结构设计工艺规范钣金超经典知名企业资深工艺工程师编写.docx
《结构设计工艺规范钣金超经典知名企业资深工艺工程师编写.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结构设计工艺规范钣金超经典知名企业资深工艺工程师编写.docx（45页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
结构设计工艺规范钣金超经典知名企业资深工艺工程师编写
钣金设计工艺规范
1.
目的
为了提高研发设计中钣金工艺实现的可行性、钣金外协加工厂选择的合理性，使钣金工艺设计规范化，特制定本规范。
2.适用范围
本规范适用聚光公司钣金件产品的设计。
3.规范内容
3.1公司常用板材规格汇总
3.1.1常用板材和工艺影响
公司常用的板材见表1-1所示，非常用的板材见表1-2所示。
其中常用板材特性对制作工艺影响见表2。
表1-1公司常用钣金外协板材汇总单位mm
材料名称
型号
板厚
冷板
SPCC
1.0
1.2
1.5
2.0
3.0
不锈钢板（拉丝）
SUS304
0.8
1.0
1.2
1.5
2.0
3.0
铝板
5052
1.0
1.2
1.5
2.0
3.0
4.0
电解板
SECC
1.2
1.5
2.0
表1-2公司非常用钣金外协板材汇总单位mm
材料名称
型号
板厚
冷板
SPCC
0.8
2.5
不锈钢板
SUS201
1.0
1.2
1.5
不锈钢板
SUS301
0.3
0.3
（HV460）
0.5
（HV460）
0.6
（EH）
不锈钢板（2B）
SUS304
0.1
0.8
1.0
1.2
1.5
2.0
3.0
4.0
5.0
不锈钢板
（双镜面）
SUS304
0.4
0.5
1.0
1.5
2.0
不锈钢板
（BA板）
SUS304
0.5
0.8
1.2
1.5
不锈钢板
（单面压花板）
SUS304
1.5
不锈钢板（2B）
SUSU316
1.2
1.5
2.0
3.0
不锈钢板
（双镜面）
SUS316
1.0
铍铜
C1720
0.1
0.8
（硬态）
弹簧钢板
65Mn
0.1
0.5
（软态）
镀锡钢板
E1-T52
0.49
表2常用板材特性对制作工艺影响区别
材料型号
价格系数
搭接电阻
（欧姆）
数控冲床加工性能
激光加工性能
折弯性能
压铆螺母工艺性
表面喷涂
切口防护性能
SPCC
1
27
（镀彩锌后）
好
好
好
好
一般
表面不处理易生锈
SUS304
3.75
60
差
好
一般
极差
差
好
5052
4.7
46
一般
好
一般
好
一般
好
SECC
1.08
26
好
好
好
好
一般
表面不处理易生锈
3.1.2选用原则
选用常见的金属材料，减少材料规格品种，尽可能控制在公司常用钣金外协板材汇范围内。
在同一产品中，尽可能的减少材料的品种和板材厚度规格。
在保证零件的功能的前提下，尽量选用廉价的材料品种，并降低材料的消耗材料成本，对于机柜和一些大的插箱，选材需要充分考虑降低整机的重量。
除保证零件的功能外，还必须考虑材料的冲压性能应满足加工工艺要求，以保证制品的加工合理性和质量。
3.2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。
目前我司产品结构件一般只用到普通冲裁。
下面介绍冲裁的工艺性，是指普通冲裁的结构工艺性。
3.2.1毛刺
普通冲裁材料在分离时由于受到冲裁力的作用，在凸、凹模刃口之间的材料，除了存在剪切变形之外，还存在着拉、弯、横向挤压等变形，材料最终是以撕裂形式实现分离的。
普通冲裁工件的断面比较粗糙、有毛刺而且锐角锐边较尖锐易伤手。
为不影响尺寸精度钣金件图面技术要求应注明：
去除毛刺，锐角锐边倒钝。
3.2.2公差
冲压件未注公差尺寸极限偏差参照以下GB/T15055标准内级别。
3.2.2.1冲裁线性尺寸公差
经冲孔、落料及其他分离工序加工而成冲压件的线性尺寸。
表3GB/T15055冲裁线性尺寸公差
表3未注公差冲裁线性尺寸的极限偏差单位mm
