9.5 4 1.0 6 1 或 0.2 10.4 5 1.2 8（或 6） 1 或 0.2 11.7（或 10.7） 6 1.5 10（或 8） 1 或 0.2 13.3（或 12.3） 7 2.0 12 1.5 或 0.5 14.3 8 2.5 16（或 14） 1.5 或 0.5 18.2（或 17.2） 9 3.0 18 2 或 0.5 20.1 10 3.5 20 2 22 11 4.0 25 3 25.5 1.3.2.6 折彎時(shí)的干涉現(xiàn)象 對(duì)于二次或二次以上的折彎，經(jīng)常出現(xiàn)折彎工件與刀具相碰出現(xiàn)干涉，如圖 1-27 所示，黑色部分為干涉部分，這樣就無(wú)法完成折彎，或者或者因?yàn)檎蹚澑缮鎸?dǎo)致折彎變形。 圖 1-27 折彎的干涉 鈑金折彎的干涉問(wèn)題，不涉及到太多的技術(shù)，只要了解一下折彎模的形狀和尺寸，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)注意避開(kāi)折彎模就可以了。圖 1-28 為常見(jiàn)的幾種折彎刀的截面形狀，在新修訂的鈑金模具手冊(cè)都有介紹，并且在 intralink 庫(kù)里也有對(duì)應(yīng)的刀具實(shí)體，在設(shè)計(jì)沒(méi)有把握的情 20 況下，可以按照上圖的原理，直接用刀具進(jìn)行裝配干涉檢驗(yàn)。 圖 1-28 折彎刀 對(duì)于翻孔攻絲來(lái)說(shuō)，如圖 1-29 所示的 D 值不能設(shè)計(jì)得太小， 最小 D 值可以根據(jù)材料厚度、翻孔外徑、翻孔高度、所選折彎刀具等參數(shù)計(jì)算或作圖得到。以 1.5mm 厚的折彎鋼板上翻 M4 的翻孔攻絲為例， D 值應(yīng)該大于 8mm，否則，折彎刀會(huì)碰傷翻邊。 ?5.43.3H=8翻孔攻絲 M41.5折彎刀翻孔攻絲 M31?3.62.5H=6.2折彎刀 圖 1-29 翻孔攻絲件的折彎 1.3.2.7 孔、長(zhǎng)圓孔離折彎邊最小距離 如圖 1-30 所示折彎處孔邊離折線太近 ， 折彎時(shí)料無(wú)法帶起 ， 產(chǎn)生孔形狀變形；因此，孔邊與折彎線要求大于最小孔邊距 X t+R。 RtX 圖 1-30 圓孔距 折彎邊最小距離 表 1-13 圓孔距折彎邊最小距離 鈑料厚度 0.6 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 最小距離 X 1.3 1.5 1.7 2.0 3 3.5 21 如圖 1-31 所示長(zhǎng)圓孔離折線太近 ， 折彎時(shí)料無(wú)法帶起 ， 產(chǎn)生孔形狀變形；因此，孔邊與折彎線要求大于最小孔邊距按 表 1-14，折彎半徑參考表 1-9 折彎半徑 。 RtXL 圖 1-31 長(zhǎng)圓孔距折彎邊最小距離 表 1-14 長(zhǎng) 圓孔距折彎邊最小距離 L 50 最小距離 X 2t+R 2.5t+R 3t+R 對(duì)不重要孔 ， 可將孔擴(kuò)大至折彎線，如圖 1-32 所示，缺點(diǎn)：影響外觀效果。 圖 1-32 折彎改進(jìn)設(shè)計(jì) 1.3.2.8 孔靠近折彎時(shí)的特殊加工處理 當(dāng)靠近折彎線的孔距折彎線小于上述的最小距離時(shí) ， 折彎后會(huì)產(chǎn)生變形 ， 此時(shí)可根據(jù)產(chǎn)品不同的要求 ， 作如下表 1-15 方式來(lái)處理。 但是，可以看到這些辦法的工藝性較差，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量避免。 表 1-15 孔靠近折彎時(shí)的特殊加工處理 1）折彎前壓槽處理。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要， 實(shí)際距離比上述距離還要小的情況，加工廠家往往采用折彎前壓槽處理，如圖 1-31 所示，其缺點(diǎn)是：折彎?rùn)C(jī)壓線處理，多一道工序，效率稍低，精度較低， 原則上盡可能避免。 折床壓線T 22 2) 沿折彎線割孔或割線 : 當(dāng)折彎線對(duì)工件外觀無(wú)影響或可以接受時(shí) ， 則以割孔改善其工藝性。 缺點(diǎn)：影響外觀效果，并且因?yàn)楦罹€或者割窄槽時(shí)，一般仔需要用激光機(jī)切割。 割孔 3) 在靠近折彎線的孔邊折彎后補(bǔ)加工至設(shè)計(jì)尺寸 ， 當(dāng)要求保證孔邊距時(shí) ， 可按此方式處理。