鈑金件設計設計

密級： 內(nèi)部公開/秘密技術規(guī)范DKBA4031-2003.06 鈑金結構件可加工性設計規(guī)范目 次前 言51范圍和簡介61.1范圍61.2簡介61.3關鍵詞62規(guī)范性引用文件63沖裁63.1沖裁件的形狀和尺寸盡可能簡單對稱，使排樣時廢料最少。63.2沖裁件的外形及內(nèi)孔應避免尖角。63.3沖裁件應避免窄長的懸臂與狹槽73.4沖孔優(yōu)先選用圓形孔，沖孔有最小尺寸要求73.5沖裁的孔間距與孔邊距83.6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83.7螺釘、螺栓的過孔和沉頭座83.8沖裁件毛刺的極限值及設計標注93.8.1沖裁件毛刺的極限值93.8.2設計圖紙中毛刺的標注要求94折彎104.1折彎件的最小彎曲半徑104.2彎曲件的直邊高度104.2.1一般情況下的最小直邊高度要求104.2.2特殊要求的直邊高度114.2.3彎邊側邊帶有斜角的直邊高度114.3折彎件上的孔邊距114.4局部彎曲的工藝切口124.4.1折彎件的彎曲線應避開尺寸突變的位置124.4.2當孔位于折彎變形區(qū)內(nèi)，所采取的切口形式124.5帶斜邊的折彎邊應避開變形區(qū)134.6打死邊的設計要求134.7設計時添加的工藝定位孔134.8標注彎曲件相關尺寸時，要考慮工藝性144.9彎曲件的回彈144.9.1折彎件的內(nèi)圓角半徑與板厚之比越大，回彈就越大。144.9.2從設計上抑制回彈的方法示例145拉伸155.1拉伸件底部與直壁之間的圓角半徑大小要求155.2拉伸件凸緣與壁之間的圓角半徑155.3圓形拉伸件的內(nèi)腔直徑155.4矩形拉伸件相鄰兩壁間的圓角半徑155.5圓形無凸緣拉伸件一次成形時，其高度與直徑的尺寸關系要求165.6拉伸件設計圖紙上尺寸標注的注意事項165.6.1拉伸件產(chǎn)品尺寸的標準方法165.6.2拉伸件尺寸公差的標注方法166成形166.1加強筋176.2打凸間距和凸邊距的極限尺寸176.3百葉窗176.4孔翻邊187附錄197.1附錄A：高碳鋼、低碳鋼對應的公司常用材料牌號列表197.2附錄B 壓印工藝、壓花工藝簡介207.2.1壓印工藝207.2.2壓花工藝208參考文獻21前 言本規(guī)范的其他系列規(guī)范：無與對應的國際標準或其他文件的一致性程度：無規(guī)范代替或作廢的全部或部分其他文件：無與其他規(guī)范或文件的關系：無與規(guī)范前一版本相比的升級更改的內(nèi)容：第一版，無升級更改信息。本規(guī)范由整機工程部結構造型設計部提出。本規(guī)范主要起草和解釋部門：結構造型設計部本規(guī)范主要起草專家：結構造型設計部：鄧在明(10166)、盛輝（21628）、李俊周(17743)。本規(guī)范主要評審專家：結構造型設計部：曾喜能(7700)、田雨（15962）、向子上（17314）、王永剛（21437）、許劍明（21269）、劉長林（20072）、李浩（25479）。本規(guī)范批準部門：整機工程部結構造型設計部本規(guī)范所替代的歷次修訂情況和修訂專家為：規(guī)范號主要起草專家主要評審專家鈑金結構件可加工性設計規(guī)范1 范圍和簡介1.1 范圍本規(guī)范規(guī)定了鈑金結構設計所要注意的加工工藝要求。本規(guī)范適用于鈑金結構設計必須遵守的加工工藝要求。1.2 簡介我司產(chǎn)品結構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，可以有效的降低產(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，提出對鈑金件結構設計的限制。 1.3 關鍵詞鈑金、沖裁、折彎、拉伸、成形、排樣、最小彎曲半徑、毛邊、回彈、打死邊2 規(guī)范性引用文件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。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)范。序號編號名稱1DKBA0.400.0023工藝審核規(guī)范Rev1.0 作者：鄧在明，周有光3 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)品結構件一般只用到普通沖裁。下面介紹沖裁的工藝性，是指普通沖裁的結構工藝性。3.1 沖裁件的形狀和尺寸盡可能簡單對稱，使排樣時廢料最少。圖3.1.1 沖裁件的排樣3.2 沖裁件的外形及內(nèi)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R0.5t。（t為材料壁厚）圖3.2.1 沖裁件圓角半徑的最小值3.3 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。見圖3.3.1。 圖3.3.1 避免窄長的懸臂和凹槽3.4 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。圖3.4.1 沖孔形狀示例材料圓孔直徑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* 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3.5 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，見圖3.5.1。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。圖3.5.1 沖裁件孔邊距、孔間距示意圖3.6 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折彎件或拉深件沖孔時，其孔壁與工件直壁之間應保持一定的距離（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3.7 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?shù)某令^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。 