钣金件和塑胶件设计工艺准则

AAA4.11图4.12a图最小距离简图ccctccttccctcctt≥3.5tc≥2tc≥3tc≥2tc材料厚度4.11表t第四章板金件和塑料件的制造工艺性在设计产品零件时，必须考虑到容易制造的问题。尽量想一些方法既能使加工容易，又能使材料节约，还能使强度增加，又不出废品。为此设计人员应该注意以下制造方面事项。第一节板金件的工艺性4.1板金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸加工中的难易程度。良好的工艺应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，使用寿命高，产品质量稳定。在一般情况下，对板金件工艺性影响最大的是材料的性能、零件的几何形状、尺寸和精度要求。4.1.1冲切件的构型原则冲切件的形状应尽量简单，尽量避免冲切件上的过长的悬臂狭槽。如4.1-1图：对一般钢A≥1.5t对合金钢A≥2t对黄铜、铝A≥1.2tt—材料厚度。4.1.2冲切弃料最少以减少料的浪费如4。1—2b图，稍稍更改设计，就会得到更多的零件，将大大节约材料。4.1.3冲孔件的构型原则最小边距和孔间距。零件上冲孔设计应考虑留有合适的孔边距和孔间距以免冲裂。最小孔边距和孔间距见4.1—1表。4.1.3-1最小冲孔直径或方孔的最小边长冲孔时，应受到冲头强度的限制，冲孔的尺寸不能太小，否则容易损坏冲4.12b图冷轧板、电镀锌板、镀锌板铝板黄钢板材料a≥0.7ta≥0.9ta≥1.2td≥1.0td≥1.3td≥0.8tadRt图ht头。最小冲孔直径及最小边长见4.1—2表。4.1—2表t—材料厚度4.1.3-2冲切缺口原则冲切缺口应尽量避免尖角，如4.1—3a图所示。尖角形式容易减短模具使用寿命，且尖角处容易产生裂纹。应改为如4.1—3b图所示。R≥0.5t(t─材料厚度)4.1—3a图4.1—3b图4.1.4弯曲件的结构原则4.1.4-1板件最小弯曲半径板件弯曲时，若弯曲处的圆角过小，则外表面容易产生裂纹。若弯曲圆角过大，因受到回弹的影响，弯曲件的精度不易保证。为此规定最小弯曲半径。见4.1-3表。4.1—3表材料最小弯曲半径（R）冷轧板、电镀锌板、镀锌板R≥2t黄铜板R≥1t铝合金板R≥1.2t4.1.4-2弯曲的直边高度不宜过小，否则不易成形足够的弯矩，很难得到形状准确的零件。其值h≥R+2t方可。见4.1—5图。4.1─5图4.1─6图4.1.4-3弯曲边冲孔时，孔边到弯曲半径R中心的距离L不得过小，以免弯曲成型后会使孔变形。其值L≥2t方可。见4.1—6图。Rt工艺孔aRbbRa4.1.4-4当a＜R时，弯曲后，b面靠a处仍然有一段残余圆弧，为了避免残余圆弧，必须使a≥R。4．1—7图4.1.4-5在U形弯曲件上，两弯曲边最好等长，以免弯曲时产生向一边移位。如不允许，可设一工艺定位孔。如图4.1—8图。4.1—8图4.1.4-6防止侧面（梯形）弯曲时产生裂纹或畸形。应设计预留切槽，或将根部改为阶梯形。槽宽K≥2t，槽深L≥t+R+K/2。4.1—9图B5≥2tR60°5～1015～18R15～178～1010～1210～1290°±2′FRRF31.663104.6208301140135015a4.1.4-7防止圆角在弯曲时受压产生挤料后起皱，应设计预留切口。如室外机侧板（上端、下端）圆角处切口形式。上端下端B与盖板厚度（t）相等4.1—10a图4.1—10b图4.1.4-8防止弯曲后，直角的两侧平面产生褶皱，应设计预留切口。褶皱4.1—11图4.1.4-9防止弯曲后，产生回弹的切口形式。a≥1.5t（t—材料厚度)4.1—12图4.1.4-10防止冲孔后，弯曲产生裂纹的切口形式。裂纹切口4.1—13图4.1.4-11防止弯曲时，一边向内产生收缩。可设计工艺定位孔，或两边同时折弯，还可用增加幅宽的办法来解决收缩问题。工艺孔两边折弯增加幅宽4.1—14图4.1.4-12弯成直角的搭接形式。