一般這種二次去料不能在沖床上完成，只能在激光切割機(jī)上進(jìn)行二次切割，定位麻煩，這種加工的成本很高。 折彎線補(bǔ)加工 4) 折彎后擴(kuò)孔處理 只有一個(gè)或幾個(gè)像素孔到折彎線的距離小于最小孔距 ， 產(chǎn)品外觀要求嚴(yán)格時(shí) ， 為了避免折彎時(shí)拉料 ， 此時(shí)可對(duì)像素進(jìn)行縮孔處理 ， 即在折彎前先割出一小同心圓 (一般為 1.0)， 折彎后擴(kuò)孔至原尺寸 . 缺點(diǎn)：工程數(shù)多，效率低； 5）折彎 機(jī)上模的最小寬度為4.0mm (目前 )， 受此限制 ， 工件內(nèi)部的折彎加工部分孔口不得小于 4.0mm， 否則須將孔口擴(kuò)大或考慮用易模成形 . 缺點(diǎn)：制作易模效率低，易模生產(chǎn)效率低 ； 擴(kuò)孔影響外觀； 1.3.2.9 彎曲件的工藝孔、工藝槽和工藝缺口 在設(shè)計(jì)彎曲件時(shí)，如果彎曲件須將彎邊彎曲到毛坯內(nèi)邊時(shí)，一般應(yīng)事先在落料后加沖工藝孔、工藝槽或工藝缺口如圖 1-33 所示。 23 工藝孔 工藝缺口 圖 1-33 加沖工藝孔 、工藝槽或工藝缺口 d工藝孔的直徑， d t； K工藝缺口的寬度， K t。 止裂槽或切口：一般情況下，對(duì)于一條邊的一部分折彎，為了避免撕裂和畸變， 應(yīng)開(kāi)止裂槽或切口。 特別是對(duì)于 內(nèi)彎角小于 60 度的彎曲， 更需要開(kāi)止裂槽或切口。切口寬度一般大于板厚 t，切口深度一般大于 1.5t。 1-34 中圖 b 較圖 a 折彎更合理。 圖a 圖b 圖 1-34 開(kāi)止裂槽或切口的折彎 工藝槽、工藝孔要正確處理，面板及外觀能看得到的工件可不加折彎拼角工藝孔（如面板在加工過(guò)程中，為保持統(tǒng)一 風(fēng)格，均不設(shè)工藝缺口），其它應(yīng)加折彎拼角工藝孔。如圖 1-35所示。 折彎工藝孔 圖 1-35 折彎拼角工藝孔 1.3.2.10 90 度方向的折彎搭碰的間隙規(guī)定： 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于沒(méi)有特殊要求，不要標(biāo)注 90 度方向的折彎搭碰之間的間隙，一些不合理的間隙標(biāo)注，反而影響加工廠家的工藝設(shè)計(jì)。加工廠家一般按照 0.2 0.3 的間隙進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。如圖 1-36 所示： 24 0.2 0.3 圖 1-36 折彎搭碰的間隙 1.3.2.11 突變位置的 折彎 折彎件的折彎區(qū)應(yīng)避開(kāi)零件突變的位置，折彎線離變形區(qū)的距離 L 應(yīng)大于彎曲半徑 r，即 L r，如圖 1-37。 圖 1-37 折彎區(qū)應(yīng)避開(kāi)零件突變的位置 1.3.2.12 一次壓死邊 一次壓死邊的方法：如圖 1-38 所示，先用 30 度折彎刀將板材折成 30 度，再將折彎邊壓平。 工件3 0 下模上模L上模下模打彎 打扁 完成 圖 1-38 壓死邊的方法 圖中的最小折彎邊尺寸 L按照 1.3.2.2中描述的一次折彎邊的最小折彎邊尺寸加 0.5t(t為材料厚度 )。 壓死邊一般適用于板材為不銹鋼、鍍鋅板、覆鋁鋅板等。電鍍件不宜采用，因?yàn)閴核肋叺牡胤綍?huì)有夾酸液的現(xiàn)象。 1.3.2.13 180 度折彎 : 180 度折彎的方法：如圖 1-39 所示，先用 30 度折彎刀將板才折成 30 度，再將折彎邊壓平，壓平后抽出墊板。 25 圖 1-39 180 度折彎的方法 圖中的最小折彎邊尺寸 L按照 1.3.2.2中描述的一次折彎邊的最小折彎邊尺寸加 t(t為材料厚度 )，高度 H 應(yīng)該選擇常用的板材，如 0.5、 0.8、 1.0、 1.2、 1.5、 2.0，一般這個(gè)高度不宜選擇更高的尺寸。 1.3.2.14 三重折疊壓死邊 : 如圖 1-40 所示，先 折形，再折死邊。設(shè)計(jì)時(shí)注意各部分尺寸，保證各加工步驟滿(mǎn)足最小折彎尺寸，避免不必要的后期加工。 