钣金设计冲裁要点解析:形状设计、孔距要求与折弯注意事项

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冲裁

冲裁的定义:

对于利用装置使部分材料或工序件与另一部分材料、工(序)件或废料分开的一种冲压工序而言,冲裁是其之称谓 ,冲裁乃是把包含剪切、落料、冲孔、冲缺、冲槽、剖切、凿切、切边、切舌、切开、整修等使材料分离的工序集合起来的统称 。

钣金设计在冲裁时需要什么?

(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;

(2)冲裁件的外形不得存在尖角,其内部孔洞同样不能出现尖角;在直线与直线相连接的地方,或者直线与曲线相连接的地方,均需要有圆弧进行连接,而且这个圆弧的半径R要大于或等于0.5t。(t指的是材料壁厚)。

(3)冲裁件需避开窄长的悬臂,还有狭槽;冲裁件凸出部分的深度以及宽度要说不小于1.5t,其中t指的是料厚,冲裁件凹入部分同理,一般情形下也是如此,并且要避开窄长的切口,同样有过窄的切槽也要避免掉,目的在于促使模具相应地方的刃口强度有所增加。

冲孔,优先选用圆形孔,冲孔存在最小尺寸要求,冲孔优先选用圆形孔,冲孔最小尺寸,和孔的形状有关,和材料机械性能有关,还和材料厚度有关。

材料,圆孔直径为b,矩形孔短边宽是b,高碳钢为1.3t,1.0t,低碳钢、黄铜是1.0t,0.7t,铝为0.8t,0.5t 。

(5)冲裁时,存在孔间距以及孔边距的情况;对于零件而言,其冲孔边缘距离外形的最小距离,会因为零件与孔的形状各异,而存在一定限制。当冲孔边缘跟零件外形边缘并非平行状态时,此最小距离应当不小于材料厚度t;当处于平行状态时,应不小于1.5t。

在进行折弯件冲孔时,其孔壁与直壁之间,需要保持一定的距离,同样,拉深件冲孔时也是如此,也要保持一定距离 。

(7)那种用于螺钉、螺栓的过孔,还有沉头座;螺钉、螺栓过孔以及沉头座的结构尺寸依靠下表去选取。对沉头螺钉的沉头座而言,要是板材太薄难以同时确保过孔d2和田沉孔D,首选应该保证过孔d2。

用于螺钉、螺栓的过孔

用于沉头螺钉的沉头座及过孔(要求板厚t≥h)

用于沉头铆钉的沉头座及过孔(要求板厚t≥h)

冲压时,冲裁件所产生的毛刺,存有极限差值,当冲裁件之毛刺,超过某一特定高度时,乃是绝不被允许的,而冲压件毛刺的超高极限数值,以毫米为计的具体数值,会显示于下方表格之中 。

f级也就是精密级,其适用于具有较高要求的零件,m级即中等级,它适用于有着中等要求的零件,g级为粗糙级,适用于具备一般要求的零件。

折弯

折弯的定义:

金属板材进行弯曲与成型这件事,是在弯板机上面开展的,会把即将要成型的那工件放置于弯板机之上,借助升降杠杆把制动蹄片给提起来,使得工件滑动至合适的位置,之后又将制动蹄片降到要成型的那个工件上,通过对弯板机上的弯曲杠杆施加力量,达到金属的弯曲成型。

钣金折弯设计时需要注意哪些事项?

(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;

当外层圆角位置的拉伸应力,超出了材料所具有的极限强度之时,便会出现裂缝现象,进而产生折断情况,。

因此,弯曲零件的结构设计,应避免过小的弯曲圆角半径。

常用材料的最小弯曲半径见下表。

弯曲半径是指弯曲件的内侧半径,t是材料的壁厚。

材料壁厚用t表示,退火状态是M,硬状态为Y,1/2硬状态称作Y2 。

(2)弯曲件的直边高度

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,最小高度按要求:h>2t。

②特殊要求的直边高度;

要是设计当中所需的弯曲件的直边高度h小于等于2t,那么首先就得加大弯边高度,在将其弯好之后再把它加工到所需的尺寸;又或者是在弯曲变形区内进行浅槽加工之后,再开展折弯操作(就如同下面所展示的图形那样)。