表2 用于螺釘、螺栓的過孔 *要求鈑材厚度th。表3 用于沉頭螺釘?shù)某令^座及過孔*要求鈑材厚度th。表4 用于沉頭鉚釘?shù)某令^座及過孔3.8 沖裁件毛刺的極限值及設計標注3.8.1 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。材料壁厚材料抗拉強度 （N/mm2）100250250400400630630f mgfmgfmgfmg0.7 1.00.120.170.230.090.130.170.050.070.10.030.040.051.0 1.60.170.250.340.120.180.240.070.110.150.040.060.081.6 2.50.250.370.50.180.260.350.110.160.220.060.090.122.5 4.00.360.540.720.250.370.50.20.30.40.090.130.18* 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3.8.2 設計圖紙中毛刺的標注要求* 毛邊方向：BURR SIDE。* 需要壓毛邊的部位：COIN或COIN CONTINUE 。一般不要整個結構件斷口全部壓毛邊，這樣會增加成本。盡量在下面情況使用：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。圖3.8.2.1 鈑金結構設計圖紙中毛刺的標注示例 4 折彎4.1 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(nèi)層則受到壓縮。當材料厚度一定時，內(nèi)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(chǎn)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。公司常用材料的最小彎曲半徑見下表。序號材 料最小彎曲半徑108、08F、10、10F、DX2、SPCC、E1-T52、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1100-H24、T20.4t215、20、Q235、Q235A、15F0.5t325、30、Q2550.6t41Cr13、H62(M、Y、Y2、冷軋)0.8t545、501.0t655、601.5t765Mn、60SiMn、1Cr17Ni7、1Cr17Ni7-Y、1Cr17Ni7-DY、SUS301、0Cr18Ni9、SUS3022.0tl 彎曲半徑是指彎曲件的內(nèi)側半徑,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4.2 彎曲件的直邊高度4.2.1 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（圖4.2.1）要求：h2t。 圖4.2.1.1 彎曲件的直邊高度最小值4.2.2 特殊要求的直邊高度如果設計需要彎曲件的直邊高度h2t,，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4.2.3 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（圖4.2.3），側面的最小高度為：h=（24）t3mm圖4.2.3.1 彎邊側邊帶有斜角的直邊高度4.3 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(chǎn)生變形?？妆谥翉澾叺木嚯x見表下表。表7 折彎件上的孔邊距 4.4 局部彎曲的工藝切口4.4.1 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(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：SR ；槽寬kt；槽深L t+R+k/2。 圖4.4.1.1 局部彎曲的設計處理方法4.4.2 當孔位于折彎變形區(qū)內(nèi)，所采取的切口形式當孔在折彎變形區(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4.5 帶斜邊的折彎邊應避開變形區(qū) 圖4.5.1 帶斜邊的折彎邊應避開變形區(qū)4.6 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L3.5t+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L4.7 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(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量。圖4.7.1 多次折彎時添加的工藝定位孔4.8 標注彎曲件相關尺寸時，要考慮工藝性 圖4.8.1 彎曲件標注示例 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。4.9 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。4.9.1 折彎件的內(nèi)圓角半徑與板厚之比越大，回彈就越大。4.9.2 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(chǎn)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。圖4.9.2.1 設計上抑制回彈的方法示例5 拉伸5.1 拉伸件底部與直壁之間的圓角半徑大小要求如下圖所示，拉伸件底部與直壁之間的圓角半徑應大于板厚，即r1t 。為了使拉伸進行得更順利，一般取r1=(35)t，最大圓角半徑應小于或等于板厚的8倍，即r18t。圖5.1.1 拉伸件圓角半徑大小5.2 拉伸件凸緣與壁之間的圓角半徑拉伸件凸緣與壁之間的圓角半徑應大于板厚的2倍，即r22t，為了使拉伸進行得更順利，一般取r2=(510)t，最大凸緣半徑應小于或等于板厚的8倍，即r28t。（參見圖5.1.1） 5.3 圓形拉伸件的內(nèi)腔直徑圓形拉伸件的內(nèi)腔直徑應取D d+10t，以便在拉伸時壓板壓緊不致起皺。