上模工件下模第三次折彎工件下模上模下模上模工件30第一次折彎 第二次折彎 第三次折彎壓死邊 完成L 圖 1-40 三重折疊壓死邊 表 1-16 最后折彎邊壓平所需最小承壓邊尺寸 料厚 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 承壓邊尺寸 L 4.0 4.0 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 26 1.4 鈑金件上的螺母、螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式 1.4.1 鉚接螺母 鉚接螺母常見(jiàn)的形式有壓鉚螺母柱、壓鉚螺母、漲鉚螺母、拉鉚螺母、浮動(dòng)壓鉚螺母 1.4.1.1 壓鉚 螺母柱 壓鉚就是指在鉚接過(guò)程中，在外界壓力下，壓鉚件使基體材料發(fā)生塑性變形，而擠入鉚裝螺釘、螺母結(jié)構(gòu)中特設(shè)的預(yù)制槽內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)零件的可靠連接的方式，壓鉚的非標(biāo)螺母有兩種，一種是壓鉚螺母柱，一種是壓鉚螺母。采用此種鉚接形式實(shí)現(xiàn)與基材的連接的，此種鉚接形式通常要求鉚接零件的硬度要大于基材的硬度。普通低碳鋼、鋁合金板、銅板板材適合于壓接壓鉚螺母柱，對(duì)于不銹鋼和高碳鋼板材因?yàn)椴馁|(zhì)較硬，需要特制的高強(qiáng)度的壓鉚螺母柱，不僅價(jià)格很高，而且壓接困難，壓接不牢靠，壓接后容易脫落，廠家為了保證可靠性，常常需要在螺母柱的側(cè)面 加焊一下，工藝性不好，因此，有壓鉚螺母柱和壓鉚螺母的鈑金零件盡可能不采用不銹鋼。包括壓鉚螺釘、壓鉚螺母也是這種情況，不合適在不銹鋼板材上使用。 壓鉚螺母柱的壓接過(guò)程如圖 1-41 所示： 圖 1-41 壓鉚過(guò)程示意圖 1.4.1.2 壓鉚螺母 壓鉚螺母的壓接過(guò)程如圖 1-42 所示： 壓接完成壓鉚前 受力變形 圖 1-42 壓鉚過(guò)程示意圖 1.4.1.3 漲鉚螺母 漲鉚就是指在鉚接過(guò)程中，鉚裝螺釘或螺母的部分材料在外力作用下發(fā)生塑性變形，與基體材料形成緊配合，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)零件的可靠連接的方式。常 用的 ZRS 等等就是采用此種鉚接型式實(shí)現(xiàn)與基材的連接的。漲鉚工藝比較簡(jiǎn)單，連接強(qiáng)度較低，通常用在對(duì)緊固件高度有限制，且承受扭距不大的情況。如圖 1-43 所示： 27 圖 1-43 漲鉚過(guò)程示意圖 1.4.1.4 拉鉚螺母 1） 拉鉚是指在鉚接過(guò)程中，鉚接件在外界拉力的作用下，發(fā)生塑性變形，其變形的位置通常在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的部位，靠變形部位夾緊基材來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠的連接。常用的拉鉚螺母就是采用此種鉚接型式實(shí)現(xiàn)與基材的連接的。拉鉚使用專(zhuān)用的鉚槍進(jìn)行鉚接，多用在安裝空間較小，無(wú)法使用通用鉚接工裝的情況，例如封閉的管材。如圖 1-44 所示： 圖 1-44 拉 鉚過(guò)程示意圖 1.4.1.5 浮動(dòng)壓鉚螺母 有些鈑金結(jié)構(gòu)上的鉚裝螺母，因?yàn)檎w機(jī)箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)的積累誤差太大，以致這些鉚裝螺母的相對(duì)位置誤差很大，造成其它零件裝配困難，在相應(yīng)的壓鉚螺母位置上采用壓鉚式浮動(dòng)螺母后，很好的改善了這一情況。如圖 1-45 所示： (注意事項(xiàng)：壓鉚位置一定要有足夠空間 ) 壓鉚前 受力變形 壓接完成 圖 1-45 浮動(dòng)壓鉚螺母壓入過(guò)程示意圖 1.4.1.6 漲鉚螺母或壓鉚螺母到邊距離 漲鉚螺母或壓鉚螺母都是通過(guò)對(duì)板料的擠壓使之與板料鉚合在一起，漲鉚或壓鉚時(shí)如到邊的距離太近，則容 易使此部分變形，無(wú)特殊要求時(shí)，鉚裝緊固件中心線與板邊緣最小距離應(yīng)該大于 L，見(jiàn)圖 1-46，否則必須使用專(zhuān)用夾具防止板的邊緣受力變形。 L 的大小參見(jiàn)新的非標(biāo)緊固件手冊(cè)，每種非標(biāo)緊固件的 L 值都有詳細(xì)描述。 28 L 圖 1-46 中心線與板邊緣最小距離 1.4.1.7 影響鉚接質(zhì)量的因素 影響鉚接質(zhì)量的因素很多，總結(jié)下來(lái)，主要有以下幾個(gè)：基材性能，底孔尺寸，鉚接方式。 1） 基材性能?