本規(guī)范規(guī)定了鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計所要注意的加工工藝要求。

本規(guī)范適用于鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計必須遵守的加工工藝要求。

我司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件主要是由鈑金材料經(jīng)過沖壓加工而成，這些沖壓件的幾何形狀、尺寸和精度對沖壓工藝影響很大。沖壓件具有良好的加工工藝性有利于節(jié)省材料、減少工序、提高模具使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量，同時，可以有效地降低產(chǎn)品成本。

按鈑金件的基本加工方式，如沖裁、折彎、拉伸、成型，本規(guī)范通過闡述每一種加工方式所要注意的工藝要求，提出對鈑金件結(jié)構(gòu)設(shè)計的限制。

鈑金、沖裁、折彎、拉伸、成形、排樣、最小彎曲半徑、毛邊、回彈、打死邊

下列文件中的條款通過本規(guī)范的引用而成為本規(guī)范的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本規(guī)范，然而，鼓勵根據(jù)本規(guī)范達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不同日期的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)范。

【三】 沖裁

沖裁分為普通沖裁和精密沖裁，由于加工方法的不同，沖裁件的加工工藝性也有所不同。目前我司通信產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件一般只用到普通沖裁。下面介紹沖裁的工藝性，是指普通沖裁的結(jié)構(gòu)工藝性。

圖3.1.1 沖裁件的排樣

在直線或曲線的連接處要有圓弧連接，圓弧半徑R≥0.5t。（t為材料壁厚）

圖3.2.1 沖裁件圓角半徑的最小值

沖裁件的凸出或凹入部分的深度和寬度，一般情況下，應(yīng)不小于1.5t(t為料厚)，同時應(yīng)該避免窄長的切口與和過窄的切槽，以便增大模具相應(yīng)部位的刃口強(qiáng)度。見圖3.3.1。

圖3.3.1 避免窄長的懸臂和凹槽

沖孔優(yōu)先選用圓形孔，沖孔最小尺寸與孔的形狀、材料機(jī)械性能和材料厚度有關(guān)。

圖3.4.1 沖孔形狀示例

* t為材料厚度，沖孔最小尺寸一般不小于0.3mm。

* 高碳鋼、低碳鋼對應(yīng)的公司常用材料牌號列表見第7章附錄A。

表1 沖孔最小尺寸列表

零件的沖孔邊緣離外形的最小距離隨零件與孔的形狀不同有一定的限制，見圖3.5.1。當(dāng)沖孔邊緣與零件外形邊緣不平行時，該最小距離應(yīng)不小于材料厚度t；平行時，應(yīng)不小于1.5t。

圖3.5.1 沖裁件孔邊距、孔間距示意圖

折彎件或拉深件沖孔時，其孔壁與工件直壁之間應(yīng)保持一定的距離（圖3.6.1）

圖3.6.1 折彎件、拉伸件孔壁與工件直壁間的距離

螺釘、螺栓過孔和沉頭座的結(jié)構(gòu)尺寸按下表選取。對于沉頭螺釘?shù)某令^座，如果板材太薄難以同時保證過孔d2和沉孔D，應(yīng)優(yōu)先保證過孔d2。

*要求鈑材厚度t≥h。bvty

表3 用于沉頭螺釘?shù)某令^座及過孔

*要求鈑材厚度t≥h。

表4 用于沉頭鉚釘?shù)某令^座及過孔

沖裁件毛刺超過一定的高度是不允許的，沖壓件毛刺高度的極限值(mm)見下表。

* f級（精密級）適用于較高要求的零件；m級（中等級）適用于中等要求的零件；g級（粗糙級）適用于一般要求的零件。

表5 沖壓件毛刺高度的極限值

* 毛邊方向：BURR SIDE。

* 需要壓毛邊的部位：COIN或COIN CONTINUE 。一般不要將整個結(jié)構(gòu)件斷口全部壓毛邊，這樣會增加成本。盡量在下面的情況使用：暴露在外面的斷口；人手經(jīng)常觸摸到的銳邊；需要過線纜的孔或槽；有相對滑動的部位。