③弯边侧边带有斜角的直边高度;

当存在弯边侧边带有斜角的弯曲件这种情况时,其侧面呈现出的最小高度是这样规定的,即h等于(2至4)t,并且该数值要大于3毫米 。

(3)折弯件上的孔边距;

孔边距:

需先进行冲孔操作,之后再进行折弯举动,孔所处的位置应当处在弯曲变形区域之外,以此来防止在弯曲的时候孔会出现变形情况,孔壁到弯边的距离可见于下面所列出的表格 。

(4)局部弯曲的工艺切口;

①对于折弯件而言,其弯曲线需要避开尺寸出现突变的位置,当局部弯曲某一段边缘的时候,为了避免尖角处因应力集中而产生弯裂的情况,能够把弯曲线移动一定的距离,以此来离开尺寸突变之处,这是图a所展示那样,或者开工艺槽,也就是图b呈现的,又或者冲工艺孔,像图c显示的。要留意图中的尺寸要求,即S要大于等于R,槽宽k要大于等于t,槽深L要大于等于t加上R再加上k除以2 。

②当孔位于折弯变形区内,所采取的切口形式,如图所示;

(5)带斜边的折弯边应避开变形区

(6)打死边的设计要求;

边被打死的那边被打死的边的长度跟材料的厚度存在关联,就如同图片所描述的那样,通常被打死的边的最小长度L要大于或等于3.5t加上R,这里面t是材料的壁厚,R是打死边之前那道工序(就像右图所展示的那样)的最小内折弯半径 。

(7)设计时添加的工艺定位孔;

为确保毛坯于模具里精准定位,避免弯曲之际毛坯出现偏移进而产生废品,应当预先于设计之际添加工艺定位孔,就如同下面图示这般。尤其是多次弯曲成形的零件,全都必须把工艺孔当作定位基准,以此来减少累计误差,保障产品质量。

(8)标注弯曲件相关尺寸时,要考虑工艺性;如图所示

看上面所展示的图,a)先是进行冲孔操作,之后再进行折弯处理的时候,L尺寸的精度能够比较容易地得到保证,而且加工的过程会比较便利顺畅。b)还有c)的情况若对于尺寸L精度有着较高的要求,那么就需要先实施折弯,然后再开展加工孔的操作,这般加工起来就会比较繁杂困难了 。

(9)弯曲件的回弹;

致使回弹受到影响的因素数量众多,其中涵盖,材料所具备的机械性能,壁厚,弯曲而成的半径,还有弯曲过程当中的正压力等,。

①折弯件的内圆角半径与板厚之比越大,回弹就越大

②存在从设计方面抑制回弹的方法例子,弯曲件出现回弹情况,当下主要是生产厂家于模具设计的时候采用一定举措加以规避,与此同时,从设计角度改进某些结构促使回弹角减少,如下所示,在弯曲区压制加强筋,能够提升工件刚度,还对抑制回弹有益处。

拉伸与成型

此番文本着重对钣金件结构设计里面的成型拉伸部分予以讲解,在钣金件进行拉伸时有几种形式颇为关键,分别是凸包,还有加强筋,再者是百叶窗,另外就是抽孔,具体要点如下;。

1.拉伸:

(1)凸包;

①.定义及形状尺寸

是专门被用来用作垫高定位这一用途的,同时也是用于借助孔来进行紧固的目的,关于凸包的一次性成型所涉及的参数表呈现出如图这样的情况 ,。

钣金冲裁件设计规范_冲裁工艺设计参数_冲压钣金加工厂家

注意,材料越是厚且坚实,表格里面对应的H以及D的取值就越小,R、a以及d的取值就越大;当SUS304材料的T大于1.5的时候,不采用上面表格的数据,并且也不建议采用压凸包的形式。

②.凸间距及凸边距的极限尺寸;

凸间距及凸边距的极限尺寸按下表所示;

(2)加强筋;

金属制成的板状零件之上进行压筋操作,能够对结构刚性的增加起到一定帮助,关于加强筋结构以及其尺寸的选择,可参照相关表格。

(3)百叶窗;

