1、结构设计工艺规范钣金钣金设计工艺规范1. 目的为了提高研发设计中钣金工艺实现的可行性、钣金外协加工厂选择的合理性，使钣金工艺设计规范化，特制定本规范。2. 适用范围本规范适用聚光公司钣金件产品的设计。 3. 规范内容3.1 公司常用板材规格汇总3.1.1常用板材和工艺影响公司常用的板材见表1-1所示，非常用的板材见表1-2所示。其中常用板材特性对制作工艺影响见表2。表1-1 公司常用钣金外协板材汇总 单位mm材料名称型 号板 厚冷 板SPCC不锈钢板(拉丝)SUS304铝板5052电解板SECC 表1-2 公司非常用钣金外协板材汇总 单位mm材料名称型 号板 厚冷 板SPCC不锈钢板SUS20
2、1不锈钢板SUS301(HV460)(HV460)(EH)不锈钢板(2B)SUS304不锈钢板(双镜面)SUS304不锈钢板(BA板)SUS304不锈钢板(单面压花板)SUS304不锈钢板(2B)SUSU316不锈钢板(双镜面)SUS316铍铜C1720(硬态)弹簧钢板65Mn(软态)镀锡钢板E1-T52表2常用板材特性对制作工艺影响区别材料型号价格系数搭接电阻（欧姆）数控冲床加工性能激光加工性能折弯性能压铆螺母工艺性表面喷涂切口防护性能SPCC127（镀彩锌后）好好好好一般表面不处理易生锈SUS30460差好一般极差差好505246一般好一般好一般好SECC26好好好好一般表面不处理易生锈3
3、.1.2选用原则选用常见的金属材料，减少材料规格品种，尽可能控制在公司常用钣金外协板材汇范围内。在同一产品中，尽可能的减少材料的品种和板材厚度规格。在保证零件的功能的前提下，尽量选用廉价的材料品种，并降低材料的消耗材料成本，对于机柜和一些大的插箱，选材需要充分考虑降低整机的重量。除保证零件的功能外，还必须考虑材料的冲压性能应满足加工工艺要求，以保证制品的加工合理性和质量。3.2 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。目前我司产品结构件一般只用到普通冲裁。下面介绍冲裁的工艺性，是指普通冲裁的结构工艺性。3.2.1毛刺普通冲裁材料在分离时由于受到冲裁力的
4、作用，在凸、凹模刃口之间的材料，除了存在剪切变形之外，还存在着拉、弯、横向挤压等变形，材料最终是以撕裂形式实现分离的。普通冲裁工件的断面比较粗糙、有毛刺而且锐角锐边较尖锐易伤手。为不影响尺寸精度钣金件图面技术要求应注明：去除毛刺，锐角锐边倒钝。3.2.2公差冲压件未注公差尺寸极限偏差参照以下GB/T15055标准内级别。3.2.2.1冲裁线性尺寸公差经冲孔、落料及其他分离工序加工而成冲压件的线性尺寸。表3 GB/T15055冲裁线性尺寸公差表3 未注公差冲裁线性尺寸的极限偏差 单位mm基本尺寸材料厚度公差等级大于至大于至fmcv3-11336-1144-630-1144-30120-1144-
5、120400-1144-4001000-1144-10002000-1144-20004000-1144-3.2.2.2成型尺寸公差经弯曲、拉深及其他工序加工而成冲压件的线性尺寸，具体见表4。表4 GB/T15055未注公差成形线性尺寸的极限偏差表4未注公差成形线性尺寸的极限偏差 单位mm基本尺寸材料厚度公差等级大于至大于至fmcv3-11336-1144-630-1144-30120-1144-120400-1144-4001000-1144-10002000-1144-备注1：对于0.5mm及0.5mm下的尺寸应标公差备注2：所有线性尺寸公差的单位均为：mm。备注3：所有角度尺寸的公差单位
6、均为：XX。3.2.2.3经弯曲成形而形成冲压件的角度尺寸表5 GB/T15055未注公差弯曲角度尺寸的极限偏差未注公差弯曲角度尺寸的极限偏差 单位mm公差等级短边长度10102525636316016040040010001000f1151000450035030020015m200130100045035030020c3002001301151000450303.2.2.4经冲孔、落料及其他分离工序加工而成冲压件圆角半径的线性尺寸表6 GB/T15055未注公差冲裁圆角半径线性尺寸的极限偏差未注公差冲裁圆角半径线性尺寸的极限偏差 单位mm基本尺寸材料厚度公差等级大于至大于至fmcv3-11
