钣金设计指南.docx
《钣金设计指南.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钣金设计指南.docx(25页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、钣金设计指南名目、设计小学问3一、功能要求3二、工艺要求31、 冲裁32、 折弯73、 钣金件的连接124、 其它工艺16三、装配要求17四、本钱要求18五、材料的选择18六、金属冲压件的公差18、钣金常用机构形式191、 冲裁3、设计小学问钣金件的设计除了要考虑功能要求外,还得考虑工艺要求、装配要求、本钱要求。与铸、锻件相比, 钣金件所做成的产品有较高的强度、较轻的构造重量;加工简便,所用的设备简洁;外形平坦,加工余量 少,可减轻重量,缩短生产周期,降低本钱。一、功能要求功能要求主要是满足系统的构造要求、强度要求、屏蔽要求、接地导电性能等。系统的构造是一个系统的硬件、PCB 板、线材、电源等
2、空间放置的位置、形式、连接装配方式等。钣金件由于其良好的强度、钢度、加工性、导电性,通常是用来负责支承起系统中大局部的硬件、PCB 板、线材、电源等。硬件的放置形式多种多样,其要求也会有所不同。机械强度是钣金件设计中最重要的一环。由于系统中大局部的重量靠钣金件来支承,钣金件的机械 强度消灭问题,系统中整个强度就会出问题。医疗仪器一般需要做震惊测试,跌落试验,碰撞试验,冲击 试验等,有的机器甚至要求强度做到能承受 100g 的冲击,这就需要足够的机械强度和钢度。尤其是那些需要支承悬空的硬件的钣金件,和起主要支承作用的支架等,更必需有更好的强度。通常设计大型的系统如 B 超、CT 机、检验设备,通
3、信用的机箱机柜等,会先设计起支承用的支架框架。这样的支架框架可选用型材如铝型材,也可选用比较厚的钣金件折弯成“”或“”形。一般 状况,增加一个折弯会使钢度增加几倍。二、工艺要求钣金件的加工设备主要有数控冲床,折弯机,冲床,剪裁机,铣床,钻床,焊接设备等附表中是迈讯的机器设备统计。钣金成形可归纳为压缩类成形、伸长类成形和弯曲类成形三种根本类型。钣金件加工中的矫形、弯曲、卷板、冲裁、拉深等工序,都是利用金属在常温下产生的塑性变形而成为所需的外形。因此,金属的塑性变形是金属成形的根底。第 10 页 共 25 页金属在冷状态下受外力作用时,其外形和尺寸将发生变化,这种变化可以是弹性的,也可以是塑性的。
4、当外力解除后,能恢复其原来的外形和尺寸的就是弹性变形,反之就是塑性变形。金属塑性变形最根本的 形式就是滑移。1、 冲裁冲裁是利用冲模将板料以封闭的轮廓与坯料分别的一种冲压方式,主要设备是冲床。可以制成成品零件,也可作为弯曲、拉深、和成形等工艺预备毛坯。冲裁分为落料和冲孔两种。利用冲裁取得肯定的外形 的制件或坯料的冲压方法就是落料;反之,得到带孔的的就是冲孔。板料分别的变形过程分为三个阶段: 弹性变形阶段,塑性变形阶段,剪裂阶段。在冲出孔的上部,有微小圆角,称圆角带。这是当冲裁过程中塑性变形开头时,由金属纤维的弯曲变形和拉伸而造成的。连接圆角带的是光亮的切割局部,称作光亮带,它是在金属产生塑性变
5、形时形成的。 光亮带下面是粗糙的外表,称为断裂带,它是由于拉应力的作用,使金属纤维断裂而形成的。在冲裁件或 废料上,也有类似的三个局部,但其分布位置的上下次序恰好相反。冲裁件的尺寸精度主要是靠模具保证 的,所以假设开模件的质量比较稳定,制件的互换性较好,一般不需要进一步的机械加工,即可满足装配 和使用要求,材料的利用率较高,操作简便。在大批量生产时承受冲裁,能显著地提高生产效率,易实现 机械化和自动化。冲裁间隙是指凹模和凸模之间的尺寸差。冲裁间隙是一个重要的工艺参数,其大小除对冲裁件的断面质量和尺寸精度有影响外,还会对冲裁力和模具寿命有直接影响。影响情况项 目大 间 隙正 常 间 隙小 间 隙
