钣金结构设计规范

钣金结构设计规范•冲裁•折弯•成形设计(Design)的意义：•（1）、“设计”是企画(Planning)、构想(Idea)、图面(Drawing)三体合一的工作。“设计”和感性、主观的“艺术”不同；必需同时兼备企划、构想与图面等机能。•（2）、“设计”是介于艺术(Art)与科技(Science&HighTech)之间的工作。设计倾向艺术时，如工艺、雕刻；或绘画、舞蹈、戏剧等。设计倾向科技时，如家电、交通工具、计算机；或飞机、宇宙飞船等。我们要谈到的设计属于后者。•（3）、“设计”需整合市场(Marketing)。同时平衡(Balance)与满足(Satisfaction)生产者(Manufacturers)与消费者(Consumers)两者之需求。生产者重视成本、量产、行销利润与市场需求。消费者重视合理价格、形色佳、品质高与功能良好。什么是好的设计？•“好的设计”可以创造与提升生活的品质。•(1)从消费者的角度来看：•·产品的造型色应优美统一，材质与表面的处理应精良。因为消费者买东西时，眼睛所见即为造型及色彩，一旦心动就会动手触摸，故才质的选取及表面处理十分重要。•·适合消费者家庭或其它场合的需求、使用方便、功能实用且携带、运送与保管均便利。•·品质和功能内外合一。品质应泛指制造的品质、外观的品质、结构的品质及功能的品质，四者俱备始为好的品质。•·合理的价格、适合包装与流通分配，譬如现代流行的分解组合家具即十分符合绿色设计原理。•(2)从经营者（泛指生产、制造、加工、贩卖者）的立场来看：•材质、零件组合规格化、各产品间可共享，并且材料、零件容易采购，产品容易制造、量产、流通、输送且产品标准化、系列化。•·合乎各地区市场求的高品质产品、少量多样化。•·有合理的成本及利润，值得永续研究发展。•·能配合企业设计、采购、生产、销售、服务、财务一体化，让企业各部门能协调一致，永续经营。(3)从环保方面来看：•好的产品是应用目前符合环保的材质，或改变现有材质，开发新的境保材料，以开发符合环保条件的商品，考虑到生产者和消费者间的关系。•钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切、折、焊接、铆接、拼接（如机箱机柜）、成型（如汽车车身）等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。一般来说基本设备包括剪板机、数控冲床、折弯机以及各种辅助设备如：钻/车床、等离子切割机、焊机等。有更多的加工设备如激光、水射流切割机/复合机以及各种辅助设备如：开卷机、校平机、去毛刺机等。•钣金件的结构设计时应充分考虑加工工艺的要求和特点。•按照钣金件的通用工艺流程来谈钣金件结构设计的规范和工艺规范。冲裁•冲裁分为普通冲裁和精密冲裁，由于加工方法的不同，冲裁件的加工工艺性也有所不同。常用结构件一般只用到普通冲裁。•（1）、冲裁件的形状和尺寸力求简单对称，使排样时废料最少，提高材料利用率。如图1a）所示零件，若外形无关紧要，只是三孔位置有较高要求，改为图b)所示形状，可用无废料排样，材料利用率提高40%。冲裁•切割面几何形状越简单，切割下料越方便、简单、切割的路径越短、切割量也越小。如直线比曲线简单、圆比椭圆及其它高阶曲线简单、规则图形比不规则图形简单。冲裁•（2)、从模具的寿命及生产、维护、使用的安全角度，所有工件不得有尖锐的角存在。冲裁件的外形或内孔交角处应采用圆角过渡，其圆角最小值如下表：冲裁•为了减少外圆角模，建议常用倒角：冲裁•受冲孔模强度限制，孔径不能过小。