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bvty寶威VIP：鈑金件結構設計規(guī)范

文章作者：yebuyugz9B 人氣：發(fā)表時間：2024-12-28 19:31:29

沖裁

沖裁的定義：

沖裁是利用沖模使部分材料或工序件與另一部分材料,、工（序）件或廢料分離的一種沖壓工序。沖裁是剪切,、落料、沖孔,、沖缺,、沖槽、剖切,、鑿切,、切邊、切舌,、切開,、整修等分離工序的總稱。

鈑金設計在沖裁時需要什么,？

（1）沖裁件的形狀和尺寸盡可能簡單對稱,，使排樣時廢料最少；

（2）沖裁件的外形及內孔應避免尖角,；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）

（3）沖裁件應避免窄長的懸臂與狹槽,；沖裁件的凸出或凹入部分的深度和寬度,，一般情況下，應不小于1.5t(t為料厚),，同時應該避免窄長的切口與和過窄的切槽,，以便增大模具相應部位的刃口強度。

（4）沖孔優(yōu)先選用圓形孔,，沖孔有最小尺寸要求,；沖孔優(yōu)先選用圓形孔，沖孔最小尺寸與孔的形狀,、材料機械性能和材料厚度有關,。

材料圓孔直徑b矩形孔短邊寬b高碳鋼1.3t1.0t低碳鋼、黃銅1.0t0.7t鋁0.8t0.5t

材料	圓孔直徑b	矩形孔短邊寬b
高碳鋼	1.3t	1.0t
低碳鋼,、黃銅	1.0t	0.7t
鋁	0.8t	0.5t

（5）沖裁的孔間距與孔邊距,；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。當沖孔邊緣與零件外形邊緣不平行時,，該最小距離應不小于材料厚度t,；平行時，應不小于1.5t。

（6）折彎件及拉深件沖孔時,，其孔壁與直壁之間應保持一定的距離,；

（7）螺釘、螺栓的過孔和沉頭座,；螺釘,、螺栓過孔和沉頭座的結構尺寸按下表選取取。對于沉頭螺釘的沉頭座,，如果板材太薄難以同時保證過孔d2和沉孔D,，應優(yōu)先保證過孔d2。

用于螺釘,、螺栓的過孔

用于沉頭螺釘的沉頭座及過孔（要求板厚t≥h）

用于沉頭鉚釘的沉頭座及過孔（要求板厚t≥h）

（8）沖裁件毛刺的極限值,；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,。

材料壁厚	材料抗拉強度（N/mm2）
	＞100～250			＞250～400			＞400～630			＞630
	f	m	g	f	m	g	f	m	g	f	m	g
＞0.7 ～1.0	0.12	0.17	0.23	0.09	0.13	0.17	0.05	0.07	0.1	0.03	0.04	0.05
＞1.0 ～1.6	0.17	0.25	0.34	0.12	0.18	0.24	0.07	0.11	0.15	0.04	0.06	0.08
＞1.6 ～2.5	0.25	0.37	0.5	0.18	0.26	0.35	0.11	0.16	0.22	0.06	0.09	0.12
＞2.5 ～4.0	0.36	0.54	0.72	0.25	0.37	0.5	0.2	0.3	0.4	0.09	0.13	0.18

折彎

折彎的定義：

金屬板材的彎曲和成型是在彎板機上進行的,，將要成型的工件放置在彎板機上，用升降杠桿將制動蹄片提起,，工件滑動到適當的位置,，然后將制動蹄片降低到要成型的工件上，通過對彎板機上的彎曲杠桿施力而實現(xiàn)金屬的彎曲成型,。

鈑金折彎設計時需要注意哪些事項,？

（1）折彎件的最小彎曲半徑;

