钣金件设计基础.

钣金件设计基础目录1.冲压材料的认识.2.材料表面处理.3.冲压材料焊接铆合处理.4.冲压模具结构简介.5..冲压模具材料的介绍.6..结构设计注意要点.7.结构设计实务.冲压材料的认识(1/6)•1.SPCC(冷轧钢板)：冷轧钢品是以酸洗后的热轧钢卷，于冷轧工场常温轧延至0.30－3.20mm后，经电解清洗、退火及调质等过程制造而成。冷轧钢品因厚度薄、尺寸精确、表面粗糙度分级多，容易涂漆及电镀、且机械性质及加工性良好，易于冲压制成各种产品，故用途非常广泛，举凡汽车车体、电子零件、家电用品、钢制家具、容器等，均需大量使用冷轧钢品做为加工材料。该产品依用途别可区分为下列三类：1.一般质量：SPCC,适用于加工程度较低的产品，例如供作弯曲、浅度冲压成型及焊接等加工之零组件。2.冲压品质：SPCD,具较佳加工成型性，适用于一般质量无法胜任的冲压及高度成型之零组件。3.深冲品质：SPCE,具有更佳的加工成型性，适用于冲压质量无法胜任，须高度成型或具时效性要求的特殊零组件加工。因表面须电镀，因环保问题，现今计算机业界已较少人使用。.2.SECC(镀锌钢板)：电镀锌钢卷底材为一般的冷轧钢卷，在连续电镀锌产线经过脱脂、酸洗、电镀及各种后处理之制程后，即成为电镀锌产品，此产品特性不但具有一般冷轧钢片的机械性质及近似的加工性，且具有优越的耐蚀性及装饰性外观；在电子产品、家电及家具的市场上具有很大的竞争性及取代性。参考价格:该产品依用途别可区分为下列三类：1.一般质量：SECC,适用于加工程度较低的产品例如供作弯曲、浅度冲压成型及焊接等加工之零组件。2.冲压品质：SECD,具较佳加工成型性，适用于一般质量无法胜任的冲压及高度成型之零组件。3.深冲品质：SECE(N),具有更佳的加工成型性，适用于冲压质量无法胜任，须高度成型或具时效性要求的特殊零组件加工。4.近来大量用在通讯、PC产品，取代SPCC，唯一缺点，切断面及折痕容易生锈。冲压材料的认识(2/6)3.SPTE(马口铁)：是一种超薄冷轧的低碳钢片，主要用途是供应制罐业所使用的镀锡、镀铬铁皮的原板。导电性强，外观佳，因成本考虑有些来取代SUS，非磁性材料，但冲压加工次数越多，磁性越强。在Notebook上常用于EMIshieldingpan,非需高强度结构之bracket,plate.该产品依用途别可区分为下列三类：一次轧延:T1~T5材质，T1软→T5硬二次轧延:DR8~DR10材质，DR8软→DR10硬表面处理/符号区分特征B光面处理在具有细纹光滑表面之底片上，将锡层施以熔融之光泽表面。R粗面处理在具有一定方向的磨刀石纹表面之底片上，将锡层施以熔融处理之光泽表面。S银面处理在具有较粗雾状无光泽表面之底片上，将锡层施以熔融处理之光泽表面。M钝面处理通常在无光泽表面之底片上锡后，不经熔融处理之光泽表面。4.洋白铜片(镍铜合金)NickelSilverAlloy洋白铜合金系指含铜50～70%、镍15～35%等成份所组成合金的总称、其材质有优异的韧性、而且有亮丽的银白色和稳定性适用于眼镜框、代币、高级材料和电气材料。特性:韧性高、强度高、稳定性高、富有弹性、银白色泽机械性质:机械性能物性规范合金种类合金别代号质别TS(Kg/mm2)EL%HvC7451RO33.0～40.020以上100以下1/4H40.0～43.010以上100～1201/2H43.0～48.05以上120～140H46.0～54.0—140～1605.磷青铜片(PBS)PHOSPHORBRONZESPRING：磷青铜系由青铜(铜锡合金)添加脱氧剂，磷(P)含量0.03～0.35%及其它微量元素如Fe、Zn等组成。延展性、耐疲劳性均佳，可用于电气及机械材料，且耐蚀性，材料可靠度高于一般铜合金制品，以连续熔解铸造(板片、铜卷)方式制成，具高度之材质均匀性。导电性佳、弹性高、富耐磨耗；是电气开关、端子等应用之弹片及导电材料，但没有不锈钢之强度。外观须电镀。