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1、- 1 - 钣金件设计工艺 100429 1.0、 钣金材料的选材 钣金材料是 结构 设计中最常用的材料,了解材料的综合性能和正确的选材,对成本、性能、 质 量、加工工艺性都有重要的影响。 1.1 钣金材料的选材原则 1) 选用常见的金属材料,减少材料规格品种; 2) 在同一产品中,尽可能的减少材料的品种和板材厚度规格; 3) 在保证零件 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,降低材料成本; 4) 除保证零件 功能的前提外,还必须考虑材料的冲压性能应满足加工艺要求,以保证制品加 工的合理性和质量。 1.2 常用的板材介绍 1.2.1钢 板 1)冷轧薄钢板 冷轧薄钢板是碳素结构
2、钢冷轧板的简称, 俗称冷板 , 它是由碳素结构钢热轧钢带,经过进一步 冷轧制成厚度小于 4mm 的钢板。由于在常温下轧制,不产生氧化铁皮,因此,冷板表面质量好,尺 寸精度高,再加之退 火处理,其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板。常用的牌号为 08F、 10、 Q235, 具有良好的落料、折弯性能。 2)连续电镀锌冷轧薄钢板 连续电镀锌冷轧薄钢板, 即“电解板”, 指电镀锌作业线上在电场作用下,锌从锌盐的水溶液中 连续沉积到预先准备好的钢带表现上得到表面镀锌层的过程, 因为工艺所限,镀层较薄。 )连续热镀锌薄钢板 连续热镀锌薄钢板简称镀锌板或白铁皮,是厚度 0.252.5mm的冷轧连续热镀锌薄
3、钢板和钢带, 钢带先通过火焰加热的预热炉,烧掉表面残油,同时在表面生成氧化铁膜,再进入含有 H2、 N2混合 气体的还原退火炉加热到 710920,使氧化铁膜还原成海绵铁,表面活化和净化了的带钢冷却到 稍高于熔锌的温度后,进入 450460的锌锅,利用气刀控制锌层表面厚度。最后经铬酸盐溶液钝 化处理,以提高耐白锈性。 钢板还有良好的焊接性能和冷加工成型性能。与电镀锌板表面相比,其 镀层较厚,主要用于要求耐腐蚀性较强的 钣 金 件。 连续电镀锌冷轧薄钢板和连续热镀锌薄钢板 在 加工后可以不再电镀、油漆,切口不做特殊处理, 便可直接使用 ,提高了加工效率。 - 2 - 4)不锈钢板 在空气中或化学
4、腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢,不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀 性能好,不必经过镀色等表面处理,而发挥不锈钢所固有的表面性能 ,使用于多方面的钢铁的一种, 通常称为不锈钢。 不锈钢板分为 热轧钢板和冷轧钢板 。不锈钢板的材料价格比较高, 材料强度较高对数控冲床的刀 具磨损较大一般不合适数控冲床上加工 ;表面喷涂的附着力不高、质量不宜控制;材料回弹较大折 弯和冲压不易保证形 状和尺寸精度。 常用的牌号为 201、 202、 304、 316。 1.2.2铝和铝合金板 通常使用的铝和铝合金板主要有以下 几 种材料: 纯铝 1060( L2) 、 1035( L4) , 防锈铝 3A21( L
