冲压件设计1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。
目前我司通信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。
1.1冲裁件的形状和尺寸尽可能简单对称,使排样时废料最少。
_图1.1.1 冲裁件的排样1.2冲裁件的外形及内孔应避免尖角。
在直线或曲线的连接处要有圆弧连接,圆弧半径R≥0.5t。
(t为材料壁厚)图3.2.1 冲裁件圆角半径的最小值1.3 冲裁件应避免窄长的悬臂与狭槽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),同时应该避免窄长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。
见图3.3.1。
图3.3.1避免窄长的悬臂和凹槽1.4冲孔优先选用圆形孔,冲孔有最小尺寸要求冲孔优先选用圆形孔,冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。
图3.4.1冲孔形状示例材料圆孔直径b矩形孔短边宽b高碳钢 1.3t 1.0t低碳钢、黄铜 1.0t 0.7t铝0.8t 0.5t* t为材料厚度,冲孔最小尺寸一般不小于0.3mm。
* 高碳钢、低碳钢对应的公司常用材料牌号列表见第7章附录A。
表1冲孔最小尺寸列表1.5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,见图3.5.1。
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。
电镀件设计电镀件在设计中有很多特殊的设计要求可以提出,大致为以下几点:1.基材最好采用ABS材料,ABS电镀后覆膜的附着力较好,同时价格也比较低廉。
2.塑件表面质量一定要非常好,电镀无法掩盖注射的一些缺陷,而且通常会使得这些缺陷更明显。
3.在结构设计时有几点也要关注外形要适合于电镀处理:1)表面凸起最好控制在0.1~0.15mm/cm,尽量没有尖锐的边缘。
2)如果有盲孔的设计,盲孔的深度最好不超过孔径的一半,负责不要对孔的底部的色泽作要求。
3)要采用适合的壁厚防止变形,最好在1.5mm以上4mm以下,如果需要作的很薄的话,要在相应的位置作加强的结构来保证电镀的变形在可控的范围内。
4)在设计中要考虑到电镀工艺的需要,由于电镀的工作条件一般在60度到70度的温度范围下,在吊挂的条件下,结构不合理,变形的产生难以避免,所以在塑件的设计中对水口的位置要作关注,同时要有合适的吊挂的位置,防止在吊挂时对有要求的表面带来伤害,如下图的设计,中间的方孔专门设计用来吊挂。
5)另外最好不要在塑件中有金属嵌件存在,由于两者的膨胀系数不同,在温度升高时,电镀液体会渗到缝隙中,对塑件结构造成一定的影响。
4.在塑件的加工时,要关注到几个问题,其一塑胶料在加工时要充分烘干,否则残留的水分会对塑件表面造成气孔、流线纹等缺陷,严重影响电镀的效果,另外尽量避免使用脱模剂,因为脱模剂的使用会对电镀膜的附着力产生影响。
5.电镀件镀层厚度对配合尺寸的影响电镀件的厚度按照理想的条件会控制在0.02mm左右,但是在实际的生产中,可能最多会有0.08mm的厚度,所以在有滑动配合的位置上,单边的间隙要控制在0.3mm以上,才能达到满意的效果,这是我们对电镀件配合时需要作的关注。
6.电镀件变形的控制由于电镀流程中,几道工序的工作温度都在60℃~70℃,在这样的工作条件下,吊挂的工件极易发生变形,如何控制制件的变形是我们在加工中关注的一个问题,在同电镀厂工程师的交流后认为关键在于要在塑件结构上要充分考虑挂接方式和支撑结构的设计,目的就是增强整个架构的强度,一般的做法都是在注射的流道结构上设计各种结构,即保证了塑流的填充有加强了整体的结构,电镀的时候,一起进行电镀,电镀后剪掉浇道得到最后的成品。
7.局部电镀要求的实现在我们的设计中常常要求在制件表面的不同局部实现不同的效果,在电镀件上也常常出现这样的需求,我们通常采用以下三个方法来实现这个功用:1.如果可以分件,建议作成不同的部件,最后装配成一个零件,在形状不复杂并且组件有批量的条件下的情况下,开一套小的模具注射的费用会形成比较明显的价格优势,2.如果是在不影响外观的局部要求不电镀,通常可以采用加绝缘油墨后进行电镀的方法进行加工,这样喷涂了绝缘油墨的部位就会没有金属覆膜,达到要求,其实这是我们在设计中常常涉及到的一个部分,因为电镀后的制件会变硬变脆,是我们不希望得到的结果,所以尤其在按键这类的制件上它的拐臂是我们不希望被电镀上的部分,因为我们需要它有充分的弹性,局部电镀在这个时候就非常必要。
在另外的情况下也常用到,类似于PDA这类的轻巧的制品,一般电路板直接固定在塑胶壳体上,为了防止对电路的影响,通常在同电路有接触的部分均进行绝缘处理,这时多采用油墨的方式来进行电镀前对局部的处理。
电镀设计中需要局部喷涂绝缘油墨时,遇到如上图的情况下,要想得到如图所示的效果(蓝紫色表示电镀的部分),实际是不可能实现的,因为电镀时电镀的部分要形成连通的回路才可以对各个局部形成良好的电镀层,而如图所示,各个电镀表面被分割成好多部分,无法实现均匀的电镀效果。
上面的部件最终可以采用上图的方式实现,只有这样形成良好的回路可以让电流和液体中的电离子良好的反应,才能实现良好的电镀效果。
