鈑金設(shè)計(jì)小知識(shí)(一)
鈑金設(shè)計(jì)小知識(shí)(二)
彎曲件的孔邊距離:
a)、先沖孔再折彎:彎曲有孔的毛坯時(shí),如果孔位于彎曲區(qū)附近,則在彎曲時(shí)孔的形狀會(huì)發(fā)生變形,為了避免這種缺陷的出現(xiàn),必須使這些孔分布在變形區(qū)域之外(圖8),從孔邊到彎曲半徑r中心的距離取為:當(dāng)t<2mm時(shí),L≥t;當(dāng)t≥2mm時(shí),L≥2t。如果是螺紋孔或有裝配要求的光孔,而距離沒有達(dá)到上述要求,則螺紋須在折彎完成后加工,否則螺紋會(huì)因拉伸變形而失效。
b)、先折彎再?zèng)_孔:在彎曲件或拉延件上沖孔時(shí),其孔壁與工件直壁之間應(yīng)保持一定的距離),距離太小時(shí),在沖孔時(shí)會(huì)使凸模受水平推力而折斷:從孔邊到彎曲半徑r中心的距離取為: L≥0.5t。
圖9
彎曲件的尺寸精度
彎曲件的尺寸,由于影響因素較多,一般不屬配合的尺寸,其精度取10級(jí)公差絕對(duì)值的一半并冠以“±”號(hào),但最小精度偏差不得小于表6中所列的直線尺寸公差值和角度公差值,如超過表列數(shù)值必須在彎曲后進(jìn)行手工校正。
表6 彎曲件的尺寸
|
材料厚度 t |
尺寸 B |
尺寸A(毫米) |
≤18 |
>18 ~30 |
>30 ~50 |
>50 ~80 |
>80 ~120 |
>120 ~180 |
>180 ~260 |
>260 ~360 |
>360 ~500 |
毫米 |
尺寸A精度等級(jí) (G B) |
≤1 |
≤100 |
8 |
>100~200 |
8 |
>200~400 |
8 |
>400~700 |
9 |
>1~3 |
≤100 |
8 |
>100~200 |
8 |
>200~400 |
9 |
>400~700 |
9 |
>3~6 |
≤100 |
9 |
>100~200 |
9 |
>200~400 |
10 |
>400~700 |
10 |
對(duì)于內(nèi)彎角小于60°的彎曲,為了避免撕裂和畸變,應(yīng)開止裂槽或切口。圖10(b)和圖10(d)是開止裂槽的情形,圖10(e)是開止裂切口的情形。圖10(e)和圖7(f)是在復(fù)雜彎曲件上開止裂槽的情形,圖10(g)和圖10(h)是切口彎曲的情形。圖10(i)是沖方孔后彎曲成形。
對(duì)剪裁的條料或毛料,剪裁邊緣的硬度一般提高20-30%,若不開止裂槽,比退火料更容易開裂。
切槽端頭可以做成呈半圓形,半徑最小為t。其深度,即半圓端到起始彎曲的距離為0.75-1.5mm,這樣才可以在彎曲時(shí)不引起畸變。也可以做成長(zhǎng)方形。
圖10
一般彎角都呈圓形,其半徑與鈑金件的材質(zhì)、板厚、成型條件等有關(guān),一般可以在圖紙上不需要標(biāo)注具體的尺寸。如要得到比較尖的彎角,可采用如圖11所示的方法,將彎曲部分銑去 — 的厚度t。
圖11
3、鈑金件的連接
常見的鈑金件的冷作工藝的連接方法有:咬縫連接、鉚接、焊接、螺釘連接、預(yù)埋(脹接)等。
咬縫連接:咬縫連接就是將薄板的邊緣相互折轉(zhuǎn)扣合壓緊的連接方法。咬縫連接不需要特殊的設(shè)備,當(dāng)板較薄尤其不適宜用焊接時(shí),這種連接更能顯示出其優(yōu)越性。其致密性較好,連接又十分可靠,所以對(duì)厚度在1mm以下的鈑金結(jié)構(gòu),常可以選用咬縫連接。如我們常見的鐵桶就是用這種聯(lián)接方式。
