产品结构设计_钣金件（42页)ppt课件

1、产品构造设计钣金件/箱柜的构造设计西北工业大学工业设计系吴 通.概述钣金的定义 钣金是指不采用公用模具落料和成形的薄板金属件的加工工艺。钣金的特点 不需求公用模具 零件的精度不高相对冲压件而言 可适于多种类、小批量加工NCN 工艺简单，加工周期短 .箱柜构造分类 通常按以下几种方式分类按运用环境分：户内型和户外型构造按制造工艺分：焊接式和组装式构造按构造方式分：框架式和板式构造.柜式构造框架盖板门板柜附件条、板、铰链、锁、风扇、加热器、密封条支撑及固定其他构造单元顶盖板防尘、散热风扇侧盖板封锁、散热百叶窗、接地点底盖板光、电缆进出口，固定夹等前门玻璃门、金属门、门锁后门活动门维护、固定门后盖板

2、.柜形构造图.箱式构造较柜式构造小，构造相对简单主要由箱体、门板、顶盖装饰、流水、散热、安装附件等组成。箱式构造.常用资料箱、柜常用的资料有：不锈钢304：镜面、哑光、拉丝冷轧钢板Q235A：电解板、覆铝锌板、普通板铝板：5、LF2、LY12常用板厚：0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 (2.3) 2.5 3.0 (3.2).构造设计事项更据客户要求思索以下方面：、户型运用环境、防护等级、安装方式等 、尺寸选用废品非标设计、构造柜式箱式、框架拼装、门等、外型直面曲面、普通独特、安装地面挂墙柱上、吊装设置吊顶盖吊底座、颜色要求.设计工艺及普通要求一、金属板上开孔毛刺普通不大于0.2m

3、m；、矩形或异形孔的圆角半径普通为0.5-2.0mm；、板的内弯曲半径，根据资料的不同略有差别，普通取板厚的1.5-2倍；、弯曲件的弯边长度不宜过小，以免弯曲困难，其质应为 h=r+2t，如图。图图.设计工艺及普通要求二、钣金上的孔与孔，孔与边的间隔a不宜过小，普通a不小于2t并不小于-mm，必要时可取1-1.5mm；6、 钣金件上的孔壁与工件直壁的间隔应尽量满足图的要求，以免使孔在弯曲时产生拉伸，影响孔的运用；、步进孔可开成圆孔、长圆孔或方孔，普通孔距有两种设计方式，一种是合符模数规律，即合2.5n(n=4,8,10), 另一种是以“U为单位，U=44.44mm；、箱柜门的开启角度映不小于9

4、0o，台或板的开启角度不应小于45o；.、箱柜的外形尺寸公差应符合下表的要求：10、构造要素间的间隙应力求均匀，其间隙差不得超越：设计工艺及普通要求三.电磁兼容EMC 电磁的根本含义是：能保证设备在共同的电磁环境中执行各自的功能的共存形状，而不相互关扰；设备的骚扰电磁骚扰抑制方法：接地、屏蔽、滤波；接地目的：、实现设备的平安接地，以便对设备的操作人员实现平安维护；、泄放因静电感应在机箱上所积存的电荷，防止机箱电位升高呵斥内部放电；、提高设备的任务稳定性。对于屏蔽问题，在机箱设计中的一些根本做法：、底板和机壳采用良导体资料，如铜、铝等；、对于塑料壳体，在其内部喷涂导电漆，或注塑时参与金属.电磁兼

5、容EMC、尽量减少构造的电气不延续性，接缝尽能够焊接，结合面加导电衬垫，缩短螺钉间距；、用导电衬垫、垫圈、螺母实现按钮等的防走漏安装；、通风口、察看孔加装屏蔽网；、尽能够在指示器、显示器后面加屏蔽。.电磁兼容箱体.箱体的通风与散热实现方式：空气对流及温度调控空气对流：自然对流、强迫对流风扇温度调控：温控器空调器.附件根据设计要求，选购适宜的机箱附件锁类铰链类密封条拉手、资料盒.1.外型设计因钣金工艺的特点，及高科技产品变化快、小批量的限制，箱柜多以可展面、边作外型要素。外型设计时常用的方法有：黄金分割法0.618法及固定比例分割法(1:n等)；现代钣金制品外型讲究比例、质感、环保与周围环境协调

6、性、户外产品提倡景观设计。.2.外表处置目前国内常采用外表喷塑处置，主要资料是环氧树脂粉末，静电喷涂后，经180-210度高温烘烤，外表构成一层大分子交联网状膜，厚度80-100um,耐候性、附着力、硬度较好。户型分：户内型户外型；纹理分：平纹、细纹、大纹、沙纹、锤纹等工艺过程：前处置除锈、除油、磷化 电泳底漆高档 喷涂。.外表处置本卷须知柜箱外表的涂层不应眩光，以免影响监控；覆铝锌板普通不用于喷塑，以免高温气泡；构造件图纸一定要严厉按比例绘制；外协时提供CAD电子文档，可缩短加工周期，减少供应商二次绘图产生的错误。.3 常用加工工艺3.1钣金件加工工艺流程数控冲床和数控折弯设备加工钣金件的工