3.另外一种办法就是采用类似双色注塑的工艺,一般如果有双色注射机,可以将ABS和PC 分不同的阶段注射,制成塑件后进行电镀处理,在这样的条件下,由于两种塑料对电镀液的不同附着力导致ABS的部分有电镀的效果而PC的部分没有电镀的效果,达到要求,另外一种办法就是将制件分成两个两个部分,现将一个部分进行注射后进行电镀处理,将处理后的制品再装入另外一套模具中进行二次注射得到最终的样品。
8.混合电镀效果对设计的要求我们在设计中常常采用高光电镀和蚀纹电镀的效果共同作用在一个制品上得到特殊的设计效果,通常在设计中建议采用较小的蚀纹,这样效果会比较好,但这样的设计时,为了不会使蚀纹的效果被电镀所掩盖,有时会电镀两层后就不进行电镀,这样的后果是电镀第二层的镍会比较容易氧化变色,影响设计的效果。
9.电镀效果对设计的影响这里主要指如果作有颜色的电镀效果时,要提交色差表,因为电镀后的颜色无法做到均匀一致,不同的制件会有较大的差距,所以要提供可以接受的颜色差距值。
钣金加工工艺介绍1 简介1.1 简介按钣金件的基本加工方式,如下料、折弯、拉伸、成型、焊接。
本规范阐述每一种加工方式所要注意的工艺要求。
1.2 关键词钣金、下料、折弯、拉伸、成形、排样、最小弯曲半径、毛边、回弹、打死边、焊接2 下料下料根据加工方式的不同,可分为普冲、数冲、剪床开料、激光切割、风割,由于加工方法的不同,下料的加工工艺性也有所不同。
钣金下料方式主要为数冲和激光切割2.1 数冲是用数控冲床加工,板材厚度加工范围为冷扎板、热扎板小于或等于3.0mm,铝板小于或等于4.0mm,不锈钢小于或等于2.0mm2.2 冲孔有最小尺寸要求冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。
图2.2.1 冲孔形状示例材料圆孔直径b 矩形孔短边宽b高碳钢 1.3t 1.0t低碳钢、黄铜 1.0t 0.7t铝 0.8t 0.5t* t为材料厚度,冲孔最小尺寸一般不小于1mm。
* 高碳钢、低碳钢对应的公司常用材料牌号列表见第7章附录A。
表1 冲孔最小尺寸列表2.3 数冲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,见图2.3.1。
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2.3.1 冲裁件孔边距、孔间距示意图2.4 折弯件及拉深件冲孔时,其孔壁与直壁之间应保持一定的距离折弯件或拉深件冲孔时,其孔壁与工件直壁之间应保持一定的距离(图2.4.1)图2.4.1 折弯件、拉伸件孔壁与工件直壁间的距离2.5 螺钉、螺栓的过孔和沉头座螺钉、螺栓过孔和沉头座的结构尺寸按下表选取取。
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。
表2 用于螺钉、螺栓的过孔*要求钣材厚度t≥h。
表3 用于沉头螺钉的沉头座及过孔*要求钣材厚度t≥h。
表4 用于沉头铆钉的沉头座及过孔2.6 激光切割是用激光机飞行切割加工,板材厚度加工范围为冷扎板热扎板小于或等于20.0mm, 不锈钢小于10.0mm 。
其优点是加工板材厚度大,切割工件外形速度快,加工灵活.缺点是无法加工成形,网孔件不宜用此方式加工,加工成本高!3 折弯3.1 折弯件的最小弯曲半径材料弯曲时,其圆角区上,外层收到拉伸,内层则受到压缩。
当材料厚度一定时,内r越小,材料的拉伸和压缩就越严重;当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时,就会产生裂缝和折断,因此,弯曲零件的结构设计,应避免过小的弯曲圆角半径。
公司常用材料的最小弯曲半径见下表。
序号材料最小弯曲半径1 08、08F、10、10F、DX2、SPCC、E1-T52、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1100-H24、T2 0.4t2 15、20、Q235、Q235A、15F 0.5t3 25、30、Q255 0.6t4 1Cr13、H62(M、Y、Y2、冷轧) 0.8t5 45、50 1.0t6 55、60 1.5t7 65Mn、60SiMn、1Cr17Ni7、1Cr17Ni7-Y、1Cr17Ni7-DY、SUS301、0Cr18Ni9、SUS302 2.0t弯曲半径是指弯曲件的内侧半径,t是材料的壁厚。
λt为材料壁厚,M为退火状态,Y为硬状态,Y2为1/2硬状态。
λ表5 公司常用金属材料最小折弯半径列表3.2 弯曲件的直边高度3.2.1 一般情况下的最小直边高度要求弯曲件的直边高度不宜太小,最小高度按(图4.2.1)要求:h>2t。
图4.2.1.1 弯曲件的直边高度最小值3.2.2 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(如下图所示)。
图4.2.2.1 特殊情况下的直边高度要求3.2.3 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(图4.2.3),侧面的最小高度为:h=(2~4)t>3mm图4.2.3.1 弯边侧边带有斜角的直边高度3.3 折弯件上的孔边距孔边距:先冲孔后折弯,孔的位置应处于弯曲变形区外,避免弯曲时孔会产生变形。
孔壁至弯边的距离见表下表。
表6 折弯件上的孔边距3.4 局部弯曲的工艺切口3.4.1 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(图4.4.1.1 a),或开工艺槽(图4.4.1.1 b),或冲工艺孔(图4.4.1.1 c) 。