故目前在Notebook用于EMI之需求.C5111：锡含量４％，强度佳，耐蚀性好，加工性优良，可用于高性能电气用精密材料。C5102：锡含量５％，强度佳，耐蚀性好，加工性优良，可用于高性能电气用精密材料。C5191：锡含量6%，电机材料，接着端子，IC组件等均可使用，高强硬度特质。C5212：锡含量8%，有良好的强度特性，用于电气材料。C5210：锡含量8%，耐疲劳及弹性特性佳，最适用于高性能电子连接6.铍铜片(BECU)BERYLLIUMCU：高导电、高弹性,是所有铜合金中硬度及强度最佳者;最适用于高温、大电流之开关零件上,属时效硬化材.是微动开关、各种高级端子、继电器等精密弹片用材料.特性与PBS相似，但热处理后，可得更好的硬度与弹性，外观须电镀，但成本高。故目前在Notebook已尽可能少使用,惟用于EMI之需求,有时尚难避免.C17000成份：铍1.60–1.79%钴+镍0.20%最低钴+镍+铁0.6%最高铜余量,此为高强度合金C17200成份：铍1.80–2.0%钴+镍0.20%最低钴+镍+铁0.6%最高铜余量,此为高强度合金C17300成份：铍1.80–2.0%钴+镍0.20%最低钴+镍+铁0.6%最高铅0.2–0.6%铜余量,此为高强度合金C17510成份：铍0.2–0.6%镍1.4–2.2%铜余量此为高传导合金，屈服强度98kg/m㎡，其导电及导热率为纯铜的40–60%,C17500成份：铍0.4–0.7%钴2.4–2.7%铜余量,此为高传导合金，屈服强度98kg/m㎡，其导电及导热率为纯铜的40–60%,C17410成份：铍0.15–0.50%钴0.35–0.60%铜余量此为高传导合金，屈服强度98kg/m㎡，其导电及导热率为纯铜的40–60275C:此为铸造用铍铜。冲压材料的认识(3/6)7.SUS304(不锈钢)：用途最多之不锈钢种，因含有Ni故比Cr钢较富耐蚀性耐热性，且具低温强度，故机械特性非常好，加工硬化性非常大，加热处理不硬化，非磁性，强度佳，较没弹性，常使用厚度0.4T~1.0T之间。故目前在Notebook常被广泛运用在需结构强度之Bracket,运用上必须指定级数,以期达到设计之需求.一般最好取3/4H为宜.若是须引伸抽型,若运用于LCDbracket,一般最好取1/2H为宜.8.S|US301(不锈钢)：Cr(铬)成分比SUS304低，耐蚀性较差，但冷间加工能得到非常高度的拉加及硬度，其特性用途广大，因弹性佳，故目前在Notebook常被广泛运用在防EMI上，做弹性接触部份，但常用厚度在0.4T~0.07T之间。运用上必须指定级数,以期达到设计之需求(例如弹力,强度).并须注意301材料有金属结晶性方向性,越高级数者越是硬且脆,若成型上不注意,易造成隅角及侧壁裂纹.SUS301材质,SUS304与SUS430材质硬度比较SUS301H材质硬度硬度硬度SUS301HHV480°±20°SUS304HHV380°±20°SUS430HV200°SUS3013/4HHV380°±20°SUS3043/4HHV300°±20°SUS3011/2HHV300°±20°SUS3041/2HHV260°±20°SUS304HV200°±20°材质性能SUS301:适合用弹性用途,含碳量高,硬度高,不易弹性疲乏.延展性不好,不易抽伸.SUS304:不适合用弹性用途,含碳量低硬度低(软).SUS430:材料含杂质较多(不纯),导致硬度不稳定.若两着硬度接近如(SUS3013/4H跟SUS304H)虽然硬度相同,但是用在弹性的产品上SUS304H较易产生弹性疲乏.冲压材料的认识(4/6)9.AL1050(铝合金)：材料含铝较纯，材质轻，散热好，材质不易加工，强度相对比较低，具有优良之成形性、熔接性、耐蚀性。故目前在Notebook上常用于散热片等不须重负荷处.