7、436-44-630-44-30120-44-120400-44-400-44-3.2.2.5在平板或成形件平面处，经冲裁加工而成的角度尺寸表7GB/T15055未注公差冲裁角度尺寸的极限偏差未注公差冲裁角度尺寸的极限偏差 单位mm公差等级短边长度10102525636316016040040010001000f100040030020015010006m130100040030020015010c2001301000400300200153.2.2.7 直线度、平面度未注公差表9 GB/T13916直线度、平面度未注公差 单位mm3.2.3 冲裁孔位设计尺寸基准基本原则设计时尺寸基准尽可能与
8、制造的定位基准相重合，这样可以避免制造误差。冲压件的孔位尺寸基准，应尽可能选择在冲压过程中自始至终不参加变形的面或线上，且不要与参加变形的部位联系起来。工序在不同模具上分散冲压的零件，要尽可能采用同一个定位基准。3.2.4 冲裁的结构工艺性3.2.4.1冲裁件的外形及内孔数冲冲裁件的外形及内孔应避免尖角可采用到角处理，采用激光切割工艺在冲裁件的外形及内孔在直线或曲线的连接处可用圆弧连接，圆弧半径R（t为材料壁厚），见下图3.2.4.1。 图3.2.4.1 冲裁件外形和内孔3.2.4.2冲裁件的悬臂与狭槽。数冲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(t为料厚)，同时应该避免窄的
9、切口与和过窄的切槽，以便增大模具相应部位的刃口强度见上图, 使用鐳射切割不受限制。图3.2.4.2冲裁件的悬臂与狭槽3.2.4.3 冲孔最小尺寸要求数冲及模具冲孔优先选用圆形孔，冲孔有最小尺寸要求，具体见表10。表10材料机械性能和材料厚度有关联表材料圆孔直径b矩形孔短边宽bQ235注:表内值数冲时有外协厂模具支持，镭射切割不受限制。图3.2.4.3 最小尺寸与孔的形状3.2.4.4 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，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。图3.2.4.4冲裁的孔间距与孔边距3.2.5
10、数冲冲孔与鐳射切割及冷冲模工艺区别表11数冲冲孔与鐳射切割及冷冲模工艺区别常见三种冲孔和落料加工特点比较激光切割数控冲（包括密孔冲）冷冲模推荐可加工材质SPCC SUS304SPCC 5052SPCC SUS304 5052推荐可加工料厚0.5mm-10mm-2.5MM一般小于 6mm加工最小尺寸SPCC最小细缝 0.25mm 最小圆 2mm(t)冲圆孔t 方孔小边Wt 长槽宽 Wt冲圆孔t 方孔小边Wt 长槽宽 Wt孔与孔，孔与边的边缘最小距离ttt孔与孔，孔与边的边缘优选距离一般加工精度0.1mm0.1mm0.1mm外观效果外缘光滑，切割端面有一层氧化皮对喷塑着力有影响毛边大，且有带料毛边
11、少量毛边曲线效果光滑，形状多变毛边大，形状规范光滑，形状多变加工速度切割外圆快冲制密孔快最快加工文字刻蚀，较浅，尺寸不受限制尺寸受模具限制冲压，凹形文字，符号可较深；尺寸受模具限制成形不能凹点，沉（沉）孔，小型拉伸等均可可实现较复杂的形状加工费用较高低最低注：以上数据为冷轧钢板（低碳钢）的数据3.2.6公司常用冲孔尺寸表10圆孔 RO圆孔 RO 单位mm1610182011 2412252613 143315表11矩形孔 RE矩形孔 RE 单位mm表12腰形孔OB腰形孔OB 单位mm表13正方形孔 SQ正方形孔 SQ 单位mm4x45x5表14特殊孔矫形孔电脑接口D型接器9芯向上百叶USB接口
12、RJ45连接器60*5*2散热矫形孔 贴标牌凹印表15倒外圆R倒外圆R 单位mmR2R3R53.2.7 螺钉、螺栓的过孔和沉头座表16沉头螺钉的沉头座及过孔 单位mm螺钉、螺栓过孔和沉头座的结构尺寸按表选取。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。M3及M4沉头螺钉完成钣金连接如果开沉孔的板的厚度为lmm按照常规的是有问题的。但可采用涨铆螺母如沉孔的直径为6mm可以有效完成连接见下图3.2.7-1，这种连接方式要求下面是涨铆螺母，压铆螺母和翻孔攻丝不能完成紧固连接但涨铆螺母缺点易脱落。表17薄板沉头孔 单位mmSPCC厚度1M34/666M4-图3.
