鈑金件基本構成了汽車的造型,好不好看主要靠它,所以它就像小姐姐們的身材一樣,你看很多小姐姐為了身材可以每天運動,堅持不懈,每天都在精雕細琢,所以鈑金件的設計也一樣,需要好的結構設計和精湛的工藝。 今天 漫談君就帶你一起來看看 鈑金零件結構設計規范與工藝合理性要求 漫談君同時也為大家收集了一套比較完善的標準(詳情請點擊《汽車標準清單及使用狀態匯總(附送全套法規)》查看),領取方法請往下看! 一、漫談君為大家準備了如下干貨: 1、56集CATIA基礎教程,在公眾號后臺回復“56”,即可領取! 2、全套汽車標準,在公眾號后臺回復“標準”,即可領取! 二、汽車大漫談汽車研發技術群加群: 8群已建立,有需要進群的工程師童鞋,請加漫談君微信:autotechstudy01,備注名稱+專業喲,方便邀請進群! 鈑金件是目前最主要,也是最常見的一種結構件設計形式,它是由鈑金材料經過沖壓加工而成的。鈑金件的幾何形狀、尺寸及加工精度的合理與否直接影響了零件的加工工藝,而加工工藝又對材料、工序、模具壽命、產品質量和產品成本產生制約。 目前鈑金件的基本加工方法有:沖裁、折彎、拉伸、成型等。下面漫談君為大家整理了鈑金件的幾種加工方法,可作為鈑金件結構設計提供相應參考和指導。 Ⅰ 沖裁 沖裁分為普通沖裁和精密沖裁。目前在電子通信產品的結構件中通常是采用普通沖裁。下面所列出的沖裁工藝,是指普通沖裁的結構工藝性。 1 沖裁件形狀和尺寸應盡可能簡單、對稱 沖裁件形狀、尺寸簡單、對稱,可使沖裁排樣時的廢料最少,有利于節約用料。 2 沖裁件的外形及內孔應避免尖角 對于沖裁件的外形及內孔,其直線或曲線的連接處應有圓弧連接過渡,通常圓弧半徑 R≥0.5t (t 為材料厚度)。 3 沖裁件應避免窄長的懸臂或凹槽 沖裁件的凸出或凹入部分的長度和寬度,一般情況下,都應大于 1.5t(t 為材料厚度 )。同時應避免窄長的切口與和過窄的切槽,以增大模具相應切口部位的刃口強度,提高模具的壽命,降低模具加工的難度。 4 沖孔形狀和最小尺寸要求 沖孔的形狀應優先選用圓形孔, 同時沖孔最小尺寸與孔的形狀、材料機械性能和材料厚度有關。 沖孔最小尺寸 5 沖裁的孔間距及孔邊距 零件的沖孔邊緣到零件材料邊緣的最小距離與零件和孔的形狀有關,如下圖所示。其中,當沖孔邊緣與零件外形邊緣不平行時,最小距離 a應大于材料厚度 t ;而當沖孔邊緣與零件外形邊緣平行時,最小距離 b應大于 1.5t 。 6 折彎件及拉伸件中的沖孔 在折彎件或拉伸件中沖孔時,其孔壁與零件直壁之間的距離與內圓角半徑和材料厚度有關,如下圖所示。 7 螺釘、螺栓及鉚釘的過孔和沉頭孔 螺釘、螺栓及鉚釘的過孔和沉頭孔的結構尺寸通常按所對應的表選取。對于沉頭螺釘、沉頭鉚釘的沉頭孔,如果因鈑金材料的厚度過小而難以同時保證過孔尺寸d2和沉孔尺寸 D,應優先保證過孔尺寸d2。 8 沖裁件毛刺的限值及圖紙設計要求 鈑金材料沖裁后會在一側平面上形成毛刺,為了保證零件的表面質量, 防止造成不必要的傷人、傷物問題,通常對沖裁件的毛刺高度會有限制要求,如下表所示,其中f 級(精密級)適用于要求較高的零件;m級(中等級)適用于中等要求的零件;g級(粗糙級)適用于要求較低的零件。