5、F21) 、 5A02( LF2) , 硬铝 2A06( LY6) 。 纯铝 1060( L2)、 1035( L4) 是常用的工业 用 纯铝 。 具有高的可塑性、耐腐性、导电性和导热 性,但强度低、热处理不能强化, 切削加工性不好 ;用 气焊 、 氢原子焊 和接触焊,不易钎焊 , 易承 受各种压力加工和引申,弯曲。 防锈铝 3A21( LF21) 是应用最广的一种防锈铝。这种合金的 强度不高(仅高于工业纯铝),不 能热处理强化。故常用冷加工方法来提高它的力学性能,在退火状态下有高的塑性,在半冷作硬化 时塑性尚好。冷作硬化时塑性低,耐蚀性好,焊接性良好。 防锈铝 5A02( LF2) 与 3A
6、21( LF21) 相比, 5A02( LF2) 强度较高,特别是具有较高的疲劳强度、 塑性与耐蚀性高。热处理不能强化,用接触焊和氢原子焊焊接性良好,氩弧焊时有形成结晶裂纹的 倾向,合金在冷作硬化时有形成结晶裂纹的倾向。合金在冷作硬化和半冷作硬化状态下可切削性较 好,退火状态下可切削性不良,可抛光。 2A06( LY6) 是常用的 硬铝牌号。硬铝和超硬铝比一般的铝合金具有更高的强度和硬度,可以作 为一些面板类的材料,但是塑性较差,不能进行折弯,折弯会造成外圆角部位有裂缝或者开裂。 1.2.3 铜和铜合金板 常用的铜和铜合金板材主要有两种,紫铜 T2和黄铜 H62, 紫铜 T2 是最常用的纯铜
7、, 外观呈紫色 , 又称紫铜 , 具有高的导电、导热性、良好的耐蚀性和成 形性,但强度和硬度比黄铜低得多,价格也是非常昂贵,主要用作导电、导热和耐用消费品腐蚀元 件 。 黄铜 H62,属高锌黄铜,具有较高的强度和优良的冷、热加工性,易用于进行各种形式的压力 加工和切削加工。主 要用于各种深拉伸和折弯的 受力零件,其导电性不如紫铜,但有较好强度和硬 度,价格也比较适中。 1.3材料对钣金加工工艺的影响 钣金加工主要有三种:冲裁、弯曲、拉伸,不同的加工工艺对板材有不同要求,钣金的选材也 应该根据产品的大致形状和加工工艺考虑板材的选择。 - 3 - 1.3.1材料对冲裁加工的影响 冲裁要求板材应具有
8、足够的塑性,以保证冲裁时板材不开裂。软材料(如纯铝、防锈铝、黄铜、 紫铜、低碳钢等)具有良好的冲裁性能,冲裁后可获得断面光滑和倾斜度很小的制件; 硬材料(如 高碳钢、不锈钢、硬铝、超硬铝等)冲裁后质 量不好,断面不平度大,对厚板料尤为严重。对于脆 性材料,在冲裁后易产生撕裂现象,特别是宽度很小的情况下,容易产生撕裂。 1.3.2材料对弯曲加工的影响 需要弯曲成形的板材,应有足够的塑性、较低的屈服极限。塑性高的板材,弯曲时不易开裂, 较低屈服极限和较低弹性模量的板料,弯曲后回弹变形小,容易得到尺寸准确的的弯曲形状。含碳 量 0.2%的低碳钢、黄铜和铝等塑性好的材料容易弯曲成形;脆性较大的的材料,
9、如磷青铜( QSn6.5 2.5) 、弹簧钢( 65Mn)、硬铝、超硬铝等,弯曲时必须具有较大的相对弯曲半径( r/t) ,否 则在弯曲 过程中易发生开裂。特别要注意材料的硬软状态的选择,对弯曲性能有很大的影响,很多脆性材料, 折弯会造成外圆角开裂甚至折弯断裂,还有一些含碳量较高的钢板,如果选择硬 质状态,折弯也会 造成外圆角开裂甚至折弯断裂,这些都应该尽量避。 1.3.3材料对拉伸加工的影响 板材的拉伸,特别是深拉伸,是钣金加工工艺中较难的一种,不仅要求拉伸的深度尽量小,形 状尽可能简单、圆滑过渡,还要求材料有较好的塑性,否则,非常容易引起零件整体扭曲变形、局 部打皱、甚至拉伸部位拉裂。屈服