13、2.7-1 涨铆螺母3.3 折弯钣金的折弯是指改变板材或板件角度的加工，如将板材弯成 V 形， U 形等。一般情况下，钣金折弯有两种方法：一种方法是模具折弯，用于外形复杂、尺寸较小、大批量加工的钣金结构；另一种是折弯机折弯，用于加工结构尺寸比较大的或产量不是很大的钣金结构。3.3.1 折弯时的干涉现象见下图图3.3.1-1 折弯干涉现象对于二次或二次以上的折弯，经常出现折弯工件与刀具相碰出现干涉，如图3.3.1-1所示黑色部分为干涉，干涉部分无法完成折弯或者因为折弯干涉导致折弯变形。钣金折弯干涉需了解一下折弯模的形状和尺寸，在结构设计时注意避开折弯模就可以见图3.3.1.2-1图所示。 图3.
14、3.1.2-1 避开折弯模3.3.2孔、长圆孔离折弯边最小距离长圆孔离折弯边最小距离图3.3.2-1为x距离为钣厚二倍。图3.3.2-1 孔离折弯边最小距离当孔位于折弯变形区内，所采取的切口形式见下图3.3.2-2图3.3.2-2 折弯切口3.3.3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侧面的最小高度为：h=（35）t3mm。如图3.3.3-1所示。图3.3.3-1弯边侧边带有斜角的直边高度3.3.4局部弯曲的工艺切口止裂槽或切口，对于一条边的一部分折弯为了避免撕裂和畸变应开止裂槽或切口，特别是对于内弯角小于 60 度的弯曲更需要开止裂槽或切口，切口宽度一般大于板厚t，切口深度
15、一般大于。图3.3.4-1中 b 较 a 折弯更合理。 图3.3.4-1 局部弯曲的工艺切口3.3.5弯曲件的工艺孔、工艺槽和工艺缺口在设计弯曲件时，如果需将弯边弯曲到毛坯内边时，一般应事先加冲工艺孔、工艺槽或工艺缺口，D与K尺寸应大于钣厚如图3.3.5-1所示。图3.3.5-1弯曲件的工艺孔和工艺缺口3.3.6钣金件最小折弯内径除特别要求外图示技朮要求标注应为，t为板厚。3.3.7特殊要求的直边高度如果设计需要弯曲件的直边高度h2t,，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（如图3.3.7-1所示）。图3.3.7-1 压槽3.3.8压死边压死边的死
16、边长度与材料的厚度有关。如图3.3.8-1所示，一般死边最小长度L4t+R。压死边一般适用于板材为不锈钢、镀锌板、覆铝锌板等，电镀件不宜采用，因为压死边的地方会有夹酸液的现象。图3.3.8-1压死边3.3.9 180度折弯图3.3.9-1中的最小折弯边尺寸 L为表19弯曲件L型折弯高度极限值，高度 H 应该选择表1公司常用钣金外协板材汇总。图3.3.9-1 180度折弯3.3.10 三重折叠压死边图3.3.10-1中最后折弯边压平所需最小承压边L尺寸见表18。图3.3.10-1三重折叠压死边表18最小承压边L尺寸 单位mm3.3.11 段差工艺图3.3.11-1段差工艺加卸料结构的段差模具使用
17、高度为h为（ 一 )t，模具台阶高度可以通过加垫片进行调整，高度h是任意调节的，缺点长度l尺寸及竖边的垂直度不易保证。见图3.3.11-1。当段差高度h小于倍料厚时，采用段差模或简易模成形；大于倍料厚时采用正常一正一反两折完成。3.3.12标注弯曲件相关尺寸时要注意装配关系图3.3.12-1 弯曲件相关尺寸标注如图3.3.12-1两孔如b图示L1尺寸有装配关系应采用b标注方式,a与c为两孔无装配关系采用标注方法.。 3.3.13 弯曲件的回弹影响回弹的因素很多，包括：材料的机械性能、壁厚、弯曲半径以及弯曲时的正压力等。折弯件的内圆角半径与板厚之比越大，回弹就越大。设计上抑制回弹的方法示例:弯曲