鉚接:借助鉚釘形成的不可拆連接。鉚接的結(jié)構(gòu)具有傳力均勻可靠、韌性和塑性好、容易檢查和維修的特點(diǎn),所以對(duì)于承認(rèn)沖擊和振動(dòng)載荷的構(gòu)件的連接、某些異種金屬的連接,以及焊接性的金屬(如鋁合金)。鉚接結(jié)構(gòu)根據(jù)其工作的要求和應(yīng)用范圍的不同,分為強(qiáng)固鉚接、緊密鉚接和密固鉚接。強(qiáng)固鉚接要求鉚釘能承受大的作用力,保證構(gòu)件有足夠的強(qiáng)度,而對(duì)接合縫的嚴(yán)密性無特別的要求,如屋架、橋梁、車輛等;緊密鉚接的鉚釘不承受大的作用力,但對(duì)接合縫要求緊密,以防學(xué)習(xí)漏水或漏氣,如水箱、油罐等;密固鉚接既要要求鉚釘能承受大的作用力,又要求接合縫緊密,如壓縮空氣罐、壓力管路等。鉚釘可由鋼、銅、鋁等多種材料制成。鉚釘?shù)姆N類有半圓頭、平錐頭、沉頭等。我們常用的鉚釘?shù)囊?guī)格為3.2mm,精裝配時(shí)釘孔直徑取d+0.1mm=3.3mm,粗裝配時(shí)釘孔直徑取d+0.4mm=3.7mm。手工冷鉚時(shí)的鉚釘直徑一般不超過8mm,用鉚釘槍鉚接時(shí)的鉚釘直徑一般不超過13mm,用鉚接機(jī)鉚接時(shí)的鉚釘直徑可達(dá)20mm。
當(dāng)用一塊鈑金件不能達(dá)到預(yù)期的目地時(shí),常用兩個(gè)零件連接成一個(gè)零件,此時(shí)就常用到焊接。焊接最常用的是亞弧焊,電焊,氣焊等。
螺釘連接一般是用于可拆的結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單可靠、裝拆方便、成本低,運(yùn)用廣泛。
常見的形式是預(yù)埋,把螺釘、螺柱或螺母壓入到鈑金件當(dāng)中。預(yù)埋螺柱一般不會(huì)出什么問題,因?yàn)槁葜翘刂频?,螺柱的六角頭上方有一個(gè)槽,當(dāng)壓入六角頭時(shí),板上的材料會(huì)擠進(jìn)槽內(nèi),能自行固定。而螺釘就不一樣,我們選取的螺釘一般沒有特制的,沒有擠壓槽,所以當(dāng)螺釘壓入時(shí),擠壓的材料沒地方去,受材料的擠壓,很難控制螺釘與鈑金平面的垂直度。所以,安裝另外的零件時(shí),往往會(huì)出現(xiàn)很難裝配的情況。螺釘越長(zhǎng),越難控制。這時(shí)最好不用選用預(yù)埋的形式,直接用螺釘連接更好些。
公司外協(xié)生產(chǎn)中的鈑金件的預(yù)埋螺柱的外徑有兩種規(guī)格(如表7),如果選擇不對(duì),會(huì)出現(xiàn)外徑偏小,能通過PCB板的固定孔的情況。如M3的螺柱,有兩種規(guī)格,外徑分別是φ4.190/-0.12和φ5.380/-0.12兩種規(guī)格,如果PCB板的固定孔稍大一點(diǎn),小規(guī)格的螺柱可以通過。鑒于此情況的出現(xiàn),我們可以在螺柱的規(guī)格后面加上其外徑要求,如4個(gè)M3x11的螺柱,其外徑規(guī)格選用為φ5.38時(shí),圖紙上標(biāo)明為“4-預(yù)埋螺柱M4x11(外徑規(guī)格φ5.3)”。
翻邊攻絲、預(yù)埋螺母是用螺釘連接時(shí)鈑金件加工的常用方法。當(dāng)需要承擔(dān)的力較大時(shí),最好使用預(yù)埋螺母。當(dāng)用模具直接成形時(shí),用翻邊攻絲的工藝比較簡(jiǎn)單,成形后只要攻絲就好了。翻邊攻絲的有效牙長(zhǎng)必須保證3個(gè)以上,這是生產(chǎn)廠家的工藝必須保證的,否則容易引起滑牙。翻邊攻絲、預(yù)埋螺母各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn):預(yù)埋螺母承力較大,螺紋穩(wěn)定,可以使用較大的螺釘,但所占用的空間較大,螺母容易松脫;翻邊攻絲的工藝簡(jiǎn)單易加工,適合大批量生產(chǎn)時(shí)使用,所占用的空間較小,但容易滑牙,不能承受大的作用力,也不能用大螺紋(不能保證牙長(zhǎng))。