材料彎曲時，其圓角區(qū)上,，外層收到拉伸，內層則受到壓縮,。

當材料厚度一定時,，內r越小，材料的拉伸和壓縮就越嚴重,；

當外層圓角的拉伸應力超過材料的極限強度時,，就會產生裂縫和折斷，

因此,，彎曲零件的結構設計,，應避免過小的彎曲圓角半徑。

常用材料的最小彎曲半徑見下表,。

序號	材料	最小彎曲半徑
1	08,、08F、10、10F,、DX2,、SPCC、E1-T52,、0Cr18Ni9,、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti,、1100-H24,、T2	0.4t
2	15、20,、Q235,、Q235A、15F	0.5t
3	25,、30,、Q255	0.6t
4	1Cr13、H62(M,、Y,、Y2、冷軋)	0.8t
5	45,、50	1.0t
6	55,、60	1.5t
7	65Mn、60SiMn,、1Cr17Ni7,、1Cr17Ni7-Y、1Cr17Ni7-DY,、SUS301,、0Cr18Ni9、SUS302	2.0t

彎曲半徑是指彎曲件的內側半徑,t是材料的壁厚,。

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),。

(2)彎曲件的直邊高度

①一般情況下的最小直邊高度要求；

彎曲件的直邊高度不宜太小,，最小高度按要求：h＞2t,。

②特殊要求的直邊高度；

如果設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)內加工淺槽后，再折彎（如下圖所示）

③彎邊側邊帶有斜角的直邊高度,；

當彎邊側邊帶有斜角的彎曲件時,，側面的最小高度為：h=（2～4）t＞3mm

（3）折彎件上的孔邊距；

孔邊距：

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

（4）局部彎曲的工藝切口；

①折彎件的彎曲線應避開尺寸突變的位置;局部彎曲某一段邊緣時,，為了防止尖角處應力集中產生彎裂,，可將彎曲線移動一定距離，以離開尺寸突變處（圖 a),，或開工藝槽（圖b),，或沖工藝孔（圖c) 。注意圖中的尺寸要求：S≥R ,；槽寬k≥t,；槽深L≥ t+R+k/2。

②當孔位于折彎變形區(qū)內,，所采取的切口形式,，如圖所示；

（5）帶斜邊的折彎邊應避開變形區(qū)

（6）打死邊的設計要求,；

打死邊的死邊長度與材料的厚度有關,。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）的最小內折彎半徑。

（7）設計時添加的工藝定位孔,；

為保證毛坯在模具中準確定位,，防止彎曲時毛坯偏移而產生廢品，應預先在設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,，以減少累計誤差，保證產品質量,。

（8）標注彎曲件相關尺寸時,，要考慮工藝性；如圖所示

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。

（9）彎曲件的回彈,；

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

①折彎件的內圓角半徑與板厚之比越大,，回彈就越大

②從設計上抑制回彈的方法示例；彎曲件的回彈,，目前主要是由生產廠家在模具設計時,，采取一定的措施進行規(guī)避。同時,，從設計上改進某些結構促使回彈角簡少如下圖所示：在彎曲區(qū)壓制加強筋,，不僅可以提高工件的剛度，也有利于抑制回彈,。

拉伸與成型

本文主要介紹鈑金件結構設計成型拉伸部分,，鈑金件拉伸的形式主要為凸包、加強筋,、百葉窗,、抽孔；內容如下,；

1.拉伸：

（1）凸包,；

①.定義及形狀尺寸

主要用于墊高定位和通過孔緊固之用，凸包的一次性成型參數表如圖所示,；

注：材料越厚及越硬表格內對應的H與D取值越小,，R、a,、和d取值越大,；SUS304材料T＞1.5時，不采用上表數據,，也不建議采用壓凸包的形式,。

②.凸間距及凸邊距的極限尺寸；

凸間距及凸邊距的極限尺寸按下表所示,；

（2）加強筋,；

在板狀金屬零件上壓筋,，有助于增加結構剛性，加強筋結構及其尺寸選擇參見表,。

（3）百葉窗,；

百葉窗通常用于各種罩殼或機殼上起通風散熱作用，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。百葉窗的典型結構參見圖,。