6、圆角大,毛刺大,撕圆角正常,无毛刺,能 圆角小,有毛刺,断面与板料表 1冲裁间隙的影响断面质量裂角大满足一般冲压件要求平面垂直冲裁力小适中大模具寿命降低适中小外形尺寸小于凹模尺外形尺寸大于凹模尺寸,内形制作尺寸寸,内形尺寸大于凸尺寸适中尺寸小于凸模尺寸模尺寸卸料力和推件力减小适宜增大模具制造简洁制造,假设承受线一般不易制造切割机床加工凹凸模一次可加工成形力态分布挤压作用减弱,侧压力稍有降低板料对模具的挤压力强,侧压近于纯剪切力和摩擦力大,并随切入量增加而增大,直到撕裂时下降用模具直接下料时,冲裁件的直角处通常可以做成圆角,不仅模具寿命会沿长,零件做出来也不会留下安全隐患;直接用数控冲床加工时,
7、因圆角较难加工,可以做成 45倒角。冲裁精度:钣金件的内外形的经济精度为 GB78 级,一般要求落料件的精度最好低于 5 级,冲孔件低于 4 级。下表是冲孔后的孔距公差l。l料厚冲模型式1mm12mm24mm46mm孔距 L一般冲模高级冲模表 2孔的间距冲裁精度50mm0.100.120.150.2050150mm0.150.200.250.30150300mm0.200.300.350.4050mm0.030.040.060.0850150mm0.050.060.080.10150300mm0.080.100.120.15注:我们公司外协厂商所用的数控冲床都属于一般冲模,只有用周密模具做的冲
8、孔模才能到达上表中高级冲模的公差。并且只适用于两个孔同时冲出的状况。冲裁件的凸出悬臂和凹槽宽度不宜过小,其合理数值可参考表下表: 表 3 冲裁件的凸出悬臂和凹槽宽度材料冲裁件的凸出悬臂和凹槽的最小宽度B硬钢(1.31.5)t黄铜、紫 铜软铜、铝(0.91.0)t(0.750.8)t材料冲孔时,孔径不宜过小。其最小孔径与孔的外形、材料的机械性能、材料的厚度等有关。表 4冲裁件的最小孔径钢70Kgmm20d1.5ta1.35ta1.1ta1.2t钢=4070Kgmm20d1.3ta1.2ta0.9tat钢40 Kgmm20dta0.9ta0.9ta0.8t黄铜、铜d0.9ta0.8ta0.6ta0
9、.7t铝、锌d0.8ta0.7ta0.5ta0.6t纸胶板、布胶板d0.7ta0.6ta0.4ta0.5t硬纸、纸d0.6ta0.5ta0.3ta0.4t冲裁件的外形或内孔应避开锋利的清角,在各直线或曲线的连接处,除属于无废料冲裁,宜有适当的圆角,其半径R 的最小值见下表:表 5冲裁半径冲裁件的孔与孔之间、孔与边缘之间的距离不应过小,其许可值见以下图 1图 12、折弯折弯主要由折弯机或手工来完成。H2t压槽H1002008812004008400700910010020088132004009400700910010020099362004001040070010表 6弯曲件的尺寸183050
10、80120180260360305080120180260360500对于内弯角小于 60的弯曲,为了避开撕裂和畸变,应开止裂槽或切口。图10(b)和图 10(d)是开止裂槽的情形,图 10(e)是开止裂切口的情形。图 10(e)和图 7(f)是在简单弯曲件上开止裂槽的情形,图 10(g) 和图 10(h)是切口弯曲的情形。图 10(i)是冲方孔后弯曲成形。对剪裁的条料或毛料,剪裁边缘的硬度一般提高20-30,假设不开止裂槽,比退火料更简洁开裂。切槽端头可以做成呈半圆形,半径最小为 t。其深度,即半圆端到起始弯曲的距离为 0.75-1.5mm, 这样才可以在弯曲时不引起畸变。也可以做成长方形。
11、图 10一般弯角都呈圆形,其半径与钣金件的材质、板厚、成型条件等有关,一般可以在图纸上不需要标11注具体的尺寸。如要得到比较尖的弯角,可承受如图11 所示的方法,将弯曲局部铣去3 2 的厚度t。图 113、钣金件的连接常见的钣金件的冷作工艺的连接方法有:咬缝连接、铆接、焊接、螺钉连接、预埋(胀接)等。咬缝连接:咬缝连接就是将薄板的边缘相互折转扣合压紧的连接方法。咬缝连接不需要特别的设备, 当板较薄尤其不适宜用焊接时,这种连接更能显示出其优越性。其致密性较好,连接又格外牢靠,所以对 厚度在 1mm 以下的钣金构造,常可以选用咬缝连接。如我们常见的铁桶就是用这种联接方式。铆接:借助铆钉形成的不行拆
