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钣金件常用设计技巧

钣金件在汽车表面覆盖件和内部结构件上有广泛的应用,以控制器结构工程师为主业的我,

时刻承担着降本的压力。在调研了各种方案后,发现同行们已有将控制器上盖改成了钣金冲压

件的成功案例,为了自己在设计过程中不犯低级错误,我查阅资料,将钣金件设计常用技巧陈

列于此,与所有同行的朋友们共同温习一番。

正文

钣金加工主要有四大工艺:冲裁、折弯、拉伸、成形。每一种工艺对设计上均有各自的规范

要求,下面我们就从这四个方面,分别进行简单的阐述。

一、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。电

机控制器上盖等结构件一般只用到普通冲裁。下面就只介绍我们能用到的普通冲裁的结构工艺

性。

技巧

1.1

冲裁件的形状和尺寸尽可能简单对称,使排样时废料最少。

冲裁件的排样

技巧

1.2

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≥0.5t。(t

为材料壁厚)

冲裁件圆角半径的最小值

技巧

1.3

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1.5t(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。

避免窄长的悬臂和凹槽

技巧

1.4

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。

冲孔形状示例

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

*t为材料厚度,冲孔最小尺寸一般不小于0.3mm

技巧

1.5

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t;平行时,应不小于1.5t。

冲裁件孔边距、孔间距示意图

技巧

1.6

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、拉伸件孔壁与工件直壁间的距离

技巧

1.7

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。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。

用于螺钉、螺栓的过孔

用于沉头螺钉的沉头座及过孔

用于沉头铆钉的沉头座及过孔

技巧

1.8

冲裁件毛刺的极限值及设计标注

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。

二、折弯

技巧

2.1

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。公司常

用材料的最小弯曲半径见下表。

常用金属材料最小折弯半径列表

技巧

2.2

弯曲件的直边高度不宜太小,最小高度按(下图)要求:h>2t。

弯曲件的直边高度最小值

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)。

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(下图),侧面的最小高度为:h=(2~4)t>3mm

弯边侧边带有斜角的直边高度

技巧

2.3

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

边的距离见表下表。

弯边侧边带有斜角的直边高度

技巧

2.4

局部弯曲的工艺切口

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

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