18、件的回弹，目前主要是由生产厂家在模具设计时，采取一定的措施进行规避。同时，从设计上改进某些结构促使回弹角减少如下图所示：在弯曲区压制加强筋，不仅可以提高工件的刚度，也有利于抑制回弹。图3.3.13-1弯曲区压制加强筋3.3.14折弯件折弯边最小直边高度 表19折弯边最小直边高度 单位mm材质板厚(T)折弯尺寸(最小值)SPCC SECC SUS3043512693505212639铜板(CU)512639拉伸3.4.1 拉伸件底部与直壁之间的圆角半径大小要求如图3.4.1-1所示，拉伸件底部与直壁之间的圆角半径应大于或等于板厚，即r1t 。为了使拉伸进行得更顺利，一般取r1=(35)t，最大圆
19、角半径应小于或等于板厚的8倍，即r18t。见图图3.4.1拉伸件底部与直壁之间的圆角半径3.4.1.1 拉伸件凸缘与壁之间的圆角半径拉伸件凸缘与壁之间的圆角半径应大于戓等于板厚的2倍，即r22t，为了使拉伸进行得更顺利，一般取r2=(510)t，最大凸缘半径应小于或等于板厚的8倍，即r28t。见图3.4.1。3.4.1.2圆形拉伸件的内腔直径圆形拉伸件的外形直径D取值应为D d+10t，以便在拉伸时压板压紧不致起皱。见图3.4.1。3.4.1.3矩形拉伸件相邻两壁间的圆角半径矩形拉伸件相邻两壁间的圆角半径应取r3 3t，为了减少拉伸次数应尽可能取r3 H/5，以便一次拉出来见图3.4.1.3。
20、图3.4.1.3矩形拉伸件相邻两壁间的圆角半径3.4.1.4 圆形无凸缘拉伸件一次成形时，其高度与直径的尺寸关系要求圆形无凸缘拉伸件一次成形时，高度H和直径d之比应小于或等于，即H/d ，如图.2所示。图3.4.2 圆形无凸缘拉伸件高度与直径的尺寸关系3.4.2拉伸件设计图纸上尺寸标注的注意事项拉伸件由于各处所受应力大小各不相同，使拉伸后的材料厚度发生变化。一般来说，底部中央保持原来的厚度，底部圆角处材料变薄，顶部靠近凸缘处材料变厚，矩形拉伸件四周圆角处材料变厚。 3.4.3 拉伸件产品尺寸的标注方法在设计拉伸产品时，对产品图上的尺寸应明确注明必须保证外部尺寸或内部尺寸，不能同时标注内外尺寸。
21、3.4.4.加强筋在板状金属零件上压筋，有助于增加结构刚性，加强筋结构及其尺寸选择参见表20。表20 加强筋结构及尺寸 单位mm3.4.5 打凸间距和凸边距的极限尺寸表21打凸间距和凸边距的极限尺寸 单位mm3.4.6 百叶窗百叶窗通常用于各种罩壳或机壳上起通风散热作用，其成型方法是借凸模的一边刃口将材料切开，而凸模的其余部分将材料同时作拉伸变形，形成一边开口的起伏形状。百叶窗的典型结构参见图3.4.6，百叶窗尺寸要求：a4t；b6t；h5t；L24t；r。t为钣厚。图3.4.6 百叶窗3.4.7孔翻边孔翻边型式较多，本规范只关注要加工螺纹的内孔翻边，如图3.4.7所示。图3.4.7孔翻边 表
22、22孔翻边加工螺纹尺寸 单位mm螺 纹材料厚度t翻边内孔D1翻边外径d2凸缘高度h预冲孔直径D0凸缘圆角半径RM31222M41221M5333214M63214433铆接3.5.1 铆接使用的注意事项不要在铝板阳极氧化或表面处理之前安装铆装紧固件。同一直线上铆接过多，被挤压的材料没有地方可流动，会产生很大的应力，使工件弯曲成弧形。保证在板的表面电镀氧化处理后再安装铆装紧固件。3.5.2 拉铆拉铆指铆接件在外界拉力的作用下发生塑性变形其变形的位置通常在专门设计的部位，靠变形部位夹紧基材来实现可靠的连接。拉铆要用专用的铆枪进行铆接加工性不太好，加工效率低。3.5.3压铆压铆要求铆接的压铆件的硬度要远大于基材的硬度，在外界压力下压铆件使基体材料发生塑性变形，并挤入压铆螺母柱结构中预制槽内，从而实现两个零件的可靠连接。普通低碳钢、铝合金板、铜板板材适合于压接压铆螺母柱。不锈钢和高碳钢板材因为材质较硬，需要特制的高强度的压铆件如材质为SUS416。如整