12、连接。铆接的构造具有传力均匀牢靠、韧性和塑性好、简洁检查和维 修的特点,所以对于成认冲击和振动载荷的构件的连接、某些异种金属的连接,以及焊接性的金属(如铝 合金)。铆接构造依据其工作的要求和应用范围的不同,分为强固铆接、严密铆接和密固铆接。强固铆接 要求铆钉能承受大的作用力,保证构件有足够的强度,而对接合缝的严密性无特别的要求,如屋架、桥梁、 车辆等;严密铆接的铆钉不承受大的作用力,但对接合缝要求严密,以防学习漏水或漏气,如水箱、油罐 等;密固铆接既要要求铆钉能承受大的作用力,又要求接合缝严密,如压缩空气罐、压力管路等。铆钉可 由钢、铜、铝等多种材料制成。铆钉的种类有半圆头、平锥头、沉头等。我
13、们常用的铆钉的规格为3.2mm, 精装配时钉孔直径取 d+0.1mm=3.3mm,粗装配时钉孔直径取 d+0.4mm=3.7mm。手工冷铆时的铆钉直径一般不超过 8mm,用铆钉枪铆接时的铆钉直径一般不超过13mm,用铆接机铆接时的铆钉直径可达20mm。当用一块钣金件不能到达预期的目地时,常用两个零件连接成一个零件,此时就常用到焊接。焊接最常用的是亚弧焊,电焊,气焊等。螺钉连接一般是用于可拆的构造。其特点是构造简洁牢靠、装拆便利、本钱低,运用广泛。常见的形式是预埋,把螺钉、螺柱或螺母压入到钣金件当中。预埋螺柱一般不会出什么问题,由于螺柱是特制的,螺柱的六角头上方有一个槽,当压入六角头时,板上的材
14、料会挤进槽内,能自行固定。而螺 钉就不一样,我们选取的螺钉一般没有特制的,没有挤压槽,所以当螺钉压入时,挤压的材料没地方去, 受材料的挤压,很难把握螺钉与钣金平面的垂直度。所以,安装另外的零件时,往往会消灭很难装配的情 况。螺钉越长,越难把握。这时最好不用选用预埋的形式,直接用螺钉连接更好些。公司外协生产中的钣金件的预埋螺柱的外径有两种规格如表,假设选择不对,会消灭外径偏小,能通过 PCB 板的固定孔的状况。如 M3 的螺柱,有两种规格,外径分别是 4.190/ 和 5.380/-0.12-0.12两种规格,假设PCB 板的固定孔稍大一点,小规格的螺柱可以通过。鉴于此状况的消灭,我们可以在螺柱
15、的规格后面加上其外径要求,如4 个M3x11 的螺柱,其外径规格选用为 5.38 时,图纸上标明为“4-预埋螺柱 M4x11外径规格 5.3)”。翻边攻丝、预埋螺母是用螺钉连接时钣金件加工的常用方法。当需要担当的力较大时,最好使用预 埋螺母。当用模具直接成形时,用翻边攻丝的工艺比较简洁,成形后只要攻丝就好了。翻边攻丝的有效牙长必需保证 3 个以上,这是生产厂家的工艺必需保证的,否则简洁引起滑牙。翻边攻丝、预埋螺母各有其优点和缺点:预埋螺母承力较大,螺纹稳定,可以使用较大的螺钉,但所占用的空间较大,螺母简洁松脱; 翻边攻丝的工艺简洁易加工,适合大批量生产时使用,所占用的空间较小,但简洁滑牙,不能
16、承受大的作用力,也不能用大螺纹不能保证牙长。翻边攻丝正反方向一般是按冲压模具的方向定的,在上方的一面一般叫正面,下方的一面一般叫反面。所以翻边攻丝的正面是平的那一面,反面是突出来的那一面。在 2D 图纸上标正反面的时候请留意, 别标错了,以免供给商做错了。种类种类种类长度 L螺纹 M外径 A0/-0.12螺纹深C材料规格HM2.5M2.5 M3 M3 M3.5 M4M4表 7螺柱规格表(材料为碳钢或不锈钢)种类种类种类4.195.22-6.36.32-9.59.5-194.765.385.22-6.36.32-9.59.5-196.354.196.22-7.57.52-1111-194.765
17、.386.22-7.57.52-1111-196.355.3873-8.88.82-12.812.82-196.355.9573-8.88.82-12.812.82-197.947.1173-8.88.82-12.812.82-197.94注:L 最好取整数。表 8螺母规格表(材料为碳钢或不锈钢)第 19 页 共 25 页螺纹 M 代码号最大 A最小板厚t最大 CE0.25T0.25预冲孔+0.08/最小孔中心到边的距离0.760.80.9714.226.31.54.254.81.371.40.760.80.9714.226.31.54.254.81.371.40.760.80.9714.22
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 设计 指南
限制150内