最小孔径与材料厚度的关系：冲裁•（3）为了保证模具的寿命和工作的质量，冲裁的尺寸、孔间距离和冲裁件轮廓的圆角半径均不宜过小，一般冲裁件的最小尺寸及公差、偏差见下表:冲裁•(4)、冲裁件的悬臂、狭槽及孔与孔、孔与边的距离要求•应尽量避免冲裁件上过长的悬臂与狭槽，一般情况下，应使凹槽或悬臂的宽度B＞2t,长度L≤5B，r≥0.5t，当凹槽有一倾斜角且底部为圆角时，B≥t；当t＜1时，按t＝1mm算（t为料厚）。冲裁•(5)、成型件上的孔与边及直壁的距离要求•在成型件上如弯曲件或拉深件上冲孔时，空边与直壁之间的距离不能过小。一旦距离过小，如果是先冲孔后弯曲（或拉深），弯曲（或拉深）时孔会产生变形；如果是先弯曲（或拉深）后冲孔，则冲孔凸模刃部部分边缘将处在弯曲区内，会受到横向力而极易折断，使冲孔十分困难，甚至只能改成用生产效率低的钻孔来加工。先弯曲（或拉深）后冲孔时的要求见图。（t为料厚）折弯•常用上模圆角0.2，少量为0.5。•常用折弯下模宽度的规格如下：•4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、25•(1)、弯曲半径不宜过大或过小，过大因受回弹的影响，弯曲件的精度不易保证；过小时会产生破裂。弯曲半径应该大于材料的许可最小弯曲半径。折弯•冷轧薄钢板材料折弯内R及最小折弯高度参考表折弯•（2）折弯边的最小高度•当弯曲90º角时，弯曲件圆角区以外的直边高度H2t时，才能保证弯曲件的质量，如图5所示上部直边部分。（r指弯曲半径，t指料厚。）•或按下式：h≥hmin=r+2t（hmin指保证弯曲件质量的最小直边高度，r指弯曲半径，t指料厚。）折弯•如果设计需要弯曲件的直边高度h≤2t,，则首先要加大弯边高度，弯好后再加工到需要尺寸；或者在弯曲变形区内加工浅槽后，再折弯（如下图所示）。折弯•(3)、弯曲件孔距•当弯曲毛坯上有孔时，如果孔的位置与弯曲线距离太小，孔会受到弯曲变形的影响而产生形状变化。当孔边缘与弯曲圆角边缘的距离L（图6）符合以下条件时，才能保证孔型不发生变化。•当t2mm时，L≥t;当t≥2mm时，L≥2t。（t为料厚）•：先冲孔后弯曲时孔距要求折弯•折弯•折弯件的弯曲线应避开尺寸突变的位置•局部弯曲某一段边缘时，为了防止尖角处应力集中产生弯裂，可将弯曲线移动一定距离，以离开尺寸突变处（a)，或开工艺槽（b)，或冲工艺孔（c)。注意图中的尺寸要求：S≥R；槽宽k≥t；槽深L≥t+R+k/2。折弯•弯曲件形状尺寸的对称性•形状与尺寸都对称的弯曲件具较好的弯曲工艺性，在弯曲成型时不会出现毛坯的偏移现象，弯曲件的尺寸精度高。当不对称弯曲件弯曲时，因受力不均匀，毛坯容易偏移，尺寸不易保证折弯•当孔与弯曲线距离太小时，应在弯曲线上加工艺孔或切槽，否则会增加工序。折弯•带斜边的折弯边应避开变形区折弯•打死边的设计要求•打死边的死边长度与材料的厚度有关。如下图所示，一般死边最小长度L≥3.5t+R。其中t为材料壁厚，R为打死边前道工序（如下图右所示）的最小内折弯半径。成形•压弧形筋和梯形筋的形式和尺寸(δ为板厚）成形•筋与筋、边缘的距离要求•在设计加强筋时，还应注意加强筋与边缘的距离，若太小（小于3～5倍料厚），在成形过程中，边缘材料要向内收缩，影响工件质量，下表给出了相邻间距及边距的极限值（t为厚度，单位为mm）成形–打凸间距和凸边距的极限尺寸•打凸间距和凸边距的极限尺寸按下表选取。成形•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。尺寸要求：a≥4t；b≥6t；h≤5t；L≥24t；r≥0.5t（t为料厚）。如下图成形孔的内翻边孔翻边型式较多，下图所示为内孔翻边。成形谢谢！