r4和r5的圆角区别 r5的圆角多大?很多人不了解,今天健康百科网为大家带来相关内容,下面小编为大家整理介绍。
钣金是通讯产品结构设计中最常用的材料。了解材料的综合性能,选择合适的材料,将对产品成本、产品性能、产品质量和加工工艺产生重要影响。
1)选用普通金属材料,减少材料规格的种类,尽可能控制在公司材料手册范围内;
3)在保证零件功能的前提下,尽量选择便宜的材料,降低材料的消耗和成本;
5)除了保证零件功能的前提外,还必须考虑材料的冲压性能要满足加工工艺的要求,以保证加工产品的合理性和质量。
1.1.2.1钢板
冷轧钢板是碳素结构钢冷轧薄板的简称。它由碳素结构钢热轧钢带制成,经进一步冷轧后厚度小于4毫米。由于常温轧制时不产生氧化皮,冷板表面质量好,尺寸精度高,其力学性能和工艺性能优于热轧钢板。常用品牌有低碳钢08F和10#钢,冲裁弯曲性能好。
冷轧钢板连续镀锌,即“电解镀”,是指在镀锌线上,锌在电场的作用下,从锌盐的水溶液中连续沉积到预先准备好的钢带上的过程。由于技术的限制,涂层很薄。
连续热镀锌钢板简称镀锌板或镀锡板。它是一种厚度为0.25 ~ 2.5毫米的冷轧连续热镀锌钢板和钢带,钢带先经过火焰加热的预热炉,烧掉其表面的残油,同时在其表面形成一层氧化铁膜。然后进入含有H2和N2混合气体的还原退火炉,加热到710~920,使氧化铁膜还原成海绵铁。经过表面活化和净化的钢带冷却到略高于熔融锌温度后,进入450。最后用铬酸盐溶液钝化,提高抗白锈性。与镀锌板表面相比,其镀层更厚,主要用于要求耐腐蚀性强的钣金件。
铝锌板上的铝锌合金镀层由55%的铝、43.4%的锌和1.6%的硅组成,在600下凝固形成致密的四元晶体保护层,具有优异的耐腐蚀性能,正常使用寿命可达25年,比镀锌板长3-6倍,与不锈钢相当。镀铝锌板的耐蚀性来源于铝的阻隔保护作用和锌的牺牲保护作用。当锌作为涂层切边、划伤、擦伤的牺牲保护时,铝形成不溶性氧化层,起到屏障保护的作用。
5)不锈钢板
防锈铝3A21是老品牌LF21,是一种铝锰合金,是应用最广泛的防锈铝。这种合金的强度不高(仅高于工业纯铝),无法通过热处理强化。因此,冷加工常用来改善其机械性能。它在退火状态下具有高塑性,在半冷淬火状态下具有良好的塑性。低塑性、良好的耐腐蚀性和在冷硬化期间良好的可焊性。
硬铝2A06是老品牌LY6,是常用的硬铝品牌。硬铝和超硬铝的强度和硬度都比普通铝合金高,可以作为一些面板材料,但可塑性差,不能弯曲。弯曲会导致外圆角出现裂纹或裂缝。
1.1.2.3铜及铜合金板
铜T2是最常用的纯铜,外观呈紫色,也称为紫铜。它具有高导电性和导热性,良好的耐腐蚀性和
成形性,但强度和硬度比黄铜低得多,价格也是非常昂贵,主要用作导电、导热和耐用消费品腐蚀元件,一般用于电源上需要承载大电流的零件。1.1.3 材料对钣金加工工艺的影响
1.1.3.1 材料对冲裁加工的影响
1.1.3.2 材料对弯曲加工的影响
1.1.3.3
板材的拉伸,特别是深拉伸,是钣金加工工艺中较难的一种,不仅要求拉伸的深度尽量小,形状尽可能简单、圆滑过渡,还要求材料有较好的塑性,否则,非常容易引起零件整体扭曲变形、局部打皱、甚至拉伸部位拉裂。屈服极限低和板厚方向性系数大,板料的屈强比σs/σb越小,冲压性能就越好,一次变形的极限程度越大。板厚方向性系数>1时,宽度方向上的变形比厚度方向上的变形容易。拉伸圆角R值越大,在拉伸过程中越不容易产生变薄和发生断裂,拉伸性能就越好。常见的拉伸性能较好的材料有:纯铝钣、08Al,ST16、SPCD。
在钣金结构设计中,经常遇到钣金结构件的刚度不能满足要求,结构设计师往往会用高碳钢或不锈钢代替低碳钢,或者用强度硬度较高的硬铝合金代替普通铝合金,期望提高零件的刚度,实际上没有明显的效果。对于同一种基材的材料,通过热处理、合金化能大幅提高材料的强度和硬度,但对刚度的改变很小,提高零件的刚度,只有通过变换材料、改变零件的形状,才能达到一定的效果,不同材料的弹性模量和剪切模量参见表1-2。