基本尺寸
材料厚度
公差等级
大于
至
大于
至
f
m
c
v
0.5
3
-
1
±0.05
±0.10
±0.15
±0.20
1
3
±0.15
±0.20
±0.30
±0.40
3
6
-
1
±0.10
±0.15
±0.20
±0.30
1
4
±0.20
±0.30
±0.40
±0.55
4
-
±0.30
±0.40
±0.60
±0.80
6
30
-
1
±0.15
±0.20
±0.30
±0.40
1
4
±0.30
±0.40
±0.55
±0.75
4
-
±0.45
±0.60
±0.80
±1.20
30
120
-
1
±0.20
±0.30
±0.40
±0.55
1
4
±0.40
±0.55
±0.75
±1.05
4
-
±0.60
±0.80
±1.10
±1.50
120
400
-
1
±0.25
±0.35
±0.50
±0.70
1
4
±0.50
±0.70
±1.00
±1.40
4
-
±0.75
±1.05
±1.45
±2.10
400
1000
-
1
±0.85
±0.50
±0.70
±1.00
1
4
±0.70
±1.00
±1.40
±2.00
4
-
±1.05
±1.45
±2.10
±2.90
1000
2000
-
1
±0.45
±0.65
±0.90
±1.30
1
4
±0.90
±1.30
±1.80
±2.50
4
-
±1.40
±2.00
±2.80
±3.90
2000
4000
-
1
±0.70
±1.00
±1.40
±2.00
1
4
±1.40
±2.00
±2.80
±3.90
4
-
±1.80
±2.50
±3.60
±5.00
3.2.2.2成型尺寸公差
经弯曲、拉深及其他工序加工而成冲压件的线性尺寸，具体见表4。
表4GB/T15055未注公差成形线性尺寸的极限偏差
表4未注公差成形线性尺寸的极限偏差单位mm
基本尺寸
材料厚度
公差等级
大于
至
大于
至
f
m
c
v
0.5
3
-
1
±0.15
±0.20
±0.35
±0.50
1
3
±0.30
±0.45
±0.60
±1.00
3
6
-
1
±0.20
±0.30
±0.50
±0.70
1
4
±0.40
±0.60
±1.00
±1.60
4
-
±0.55
±0.90
±1.40
±2.20
6
30
-
1
±0.25
±0.40
±0.60
±1.00
1
4
±0.50
±0.80
±1.30
±2.00
4
-
±0.80
±1.30
±2.00
±3.20
30
120
-
1
±0.30
±0.50
±0.80
±1.30
1
4
±0.60
±1.00
±1.60
±2.50
4
-
±1.00
±1.60
±2.50
±4.00
120
400
-
1
±0.45
±0.70
±1.10
±1.10
1
4
±0.90
±1.40
±2.20
±2.20
4
-
±1.30
±2.00
±3.30
±3.30
400
1000
-
1
±0.55
±0.90
±1.40
±1.40
1
4
±1.10
±1.70
±2.80
±2.80
4
-
±1.70
±2.80
±4.50
±4.50
1000
2000
-
1
±0.80
±1.30
±2.00
±2.00
1
4
±1.40
±2.20
±3.50
±3.50
4
-
±2.00
±3.20
±5.00
±5.00
备注1：
对于0.5mm及0.5mm下的尺寸应标公差
备注2：
所有线性尺寸公差的单位均为：
mm。
备注3：
所有角度尺寸的公差单位均为：
XX°。
3.2.2.3经弯曲成形而形成冲压件的角度尺寸
表5GB/T15055未注公差弯曲角度尺寸的极限偏差
未注公差弯曲角度尺寸的极限偏差单位mm
公差等级
短边长度
≤10
＞10~25
＞25~63
＞63~160
＞160~400
＞400~1000
＞1000
f
±1°15′
±1°00′
±0°450′
±0°35′
±0°30′
±0°20′
±0°15′