10、极限低和板厚方向性系数大,板料的屈强比 s/ b越 小,冲压性 能就越好,一次变形的极限程度越大。板厚方向性系数 1 时,宽度方向上的变形比厚度方向上的变 形容易。拉伸圆角 R 值越大,在拉伸过程中越不容易产生变薄和发生断裂,拉伸性能就越好。常见 的拉伸性能较好的材料有:纯铝钣、 08Al。 1.3.4材料对刚度的影响 在钣金结构设计中,经常遇到钣金结构件的刚度不能满足要求, 设计师往往会用高碳钢或不锈 钢代替低碳钢,或者用强度硬度较高的硬铝合金代替普通铝合金,期望提高零件的刚度,实际上没 有明显的效果。对于同一种基材的材料,通过热处理、合金化能大幅提高材料的强度和硬度,但 对 刚度的改变很小
13、涨铆螺 母工艺 性 压铆螺 母工艺 性 表面 喷涂 切口防 护性能 冷轧钢板镀蓝锌 好 好 好 好 好 一般 较好 冷轧钢板镀彩锌 好 好 好 好 好 一般 好 连续电镀锌钢板 好 好 好 好 好 一般 最差 热镀锌钢板 好 好 好 好 好 一般 较差 不锈钢 差 好 一般 差 很差 差 好 防锈铝板 一般 极差 好 好 好 一般 好 硬铝、超硬铝板 一般 极差 极差 好 好 一般 好 T2铜板 好 极差 好 好 好 一般 好 黄铜板 好 极差 好 好 好 一般 好 注 : 1,表中的数据与材料具体的牌号和厂家均有关系,仅作为定性参考之用。 2,铝合金、铜合金板材在激光切割上加工性极差,一般不
14、能采用激光加工。 2.0、冲孔和落料 2.1冲孔和落料的常用方式 2.1.1数 控冲冲孔和落料 数控冲冲孔和落料,就是利用在数控冲床上的单片机预先输入对钣金 零件的加工程序(尺寸, 加工路径,加工工具等等信息),使数控冲床采用各种刀具,通过丰富的 NC 指令可以实现各种各样 的冲孔、切边、成形等形式的加工。数控冲一般不能实现形状太复杂的冲孔和落料。特点:速度快 , 省模具。加工灵活,方便。基本上能够满足样品下料生产中的需要。 - 5 - 注意的问题及要求:薄材 (t2 低碳钢 黄铜 b=350MPa 铝、锌 5 4o 5o 6o 2o 3o 4o 0o 1o 2o 中碳钢 b=400-500M
15、Pa 硬黄铜 b=350-400MPa 硬青铜 b=350-400MPa 5 5o 6o 8o 2o 3o 5o 0o 1o 3o 高碳钢 b550Mpa 5 7o 9o 12o 4o 5o 7o 2o 3o 6o 3) 影响回弹的因素和减少回弹的措施 a) 材料的力学性能 回弹角的大小与材料的的屈 服点成正比,与弹性模量 E 成反比。对于 精度要求较高的钣金件,为了减少回弹,材料应该尽可能选择低碳钢,不选择高碳钢和不锈钢 等。 b) 相对弯曲半径 r/t 越大,则表示变形程度越小,回弹角就越大。这是一个比较重 要的概念,钣金折弯的圆角,在材料性能允许的情况下,应该尽可能选择小的弯曲半径,有利
16、 于提高精度 , 尽可能避免设计大圆弧 ,大圆弧对生产和质量控制有较大的难度。 3.2.4一次折弯的最小折弯边的计算 L形折弯的折弯时的起始状态 , 如图 3.2.4-1所示 : 图 3.2.4-1 L形折弯的折弯 由于 要 考虑到折弯效果和模具强度,不同厚度的材料所需要的模口宽度存在一个最小值。小于 该数值时,会出现折弯不到位或损坏模具的问题 。 最小模口宽度和材料厚度的关系为 : Vmin=kt 。 Vmin为最小模宽, t为材料厚度,计算最小模口宽度时 k=8。 根据上面的关系式就可以确定不同的 材料厚度 在折弯时所需下模模口宽度的最小值 。 例如 : - 13 - 1.5mm厚的板材折