；挠捕冗m當(dāng)時(shí)，鉚接質(zhì)量較好，鉚接件的受力較好。 2） 底孔尺寸。底孔尺寸的大小直接影響鉚接的質(zhì)量， 開(kāi)大了，基材和鉚接件的間隙大，對(duì)于壓鉚來(lái)講，不能有足夠的變形來(lái)填滿(mǎn)鉚接件上的溝槽，使剪切受力不足，直接影響壓鉚螺母（釘）的抗推力。對(duì)于漲鉚螺釘來(lái)講，底孔太大，鉚接過(guò)程中由塑性變形而產(chǎn)生的擠壓力變小，直接影響漲鉚螺釘（母）的抗推力和抗扭力。對(duì)拉鉚相同，底孔太大，使塑性變形后兩件之間的有效摩擦力減小，影響鉚接的質(zhì)量。底孔尺寸小，雖然在一定程度上可以增加鉚接的承力，但是容易造成鉚接外觀質(zhì)量差，鉚接力大，安裝不便、易造成底板變形等缺點(diǎn)，影響鉚接工作的生產(chǎn)效率和鉚接的質(zhì)量。 3） 鉚接方式。在上一節(jié)中已經(jīng)有所介紹。 鉚裝螺 釘、螺母在使用的過(guò)程中要非常注意其所在的場(chǎng)合，不同的場(chǎng)合，不同的受力要求，就要采用不同的型式。如果采用的不合適，就會(huì)降低鉚裝螺釘、螺母的受力范圍，造成連接的失效。下面舉幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明正常情況下的正確使用方法。 1） 不要在鋁板陽(yáng)極氧化或表面處理之前安裝鋼或不銹鋼鉚裝緊固件。 2）同一直線上壓鉚過(guò)多，被擠壓的材料沒(méi)有地方可流動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，使工件彎曲成弧形 3）盡量保證在板的表面鍍覆處理后再安裝鉚裝緊固件。 4） M5、 M6、 M8、 M10 的螺母一般要點(diǎn)焊，太大的螺母一般要求強(qiáng)度較大，可采用弧焊，M4（含 M4）以下盡量選用漲鉚螺母，如是電鍍件，可選用未電鍍的漲鉚螺母。 5）當(dāng)在折彎邊上鉚壓螺母時(shí)，為保證鉚壓螺母的鉚接質(zhì)量，需注意 1、鉚孔邊到折彎邊的距離必須大于折彎的變形區(qū)。 2、鉚裝螺母中心到折彎邊內(nèi)側(cè)的距離 L 應(yīng)大于鉚裝螺母外圓柱半徑與折彎內(nèi)半徑之和。即 LD/2+r。 1.4.2 凸焊螺母 凸焊螺母（點(diǎn)焊螺母）在鈑金件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用非常廣泛，在公司的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，也經(jīng)常用到，但是，很多設(shè)計(jì)中，預(yù)孔的大小沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)，是無(wú)法準(zhǔn)確定位的。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的凸焊螺母有兩種，一種是焊接六角螺母 GB13680-92，定位比較粗糙，定位尺寸不 準(zhǔn)確，焊接 29 后經(jīng)常需要對(duì)螺紋回絲；另外一種是焊接六角螺母 GB13681-92，焊接時(shí)有自定位結(jié)構(gòu)，推薦采用這種結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)型式和尺寸按圖 1-47 和圖 1-48，焊接用鋼板焊接前的孔徑 D0 與板厚 H 的推薦值按表 1-17 的規(guī)定。 90 1 2 0 0 . 2Am90 1 2 0 dy0 . 2 Ae0 . 25 : 1 Idsb 5 : 1 I Ih1h2圖 1-47 焊接六角螺母 GB13681-92 結(jié)構(gòu)型式 HD0 圖 1-48 焊接六角螺母與鋼板的焊接 表 1-17 焊接六角螺母 GB13681-92 尺寸和對(duì)應(yīng)鋼板的開(kāi)孔厚 度（ mm） 螺紋規(guī)格 (D或 D P) M4 M5 M6 M8 M10 M12 M16 M8 1 M10 1 M12 1. 5 M16 1. 5 (M10 1.25) (M12 1. 