3.8.2.1 鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙中毛刺的標(biāo)注示例

材料彎曲時，其圓角區(qū)上，外層受到拉伸，內(nèi)層則受到壓縮。當(dāng)材料厚度一定時，內(nèi)r越小，材料的拉伸和壓縮就越嚴(yán)重；當(dāng)外層圓角的拉伸應(yīng)力超過材料的極限強(qiáng)度時，就會產(chǎn)生裂縫和折斷，因此，彎曲零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)避免過小的彎曲圓角半徑。公司常用材料的最小彎曲半徑見下表。

l 彎曲半徑是指彎曲件的內(nèi)側(cè)半徑,t是材料的壁厚。

l t為材料壁厚，M為退火狀態(tài)，Y為硬狀態(tài)，Y2為1/2硬狀態(tài)。

表6 公司常用金屬材料最小折彎半徑列表

彎曲件的直邊高度不宜太小，最小高度按（圖4.2.1）要求：h＞2t。

圖4.2.1.1 彎曲件的直邊高度最小值

如果設(shè)計需要彎曲件的直邊高度h≤2t,，則首先要加大彎邊高度，彎好后再加工到需要尺寸；或者在彎曲變形區(qū)內(nèi)加工淺槽后，再折彎（如下圖所示）。

圖4.2.2.1 特殊情況下的直邊高度要求

當(dāng)彎邊側(cè)邊帶有斜角的彎曲件時（圖4.2.3），側(cè)面的最小高度為：h=（2～4）t＞3mm

圖4.2.3.1 彎邊側(cè)邊帶有斜角的直邊高度

孔邊距：先沖孔后折彎，孔的位置應(yīng)處于彎曲變形區(qū)外，避免彎曲時孔會產(chǎn)生變形?？妆谥翉澾叺木嚯x見表下表。

局部彎曲某一段邊緣時，為了防止尖角處應(yīng)力集中產(chǎn)生彎裂，可將彎曲線移動一定距離，以離開尺寸突變處（圖4.4.1.1 a)，或開工藝槽（圖4.4.1.1 b)，或沖工藝孔（圖4.4.1.1 c) 。注意圖中的尺寸要求：S≥R ；槽寬k≥t；槽深L≥ t+R+k/2。

圖4.4.1.1 局部彎曲的設(shè)計處理方法

當(dāng)孔在折彎變形區(qū)內(nèi)時，采用的切口形式示例（圖4.4.2.1）

圖4.4.2.1 切口形式示例

圖4.5.1 帶斜邊的折彎邊應(yīng)避開變形區(qū)

打死邊的死邊長度與材料的厚度有關(guān)。如下圖所示，一般死邊最小長度L≥3.5t+R。

其中t為材料壁厚，R為打死邊前道工序（如下圖右所示）的最小內(nèi)折彎半徑。

圖4.6.1 死邊的最小長度L

為保證毛坯在模具中準(zhǔn)確定位，防止彎曲時毛坯偏移而產(chǎn)生廢品，應(yīng)預(yù)先在設(shè)計時添加工藝定位孔，如下圖所示。特別是多次彎曲成形的零件，均必須以工藝孔為定位基準(zhǔn)，以減少累計誤差，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

圖4.7.1 多次折彎時添加的工藝定位孔

圖4.8.1 彎曲件標(biāo)注示例

如上圖所示所示， 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，加工麻煩。

影響回彈的因素很多，包括：材料的機(jī)械性能、壁厚、彎曲半徑以及彎曲時的正壓力等。

彎曲件的回彈，目前主要是由生產(chǎn)廠家在模具設(shè)計時，采取一定的措施進(jìn)行規(guī)避。同時，從設(shè)計上改進(jìn)某些結(jié)構(gòu)促使回彈角簡少如下圖所示：在彎曲區(qū)壓制加強(qiáng)筋，不僅可以提高工件的剛度，也有利于抑制回彈。