具有通风散热作用的百叶窗,常常被设置于各类罩壳或者机壳之上,它得以成型的方式,是通过凸模的一边刃口把材料进行切开,与此同时,凸模的其余部分让材料一同产生拉伸变形,进而形成一边开口的起伏形态。百叶窗的典型结构可参见图。

对此百叶窗尺寸的要求是,a要大于或等于4t,b要大于或等于6t,h要小于或等于5t,L要大于或等于24t,r要大于或等于0.5t 。

(4)抽孔;

抽孔呢,是在钣金件预留的孔那儿,冲型出具有一定内径的形状,还有一定外径的形状,以及一定高度的垂直翻孔,它主要被用于铆合用途,还有过孔用途,以及攻孔用途等,它存在着一般抽孔这种类型,还有异形抽孔这种类型,就如同图中所展示的那样。

②.抽空攻牙参数表如下图

注:

1.使用切削式丝攻。

2.抽空高度不小于3倍螺距。

当料厚小于0.5mm存在(进行)抽孔情况时,抽孔所呈现的壁厚是料厚;当料置于0.5与0.8mm两者之间时,抽孔的壁厚相当于0.7倍的它(料厚);当料厚大于或者等于0.8mm发生抽孔状况时,抽孔的壁厚为0.65倍壁厚。

连接方式及其它

1.卡扣连接

与塑胶件那种依靠卡扣进行装配的情况不相同,要知道,大多数的钣金件是没有弹性的,当然不锈钢SUS301除外,所以钣金装配没办法完全借助卡扣来达成,卡扣装配常常会和 other钣金装配方式,像螺钉,搭配起来运用,从而呈现出起着达成装配速度快以及削减产品装配成本的如此这般的作用 。

结构包含卡扣以及卡槽,这是用于卡扣装配的,常见的卡扣与卡槽形状如同图5.1所展示的那般。可选合适形状的卡扣和卡槽来进行配对选用,这是产品设计能够做出的选择。按照面向装配设计里的导向原则,在卡扣或者卡槽的前端增添一个30°的小幅折弯更好,如此可确保装配顺利进行。

2.拉钉连接

(1)定义:拉钉连接,是把拉钉插入两个零件的对应孔内,接着用拉钉枪拉动拉杆,一直到拉断,使得外包的拉钉套变形胀大,且大于孔的直径,进而达到将两个零件装配在一起的目的 。

经常会用到的拉钉涵盖了平头拉钉以及圆头拉钉,它们的装配情况就跟如图5.2所呈现的那样。当中,平头拉钉被运用在拉钉装配完毕之后拉钉头不会突出到零件表面的情形之下,在这样的时候,于零件之上就得增添沉孔。钣金件通孔的尺寸通常是对比拉钉尺寸要大0.1至0.3mm 。

当设计拉钉装配时,需要注意以下问题。

拉钉参数表如下;

3.抽孔自铆

自铆原理如下,如图5.3所示,零件A带有沉孔,零件B带有抽牙孔,两者相互配合,两个零件贴合一处,而后借助模具冲头,使抽牙孔胀开,填充至沉孔的角孔之内,进而让两个零件装配成一个整体。

(2)抽孔自铆设计参数如下表所示

4.螺钉螺母连接

是指在两个要进行装配的零件里头,其中一个零件实施抽牙,另一个零件开展冲孔,之后借助螺钉将两个零件予以固定,这便是钣金件的螺钉装配。钣金件的螺钉机械装配含有三种方式。

1)抽牙孔+自攻螺钉装配

图5.4.1展示的情形下,于零件A之上抽取牙孔,于零件B之上进行冲孔操作,采用自攻螺钉,该自攻螺钉在拧入之际会同步进行攻螺纹动作。针对零件A抽牙孔的内径而言,其尺寸能够参照所运用的自攻螺钉厂商或者制造厂商所给出的推荐数据。某自攻螺钉厂商给出的三角自攻螺钉的钣金抽牙孔数据,如图5.4.2所示 。

2)抽牙孔+攻螺纹+螺钉装配

与第一种情形相比较而言,存在显著差异,具体体现在两个方面:一方面,在对零件A实施抽牙操作之后,额外增添了攻螺纹这一工序;另一方面,借助选用普通的机械螺钉用于装配,而非使用自攻螺钉,便可达成两个零件的装配任务。