17、弯时, V=8x1.5=12对照模宽 参数 可以选择 相应 模口宽度的下模 。 从折弯的起始状态图可以看出折弯 的边不能太短,结合上面的最 小模口宽度,得到最短折弯边 的计算公式 : Lmin=( Vmin+) /2+0.5 , 见图 3.2.4-2所示。 Lmin为最短折弯边, Vmin为最小模口宽,为板材的折弯系数。 例如: 1.5mm厚的板材折弯时,最短折弯边 Lmin( 12+3) /2+0.5=8mm 。 图 3.2.4-2 最小模口宽 3.2.5 Z形折弯的最小折弯高度 Z形折弯的折弯时的起始状态 , 如图 3.2.5所示。 Z形折弯和 L形折弯的工艺非常相似,也存在着最小折弯边问
18、题,由 于受下模的结构限制, Z形 折弯的最短边比 L形折弯时还要大, Z形折弯最小边的计算公式为: Lmin=( Vmin+) /2+D+0.5+t 。 Lmin为最短折弯边, Vmin为最小模口宽,为板材的折弯系数 , t 为 板 厚, D 为下模模口到边的 结构尺寸, 具体参数根据现有 模 具定 。 图 3.2.5 Z形折弯 3.2.6折弯时的干涉现象 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 3.2.6-1 所示 , 黑 色部分为干涉部分,这样就无法完成折弯, 或者因为折弯干涉导致折弯变形。 图 3.2.6-1 折弯的干涉 - 14 - 钣金折弯的干涉问题,不
19、涉及到太多的技术,只要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了。图 3.2.6-2为常见的几种折弯刀的截面形状,在设计没有把握的情况 下,可以按照上图的原理,直接用刀具进行装配干涉检验。 图 3.2.6-2 折弯刀 3.2.7孔 边 距离 如图 3.2.7 所示折弯处孔边离折线太近 , 折弯时料无法带起 , 产生孔形状变形 。 因此孔边与折 弯线要求大于最小孔边距 ,既 x r+2t ( r一般不考虑) 。 图 3.2.7 圆孔距折弯边最小距离 3.2.8孔靠近折弯时的特殊加工处理 当靠近折弯线的孔距折弯线小于上述的最小距离时 , 折弯后会产生变形 , 此时可根据产品不
20、 同的要求 , 作如下表 3.2.8 方式来处理。 但是,可以看到这些办法的工艺性较差,结构设计应该 尽量避免。 表 1-15 孔靠近折弯时的特殊加工处理 1) 折弯前 开 槽处理。在实际设计 中,因为结 构设计的需要,实际距 离比上述距离还要小的情况,采用 折弯前 开 槽处理 。 缺点:多一道工 序, 强度降 低,原则上尽可能避免。 - 15 - 2) 沿折弯线割孔或割线 。 当折弯 线对工件外观无影响或可以接受 时 , 则以割孔改善其工艺性。 缺 点:影响外观效果,并且因为割线 或者割窄槽时,一般 需要用激光机 切割。 3) 折弯后扩孔处理 。 只有一个或 几个孔到折弯线的距离小于最小 孔
21、距 , 产品外观要求严格时 , 为 了避免折弯时拉料 , 此时可以对孔 进行缩孔处理 , 即在折弯前先割出 一小同心圆 (一般为 2.0), 折弯 后扩孔至原尺寸 。 缺点:工程数多, 效率低 。 3.2.9弯曲件的工艺孔、工艺槽和工艺缺口 在设计弯曲件时,如果弯曲件须将弯边弯曲到毛坯内边时,一般应事先在落料后加冲工艺孔、 工艺槽或工艺缺口如图 3.2.9-1所示。 工艺孔 工艺缺口 图 3.2.9-1 加冲工艺孔、工艺槽或工艺缺口 d工艺孔的直径, d t ; K工艺缺口的宽度, K t 。 止裂槽或切口:一般情况下,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