BAA—ABAB—B4.1—15图4.1—16图4.1.4-13凸部的弯曲若象a图那样弯曲线和阶梯线一致，有时会在根部开裂变形。所以使弯曲线让开阶梯线如图b，或设计切口如c、d那样。r≥2tn=rabcdm≥2tk≥1.5tL≥t+R+k/24.1—17图底部圆角半径r1≈（3～5）tr1min≥tr1mix≤8t凸（上）部圆半径r2≈（5～8）tr2min≥tr2max≤8tr3≥6.3t13≥4.1.4-14防止弯曲时，弯曲面上的孔受力后会变形，孔边距（至底根部）其值A≥4方可。鼓起4.1—18图4.1.5拉深件的构形原则a.拉深件的形状应尽量简单、对称。b.拉深件各部分尺寸比例要恰当，尽量避免设计宽凸缘和深度大的拉深件。（D凸＞3d，h≥2d）因为这类零件要较多的拉深次数。c.拉深件的圆角半径要合适，圆角半径尽量取大些，以利于成型和减少拉深次数。4.1.5-1拉深件的圆角半径。4.1—4表4.1.5-2拉深件或弯曲件冲孔的合适位置。4.1—19图4.1.5-3防止拉深时产生扭曲变形，A、B宽度应相等（对称）即A=B。扭曲A≠BA＝B4.1—20图4.1.6穿破件的构型原则当搭接在一道工序中用冲切法制成90°的弯边时，选材要注意材质不宜太硬，否则易在直角弯折处破裂。应在弯边位置设计工艺切口，防止折角处破裂。R≥2tAAA≥3A-B≥0.5L≥t+R+K/2K≥2tA—A旋转2：14.1—21a图4.1—21b图4.1—21c图4.1.7提高零件强度的合理构型4.1.7-1对较长的板金件为了提高其强度，应该设计加固筋。筋的形状、尺寸及适宜间距见4.1—5表。4.1—5表尺寸hBrR1R2尺寸hBrr1R22t3t5t6t4t32t最小允许2t7tt20tt2t10t3t梯形筋半圆形筋加固筋之间及加固筋与边缘之间的适宜距离一般一般最小允许L≥3BK≥(3～5)t4t24t3t30t2t5t4.1.7-2在弯曲件的弯角处再作弯折，能起到筋条的加强作用。角部处加强筋的形状、尺寸及筋间距见4.1—6表。4.1—6表LR1R2R3HB筋间距126953166015712642070（B—参考值）4.1—22图14.1.8板金件常用自攻螺钉底孔、翻边孔直径及翻边高度。见4.1—7表。4.1—7表φ翻边孔φ0.35～0.51.8～2.32.1～2.51.21.7～2.20.82.42.51.6～22.312.52.62～2.52.40.35～0.52～2.62.3～2.91.21.8～2.40.82.72.91.6～22.512.832～2.52.61.22.93.12.4～32.71.53—3～3.62.823.1—4～4.6—0.3～0.52.1～2.92.4～3.11.9～2.60.83.13.32.913.23.431.23.33.53.11.53.43.63.223.6—3.40.5～0.83.53.83.413.743.51.23.84.13.61.544.33.724.1—3.80.3～0.52.1～2.92.4～3.11.9～2.60.833.22.913.13.431.23.23.53.11.53.33.63.223.5—3.4141.24.21.54.324.5ST4.8KT-284X10螺纹规格ST2.9ST3.5ST4.2KT-285X10金属板材板材厚度t钢板孔径翻边孔高度铝合金板孔径Φ紧固扭矩Nm3.5～5.54～6.5h=(2～2.5)t4.1.9钻普通螺纹底孔的钻头直径。见4.1—8表。4.1—8表钢、紫铜铸铁、青、黄铜0.352.652.650.52.52.50.53.53.50.73.33.30.54.54.50.84.24.10.755.25.2154.90.757.27.1176.91.256.76.60.759.29.1198.91.258.78.61.58.58.411110.91.2610.710.61.510.510.41.710.210.1罗纹直径d螺距P钻头直径D3101284564.1.10钻英制螺纹底孔的钻头直径。