（參見圖5.1.1）5.4 矩形拉伸件相鄰兩壁間的圓角半徑矩形拉伸件相鄰兩壁間的圓角半徑應取r3 3t，為了減少拉伸次數(shù)應盡可能取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5.5 圓形無凸緣拉伸件一次成形時，其高度與直徑的尺寸關系要求圓形無凸緣拉伸件一次成形時，高度H和直徑d之比應小于或等于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系5.6 拉伸件設計圖紙上尺寸標注的注意事項拉伸件由于各處所受應力大小各不相同，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。 5.6.1 拉伸件產(chǎn)品尺寸的標準方法在設計拉伸產(chǎn)品時，對產(chǎn)品圖上的尺寸應明確注明必須保證外部尺寸或內(nèi)部尺寸，不能同時標注內(nèi)外尺寸。5.6.2 拉伸件尺寸公差的標注方法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(GB)16級精度公差絕對值的一半，并冠以號。6 成形6.1 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6。表8 加強筋結構及尺寸選擇6.2 打凸間距和凸邊距的極限尺寸打凸間距和凸邊距的極限尺寸按下表選取。表9 打凸間距和凸邊距的極限尺寸6.3 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6.3.1。 圖6.3.1 百葉窗的結構百葉窗尺寸要求：a4t；b6t；h5t；L24t；r0.5t。6.4 孔翻邊孔翻邊型式較多，本規(guī)范只關注要加工螺紋的內(nèi)孔翻邊，如圖6.4.1所示。 圖6.4.1 帶螺紋孔的內(nèi)孔翻邊結構示意圖螺 紋材料厚度t翻邊內(nèi)孔D1翻邊外孔d2凸緣高度h預沖孔直徑D0凸緣圓角半徑RM30.82.553.381.61.90.613.251.62.20.53.381.81.93.5221.23.381.9220.63.52.161.51.53.52.41.70.75M413.354.4622.30.51.24.351.922.70.64.52.162.34.652.41.51.54.462.42.50.754.652.71.824.562.22.41M51.24.255.62.430.61.55.462.42.50.755.62.735.7532.525.533.22.415.753.62.72.55.7543.11.25M61.55.17.033.60.7526.73.24.217.03.63.67.342.52.57.042.81.257.34.5337.04.83.41.5表10 帶螺紋孔的內(nèi)孔翻邊尺寸參數(shù)7 附錄7.1 附錄A：高碳鋼、低碳鋼對應的公司常用材料牌號列表序號材料種類圖紙標注牌號實際可使用的材料牌號材料規(guī)格（mm）材料大類1耐指紋電鍍鋅鋼板DX2SECC-N2 MSE-CC-U 0.8 , 1.0 , 1.2 ,1.5 , 2.0 , 2.5 低碳鋼2熱浸鋅板DX2GI St02Z低碳鋼3覆鋁鋅板DX2CS （TAPE A） 低碳鋼4耐指紋電鍍鋅鋼板DX2SECC低碳鋼5磷化鍍鋅鋼板DX2SECC-P； BLCE+Z-P低碳鋼6冷軋鋼板08SPCC低碳鋼7磷化鍍鋅鋼板08SECC-P低碳鋼8韓國鍍鋅鋼板08SECC 低碳鋼9冷軋鋼板0808F低碳鋼10冷軋鋼板0808低碳鋼11冷軋鋼板0810F低碳鋼12冷軋鋼板0810低碳鋼13冷軋鋼板0815F低碳鋼14熱軋鋼板Q235AQ235A3.0 ，4.0 ，6.0 低碳鋼15熱軋鋼板Q235A20低碳鋼16熱軋鋼板Q335A35低碳鋼17熱軋鋼板Q235A25低碳鋼18鍍錫鋼板（馬口鐵）E1-T52SPTE 2.8/2.8 T-2.50.4低碳鋼19彈簧鋼板（熱軋）65Mn65Mn0.1高碳鋼20彈簧鋼板（熱軋）65Mn60Si2Mn0.1高碳鋼21不銹鋼板 (冷軋)1Cr18Ni9SUS3020.2 , 0.3 低碳鋼22不銹鋼板/帶 (冷軋)1Cr18Ni91Cr18Ni9Ti0.2 , 0.3低碳鋼23不銹鋼板/帶 (冷軋)1Cr18Ni90Cr18Ni90.2 , 0.3低碳鋼24不銹鋼帶 (冷軋)1Cr17Ni7-YSUS3010.06，0.08，0.1高碳鋼25不銹鋼帶 (冷軋)1Cr17Ni7-Y0Cr17Ni7Al(沉淀硬化)0.06，0.08，0.1高碳鋼26不銹鋼帶 (冷軋)1Cr17Ni7-DYSUS3010.08高碳鋼27不銹鋼帶 (冷軋)1Cr17Ni7-DY1Cr17Ni70.08高碳鋼28不銹鋼帶 (冷軋)1Cr17Ni7-DY0Cr18Ni90.08高碳鋼7.2 附錄B 壓印工藝、壓花工藝簡介 壓印、壓花工藝在鈑金件上應用很多，包括標簽粘貼位置指示、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行加工。7.2.1 壓印工藝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行切邊的零件，可在敞開模中進行。為使零件得到良好的表面質(zhì)量，成形前應將毛坯進行退火、酸洗、噴砂等處理。7.2.2 壓花工藝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(0.30.4t)時，在光面凹模上進行；深度h>0.4t時，在帶有與凸模配合的相應凹槽的凹模上進行，其凹模的寬度要比凸模上的大一些，深度要比凸模上的淺。8 參考文獻制定本規(guī)范參考的一些文獻，但沒有直接引用里面的條文：序號編號或出處名 稱1機械工業(yè)出版社 沖壓手冊 第2版 王孝培 主編 2000年10月出版2機械工業(yè)出版社沖壓模具設計與制造手冊第2版 潘憲曾 主編 1999年出版3上?？茖W技術出版社模具設計與制造簡明手冊第2版 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 主編 2001年出版4電子科技大學出版社電子設備工藝設計手冊周百靈 主編 2000年10月出版2021-10-18,06:18:4121