翻邊攻絲正反方向一般是按沖壓模具的方向定的,在上方的一面一般叫正面,下方的一面一般叫反面。所以翻邊攻絲的正面是平的那一面,反面是突出來的那一面。在2D圖紙上標(biāo)正反面的時(shí)候請(qǐng)注意,別標(biāo)錯(cuò)了,以免供應(yīng)商做錯(cuò)了。
表7 螺柱規(guī)格表 (材料為碳鋼或不銹鋼)
種類Ⅰ 種類Ⅱ 種類Ⅲ |
螺紋M |
外徑A0/-0.12 |
螺紋深C |
長(zhǎng)度L |
材料規(guī)格H |
最小板厚t |
預(yù)沖孔φ+0.07/0 |
種類Ⅰ |
種類Ⅱ |
種類Ⅲ |
M2.5 |
4.19 |
≥5.2 |
2-6.3 |
6.32-9.5 |
9.5-19 |
4.76 |
0.8 |
4.2 |
M2.5 |
5.38 |
≥5.2 |
2-6.3 |
6.32-9.5 |
9.5-19 |
6.35 |
0.8 |
5.4 |
M3 |
4.19 |
≥6.2 |
2-7.5 |
7.52-11 |
11-19 |
4.76 |
0.8 |
4.2 |
M3 |
5.38 |
≥6.2 |
2-7.5 |
7.52-11 |
11-19 |
6.35 |
0.8 |
5.4 |
M3.5 |
5.38 |
≥7 |
3-8.8 |
8.82-12.8 |
12.82-19 |
6.35 |
0.8 |
5.4 |
M4 |
5.95 |
≥7 |
3-8.8 |
8.82-12.8 |
12.82-19 |
7.94 |
0.8 |
6.0 |
M4 |
7.11 |
≥7 |
3-8.8 |
8.82-12.8 |
12.82-19 |
7.94 |
0.8 |
7.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
注:L最好取整數(shù)。
表8 螺母規(guī)格表 (材料為碳鋼或不銹鋼)
|
螺紋M |
代碼號(hào) |
最大A |
最小板厚t |
最大C |
E±0.25 |
T±0.25 |
預(yù)沖孔φ+0.08/0 |
最小孔中心到邊的距離 |
M2 |
Ⅰ |
0.76 |
0.8 |
4.22 |
6.3 |
1.5 |
4.25 |
4.8 |
Ⅱ |
0.97 |
1 |
Ⅲ |
1.37 |
1.4 |
M2.5 |
Ⅰ |
0.76 |
0.8 |
4.22 |
6.3 |
1.5 |
4.25 |
4.8 |
Ⅱ |
0.97 |
1 |
Ⅲ |
1.37 |
1.4 |
M3 |
Ⅰ |
0.76 |
0.8 |
4.22 |
6.3 |
1.5 |
4.25 |
4.8 |
Ⅱ |
0.97 |
1 |
Ⅲ |
1.37 |
1.4 |
M3.5 |
Ⅰ |
0.76 |
0.8 |
4.73 |
7.1 |
1.5 |
4.75 |
5.6 |
Ⅱ |
0.97 |
1 |
Ⅲ |
1.37 |
1.4 |
M4 |
Ⅰ |
0.76 |
0.8 |
5.38 |
7.9 |
2 |
5.4 |
6.9 |
Ⅱ |
0.97 |
1 |
Ⅲ |
1.37 |
1.4 |
M5 |
Ⅰ |
0.76 |
0.8 |
6.38 |
8.7 |
2 |
6.4 |
7.1 |
Ⅱ |
0.97 |
1 |
Ⅲ |
1.37 |
1.4 |
M6 |
Ⅰ |
1.37 |
0.8 |
8.72 |
11.05 |
4.1 |
8.75 |
8.6 |
Ⅱ |
2.21 |
2.3 |
M8 |
Ⅰ |
1.37 |
0.8 |