22、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 , 切口深度一般大于 1.5t 。 如图 3.2.9-2所示,图 b较图 a折弯更合理。 图 3.2.9-2 开止裂槽或切口 折弯 - 16 - 工艺槽、工艺孔要正确处理,面板及外观能看得到的工件可不加折弯拼角工艺孔(如面板在加 工过程中,为保持统 一风格,均不设工艺缺口),其它应加折弯拼角工艺孔。如图 3.2.9-3所示。 折弯工艺孔 图 3.2.9-3 折弯拼角工艺孔 3.2.10 突变位置的折弯 折弯件的折弯区应避开零件突变的位置,折弯线离变形区的距离 L应大于弯曲半径 r,即 L r, 如图 3.2.1
23、0所示 。 图 3.2.10 折弯区应避开零件突变的位置 3.2.11 一次压死边 一次压死边的方法:如图 3.2.11所示,先用 30 度折弯刀将板材折成 30 度,再将折弯边压平。 工件 30 下模 上模 L 上模 下模 打弯 打扁 完成 图 3.2.11 压死边的方法 压死边 的 死边 长度与材料的板厚有关 ,一般 死边 最小长度 Lmin=3.5t 。 压死边 一般 适用 板材 : 不锈钢 板 、镀锌板 和 铝板 等。 3.2.12 180度折弯 180度折弯的方法:如图 3.2.12所示,先用 30 度折弯刀将板才折成 30度,再将折弯边压平, - 17 - 压平后抽出垫板。 图 3
24、.2.12 180度折弯的方法 高度 H应该选择常用的板材,如 0.5、 0.8、 1.0、 1.2、 1.5、 2.0,一般这个高度不宜选择更高 的尺寸。 3.2.13 三重折叠压死边 如图 3.2.13所示,先折形,再折死边。设计时注意各部分尺寸,保证各加工步骤满足最小折弯 尺寸,避免不必要的后期加工。 上模 工件 下模 第三次折弯 工件 下模 上模 下模 上模 工件 30 第一次折弯 第二次折弯 第三次折弯 压死边 完成 L 图 3.2.13三重折叠压死边 表 3.2.13 最后折弯边压平所需最小承压边尺寸 料厚 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 承压边尺寸
25、 L 4.0 4.0 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 3.2.14 开槽折弯 V 形弯曲成形前,对金属薄板折弯处进行一定深度的 V 形开槽,然后在 V 形开槽 处进行弯制成 - 18 - 形,此种加工方法称之为 V形开槽弯曲成形技术。 V形开槽弯曲成形技术的主要特点: 1)弯制零件所需要的折弯力小; 2) 弯制的零件弯曲圆角半径小; 3) 弯制的零件弯曲圆角棱边色泽变化小; 4)弯制的窄长零件弯曲圆角棱边直线)用通用模具弯制断面形状复杂或封闭的零件 ,如图 3.2.14所示。 图 3.2.14 零件断面形状图 4.0钣金件上的螺母 、螺钉的结构形式 4.1铆接螺母
26、 铆接螺母常见的形式有压铆螺母柱、压铆螺母、涨铆螺母、拉铆螺母 。 4.1.1压铆螺母柱 压铆就是指在铆接过程中,在外界压力下,压铆件使基体材料发生塑性变形,而挤入铆装螺钉、 螺母结构中特设的预制槽内,从而实现两个零件的可靠连接的方式,压铆的非标螺母有两种,一种 是压铆螺母柱,一种是压铆螺母。采用此种铆接形式实现与基材的连接的,此种铆接形式通常要求 铆接零件的硬度要大于基材的硬度。普通低碳钢、铝合金板、铜板板材适合于压接压铆螺母柱,对 于不锈钢和高碳钢板材因为材质较硬,需要特制的高强 度的压铆螺母 柱,不仅价格很高,而且压接 困难,压接不牢靠,压接后容易脱落, 为了保证可靠性,常常需要在螺母柱