7、艺流程如下： 模具加工钣金件的工艺流程与模具构造有关，假设采用单工序模，每个工序需求一套模具，一个复杂的零件需求多套模具才干完成加工。假设采用复合模，那么可以多个工序在一次冲压完成，但复合模的本钱较贵，目前我们公司批量不大，多采用单工序模,有时在单工序模中采用不同的闭模行程做不同的镶件，9250反光板2采 用了这种方法。参考图纸附件图纸.3.2 冲裁3.2.1 冲裁设备精度与零件精度 冲裁有两种方法：数控冲床冲裁和模具冲裁,对于单量不大的零件很多公司多采用数控冲床冲裁。数控冲床的精度普通为0.1，该精度与设备的新旧有一定的关系，与加工的尺寸大小没有太大的关系，这一点与模具冲裁有一定的差别。目前

8、钣金厂加工的零件多采用数控冲裁落料，因此设计的零件平面冲裁尺寸精度不得高于0.1。模具冲裁零件的精度与模具构造有关，平冲件的尺寸公差普通都小于0.1mm,我司的产品普通都采用模具冲裁方法，公差尺寸采用GB/T1804-m。3.2.2冲裁件的工艺性要求 零件的孔径尺寸、止裂槽尺寸或外圆角尺寸尽能够与刀具尺寸符合。 冲裁件尽量防止过长的悬臂和狭槽，悬臂和狭槽的宽度不宜过小，其合理数值可参考下表： 对合金钢或不锈钢 A2t 对普通钢 A1.5t 对黄铜、铝 A1.2t t资料厚度。. 冲孔时，孔径不宜过小。其最小孔径与孔的外形、资料的机械性能、资料的厚度等有关。其合理数值可参考下表： 材 料 高碳钢

9、、各种不锈钢 d1.5t a1.35t a1.2t 低碳钢(SECC,SPCC,Q235A) d1.3t a1.2t at 黄铜、铝 dt a0.9t a0.8t 零件的冲孔边缘离外形的最小间隔随零件与孔的外形不同要有一定的限制，如以下图。当冲孔边缘与零件外形边缘不平行时，该最小间隔应不小于资料厚度，即at；孔边缘与零件外形边缘平行时，应取b1.5t。 用模具冲裁的零件，其外形或内孔应防止锐角，做成适当的圆角，可添加模具运用寿命，不易产生裂纹。普通可取R 0.5t ，(t资料厚度)，如以下图：4、折弯4.1 折弯设备的精度与零件的精度 数控折弯机的定位精度分两方面，定位安装的前后挪动精度0.，

10、 下模的上下挪动精度也为0.(此误差影响折弯角的精度)。折弯零件的精度与工人的操作有较大关系，实际上每一道折弯都有能够产生0.的误差。对于要求较严的尺寸，也可以经过操作工的调整补偿减少误差。尺寸标注时在满足产品要求的情况下，尽量思索消费加工的效率。4.2 数控折弯机的刀具 数控折弯机的折弯刀有很多种，按刃口分，有R=0.2, R=0.6, R=1，按刀具构造分，有直角刀，避位刀，鹅颈刀等，折弯下模普通是90V形模现有V模宽度有：V=4, V=7,V=8, V=12，折弯刀具和下模的关系如以下图。4.3 数控折弯件的工艺性要求4.3.1 在折弯有撕裂的地方，需求留撕裂槽。撕裂槽的宽度普通不小于.

11、t，且1.5。撕裂槽的长度和宽度与壁厚的关系如以下图b,c所示。或者是折弯线让开阶梯线如以下图所示。4.3.2 折弯件的直边高度不宜过小，否那么不易构成足够的弯矩，很难得到外形准确的零件。 其弯曲值hR+2t，且3方可。如以下图,示。4.3.3 当折弯边带有斜角时如以下图，侧面的最小高度为：h=(24)mm,且hR+2tR为折弯内角。4.3.4 折弯件的孔边间隔：先冲孔后折弯的零件，为了防止折弯时孔变形，从孔边到弯曲半径r中心的间隔取为：当t2mm时，Lt；当t2mm时，L2t。4.3.5 先折弯再冲孔的零件主要争对用冲模的零件，其孔边与工件直壁之间应坚持一定的间隔，间隔太小时，在冲孔时会使凸