3)铆合螺母+螺钉装配

对零件A而言,存在着第三种装配方式,此方式要求在其上铆合螺母,以此来取代抽牙孔以及对其进行攻螺纹的操作,具体情况如同下面所展示的图形那样。

5.点焊

点焊是这样进行操作的,两个钣金件在接触面处的一些点会被焊接起来,进行焊接的时候哦 。首先要把钣金件表面清洁干净哒 ,接着把两个钣金件对齐装配好呀 ,之后压在两柱状铜电极之间 ,然后施加力度压紧 ,当当 ,当通过足够大量的电流时呢 ,在零件的接触处就会产生大量的热量哟 ,会将中心最热区域的金属迅速加热到高塑性或者熔化状态哒 ,从而形成一个透镜形的液态熔池哒 ,之后继续保持压力 ,再把电流断开 ,等金属冷却以后 ,就形成了一个焊点啦 。

1)钣金件焊点的设计

为使点焊时的效果得以提升,确保其可靠性能够得到保障,通常会于进行点焊操作的一个钣金件之上设计出一排焊点,这些焊点的尺寸一般呈现出像图 5.5 所展示的那样。在开展焊接进程的时候,焊接头会压置于凸点的位置处,当施加压力并接通电源之后,焊点就会被熔化成液态。

2) 两焊点的间距

一般而言,针对厚度处于2mm以下的材料,两焊点的距离通常不会超过35mm,倘若距离偏小了,就会产生过热的情况。这会致使工件容易发生变形,要是距离偏大了呢,又会出现强度不足的状况,进而使得两个零件之间出现裂缝。

3) 使用定位特征

当钣金件借由点焊进行装配之际,要在两个钣金件之上增添定位特征(像是定位柱以及定位孔),进而借助其从事钣金件的点焊工作,并且提升钣金件的装配尺寸精度。要是没有定位特征予以辅助,那么钣金件在进行点焊之时极易发生移位,至于装配尺寸则很难得以保证。

6.连接中常用的沉孔及过孔设计

如表所示

6.各种装配方式的优缺点

7.其他部分(压印压花工艺简介);

压印工艺在钣金件中有着诸多应用,压花工艺同样在钣金件上应用广泛,其中涵盖标签粘贴位置指示,产品编码,生产日期,版本,厂家代号,甚至图案等内容,均可借助这两种工艺来开展加工 。

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2024中国国际金属成形展(7.4-7 上海)

【锻造展】,其中涵盖锻造装备技术,还有辅助设备与技术,以及工业炉、窑和节能技术,另外包括锻造检测检验设备与技术,还有其他 。

在【冲压展】这个展会当中,存在着冲压拉深成形这种工艺,还有液压成型这种类型,另外有旋压以及其他特种成型方式,并且涵盖冲压辅助设备以及相关技术 。

【钣金展】,有薄板成形、切割、表面处理,有管材成形、切割,有型材料成形、切割,有线材成形、切割,还有钣金制作装备与技术 。

【模具跟工装展】,其中涵盖锻造模具,还有冲压模具以及钣金制作模具,另外还有模具辅助设备与技术 。

【焊接连接展】,弧焊设备,电阻焊设备,高能束焊接设备,以及其他连接设备,还有辅助设备与工具 。

【零部件展】|锻造/冲压/钣金零部件/其他

【辅助材料】,焊接材料,钢锭、钢坯以及金属棒材,有色金属,金属板材、管材、型材、线材,锯片、锯条,金属板材表面清理材料 。

检测检验板材成形件,检测检验模具,检测检验焊接连接,数据处理系统,智能化系统,信息化系统,自动化系统。

【工厂/仓储设备】

【工艺控制/质量保证、安全生产与环境保护】

电力,石油化工,航空航天,军工国防,冶炼,矿山机械,轨道交通,工程机械,轿车与新能源车,商用车(卡车客车农用车),船舶,机床,刀具,轴承,紧固件,五金件,医疗器械,食品机械,厨具,家用电器,高强钢,铝合金,钛合金,铜合金件,锁具,激光,封头旋压,机箱机柜 。

关键词:冲裁折弯