m
±2°00′
±1°30′
±1°00′
±0°45′
±0°35′
±0°30′
±0°20′
c
±3°00′
±2°00′
±1°30′
±1°15′
±1°00′
±0°45′
±0°30′
3.2.2.4经冲孔、落料及其他分离工序加工而成冲压件圆角半径的线性尺寸
表6GB/T15055未注公差冲裁圆角半径线性尺寸的极限偏差
未注公差冲裁圆角半径线性尺寸的极限偏差单位mm
基本尺寸
材料厚度
公差等级
大于
至
大于
至
f
m
c
v
0.5
3
-
1
±0.15
±0.20
1
4
±0.30
±0.40
3
6
-
4
±0.40
±0.60
4
-
±0.60
±1.00
6
30
-
4
±0.60
±0.80
4
-
±1.00
±1.40
30
120
-
4
±1.00
±1.20
4
-
±2.00
±2.40
120
400
-
4
±1.20
±1.50
4
-
±2.40
±3.00
400
-
-
4
±2.00
±2.40
4
-
±3.00
±3.50
3.2.2.5在平板或成形件平面处，经冲裁加工而成的角度尺寸
表7GB/T15055未注公差冲裁角度尺寸的极限偏差
未注公差冲裁角度尺寸的极限偏差单位mm
公差等级
短边长度
≤10
＞10~25
＞25~63
＞63~160
＞160~400
＞400~1000
＞1000
f
±1°00′
±0°40′
±0°30′
±0°20′
±0°15′
±0°10′
±0°06′
m
±1°30′
±1°00′
±0°40′
±0°30′
±0°20′
±0°15′
±0°10′
c
±2°00′
±1°30′
±1°00′
±0°40′
±0°30′
±0°20′
±0°15′
3.2.2.7直线度、平面度未注公差
表9GB/T13916直线度、平面度未注公差单位mm
3.2.3冲裁孔位设计尺寸基准基本原则
设计时尺寸基准尽可能与制造的定位基准相重合，这样可以避免制造误差。
冲压件的孔位尺寸基准，应尽可能选择在冲压过程中自始至终不参加变形的面或线上，且不要与参加变形的部位联系起来。
工序在不同模具上分散冲压的零件，要尽可能采用同一个定位基准。
3.2.4冲裁的结构工艺性
3.2.4.1冲裁件的外形及内孔
数冲冲裁件的外形及内孔应避免尖角可采用到角处理，采用激光切割工艺在冲裁件的外形及内孔在直线或曲线的连接处可用圆弧连接，圆弧半径R≥0.5t（t为材料壁厚），见下图3.2.4.1。
图3.2.4.1冲裁件外形和内孔
3.2.4.2冲裁件的悬臂与狭槽。
数冲冲裁件的凸出或凹入部分的深度和宽度，一般情况下，应不小于1.5t（t为料厚），同时应该避免窄的切口与和过窄的切槽，以便增大模具相应部位的刃口强度见上图,使用鐳射切割不受限制。
图3.2.4.2冲裁件的悬臂与狭槽
3.2.4.3冲孔最小尺寸要求
数冲及模具冲孔优先选用圆形孔，冲孔有最小尺寸要求，具体见表10。
表10材料机械性能和材料厚度有关联表
材料
圆孔直径b
矩形孔短边宽b
Q235
1.3t------1.5t
1.0t------1.5t
SPCC
1.0t------1.3t
0.7t------1.5t
5052
0.8t------1.2t
0.5t-------1.2t
注:
表内值数冲时有外协厂模具支持，镭射切割不受限制。
图3.2.4.3最小尺寸与孔的形状
3.2.4.4冲裁的孔间距与孔边距
零件的冲孔边缘离外形的最小距离随零件与孔的形状不同有一定的限制，当冲孔边缘与零件外形边缘不平行时，该最小距离应不小于材料厚度t；平行时，应不小于1.5t。
图3.2.4.4冲裁的孔间距与孔边距
3.2.5数冲冲孔与鐳射切割及冷冲模工艺区别
表11数冲冲孔与鐳射切割及冷冲模工艺区别
常见三种冲孔和落料加工特点比较
激光切割
数控冲（包括密孔冲）
冷冲模
推荐可加工材质
SPCCSUS304
SPCC5052
SPCCSUS3045052
推荐可加工料厚
0.5mm---10mm
0.6----2.5MM
一般小于6mm
加工最小尺寸SPCC