在零件設計圖紙中,通常對于零件的外表面、線纜過孔、人手容易觸摸到的邊緣等處需要進行去毛刺處理。 Ⅱ 折彎 1 折彎件的最小彎曲半徑 鈑金材料彎曲時,在其圓角區, 外層受到拉伸,內層則受到壓縮。當材料厚度一定時, 內r 越小,材料的拉伸和壓縮就越嚴重;當外層圓角的拉伸應力超過材料的極限強度時,就會產生裂縫和折斷,因此,彎曲零件的結構設計,應避免過小的彎曲圓角半徑。常用材料的最小彎曲半徑見下表。 2 折彎件的直邊高度 1 )一般情況下的直邊最小高度 折彎件的直邊最小高度應:h>2t ,t 為材料厚度,如下圖所示。 2)特殊要求的直邊高度加工方法 如果設計需要折彎件的直邊高度 h≤2t, ,則首先要加大折邊高度,折彎后再加工到所需要的尺寸;或者在折彎變形區內首先加工出工藝壓槽后,再折彎,如下圖所示。 3)折彎件的側邊帶有斜角時的直邊高度要求 當折彎件的側邊帶有斜角時,其側面的直邊最小高度要求為:h=(2~ 4)t >3mm。 3 折彎件的孔邊距一般要求 當加工工序采用先沖孔后折彎時,孔的位置應設計在折彎變形區外, 以避免折彎時孔發生變形。孔壁至折彎邊的距離,參見下表。 4 局部折彎的工藝切口 1) 局部折彎的設計處理方法 當局部折彎某一段邊緣時,為了防止尖角處應力集中而產生彎裂,可將折彎線移動一定距離以避開尺寸突變處(圖a);或采用開工藝槽的方法處理(圖b)。尺寸要求:S≥R ;槽寬 k≥t ;槽深 L≥t+R+k/2 。 2 )當孔位于折彎變形區內的切口形式 當孔在折彎變形區內時,可采用的切口形式,如下圖所示。 5 帶斜邊的折彎邊應避開變形區 對于帶有斜邊的折彎件,其折彎邊應避開折彎變形區,如下圖所示。 6 打死邊的寬度要求 打死邊的死邊允許最小寬度與材料厚度 t 及最小折彎內徑R有關。如下圖所示,通常打死邊的最小寬度 L≥ 3.5t+R 。其中t為材料厚度,R為打死邊前道工序的最小折彎內徑R。 7 設計添加的工藝定位孔 為保證折彎毛坯材料在模具中能準確定位,防止折彎時毛坯材料應偏移而產生廢品,一般會預先在設計時添加工藝定位孔。特別是多次折彎成形的零件,均須按工藝孔為定位基準,以減少累計誤差,保證產品質量,如下圖所示。 8 設計標注折彎件相關尺寸時,應考慮加工的工藝要求 如下圖所示:a )為先沖孔后折彎,尺寸 L的精度容易保證,加工方便。b)和 c) 如果尺寸 L精度要求高,則需要先折彎后加工孔,此種加工方式相對比較麻煩。 9 折彎件的回彈 影響折彎件的回彈因素很多,主要包括:材料的機械性能、材料厚度、折彎半徑以及折彎時的正壓力等。 1) 折彎件的回彈量定性分析 折彎件的內圓角半徑與板材厚度之比越大,回彈就越大。 2) 設計上的抑制回彈方法 折彎件的回彈,目前主要還是由生產廠家在模具設計時,通過采取一定的措施來進行規避。而設計上,也可以通過改進某些結構使回彈角減小。如下圖所示:在折彎區通過壓制加強筋,不僅可提高零件的剛度,還有利于抑制零件回彈。 