钣金件结构设计和工艺合理性.pptx

钣金件结构设计和工艺前言 钣金件是目前最主要，也是最常见的一种结构件设计形式，它是由钣金材料经过冲压加工而成的。钣金件的几何形状、尺寸及加工精度的合理与否直接影响了零件的加工工艺，而加工工艺又对材料、工序、模具寿命、产品质量和产品成本产生制约。 目前钣金件的基本加工方法有：冲裁、折弯、拉伸、成型等。以下将分别按钣金件的几种加工方法进行逐一说明。（文中的图例只表示设计规范及工艺要求，而不表示具体零件的结构设计图）1.冲裁冲裁分为普通冲裁和精密冲裁。目前在电子通信产品的结构件中通常是采用普通冲裁。下面所列出的冲裁工艺，是指普通冲裁的结构工艺性。 1.1、冲裁件的形状和尺寸应尽可能简单、对称。 冲裁件形状、尺寸简单、对称，可使冲裁排样时的废料最少，有利于节约用料。 图例1 图例1 冲裁件的排样1.2、冲裁件的外形及内孔应避免尖角。对于冲裁件的外形及内孔，其直线或曲线的连接处应有圆弧连接过渡，通常圆弧半径R≥0.5t。（t为材料厚度） 图例2图例2 冲裁件外形及内孔的连接过渡圆角1.3、冲裁件应避免窄长的悬臂或凹槽冲裁件的凸出或凹入部分的长度和宽度，一般情况下，都应大于1.5t(t为材料厚度)。同时应避免窄长的切口与和过窄的切槽，以增大模具相应切口部位的刃口强度，提高模具的寿命，降低模具加工的难度。图例3图例3 避免窄长的悬臂和凹槽1.4、冲孔形状和最小尺寸要求冲孔的形状应优先选用圆形孔，同时冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。图例4图例4 冲孔形状示例表1 冲孔最小尺寸材料圆孔直径b矩形孔短边宽b高碳钢1.3t1.0t低碳钢、黄铜1.0t0.7t铝0.8t0.5t注：t为材料厚度，冲孔最小尺寸一般不小于0.3mm。高碳钢、低碳钢对应的常用材料牌号列表参见第5章的附录。1.5、冲裁的孔间距及孔边距零件的冲孔边缘到零件材料边缘的最小距离与零件和孔的形状有关，参见图例5。其中，当冲孔边缘与零件外形边缘不平行时，最小距离a应大于材料厚度t；而当冲孔边缘与零件外形边缘平行时，最小距离b应大于1.5t。图例5 冲裁件孔边距、孔间距示意图1.6、折弯件及拉伸件中的冲孔在折弯件或拉伸件中冲孔时，其孔壁与零件直壁之间的距离与内圆角半径和材料厚度有关。参见图例6。图例6 折弯件或拉伸件中孔壁与零件直壁间的距离1.7、螺钉、螺栓及铆钉的过孔和沉头孔螺钉、螺栓及铆钉的过孔和沉头孔的结构尺寸通常按所对应的表2、表3、表4选取。对于沉头螺钉、沉头铆钉的沉头孔，如果因钣金材料的厚度过小而难以同时保证过孔尺寸d2和沉孔尺寸D，应优先保证过孔尺寸d2。表2 螺钉、螺栓的过孔尺寸表3 沉头螺钉的沉头座孔及过孔尺寸（要求钣金材料厚度t≥h）如果钣金材料厚度th ，则需要考虑在与其相连的零件上设计避让倒角或其他形式的避让凹槽。表4 沉头铆钉的沉头孔及过孔尺寸（要求钣金材料厚度t≥h）如果钣金材料厚度th ，则需要考虑在与其相连的零件上设计避让倒角或其他形式的避让凹槽。1.8、冲裁件毛刺的限值及图纸设计要求钣金材料冲裁后会在一侧平面上形成毛刺，为了保证零件的表面质量，防止造成不必要的伤人、伤物问题，通常对冲裁件的毛刺高度会有限制要求。参见表5。表5 冲裁件的毛刺高度限值（mm）材料厚度材料抗拉强度 （N/mm2）＞100～250＞250～400＞400～630＞630fmgfmgfmgfmg＞0.7 ～1.00.120.170.230.090.130.170.050.070.10.030.040.05＞1.0 ～1.60.170.250.340.120.180.240.070.110.150.040.060.08＞1.6 ～2.50.250.370.50.180.260.350.110.160.220.060.090.12＞2.5 ～4.00.360.540.720.250.370.50.20.30.40.090.130.18注： f级（精密级）适用于要求较高的零件； m级（中等级）适用于中等要求的零件； g级（粗糙级）适用于要求较低的零件。在零件设计图纸中，通常对于零件的外表面、线缆过孔、人手容易触摸到的边缘等处需要进行去毛刺处理。 2.折弯2.1、折弯件的最小弯曲半径钣金材料弯曲时，在其圆角区，外层受到拉伸，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。常用材料的最小弯曲半径见下表。表6 常用金属材料最小折弯半径序号材料 最小弯曲半径 108、08F、10、10F、SECC-N2、SPCC、SPTE、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1100-H24、T20.4