百葉窗尺寸要求：a≥4t,；b≥6t；h≤5t,；L≥24t,；r≥0.5t。

（4）抽孔,；

①.抽孔是在鈑金件預留孔上沖型一定內徑,、外徑及高度的垂直翻孔。主要用于鉚合,、過孔,、攻孔等用途。有一般抽孔與異形抽孔兩種類型,。如圖所示

②.抽空攻牙參數表如下圖

注：

1.使用切削式絲攻,。

2.抽空高度不小于3倍螺距。

3.料厚小于0.5mm時抽孔的壁厚為料厚,；料厚在0.5-0.8mm之間時抽孔的壁厚為0.7倍料厚,；料厚大（等）于0.8mm時抽孔的壁厚為0.65倍壁厚。

連接方式及其它

1.卡扣連接

同塑膠件的卡扣裝配不一樣,，因為大多數的鈑金件沒有彈性（不銹鋼SUS301除外）,，鈑金裝配并不能完全依靠卡扣來完成?？垩b配常是與其他鈑金裝配方式(如螺釘）配合使用,，起著快速裝配和降低產品裝配成本的作用。

卡扣裝配的結構包括卡扣和卡槽,，常用的卡扣和卡槽的形狀如圖5.1所示,。產品設計可以選擇合適的卡扣和卡槽形狀進行配對選用。根據面向裝配的設計中的導向原則,，卡扣或卡槽的前端最好增加一個30°的小折彎,，以保證裝配順利。

2.拉釘連接

（1）定義：拉釘連接是通過將拉釘插入兩個零件的對應孔內,用拉釘槍拉動拉桿直至拉斷使外包的拉釘套變形脹大,大于孔的直徑,從而達到將兩個零件裝配在一起的目的,。

常用的拉釘包括平頭拉釘和圓頭拉釘,其裝配如圖5.2所示,。其中平頭拉釘用于拉釘裝配后拉釘頭不能突出零件表面的場合,此時在零件上需要增加沉孔。鈑金件通孔的尺寸一般比拉釘尺寸大0.1~0.3mm,。

當設計拉釘裝配時,需要注意以下問題,。

拉釘參數表如下；

3.抽孔自鉚

（1）自鉚的原理如圖5.3所示,零件A(帶有沉孔)和零件B(帶有抽牙孔)配合,兩個零件貼合在一起,然后通過模具沖頭使得抽牙孔脹開,填充至沉孔的角孔內,從而使兩個零件裝配成一個整體,。

（2）抽孔自鉚設計參數如下表所示

4.螺釘螺母連接

鈑金件的螺釘裝配是指在兩個需要裝配的零件中,，其中一個零件上抽牙，另一個零件上沖孔,，然后通過螺釘把兩個零件固定,。鈑金件的螺釘機械裝配包括三種方式。

1）抽牙孔+自攻螺釘裝配

如圖5.4.1所示,，在零件A上抽牙孔,，在零件上B沖孔，使用自攻螺釘,，自攻螺釘在擰人的時候同時攻螺紋,。對于零件A抽牙孔的內徑，其尺寸可以參考所使用的自攻螺釘廠商或者制造廠商提供的推薦數據,。某自攻螺釘廠商提供的三角自攻螺釘的鈑金抽牙孔數據,，如圖5.4.2所示。

2）抽牙孔+攻螺紋+螺釘裝配

同第一種情況比較類似,，區(qū)別在于兩點：其一是對零件A完成抽牙后增加額外的攻螺紋工序,；其二是使用普通的機械螺釘而不是自攻螺釘就可以完成兩個零件的裝配。

3）鉚合螺母+螺釘裝配

第三種裝配方式需要在零件A上鉚合螺母,，替代抽牙孔及其攻螺紋,，如下圖所示。

5.點焊

點焊是兩個鈑金件在接觸面處的一些點被焊接起來,。焊接時,，先把鈑金件表面清理干凈，然后把兩個鈑金件對齊裝配好,，壓在兩柱狀銅電極之間,，施加力壓緊。當通過足夠大的電流時,，在零件的接觸處產生大量的熱,，將中心最熱區(qū)域的金屬很快加熱至高塑性或熔化狀態(tài)，形成一個透鏡形的液態(tài)熔池,，繼續(xù)保持壓力,，斷開電流，金屬冷卻后,，形成了一個焊點,。

1）鈑金件焊點的設計

為了提高點焊的效果,，保證點焊的可靠性，常在點焊的一個鈑金件上設計一排焊點,，焊點的尺寸一般如圖5.5所示,。在焊接過程中，焊接頭壓在凸點處,，施加壓力通電后,，焊點被熔化。