圖4.9.2.1 設(shè)計上抑制回彈的方法示例

如下圖所示，拉伸件底部與直壁之間的圓角半徑應(yīng)大于板厚，即r1≥t 。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)小于或等于板厚的8倍，即r1≤8t。

圖5.1.1 拉伸件圓角半徑大小

拉伸件凸緣與壁之間的圓角半徑應(yīng)大于板厚的2倍，即r2≥2t，為了使拉伸進(jìn)行得更順利，一般取r2=(5~10)t，最大凸緣半徑應(yīng)小于或等于板厚的8倍，即r2≤8t。（參見圖5.1.1）

圓形拉伸件的內(nèi)腔直徑應(yīng)取D ≥d+10t，以便在拉伸時壓板壓緊不致起皺。（參見圖5.1.1）

矩形拉伸件相鄰兩壁間的圓角半徑應(yīng)取r3 ≥3t，為了減少拉伸次數(shù)應(yīng)盡可能取r3 ≥H/5，以便一次拉出來。

圖5.4.1 矩形拉伸件相鄰兩壁間的圓角半徑

圓形無凸緣拉伸件一次成形時，高度H和直徑d之比應(yīng)小于或等于0.4，即H/d ≤0.4，如下圖所示。

圖5.5.1 圓形無凸緣拉伸件一次成形時，高度與直徑的尺寸關(guān)系

拉伸件由于各處所受應(yīng)力大小各不相同，使拉伸后的材料厚度發(fā)生變化。一般來說，底部中央保持原來的厚度，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)計拉伸產(chǎn)品時，對產(chǎn)品圖上的尺寸應(yīng)明確注明必須保證外部尺寸或內(nèi)部尺寸，不能同時標(biāo)注內(nèi)外尺寸。

拉伸件凹凸圓弧的內(nèi)半徑以及一次成形的圓筒形拉伸件的高度尺寸公差為雙面對稱偏差，其偏差值為國標(biāo)(GB)16級精度公差絕對值的一半，并冠以±號。

在板狀金屬零件上壓筋，有助于增加結(jié)構(gòu)剛性，加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)及其尺寸選擇參見表6。

打凸間距和凸邊距的極限尺寸按下表選取。

百葉窗通常用于各種罩殼或機(jī)殼上起通風(fēng)散熱作用，其成型方法是借凸模的一邊刃口將材料切開，而凸模的其余部分將材料同時作拉伸變形，形成一邊開口的起伏形狀。百葉窗的典型結(jié)構(gòu)參見圖6.3.1。

圖6.3.1 百葉窗的結(jié)構(gòu)

百葉窗尺寸要求：a≥4t；b≥6t；h≤5t；L≥24t；r≥0.5t。

孔翻邊型式較多，本規(guī)范只關(guān)注要加工螺紋的內(nèi)孔翻邊，如圖6.4.1所示。

圖6.4.1 帶螺紋孔的內(nèi)孔翻邊結(jié)構(gòu)示意圖

壓印、壓花工藝在鈑金件上應(yīng)用很多，包括標(biāo)簽粘貼位置指示、產(chǎn)品編碼、生產(chǎn)日期、版本、廠家代號、甚至圖案等，都可以利用這兩種工藝進(jìn)行加工。

壓印是使材料厚度發(fā)生變化，將擠壓的材料充塞在有起伏的模腔內(nèi)，使零件上形成起伏花紋或字樣。

一般情況下是在封閉模中進(jìn)行，以免金屬被擠到模子型腔外面；對于比較大的零件或形狀特殊成形后進(jìn)行切邊的零件，可在敞開模中進(jìn)行。為使零件得到良好的表面質(zhì)量，成形前應(yīng)將毛坯進(jìn)行退火、酸洗、噴砂等處理。

壓花工藝與壓印類似，只是變形的深度較小，所需的壓力也較小。壓花的方法，深度h≤(0.3~0.4t)時，在光面凹模上進(jìn)行；深度h>0.4t時，在帶有與凸模配合的相應(yīng)凹槽的凹模上進(jìn)行，其凹模的寬度要比凸模上的大一些，深度要比凸模上的淺。