12、模受程度推力而折断：从孔边到弯曲半径r中心的间隔取为： L0.5t ,如以下图。4.3.6 压死边的尺寸要求，压死边的长度与资料的厚度有关。如以下图所示，普通压死边最小长度LR 3.5t。其中t为资料壁厚，R为压死边前道工序的最小内折弯半径，普通为0.6。4.3.7 板件折弯时，假设弯曲处的圆角过小，那么外外表容易产生裂纹，尤其铝板最明显。假设弯曲圆角过大，因遭到回弹的影响，弯曲件的精度不易保证。折弯内圆角与资料厚度和材质有一定的关系，普通碳 但受折刀具规格的限制，引荐选用折弯内半径R = 0.6,构造没有特殊要求时图纸上不需求标注详细的尺寸。由工厂选择适宜的折弯刀。4.3.8 折弯件不得对多

13、个折弯边(如以下图的L1, L2, L3)同时要求较严的尺寸公差。4.4模具弯曲件的工艺性要求4.4.1弯曲件的直边高度太小时，会影响弯曲件成型后的角度精度。要求R+2t4.4.2在U形弯曲件上，两弯曲边最好等长，以免弯曲时产生向一边移位。如不允许，可设一工艺定位孔，如以下图。4.4.3为了防止零件弯曲后，直角的两侧平面产生褶皱，应设计预留切口，如以下图。4.4.4 为了防止零件弯曲后，折弯边回弹，建议在对接处设计切口方式。如以下图 a1.5t t资料厚度) 4.4.5 为了防止冲孔后再弯曲的零件，在孔边产生裂纹，建议添加切口，如以下图。4.4.6 防止弯曲时，一边向内产生收缩。可设计工艺定位

14、孔，或两边同时折弯，还可用增加幅宽的方法来处理收缩问题。4.4.7 弯曲的零件，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。 常用筋的构造尺寸引荐如下4.5 拉深 利器具有一定圆角半径的拉深模，将平板毛坯或开口空心毛坯冲压成容器状零件的冲压过程称为拉深。4.5.1 拉深件的精度 拉深件的尺寸精度不宜要求过高。 拉深件的制造精度包括直径方向的精度和高度方向的精度。在普通情况下，深度的精方向的精度不应超越GB/T 15055-级。直径方向的尺寸精度不应该超越IT12级，产品图上的尺寸应注明必需保证外部尺寸或是内腔尺寸，不能同时标注内外形尺寸。4.5.2 拉深件的工艺性要求拉深件的

15、外形应尽量简单、对称。拉深件各部分尺寸比例要恰当，尽量防止设计宽凸缘和深度大的拉深件。D凸3d，h2d由于这类零件要较多的拉深次数。拉深件的圆角半径要适宜，圆角半径尽量取大些，以利于成型和减少拉深次数。拉深件要留出合理的圆角半径。如以下图。4.5.3 拉深件冲孔的适宜位置。4.5.4 防止拉深时产生扭曲变形，A、B宽度应相等对称即A=B。 4.5.5 定位凸台的高度不能太大， 普通h0.250.35t 。如以下图4.5.6 对较长的板金件为了提高其强度，有时需求设计加强筋。加强筋的外形、尺寸及适宜间距尺寸要求如下表。此类零件容易变形，因此平面度要求高的零件不引荐采用这种结构。6、 压铆和攻丝6

16、.1 压铆精度和工艺性要求 压铆可分为铆螺钉，铆螺母，铆螺柱，铆销钉。压铆螺母的位置尺寸精度为底孔的位置尺寸公差附加0.05, 思索到压铆件的垂直度影响，压铆螺钉、压铆螺柱、压铆销钉的尺寸精度为底孔尺寸公差附加0.1的公差。以压铆件的顶端为丈量点6.2 攻丝和翻边攻丝的精度和工艺性6.2.1 攻丝和翻边攻丝孔距的尺寸精度为底孔的尺寸公差附加0.05。6.2.2 翻边攻丝的预制底孔直径最好不要小于板厚，尤其对较硬的资料，如不锈钢，对于预制底孔直径小于板厚的情况，建议改用压铆螺母。6.3 焊接 常用的焊接种类有：点焊也叫碰焊，CO2焊接，氩弧焊接，激光焊接。点焊适宜较薄的资料，焊点对外观影响较小，激光焊接适宜精细构造焊接，本钱高。CO2焊接和氩弧焊接适用范围较广，主要焊接方式是延续角焊缝，和延续角焊缝和对接焊缝，但氩弧焊的焊接变形较小，焊点外观较好，焊接速度慢，焊接本钱稍高。各种焊接构造的工艺性要求引荐如下。6.3.1 点焊即碰焊的构造设计要思索适宜的搭接宽度，引荐搭接宽度和焊点间隔见下表点焊即碰焊应该思索电极伸入方便。减少制造工装的费