见4.1—9表。4.1—9表钢、紫铜铸铁、青、黄铜3/163.93.81/45.25.15/166.76.63/88.181/210.710.65/813.813.63/416.816.67/819.719.5螺纹直径（in）钻头直径D4.1.11板金件的尺寸公差公差是影响产品质量和价格的重要因素之一。在制造零件的时候，经验告诉我们，无论投入多少成本和时间，完全按图纸上标注的尺寸准确地加工出来几乎是不可能的。产品设计无论从性能上还是经济上都要满足用户的需要。从企业本身来说，也必须保持正常的利润。为此公差必须由产品的性能和经济两方面来决定。所以设计要充分掌握公差的原则。4.1.11-1冲切件的尺寸公差。见4.1—10表及4.1—23图、4.2—24图。4.1—10表圆孔Φ(H12)长度L(JS12)基本尺寸下偏差上偏差极限偏差≤3＋0.10±0.05＞3～6＋0.12±0.06＞6～10＋0.15±0.075＞10～18＋0.18±0.09＞18～30＋0.21±0.105＞30～50＋0.25±0.125＞50～80＋0.30±0.15＞80～120＋0.35±0.175＞120～180＋0.40±0.20＞180～250＋0.46±0.23＞250～315＋0.52±0.26＞315～400＋0.57±0.285＞400～500＋0.63±0.315＞500～630＋0.70±0.35＞630～800＋0.80±0.40＞800～1000＋0.90±0.45＞1000～1250＋1.05±0.525＞1250～1600＋1.25±0.625＞1600～20000＋1.50±0.754.1—23图4.1—24图≥α±Δaα±Δa4.1.11-2弯曲件的边高h直线尺寸公差。见4.1—11表及4.1—25图。4.1—25图4.1—11表弯边高度h≤10＞10～18＞18～30＞30～50＞50～120＞120～250＞250≤1±0.18±0.215±0.26±0.31±0.435±0.57±0.65极限偏差材料厚度＞1～2±0.215±0.26±0.31±0.435±0.57±0.65±0.77注：弯曲边长L直线尺寸公差按4.1—10表规定。4.1.11-3弯曲件的角度公差。见4.1—12表及4.1—26图。4.1—26图4.1—12表角短边的长度L非配合角度偏差Δa最小角度差Δa角短边的长度L非配合角度偏差Δa最小角度偏差Δa＞30～50±2°±45′＞260～360±30′±15′＞50～80±1°30′±30′＞360～500±25′±12′＞80～120±1°±25′＞500～630±22′±10′＞120～180±50′±20′＞630～800±20′±9′＞180～260±40′±18′＞800～1000±20′±8′4.1.11-4拉深件的高度h尺寸公差。见4.1—13表及4.1—27图。4.1—27图4.1—13表材料厚度t0.50.5～11～1.51.5～22～2.52.5～3拉深高度h极限公差3±0.15±0.18±0.21±0.25±0.30±0.333～6±0.18±0.21±0.25±0.30±0.33±0.366～10±0.21±0.25±0.30±0.33±0.36±0.4010～18±0.25±0.30±0.33±0.36±0.40±0.4518～30±0.30±0.33±0.36±0.40±0.45±0.5130～50±0.46±0.50±0.60±0.70±0.90±1.1050～80±0.5±0.60±0.70±0.90±1.10±1.3080～120±0.7±0.80±0.90±1.10±1.30±1.50注：拉深边长L直线尺寸公差按4.1—10表规定。4.1.11-5冲切件的断面粗糙度。见4.1—14表。4.1—14表材料厚度t≤1＞1～2＞2～4粗糙度4.1.11-6冲切件的毛刺允许高度。见4.1—15表。4.1—15表材料厚度t试模批量生产～0.35≤0.