27、的侧面加焊一下,工艺 性不好,因此,有压铆螺母柱和压铆螺母的钣金零件尽可能不采用不锈钢。包括压铆螺钉、压铆螺 母也是这种情况,不合适在不锈钢板材上使用。 压铆螺母柱的压接过程 , 如图 4.1.1所示: 图 4.1.1 压铆过程示意图 - 19 - 4.1.2压铆螺母 压铆螺母的压接过程 , 如图 4.1.2所示: 压接完成压铆前 受力变形 图 4.1.2 压铆过程示意图 4.1.3涨铆螺母 涨铆就是指在铆接过程中,铆装螺钉或螺母的部分材料在外力作用下发生塑性变形,与基体材 料形成紧配合,从而实现两个零件的可靠连接的方式。常用的 ZRS等等就是采用此种铆接型式实现 与基材的连接的。涨铆工艺比较
28、简单,连接强度较低,通常用在对紧固件高度有限制,且承受扭距 不大的情况。如图 4.1.3所示: 图 4.1.3涨铆过程示意图 4.1.4拉铆螺母 拉铆是指在铆接过程中,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。常用的拉铆螺母就是 采用此种铆接型式实 现与基材的连接的。拉铆使用专用的铆枪进行铆接,多用在安装空间较小,无法使用通用铆接工装 的情况,例如封闭的管材。如图 4.1.4所示: 图 4.1.4 拉铆过程示意图 4.1.5影响铆接质量的因素 影响铆接质量的因素很多,总结下来,主要有以下几个:基材性能,底孔尺寸,铆接方式。
29、- 20 - 1) 基材性能。基材硬度适当时,铆接质量较好,铆接件的受力较好。 2) 底孔尺寸。底孔尺寸的大小直接影响铆接的质量,开大了 基材和铆接件的间隙大,对于压铆 来讲,不能有足够的变形来填满铆接件上的沟槽,使剪切受力 不足,直接影响压铆螺母(钉)的抗 推力。对于涨铆螺钉来讲,底孔太大,铆接过程中由塑性变形而产生的挤压力变小,直接影响涨铆 螺钉(母)的抗推力和抗扭力。对拉铆相同,底孔太大,使塑性变形后两件之间的有效摩擦力减小, 影响铆接的质量。底孔尺寸小,虽然在一定程度上可以增加铆接的承力,但是容易造成铆接外观质 量差,铆接力大,安装不便、易造成底板变形等缺点,影响铆接工作的生产效率和铆
30、接的质量。 3) 铆接方式。在上一节中已经有所介绍。 铆装螺钉、螺母在使用的过程中要非常注意其所在的场合,不同的场合,不同的受力要求,就 要采用不同的 型式。如果采用的不合适,就会降低铆装螺钉、螺母的受力范围,造成连接的失效。 下面举几个例子来说明正常情况下的正确使用方法。 1)不要在铝板阳极氧化或表面处理之前安装钢或不锈钢铆装紧固件。 2)同一直线上压铆过多,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 。 3) M5、 M6、 M8、 M10的螺母一般要点焊,太大的螺母一般要求强度较大,可采用弧焊, M4(含 M4)以下尽量选用涨铆螺母,如是电镀件,可选用未电镀的涨铆螺
31、母。 4)当在折弯边上铆压螺母时,为保证铆压螺母的铆接质量,需注意 以下几点: a、 铆孔边到折弯边的距离必须大于折弯的变形区。 b、铆装螺母中心到折弯边内侧的距离 L应大于铆装螺母外圆柱半径与折弯内半径之和 , 即 L D/2+r 。 4.2 凸焊螺母 凸焊螺母(点焊螺母)在钣金件结构设计中应用非常广泛 ,但是,很多设计中,预孔的大小没 有按照标准,是无法准确定位的。国家标准的凸焊螺母有两种,一种是焊接六角螺母 GB13680-92, 定位比较粗糙,定位尺寸不准确,焊接后经常需要对螺纹回丝;另外一种是焊接六角螺母 GB13681-92, 焊接时有自定位结构,推荐采用这种结构。其结构型式和尺寸