25) e min 9.83 10.95 12.02 15.38 18.74 20.91 26.51 dy max 5.97 6.96 7.96 10.45 12.45 14.75 18.735 min 5.885 6.87 7.87 10.34 12.34 14.64 18.605 h1 max 0.65 0.70 0.75 0.90 1.15 1.40 1.80 min 0.55 0.60 0.60 0.75 0.95 1.20 1.60 h2 max 0.35 0.40 0.40 0.50 0.65 0.80 1.0 min 0.25 0.30 0.30 0.35 0.50 0.60 0.80 m max 3.5 4 5 6.5 8 10 13 min 3.2 3.7 4.7 6.14 7.64 9.64 12.3 30 D0 max 6.075 7.09 8.09 10.61 12.61 14.91 18.93 min 6 7 8 10.5 12.5 14.8 18.8 H max 3 3.5 4 4.5 5 5 6 min 0.75 0.9 0.9 1 1.25 1.5 2 注：盡可能不采用括號(hào)內(nèi)的規(guī)格。 1.4.3 翻孔攻絲 翻孔攻絲的預(yù)孔、外經(jīng)、高度等列表： 1.4.3.1 常用粗牙螺紋翻孔尺寸 表 1-18 常用粗牙螺紋翻孔尺寸 D0D1D2Rht 螺紋直徑 M 材料厚度 t 翻孔內(nèi)徑 D1 翻孔外徑 D2 翻孔總高 h 預(yù)沖孔直 徑 D0 翻孔圓角半徑 M2.5 0.6 2.1 2.8 1.2 1.4 0.3 0.8 2.8 1.44 1.5 0.4 1 2.9 1.8 1.2 0.5 1.2 2.9 1.92 1.3 0.6 M3 1 2.55 3.5 2 1.4 0.5 1.2 3.5 2.16 1.5 0.6 1.5 3.5 2.4 1.7 0.75 M4 1 3.35 4.46 2 2.3 0.5 1.2 4.5 2.16 2.3 0.6 1.5 4.65 2.7 1.8 0.75 2 4.56 3.2 2.4 1 M5 1.2 4.25 5.6 2.4 3 0.6 1.5 5.75 3 2.5 0.75 2 5.75 3.6 2.7 1 2.5 5.75 4 3.1 1.25 1.4.3.2 翻孔攻絲到折彎邊的最小距離 31 表 1-19 翻孔攻絲中心到折彎邊距離 H 值對(duì)照表： 材料厚度 螺紋直徑 1.0 1.2 1.5 2.0 M3 6.2 6.6 - - M4 7.7 8 - M5 - 7.6 8.4 - 1.4.4 漲鉚螺母、壓鉚螺母、拉鉚、翻孔攻絲的比較 表 1-20 漲鉚螺母、壓鉚螺母、拉鉚、翻孔攻絲的比較 連接方式 特點(diǎn) 漲鉚螺母 壓鉚螺母 拉鉚 翻孔攻絲 加工性 好 好 好 一般 板材要求 不銹鋼鉚裝易脫落 不銹鋼鉚裝很差，要使用特制壓鉚螺母，且要點(diǎn)焊 無(wú) 薄板及銅、鋁軟材易滑牙 精度 好 好 好 一般 耐用性 好 好 好 銅、鋁軟材差，其它材料螺紋有 3 4 扣以上好 成本 高 高 一般 底 質(zhì)量 好 好 好 一般 1.5 鈑金拉伸 1.5.1 常見(jiàn)拉伸的形式和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 鈑金件的拉伸如圖 1-50 所示， 帶凸緣的圓形拉伸件 不帶凸緣的圓形拉伸件矩形件拉伸rtrdDHdHr 圖 1-50 鈑金拉伸設(shè)計(jì) 鈑金件的拉伸注意事項(xiàng)： 1、 拉伸件的底與壁之間的最小圓角半徑應(yīng)大于板厚，即 r1t；為了使拉伸進(jìn)行得更順利，一般取 r1=(3 5)t，最大圓角半徑應(yīng)小于板厚的 8 倍，即 r12t；為了使拉伸進(jìn)行得 32 更順利，一般取 r2=5t，最大圓角半徑應(yīng)小于板厚的 8 倍，即 r18t。 3、 圓形拉伸件的內(nèi)腔直徑應(yīng)取 D d+12t，以便在拉伸時(shí)壓板壓緊不致起皺。 4、 矩形拉伸件相鄰兩壁間的最小圓角半徑應(yīng)取 r3 3t，為了減少拉伸次 數(shù)，盡可能取r3 1/5H，以便一次拉伸完成。 5、 拉伸件由于各處所受應(yīng)力不同，使拉伸后，材料厚度發(fā)生變化。一般，底部中央保持原來(lái)厚度，底部圓角處材料變薄，頂部靠近凸緣處材料變厚；矩形拉伸件四周圓角處材料變厚。在設(shè)計(jì)拉伸產(chǎn)品時(shí)，在圖紙上明確注明必須保證外部尺寸或內(nèi)外部尺寸，不能同時(shí)標(biāo)注內(nèi)外尺寸。 6、 拉伸件之材料厚度，一般都考慮工藝變形中的上下壁厚不相等的規(guī)律（即上厚下薄）。 7、 圓形無(wú)凸緣拉伸件一次成形時(shí)，高度 H 和直徑 d 之比應(yīng)小于或等于 0.4。 