钣金结构设计规范

钣金结构设计规范第一页，共三十三页。冲裁折弯成形第二页，共三十三页。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。第三页，共三十三页。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：第四页，共三十三页。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。第五页，共三十三页。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。第六页，共三十三页。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%。第七页，共三十三页。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。第八页，共三十三页。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：第九页，共三十三页。冲裁为了减少外圆角模，建议常用倒角：第十页，共三十三页。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：第十一页，共三十三页。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:第十二页，共三十三页。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）。第十三页，共三十三页。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）第十四页，共三十三页。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。第十五页，共三十三页。折弯冷轧薄钢板材料折弯内R及最小折弯高度参考表第十六页，共三十三页。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H>2t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。）第十七页，共三十三页。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）。第十八页，共三十三页。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t<2mm时，L≥t;当t≥2mm时，L≥2t。（t为料厚）：先冲孔后弯曲时孔距要求第十九页，共三十三页。折弯

第二十页，共三十三页。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。

第二十一页，共三十三页。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，尺寸不易保证第二十二页，共三十三页。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。第二十三页，共三十三页。折弯带斜边的折弯边应避开变形区第二十四页，共三十三页。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。第二十五页，共三十三页。成形压弧形筋和梯形筋的形式和尺寸(δ为板厚）第二十六页，共三十三页。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）第二十七页，共三十三页。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。第二十八页，共三十三页。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，