36、4.25 5.6 2.4 3 0.6 1.5 5.75 3 2.5 0.75 2 5.75 3.6 2.7 1 2.5 5.75 4 3.1 1.25 4.4涨铆螺母、压铆螺母、拉铆、翻孔攻丝的比较 表 4.4 涨铆螺母、压铆螺母、拉铆、翻孔攻丝的比较 连接方式 特点 涨铆螺母 压铆螺母 拉铆 翻孔攻丝 加工性 好 好 好 一般 板材要求 不锈钢 铆装易脱落 不锈钢铆装很差, 要使用特制压铆 螺母,且要点焊 无 薄板及铜、铝软材易滑牙 精度 好 好 好 一般 - 23 - 耐用性 好 好 好 铜、铝软材差,其它材料 螺纹有 3 4扣以上好 质量 好 好 好 一 般 5.0钣金拉伸 5.1常见拉
37、伸的形式和设计注意事项 钣金件的拉伸 , 如图 5.1所示 。 带凸缘的圆形拉伸件 不带凸缘的圆形拉伸件矩形件拉伸 r t rd D H d Hr 图 1-50 钣金拉伸设计 钣金件的拉伸注意事项: 1) 拉伸件的底与壁之间的最小圆角半径应大于板厚,即 r1t ;为了使拉伸进行得更顺利,一 般取 r1=( 3 5) t ,最大圆角半径应小于板厚的 8倍,即 r12t ;为了使拉伸进行得更 顺利,一般取 r2=5t,最大圆角半径应小于板厚的 8倍,即 r28t 。 3) 圆形带凸缘拉伸件 的凸缘宽度应该小于或等于 3 倍的内径,即 D 3d ; 拉伸高度小于或等 于 2 倍的内径,即 H 2d
38、。 4) 矩形拉伸件相邻两壁间的最小圆角半径应取 r3 3t ,为了减少拉伸次数,尽可能取 r3 1/5H,以便一次拉伸完成。 5) 拉伸件由于各处所受应力不同,使拉伸后,材料厚度发生变化。一般,底部中央保持原来厚 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。在设计拉 伸产品时,在图纸上明确注明必须保证外部尺寸或内外部尺寸,不能同时标注内外尺寸。 6) 拉 伸件之材料厚度,一般都考虑工艺变形中的上下壁厚不相等的规律(即上厚下薄)。 7) 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 0.4。 5.2打凸的工艺尺寸 5.2.1在钣金上打凸需参照
39、以下数据 - 24 - 图 5.2.1 钣金上打凸 表 5.2.1 打凸间距和凸边距的极限尺寸 简图 L B D 6.5 10 6 8.5 13 7.5 10.5 15 9 13 18 11 15 22 13 18 26 16 24 34 20 31 44 26 36 51 30 43 60 35 48 68 40 55 78 45 5.3局部 冲出凸部 如图 5.3 所示, 冲出凸部 变形比正常的拉伸要小的的多,但是 对于四周没有折弯或者折弯高度 较小的大面积盖板和底板等零件,还是有一定的变形。 凸部 高度一般等于 0.4倍的板厚,即 h=0.4t 。 图 5.3 沉凹与压线、在 板状金属零件上压筋, 如图 5.4-1 所示 ,有助于增加结构刚性,加强筋形状及尺寸应按照 现 有的 模具 选用。 - 25 - 图 5.4-1加强筋示意结构 加强筋 中心 之间的距离一般大于或等于 3倍加强筋宽度,既 a 3B ;加强筋 边缘 与 板 边缘之间 的距离 一般大于或等于 3 5倍板厚,既 k 3 5B 。如图 5.4-2所示。 图 5.4-2加强筋 间距及边缘距离 5.5 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 ,如 图 5.5所示 。 (图1.25) 图 5.5百叶窗的典型结构