1.5.2 打凸的工藝尺寸 1.5.2.1 在鈑金上打凸需參照以下數(shù)據(jù)： 在鈑金上打凸的形狀和尺寸， 鈑金模具手冊(cè)上規(guī)定了幾種系列尺寸， Intralink 庫(kù)中有相應(yīng)的 Form 模型，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照手冊(cè)規(guī)定的尺寸選用，直接調(diào)用庫(kù)里的 Form 模具。 圖 1-51 鈑金上打凸 1.5.2.2 打凸間距和凸邊距的極限尺寸 表 1-21 打凸間距和凸邊距的極限尺寸 簡(jiǎn)圖 L B D 6.5 10 6 8.5 13 7.5 10.5 15 9 13 18 11 15 22 13 18 26 16 24 34 20 31 44 26 36 51 30 43 60 35 48 68 40 55 78 45 33 1.5.3 局部沉凹與壓線 如 1-52 所示，在鈑金上沖 0.3 深的半切壓凹，可作為標(biāo)貼等的粘貼位，可以提高標(biāo)貼的可靠性，鈑金模具手冊(cè)上規(guī)定了與銘牌對(duì)應(yīng)的系列尺寸， Intralink 庫(kù)中有相應(yīng)的 Form 模型，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照手冊(cè)規(guī)定的尺寸選用，直接調(diào)用庫(kù)里的模具。此種半切壓凹，變形比正常的拉伸要小的的多，但是，對(duì)于四周沒(méi)有折彎或者折彎高度較小的大面積蓋板和底板等 零件，還是有一定的變形。替代方法：可以在貼標(biāo)貼范圍沖壓兩直角線，可改善變形，但標(biāo)貼粘貼的可靠性降低，此方法還可用于產(chǎn)品編碼、生產(chǎn)日期、版本、甚至圖案等加工。 AAA A壓沉凹 壓線 圖 1-52 沉凹與壓線 1.5.4 加強(qiáng)筋 在板狀金屬零件上壓筋，見(jiàn)示意圖 1-53，有助于增加結(jié)構(gòu)剛性，加強(qiáng)筋形狀及尺寸應(yīng)按照鈑金模具手冊(cè)上規(guī)定的五種規(guī)格選用。 圖 1-53 加強(qiáng)筋示意結(jié)構(gòu) 34 1.5.5 標(biāo)注彎曲件相關(guān)尺寸時(shí)，要考慮工藝性 （ 圖 1 . 1 9 ）圖 1-54 彎曲件標(biāo)注示例 如圖 1-54 所示， a）先沖孔后折彎， L 尺寸精度容易保證，加工方便。 b）和 c)如果尺寸 L 精度要求高，則需要先折彎后加工孔，加工非常麻煩，最好不采用。 1.6 其它工藝 1.6.1 抽孔鉚接 抽孔鉚接是 鈑金之間的鉚接鉚接方式， 主要用于涂層鋼板或者不銹鋼板的連接， 采用其中一個(gè)零件沖孔，另一個(gè)零件沖孔翻邊，通過(guò)鉚接使之成為不可拆卸的連接體。優(yōu)點(diǎn) :翻邊與直孔相配合，本身具有定位功能，鉚接強(qiáng)度高，通過(guò)模具鉚接效率也比較高，具體方式如圖 1-55 所示 : TDD TH D D + 0 . 390 H0.4d壓接前 壓接后零件 圖 1-55 抽孔鉚接 表 1-22 抽孔鉚接尺寸 參數(shù) 序號(hào) 料厚 T (mm) 翻邊高 H (mm) 翻邊外徑 D(mm) 3.0 3.8 4.0 4.8 5.0 6.0 對(duì)應(yīng)直孔內(nèi)徑 d 和預(yù)沖孔 d0 d d0 d d0 d d0 d d0 d d0 d d0 1 0.5 1.2 2.4 1.5 3.2 2.4 3.4 2.6 4.2 3.4 2 0.8 2.0 2.3 0.7 3.1 1.8 3.3 2.1 4.1 2.9 4.3 3.2 35 3 1.0 2.4 3.2 1.8 4.0 2.7 4.2 2.9 5.2 4.0 4 1.2 2.7 3.0 1.2 3.8 2.3 4.0 2.5 5.0 3.6 5 1.5 3.2 2.8 1.0 3.6 1.7 3.8 2.0 4.8 3.2 注 : 配合一般原則 H=T+T +(0.30.4) D=D -0.3 ； D-d=0.8T 當(dāng) T 0.8mm 時(shí)，翻邊孔壁厚取 0.4T. 