Ⅲ 拉伸 是指利用模具,將沖裁后得到的一定形狀平板毛坯沖壓成各種開口空心零件或將開口空心毛坯減小直徑,增大高度的一種機械加工工藝。用拉深工藝可以制造成筒形、階梯形、錐形、球形、盒型和其他不規則形狀的薄壁零件。 與翻邊、脹形、擴口、縮口等其他沖壓成形工藝配合,還能制造形狀極為復雜的零件。拉伸工藝的注意事項如下。 1 拉伸件底部的圓角半徑要求 如下圖所示,拉伸件底部與直壁之間的圓角半徑應大于材料厚度t ,即r 1≥ t 。同時,為了使拉伸能夠進行得更加順利,一般取 r1=(3~5)t ,而最大圓角半徑應小于或等于8倍的材料厚度,即r1 ≤ 8t 。 2 拉伸件凸緣與壁之間的圓角半徑 如上圖所示,拉伸件凸緣與壁之間的圓角半徑應大于材料厚度t的 2倍,即 r2 ≥2t 。同時,為了使拉伸能夠進行得更加順利,一般取 r2=(5~10)t ,而最大凸緣半徑應小于或等于8倍的材料厚度,即r2 ≤8t 。 3 圓形拉伸件的內腔直徑 圓形拉伸件的內腔直徑應取 D ≥d+10t,( t 為材料厚度)以便在拉伸時壓板能壓緊毛坯材料而不致發生起皺現象。 4 矩形拉伸件相鄰兩壁間的圓角半徑 矩形拉伸件相鄰兩壁間的圓角半徑應取r ≥3t,為了減少拉伸次數應盡可能取 r ≥ H/5,以便一次拉出來。 5 圓形無凸緣拉伸件一次成形時,其高度與直徑的尺寸關系要求 當圓形無凸緣拉伸件需要一次成形時,零件高度 H和直徑 d之比應小于或等于 0.4 ,即 H/d ≤0.4,如下圖所示。 6 拉伸件尺寸標注的注意事項 1) 拉伸件的尺寸標注要求 在拉伸件的設計圖紙中,尺寸應明確注明必須保證外部尺寸或內部尺寸,不能同時標注內外尺寸。 2) 拉伸件的尺寸公差標注方法 拉伸件凹凸圓弧的內半徑以及一次成形的圓筒形拉伸件的高度尺寸公差應為雙面對稱偏差,其偏差值取 GB IT 16 級精度公差絕對值的一半,并冠以±號。 Ⅳ 成型 鈑金加工除了采用機械制造也中普遍采用的冷沖壓工藝之外,還有一些其他的特別的方式,橡皮液壓成型、拉彎成型、噴丸成型等,但無論采用哪一種成型成型工藝都需要注意如下事項。 1 加強筋 2 打凸間距和凸包邊距的最小尺寸 對于打凸間距和凸包邊距的最小尺寸,通常按下表數據選取。 3 百葉窗 百葉窗常用于機柜、機箱或機盒的外殼上,起到通風散熱作用。其成型方法是借助于凸模的一邊刃口將材料切開,而凸模的其余部分將材料同時進行拉伸變形,從而形成一邊開口,一邊相連的起伏形狀。 百葉窗的典型結構形式參見下圖所示,其尺寸設計要求如下:a≥4t ;b≥6t ;h≤5t ;L≥24t ;r ≥0.5t 。t 為材料厚度。 4 孔翻邊 孔翻邊形式較多,這里主要是介紹最常用的帶螺紋孔的內孔翻邊,如下圖所示。 Ⅴ 結語 鈑金的結構設計涉及材料制造,零件或構件的加工過程。在滿足產品的功能、外觀等要求下,鈑金類產品的結構設計應當保證沖壓工序簡單、沖壓磨具制作容易、鈑金沖壓質量高、尺寸穩定等。 !!! |
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