10.47 |
12.65 |
5.47 |
10.5 |
9.7 |
Ⅱ |
2.21 |
2.3 |
M10 |
Ⅰ |
2.21 |
2.3 |
13.97 |
17.35 |
7.48 |
14 |
13.5 |
Ⅱ |
3.05 |
3.18 |
表9 常見翻邊攻絲預(yù)沖孔徑
表10 翻邊攻絲的尺寸表(大概值)
螺紋直徑D |
材料厚度t |
翻邊孔內(nèi)徑d1 |
翻邊孔外徑d2 |
翻邊高度(含料厚) |
M2 |
0.8 |
1.6 |
2.3 |
1.8 |
1.0 |
2.4 |
1.9 |
M2.5 |
0.8 |
2.1 |
2.9 |
1.8 |
1.0 |
3.0 |
2.0 |
1.2 |
3.1 |
2.3 |
M3 |
0.8 |
2.5 |
3.4 |
1.8 |
1.0 |
3.5 |
2.1 |
1.2 |
3.6 |
2.3 |
1.5 |
3.7 |
2.7 |
M4 |
1.0 |
3.3 |
4.5 |
2.2 |
1.2 |
4.6 |
2.5 |
1.5 |
4.7 |
3.0 |
2.0 |
4.9 |
3.6 |
M5 |
1.0 |
4.2 |
5.5 |
2.4 |
1.2 |
5.6 |
2.7 |
1.5 |
5.8 |
3.1 |
2.0 |
6.0 |
3.8 |
2.5 |
6.25 |
4.4 |
4、其它工藝
鋁板、不銹鋼板的拉絲氧化:外裝飾件在加工前,做拉絲氧化,可以形成很美觀的表面,如DVD的操作面板等;拉絲氧化屬于機(jī)械拋光之類,如果不是用作外觀件,就不必要做此工藝了。拉絲氧化必須是在折彎等加工工藝前做,它并不能提高其表面硬度,所以對(duì)鋁板折彎的壓痕沒有影響。在折彎鋁板等軟材的時(shí)候,可以把折彎?rùn)C(jī)的壓力調(diào)小一點(diǎn),可以把壓痕調(diào)到最小。
電鍍:常見的有鍍鋅,鍍鎳,鍍銀等。一般厚度要求是10μm以上。
在鈑金件上可以噴粉(噴塑)、噴油等。粉的附著力比油要好,但顏色較油難調(diào)點(diǎn)。
三、裝配要求
設(shè)計(jì)鈑金件時(shí)應(yīng)考慮裝配。
大批量的組裝時(shí),應(yīng)該少用一些比較費(fèi)時(shí)費(fèi)用的結(jié)構(gòu),盡量利用模具沖壓成卡扣、突臺(tái)等安裝方式。
小批量生產(chǎn)時(shí),就考慮得少些。我們公司生產(chǎn)的產(chǎn)品,都屬于小批量,只需要考慮裝配的先后順序、裝配方式等。
如圖12所示,是裝DigiQlo的ECG模塊的盒子,左邊是工程化前的裝配方式,把底盒的四邊都折起來焊接后插入到盒蓋當(dāng)中,在四周用螺釘裝配。做回來的樣品底盒常常做過大或過小,不僅不好裝配,EMC效果也做得不太好。改成右圖安裝方式,把底盒的兩長(zhǎng)邊向外再折一道彎,與盒蓋的折邊用螺釘連接,這樣裝配很簡(jiǎn)單快速。
圖12
當(dāng)鈑金件之間焊接或與另外的零件裝配需要定位時(shí),常會(huì)用到定位孔或定位臺(tái)。一般,用模具直接加工成形時(shí),在鈑金件上沖壓出成定位臺(tái)比較好,安裝時(shí)不需要輔助工具,如圖13所示,直接在裝配件上做成孔,插入到定位臺(tái)中。而用數(shù)控沖床加工時(shí),一般沖壓出定位孔比較好,加工比較容易,定位時(shí)需要插入定位銷定位。
圖13 圖14
當(dāng)一個(gè)鈑金件壓到另外一件上,而此時(shí)需要做電磁屏蔽時(shí),在其中一個(gè)(一般是里面的那個(gè))可設(shè)計(jì)一些防ECM的彈片向外突出,如圖14所示,當(dāng)前者壓到上面的時(shí)候能起到很好的電接觸作用,防止鈑金件的面與面之間出現(xiàn)翹曲而影響EMC效果,也可起到彈片的作用,防止震動(dòng)時(shí)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。這種彈片狀的結(jié)構(gòu)必須用模具沖壓成形。
