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深圳手板厂分享钣金件的基本原则和工艺事项

2021-10-22 09:30:25


我们经常用到的五金类零件中常用的金属材料有不锈钢、铜、铝、 锌合金、镁合金、钢、铁等。五金制品根据加工方式不同常分为冷加工及热加工类,不同种类的五金成型方法也不一样,冷加工类如钣金类材料,主要是通过模具冷冲压、折弯、拉深等工艺成型。深圳手板厂热加工类如铸造类零件,主要通过将五金原材料熔化成液态用模具铸造而成。


钣金加工


一般认为,凡是厚度均匀的片材类金属材料统称钣金。深圳手板厂常用的钣金材料有不锈钢、镀锌钢板、马口铁、铜、铝、铁等。


❶产品厚度均匀的原则


钣金就是厚度均匀的材料,在结构设计时应该要注意,尤其是在折弯比较多的地方,很容易造成厚度不均匀。


❷易于展平的原则


钣金件产品是由片材加工而成的,在没有加工之前,原材料是平整的,所以,在设计钣金件时,所有折弯及斜面都要能展开在同一个平面上,相互之间不能有干涉。如果钣金加工件设计不合格,就会展开后相互干涉。


❸适当地选用板金件厚度原则

钣金件厚度从0.03〜4.00mm各种规格都有,但厚度越大越难加工,就越需要大的加工设备,不良率也随之增加。厚度应根据产品实际的功能来选择,在满足强度及功能的前提下,越薄越好,对于大部分产品,钣金件厚度应控制在1.00mm以下。


❹符合加工工艺原则

钣金件产品要符合加工工艺,要易于制造,不符合加工工艺的产品是制造不出来的,就是不合格的设计。


下面深圳手板厂分类探讨钣金类产品设计的工艺要求


工艺性:产品在各种加工过程中如冲切、折弯等的难易程度

工艺要求:设计钣金类产品时应符合这些工艺性。

基本加工方式有:冲切、折弯、拉伸、成型等


普通冲切结构工艺性

普通冲切:目前应用最多

精密冲切:需要精密的冲切模具及高精度的冲切设备,成本要高于普通冲切,一般应用于比较精密的产品。


(1) 冲切件的外形尽量简单,避免细长的悬臂及狭槽


冲切件的凸出或凹入部分的深度和宽度,一般情况下,应不小于1.5/t(t为料厚),同时应该避免窄长的切口与过窄的切槽,以便增大模具相应部位的刃口强度。


(2)冲切件外形尽量使排样时废料最少,从而减少原料的浪费


(3)冲切件的外形及内孔应避免尖角。


(4)冲切件的孔及方孔


冲切件的孔优先选用圆孔,冲孔时,受到冲头强度的限制,冲孔的直径不能太小,不然容易损坏冲头。冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关,表1-1是常用材料最小的冲孔尺寸,t为钣金材料厚度。


冲孔最小尺寸设计时一般不小于0.40mm,小于0.40mm的孔一般采用其他方式加工,如腐蚀、激光打孔等。


(5)冲切的孔间距与孔边距。


(6)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。


在拉伸产品上冲孔时,为保证孔的形状及位置精度,也为了保证模具的强度,其孔壁与直壁之间应保持一定的距离。


(7)钣金加工件在设计时尽量避免缺口尖角的设计。


缺口尖角会造成模具冲头尖利,容易损坏冲头,在产品的缺口尖角处也容易产生裂缝。


深圳手板厂


折弯

折弯的原理:是指在钣金件上做直边、斜边、弯曲等形状,如将钣金件弯成L形、U 形、V形等。


模具折弯:一般用于外形复杂、尺 寸较小、产量多的钣金产品。


折弯机折弯:一般用于产品外形尺寸较大、小批量生产的钣金产品。


(1)钣金折弯件最小的弯曲半径


材料弯曲时,在圆角区上,外层受到拉伸,内层则受到压缩。当材料厚度一定时,内层圆角越小,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;如果弯曲圆角过大,则会受到材料回弹的影响,产品的精度及形状 得不到保证。设计折弯件最小的弯曲半径可参考表1-2。


(2)弯曲件的直边高度


弯曲件的直边高度不能太小,否则很难达到产品的精度要求。


如果弯曲件直边高度因为产品结构需要而小于最小直边高度设计时,可以在弯曲变形区内加工浅槽后再进行折弯。这种方式的缺点就是降低了产品强度,如果钣金材料太薄也不适用。


(3)折弯件的最小孔边距。 


折弯件上的孔加工方式有两种,一种是先折弯后冲孔;另一种是先冲孔后折弯。先折弯后冲孔边距的设计参照冲切件的要求;先冲孔后折弯应让孔处于折弯的变形区外,不然会造成孔的变形及开孔处易裂。


(4)在靠近折弯圆角边的邻近边折弯时,折弯边应与圆角保持一定的距离,距离L≥0.5t,其中t是钣金厚度。


(5) 弯曲件的工艺缺口设计


如果一条边只有一部分折弯,为了防止裂开及畸形,应设计有工艺切口,工艺切口宽度不小于1.5t,工艺缺口深度不小于2.0t+R,其中t是钣金厚度。


(6)折弯件打死边的设计。


折弯件打死边是指折弯的面与底面平行,俗称打死边。打死边的前道工序是将折弯边 折弯成一定的角度,然后打死贴合。


打死边的死边长度与材料的厚度有关,一般死边最小长度L≥3.5t+R,其中t为钣金材料厚度,R为打死边前道工序的最小内折弯半径。


(7)弯曲件的工艺孔设计


在设计U形弯曲件时,两弯曲边最 好一样长,以免弯曲时产品偏移而产生废品,如果因为结构设计不允许两边一样长,为保证产品在模具中准确定位,应预先在设计时添加工艺定位孔,特别是多次弯曲成型的零件,必须设计工艺孔为定位基准,以减少累计误差,保证产品质量。



拉伸

一、含义


钣金加工件拉伸:将钣金件拉深成四周有侧壁的圆形或者方形、异形等形状的工艺, 如铝制的洗脸盆、不锈钢杯等。


 二、钣金件拉伸注意事项 


(1)拉伸件的底与壁之间的最小圆角半径应大于板厚,即r1>t;为了使拉伸进行得更顺利,一般取r1=(3~5)t,最大圆角半径应小于板厚的8倍,即r1<8t。


(2)拉伸件凸缘与壁之间的最小圆角半径应大于板厚的2倍,即r2>2t;为了使拉伸进行得更顺利,一般取r2=5t,最大圆角半径应小于板厚的8倍,即r1<8t。


(3)矩形拉伸件相邻两壁间的最小圆角半径应取r3≥3t,为了减少拉伸次数,尽可能取r3≥1/5H,以便一次拉伸完成。


(4)拉伸件由于各处所受应力不同,使拉伸后,材料厚度发生变化。一般,底部中央保持原来厚度,底部圆角处材料变薄,顶部靠近凸缘处材料变厚;矩形拉伸件四周圆角处材料变厚。在设计拉伸产品时,在图纸上明确注明必须保证外部尺寸或内外部尺寸,不能同时标注内外尺寸。


(5)拉伸件之材料厚度,一般都考虑工艺变形中的上下壁厚不相等的规律(即上厚下薄)。圆形无凸缘拉伸件一次成形时,高度H和直径D之比应小于或等于0.4。 


总的来说,在设计拉伸件时注意拉伸件形状应尽量简单,外形上尽量对称,拉伸深度不宜太大。


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