最小细缝0.25mm最小圆2mm（≧t）
冲圆孔￠≧t
方孔小边W≧t
长槽宽W≧t
冲圆孔￠≧t
方孔小边W≧t
长槽宽W≧t
孔与孔，孔与边的边缘最小距离
≧t
≧t
≧t
孔与孔，孔与边的边缘优选距离
≧1.5t
≧1.5t
≧1.5t
一般加工精度
±0.1mm
±0.1mm
±0.1mm
外观效果
外缘光滑，切割端面有一层氧化皮对喷塑着力有影响
毛边大，且有带料毛边
少量毛边
曲线效果
光滑，形状多变
毛边大，形状规范
光滑，形状多变
加工速度
切割外圆快
冲制密孔快
最快
加工文字
刻蚀，较浅，尺寸不受限制
尺寸受模具限制
冲压，凹形文字，符号可较深；尺寸受模具限制
成形
不能
凹点，沉（沉）孔，小型拉伸等均可
可实现较复杂的形状
加工费用
较高
低
最低
注：
以上数据为冷轧钢板（低碳钢）的数据
3.2.6公司常用冲孔尺寸
表10圆孔RO
圆孔RO单位mm
φ1.5
φ5.0
φ9.5
φ16
φ2.0
φ5.5
φ10
φ18
φ2.5
φ6.0
φ10.5
φ20
φ3.0
φ6.5
φ11
Φ24
φ3.5
φ7.0
φ12
φ25
φ4.0
φ7.5
φ12.5
φ26
φ4.2
φ8.0
φ13
Φ30
φ4.5
φ8.5
φ14
φ33
φ4.8
φ9.0
φ15
表11矩形孔RE
矩形孔RE单位mm
1.5x5.3
1.8x5.3
2.3x5.3
4x6
4x10
5x6
5x20
2.4x25.5
7x13
7x30
8x30
10X15
3X30
5x30
5x50
5x80
表12腰形孔OB
腰形孔OB单位mm
φ3.0x20
φ3.0x30
φ3.5x6
φ3.5x8
φ4.0x7.0
φ4.0x20
φ4.5x8
φ5.0x8.0
φ5.0x10.0
φ5.5x8.0
φ6.5x10
φ7.0x10.5
φ8.0x15
表13正方形孔SQ
正方形孔SQ单位mm
4x4
5x5
6.0x6.0
6.5x6.5
7x7
8x8
9x9
9.6x9.6
10x10
15x15
20x20
表14特殊孔
矫形孔
电脑接口
D型接器9芯
向上百叶
USB接口
RJ45连接器
60*5*2散热矫形孔
贴标牌凹印
表15倒外圆R
倒外圆R单位mm
R1.5
R2
R3
R5
3.2.7螺钉、螺栓的过孔和沉头座
表16沉头螺钉的沉头座及过孔单位mm
螺钉、螺栓过孔和沉头座的结构尺寸按表选取。
对于沉头螺钉的沉头座，如果板材太薄难以同时保证过孔d2和沉孔D，应优先保证过孔d2。
M3及M4沉头螺钉完成钣金连接如果开沉孔的板的厚度为 lmm 按照常规的是有问题的。
但可采用涨铆螺母如沉孔的直径为 6mm 可以有效完成连接见下图3.2.7-1，这种连接方式要求下面是涨铆螺母，压铆螺母和翻孔攻丝不能完成紧固连接但涨铆螺母缺点易脱落。
表17薄板沉头孔单位mm
SPCC厚度
1
1.2
1.5
M3
4/6
3.6/6
3.5／6
M4
-----
------
5.8/8.8
图3.2.7-1涨铆螺母
3.3折弯
钣金的折弯是指改变板材或板件角度的加工，如将板材弯成V形，U形等。
一般情况下，钣金折弯有两种方法：
一种方法是模具折弯，用于外形复杂、尺寸较小、大批量加工的钣金结构；另一种是折弯机折弯，用于加工结构尺寸比较大的或产量不是很大的钣金结构。
3.3.1折弯时的干涉现象见下图
图3.3.1-1折弯干涉现象
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3.3.1-1所示黑色部分为干涉，干涉部分无法完成折弯或者因为折弯干涉导致折弯变形。
钣金折弯干涉需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见图3.3.1.2-1图所示。
图3.3.1.2-1避开折弯模
3.3.2孔、长圆孔离折弯边最小距离
长圆孔离折弯边最小距离图3.3.2-1为x距离为钣厚二倍。
图3.3.2-1孔离折弯边最小距离
当孔位于折弯变形区内，所采取的切口形式见下图3.3.2-2
图3.3.2-2折弯切口