型号SiFeCuMnMgCrZnTiAlAL1100(Si+Fe)≦0.950.05-0.20.05--0.10-99.0min10.AL5052(铝合金)：散热好、材料较硬、强度强，成形性、熔接性、耐蚀性良好,但材质不易加工。目前广泛用于笔记本电脑代替马口铁,取其质轻散热性佳且强度较一般铝材料为佳.可设计运用于Shieldingplate,I/Obracket,Moduledrive之bracket.型号SiFeCuMnMgCrZnTiAlA50520.250.400.100.102.2-2.80.15-0.350.10-其余11.碳素工具钢SK3、SK5、SK7:为碳含量0.6%以上的高碳钢，淬火硬度是SK3、SK5为HrC50~60，SK7为HrC5O~55，耐摩耗性良好，为较便宜的工具钢，用于滑动部份等需要硬度和耐摩耗性的导销、导套、顶出销、复归销等。热处理后强度,刚性,回复较SUS301H尤佳,故目前在Notebook常用于需补强之结构区域(如支架)及需高弹力之部品(如夹扣件及弹片,弹簧销),但其区缺点是经热处理后易翻翘变型且硬脆,在运用上须注意.含碳量,抗拉强度及刚性:SK3SK5SK7冲压材料的认识(5/6)12.Ticgrade/HRB70/HRC36Titanium:(优点)质轻－比重仅4.52(不锈钢为7.93)。抗高温－融点高达1668℃，且散热快。耐腐蚀－不受酸碱，物质腐蚀，可永久保存。强韧、耐磨－纯钛表面硬度高、韧性强不易刮痕、磨损。人体亲和性－对人体的皮肤较不易引起过敏，且色泽温和不刺眼，具有抗菌性、形状记忆性、完全无磁性、永不生锈。(缺点)活性高－二次加工时会发生不易脱离模具现象。尤其在钛金属成份不纯、有杂质时，更容易发生。(钛之应用)钛最早应用于航天工业上，由于钛的特性(优点)多，使各行各业皆可使用，例如：航空业、航海业、化工业、电子业、电镀业、食品业、医疗设备、人工牙齿、人工骨骼、发电厂、海水淡化系统、运动器材、自行车零件、高尔夫球头、眼镜、钟表、计算机、厨具、艺品........都可看到钛金属之产品，甚至移动电话外壳亦有用到。以Notebook领域来说,近来亦有应用设计于LCDcover及Logicupper上作为主体架构.冲压材料的认识(6/6)1.1表面处理(SurfaceTreatment)金属表面处理(metalsurfacetreatment)金属经初步加工成型后需修饰金属表面,美化金属表面,更进一步改变金属表面的机械性质及物理化学性质等之各种操作过程,称之为金属表面处理.或称之金属表面加工(metalsurfacefinishing).1.2表面处理的目的表面处理的目的可以分四大类:(1)美观(appearance).(2)防护(protection)(3)特殊表面性质(specialsurfaceproperties)(4)机械或工程性质(mechanicalorengineeringproperties)1.3表面处理之重要性表面处理工业虽然不是工业之主流,但只有透过表面处理,制品的特性及价值才能充份发挥出来.应用电镀(plating),阳极处理(anodizing),化成处理(convesioncoating),涂装(coating)等工业技术,达到防蚀,增进可焊性,润滑性,耐磨性,附着性及钢材防止渗碳等的多项目的.所以表面处理为各种加工制造工业不可或缺的过1.4表面处理技术之种类表_____机械法__珠击法,切削,搪磨,喷砂,精磨,研磨,超加工.面_____冶金法__表面硬化,(淬火,渗碳,氮化),扩散皮膜法.形_____化学法__电解研磨,酸洗,化学研磨,酸蚀雕刻.成表_____表面披覆__电镀,无电镀,热浸镀,熔射镀,真空蒸着,阴极喷溅,面_____无机披覆__阳极处理,化成处理,着色,珐琅处理.披_____有机披覆__涂装,橡胶加衬,塑料加衬.覆2.1前处理的意义:一般前处理工程过程为,研磨.预备.洗净.水洗.电解.脱酯.水洗.酸浸及活性化水.中和.水洗.电镀。2.2前处理的目的:前处理的目的是为了得到良好的镀层，由于镀件在