當(dāng) T1 時(shí)， 該材料比 45 鋼容易切削，切削性能好； 當(dāng) Kr3.0 鉛黃銅 HPb59-1、鋁鎂合金、 9-4鋁銅合金， 2 容易切削的材料 易切鋼、有色金屬材料 2.53.0 退火 15Cr、自動(dòng)機(jī)鋼、 3 較易切鋼、有色金屬材料 1.62.5 10 鋼 、 20 鋼、正火 30 鋼 4 普通材料 一般鋼、鑄鐵 1.01.6 45 鋼、灰鑄鐵、 5 稍難切削的材料 0.651.0 調(diào)質(zhì) 2Cr13、 70 鋼 6 難切削的材料 較難切削的材料 0.50.65 調(diào)質(zhì) 45Cr、調(diào)質(zhì) 65Cr 7 難切削的材料 0.150.5 1 Cr18Ni9、調(diào)質(zhì) 50Cr、某些鈦合金 8 很難切削的材料 0 10 0.2 0.8 0.8 1.6 1.6 1.6 3.2 2 10 18 0.2 0.8 0.8 1.6 1.6 3.2 3.2 3 18 30 0.2 0.8 1.6 1.6 1.6 3.2 3.2 4 30 50 0.4 0.8 1.6 1.6 3.2 3.2 3.2 5 50 80 0.4 1.6 1.6 1.6 3.2 3.2 3.2 6 80 120 0.4 1.6 1.6 3.2 3.2 3.2 6.3 7 120 180 0.4 1.6 1.6 3.2 3.2 6.3 6.3 8 180 250 0.8 1.6 1.6 3.2 6.3 6.3 6.3 2.4 螺紋設(shè)計(jì)加工 2.4.1 普通螺紋的加工方法 1） 普通外螺紋的加工方法主要有：板牙加工、螺紋銑刀銑削加工、螺紋搓絲板和滾絲輪滾扎加工。 2） 普通內(nèi)螺紋的加工方法主要有：絲錐加工、螺紋銑刀銑削加工。 2.4.2 普通螺紋加工常用數(shù)據(jù) 表 2 4 普通螺紋加工前的毛坯直徑表 單位： mm 螺 紋 規(guī) 格 桿 的 直 徑 孔 的 直 徑 鉆頭直徑 最 大 最 小 最 大 最 小 M2.5 2.44 2.38 2.13 2.02 2.05 M3 2.94 2.88 2.60 2.47 2.50 M4 3.92 3.84 3.42 3.26 3.30 M5 4.92 4.84 4.33 4.16 4.20 M6 5.92 5.84 5.12 4.94 5.00 M8 7.90 7.80 6.86 6.69 6.70 M10 9.90 9.80 8.63 8.42 8.50 表 2 5 常用粗牙螺栓（或螺釘）的擰入深度、攻絲深度及鉆孔深度表 單位： mm 螺紋 規(guī)格 鋼和青銅 鑄鐵 鋁 h H H1 H2 h H H1 H2 h H H1 H2 M3 4 3 4 7 6 5 6 9 8 6 7 10 M4 5.5 4 5.5 9 8 6 7.5 11 10 8 10 14 M5 7 5 7 11 10 8 10 14 12 10 12 16 M6 8 6 8 13 12 10 12 17 15 12 15 20 M8 10 8 10 16 15 12 14 20 20 16 18 24 M10 12 10 13 20 18 15 18 25 24 20 23 30 40 注 1： h 表示通孔擰入深度 ； H 表示盲孔擰入深度； H1表示攻絲深度； H2 表示鉆孔深度。各個(gè)符號(hào)的含義見(jiàn)圖 2 1 圖 2 1 螺紋擰入深度、攻絲深度及鉆孔深度 注 2：擰入深度只是推薦值，具體數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際需求確定。 注 3： M2 規(guī)格的螺紋加工工藝性很差，公司不推薦使用， 注 4：特殊情況時(shí)，允許 H1 H2；一般不推薦使用。 2.4.3 普通螺紋的標(biāo)記 螺紋公差帶代號(hào)的標(biāo)注在螺紋代號(hào)之后，中間用“ ”分開(kāi) 。如果螺紋的中徑公差帶代號(hào)不同，則分別注出。前者表示中徑公差帶，后者表示頂徑公差帶。如果中徑公差帶與頂徑公差帶代號(hào)相同，則只標(biāo)注一個(gè)代號(hào)。例如： M10 5g6g， M101 6H。 內(nèi)、外螺紋裝配在一起，其公差帶代號(hào)用斜線分開(kāi)，左邊表示內(nèi)螺紋公差帶代號(hào)，右邊表示外螺紋公差帶代號(hào)。例如： M202 6H/6g； M202 左 6H/5g6g。 一般情況下，不標(biāo)注螺紋旋合長(zhǎng)度，其螺紋公差帶按中等旋合長(zhǎng)度確定。必要時(shí)，在螺紋公差帶代號(hào)之后加注旋合長(zhǎng)度代號(hào) S 或 L，中間用“ ”分開(kāi)。例如： M10 5g6g S， M10 7H L?！韭菁y公差帶三組旋合長(zhǎng)度分別表示為： S（短）、 N（中）、 L（長(zhǎng)）】。特殊需要時(shí)，可注明旋合長(zhǎng)度的數(shù)值，中間用“ ”分開(kāi)。例如： M202 5g6g 40。 2.4.4 普通螺紋公差帶的選用及精度等級(jí) 表 2 6 普通內(nèi)螺紋公差帶的選用及精度等級(jí) 精度 公差帶位置 G 公差帶位置 H S N L S N L 精密 4H 4H5H 5H6H 中等 (5G) (6G) (7G) *5H *6H *7H 粗糙 (7G) *7H 注： 1. 