3.3.3弯边侧边带有斜角的直边高度
当弯边侧边带有斜角的弯曲件时侧面的最小高度为：
h=（3～5）t＞3mm。
如图3.3.3-1所示。
图3.3.3-1弯边侧边带有斜角的直边高度
3.3.4局部弯曲的工艺切口
止裂槽或切口，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。
图3.3.4-1中b较a折弯更合理。
图3.3.4-1局部弯曲的工艺切口
3.3.5弯曲件的工艺孔、工艺槽和工艺缺口
在设计弯曲件时，如果需将弯边弯曲到毛坯内边时，一般应事先加冲工艺孔、工艺槽或工艺缺口，D与K尺寸应大于钣厚如图3.3.5-1所示。
图3.3.5-1弯曲件的工艺孔和工艺缺口
3.3.6钣金件最小折弯内径
除特别要求外图示技朮要求标注应为≦0.5t，t为板厚。
3.3.7特殊要求的直边高度
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（如图3.3.7-1所示）。
图3.3.7-1压槽
3.3.8压死边
压死边的死边长度与材料的厚度有关。
如图3.3.8-1所示，一般死边最小长度L≥4t+R。
压死边一般适用于板材为不锈钢、镀锌板、覆铝锌板等，电镀件不宜采用，因为压死边的地方会有夹酸液的现象。
图3.3.8-1压死边
3.3.9180度折弯
图3.3.9-1中的最小折弯边尺寸L为表19弯曲件L型折弯高度极限值，高度H应该选择表1公司常用钣金外协板材汇总。
图3.3.9-1180度折弯
3.3.10三重折叠压死边
图3.3.10-1中最后折弯边压平所需最小承压边L尺寸见表18。
图3.3.10-1三重折叠压死边
表18最小承压边L尺寸单位mm
3.3.11段差工艺
图3.3.11-1段差工艺
加卸料结构的段差模具使用高度为h为（l.0一3.0）t，模具台阶高度可以通过加垫片进行调整，高度h是任意调节的，缺点长度l尺寸及竖边的垂直度不易保证。
见图3.3.11-1。
当段差高度h小于3.5倍料厚时，采用段差模或简易模成形；大于3.5倍料厚时采用正常一正一反两折完成。
3.3.12标注弯曲件相关尺寸时要注意装配关系
图3.3.12-1弯曲件相关尺寸标注
如图3.3.12-1两孔如b图示L1尺寸有装配关系应采用b标注方式,a与c为两孔无装配关系采用标注方法.。
3.3.13弯曲件的回弹
影响回弹的因素很多，包括：
材料的机械性能、壁厚、弯曲半径以及弯曲时的正压力等。
折弯件的内圆角半径与板厚之比越大，回弹就越大。
设计上抑制回弹的方法示例:
弯曲件的回弹，目前主要是由生产厂家在模具设计时，采取一定的措施进行规避。
同时，从设计上改进某些结构促使回弹角减少如下图所示：
在弯曲区压制加强筋，不仅可以提高工件的刚度，也有利于抑制回弹。
图3.3.13-1弯曲区压制加强筋
3.3.14折弯件折弯边最小直边高度
表19折弯边最小直边高度单位mm
材质
板厚（T）
折弯尺寸（最小值）
SPCCSECCSUS304
0.5
3
4.5
0.8
3.2
5
1
3.5
5.4
1.2
4.2
6.4
1.5
4.8
7.3
2
6
9.2
2.5
9
12.2
3
9.6
12.9
5052
0.5
2.9
4.4
0.8
3.1
4.9
1
3.3
5.3
1.2
3.5
5.7
1.5
4.7
7.2
2
6
9.1
2.5
8.6
12.1
3
9
12.8
铜板（CU）
0.5
2.9
4.4
0.8
3.2
5
1
3.4
5.4
1.2
3.5
5.8
1.5
4.7
7.2
2
6
9.2
2.5
8.6
12.2
3
9
12.8
3.4拉伸
3.4.1拉伸件底部与直壁之间的圆角半径大小要求
如图3.4.1-1所示，拉伸件底部与直壁之间的圆角半径应大于或等于板厚，即r1≥t。
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或等于板厚的8倍，即r1≤8t。
见图3.4.1
图3.4.1拉伸件底部与直壁之间的圆角半径
3.4.1.1
升级会员 