四、成本要求
大批量生產(chǎn)時(shí),就應(yīng)該縮短裝配周期,使裝配的費(fèi)用盡可能的降低,尤其是國(guó)外的OEM項(xiàng)目(國(guó)外的裝配工人的費(fèi)用更貴)。可以采用模具沖壓成形生產(chǎn)。
小批量生產(chǎn)時(shí),盡可能用一些簡(jiǎn)單的裝配方式,如螺釘連接等。
選用SPCC(冷釓鋼板)再電鍍的成本會(huì)比直接選用SECC的成本增加約35%。
選用SPCC(冷釓鋼板)再電鍍的生產(chǎn)周期要比直接選用SECC的周期要長(zhǎng)2~3天。
五、材料的選擇
一般我們所用的鈑金件都是薄鋼板,利用冷軋或是熱軋方法軋制而成的。根椐用途的不同,薄鋼板的材料有低碳鋼、不銹鋼,有的還在薄鋼板是鍍上一層有色金屬膜,稱作鍍膜薄鋼板(如鍍鋅鋼板、鍍鉛鋼板、鍍錫鋼板)等,還有的用到鋁板。
鍍鋅鋼板通常又叫白鋅板,有抗腐蝕性強(qiáng)及表面美觀的特征,其表面有鍍鋅層結(jié)晶花紋。只要接受鋼板加工后的斷口不耐腐蝕,可以采用鍍鋅鋼板。我們公司的產(chǎn)品一般都放在室內(nèi)的環(huán)境下,不會(huì)出現(xiàn)腐蝕性很強(qiáng)情況,可以采用鍍鋅鋼板。
鈑金常用的材料有:1、冷軋鋼板0.8-3.0 mm;2、電解板0.8-3.0 mm; 3、不銹鋼板0.5-3.0 mm;4、鋁板1.5-3.0 mm。
表9 鋼板的生產(chǎn)方法、特點(diǎn)及用途表
六、金屬?zèng)_壓件的公差
凡產(chǎn)品圖紙上沒有注明公差的沖壓件,其尺寸公差均屬于自由公差。外協(xié)廠在計(jì)算凸模與凹模的尺寸時(shí),金屬?zèng)_壓件的自由公差數(shù)值通常按G B 8級(jí)精度選取,也可按下表選取。
表10金屬?zèng)_壓件的公差
公稱尺寸 |
尺寸的類型 |
大于 |
到 |
≤φ50的圓孔 |
被包容表面 |
包容表面(除≤φ50的圓孔外) |
暴露面及孔中心距 |
0 |
3 |
+0.12 |
-0.25 |
+0.25 |
±0.13 |
3 |
6 |
+0.16 |
-0.30 |
+0.30 |
±0.15 |
6 |
10 |
+0.20 |
-0.36 |
+0.36 |
±0.18 |
10 |
18 |
+0.24 |
-0.43 |
+0.43 |
±0.22 |
18 |
30 |
+0.28 |
-0.52 |
+0.52 |
±0.26 |
30 |
50 |
+0.34 |
-0.62 |
+0.62 |
±0.31 |
50 |
80 |
|
-0.74 |
+0.74 |
±0.37 |
80 |
120 |
|
-0.87 |
+0.87 |
±0.44 |
120 |
180 |
|
-1.00 |
+1.00 |
±0.50 |
180 |
260 |
|
-1.15 |
+1.15 |
±0.58 |
260 |
360 |
|
-1.35 |
+1.35 |
±0.68 |
附 注 |
1、沖壓件的“自由公差”,通常取國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的“非配合尺寸的公差數(shù)值”8級(jí)精度,也可按此表選取。 2、被包容表面尺寸是指被量具包容的尺寸,如圓柱體直徑和板厚等。與此相反的稱為包容表面尺寸,如孔徑或槽寬。以上兩種情況以外的,謂之暴露表面尺寸,如凸臺(tái)高度、不通孔的深度等。 |
|