大量生產(chǎn)的精制緊固件螺紋，推薦采用帶方框的公差帶，普通螺紋 孔推薦孔為 7H； 2. 優(yōu)先選用帶 *號(hào)的公差帶，不帶 *號(hào)的公差帶其次，括號(hào)內(nèi)的公差帶盡可能不用； 3. 精密精度 - 用于精密螺紋，當(dāng)要求配合性質(zhì)變動(dòng)較小時(shí)采用； 中等精度 - 一般用途； 粗糙精度 - 對(duì)精度要求不高或制造比較困難時(shí)采用； 4. S 短旋合長(zhǎng)度； N 中等旋合長(zhǎng)度； L 長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度。旋合長(zhǎng)度范圍由螺紋的 41 公稱(chēng)直徑及螺距決定。 表 2 7 普通外螺紋公差帶的選用及精度等級(jí) 精度 公差帶位置 e 公差帶位置 f 公差帶位置 g 公差帶位置 h S N L S N L S N L S N L 精密 (3h4h) *4h (5h4h) 中等 *6e *6f (5g6g) *6g (7g6g) (5h6h) *6h (7h6h) 粗糙 8g (8h) 注： 1. 大量生產(chǎn)的精制緊固件螺紋，推薦采用帶方框的公差帶，一般外螺紋推薦 6g； 2. 優(yōu)先選用帶 *號(hào)的公差帶，不帶 *號(hào)的公差帶其次，括號(hào)內(nèi)的公差帶盡可能不用； 3. 精密精度 - 用于精密螺紋，當(dāng)要求配合性質(zhì)變動(dòng)較小時(shí)采用； 中等精度 - 一般用途； 粗糙精度 - 對(duì)精度要求不高 或制造比較困難時(shí)采用； 4. S 短旋合長(zhǎng)度； N 中等旋合長(zhǎng)度； L 長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度。旋合長(zhǎng)度范圍由螺紋的公稱(chēng)直徑及螺距決定。 2.4.5 英制螺紋的尺寸系列 表 2 8 常用英制螺紋的尺寸系列 mm 尺寸代號(hào) 螺紋直徑 螺距 P 每英寸牙數(shù) n 外徑 d 中徑 d2 內(nèi)徑 d1 3/16 4.762 4.085 3.408 1.058 24 1/4 6.350 5.537 4.724 1.270 20 5/16 7.938 7.034 6.131 1.411 18 3/8 9.525 8.509 7.492 1.588 16 (7/16) 11.112 9.951 8.789 1.814 14 1/2 12.700 11.345 9.989 2.117 12 (9/16) 14.288 12.932 11.577 2.117 12 5/8 15.875 14.397 12.918 2.309 11 3/4 19.050 17.424 15.798 2.540 10 7/8 22.225 20.418 18.611 2.822 9 1 25.400 23.367 21.334 3.175 8 注 1：英制螺紋只在配制時(shí)使用，設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)不使用。 注 2：括號(hào)內(nèi)尺寸盡可能不采用。 2.5 常見(jiàn)熱處理選擇和硬度選擇。 2.5.1 結(jié)構(gòu)鋼零件熱處理方法選擇 結(jié)構(gòu)鋼零件熱處理方法選擇見(jiàn)表 2 9 表 2 9 結(jié)構(gòu)鋼零件熱處理方法選擇 42 序號(hào) 熱處理方法 用途 1 退火（完全退火、不完全退火） 處理工作負(fù)荷輕，速度低的含碳 0.15 0.45的碳鋼零件。 2 正火（在靜止空氣中或吹風(fēng)中冷卻） 3 淬火高溫回火 處理中等負(fù)荷的含碳 0.38 0.5的中碳 鋼和中碳合金鋼零件。第 4 種方法也可以作熱處理鍛件的預(yù)先熱處理，代替長(zhǎng)時(shí)間的退火。 4 正火高溫回火 5 退火或正火淬火低溫回火 處理承受中等負(fù)荷，同時(shí)需要耐磨而含碳0.38 0.5的中碳鋼和中碳合金鋼零件。 6 正火高溫回火淬火低溫回火 7 正火滲碳淬火低溫回火 處理承受重負(fù)荷，在復(fù)合應(yīng)力以及沖擊負(fù)荷下具有高耐磨性而含碳 0.15 0.32的低碳鋼和低碳合金鋼零件。處理淬火后在滲碳層中有大量奧氏體的含碳 0.15 0.32的高合金鋼。 8 正火高溫回火滲碳高溫回火淬 火低溫回火 9 氰化淬火低溫回火 處理在承受較重負(fù)荷，具有耐磨性的低碳