1.1.3.5 常用板材的性能比较
1.2 冲孔和落料:
1.2.1.1 数控冲冲孔和落料:
数控冲一般适合冲裁T=3.5~4mm以下的低碳钢、电解板、覆铝锌板、铝板、铜板、T=3mm以下的不锈钢板,推荐的数控冲床加工的板料厚度为:铝合金板和铜板为0.8~4.0,低碳钢板为0.8~3.5mm,不锈钢板0.8~2.5mm。对铜板加工变形较大,数控冲加工PC和PVC板,加工边毛刺大,精度低。
不锈钢材料一般不用NCT加工。(当然,0.6~1.5mm的材料可以用NCT加工,但对刀具磨损大,现场加工出现的废品率的几率比其它GI等材料要高的多。)
数控冲的尺寸要规格化,如圆孔,六边形孔、工艺槽最小宽度为1.2mm。具体参考《钣金模具手册》。
对产量较大,尺寸不太大的零件进行冲孔落料,为提高生产效率,而专门开的钣金冲压模具。一般由凸模和凹模组成。凹模一般有:压入式,镶拼式等。凸模一般有:圆形,可更换;组合式;快装卸型等。最常见的冲模有:冲裁模(主要有:开式落料模,闭式落料模,冲孔落料复合模,开式冲孔落料连续模,闭式冲孔落料连续模),弯曲模,压延模。
1.2.1.3 密孔冲冲孔:
密孔设计注意的问题及要求:
1)设计密孔排布时首先考虑借用《钣金模具手册》上规划的密孔模,以减少模具成本;
3)同一类型的孔的尺寸应一致,如六方孔可以统一为内切圆Φ5的六方孔,此六方孔为公司六方孔的常用尺寸,占六方密孔的90%以上。
1,孔距较大,两孔的边缘距离大于2t(t为材料厚度);
5)如果密孔的孔距很小,每排孔的数量必须为为偶数。如图 1-3所示,两个密孔之间的距离D小于2t时(t为材料厚度),因为模具的强度问题,则密孔模要间隔设置,图中阴影部分为密孔模。可以看出,每排孔的数量必须为为偶数。如果图1-2中的孔距也是这样很小时,因为每排的孔数不等(7空、8孔两种),则无法用密孔模一次性冲出。
设计密孔的排布时尽量按照上述要求设计,并且连续和有一定的规律性,便于开密孔模具,降低冲压成本,否则只能采用数冲或开很多套模具来完成加工。如图1-6所示,图a,交错孔,行数不是偶数;图b,中间缺孔;图c,密孔距离太近,每行孔数和每列孔数都是奇数;图d、e,密孔距离太近,密孔的每行孔数不相等,这些不能仅靠密孔模冲孔一次完成加工,还须用其它补加工方法才能完成。图f,如果用密孔模加工,也需要用其它补加工方法才能完成,即使开落料模,也需要多副冲孔模完成,工艺性很差。
1.2.1.4 激光切割:
特点:切割形状多样化,切割速度比线切割快,热影响区小,材料不会变形,切口细,精度及质量高,噪声小,无刀具磨损,无需考虑切割材料的硬度,可加工大型,形状复杂及其它方法难以加工的零件。但其成本较高,同时会损坏工件的支撑台,而且切割面易沉积氧化膜,难处理。一般只适合单件和小批量加工。
1.2.1.5 线切割:
特点:加工精度高,但加工速度较低,成本较高,且会改变材料表面性质。一般用于模具加工,不用作加工生产用零件。有些单板型材面板的方孔没有圆角,无法铣削,又因为铝合金不能用激光切割,如果没有冲压空间不能冲压,只能采取线切割加工,速度很慢,效率非常低,无法适应批量生产,设计应该避免这种情况。
1.2.2 冲孔落料的工艺性设计
大批量及中批量生产,零件的材料费用占较大的比重,对材料的充分和有效利用,是钣金生产的一项重要经济指标。所以在不影响使用要求的条件下,结构设计人员设计时,争取采用无废料或少废料的排布方法,如图1-7所示为无废料排布。
1.2.2.2 冲裁件的工艺性
1) 90度直角外圆角系列半径为r2.0,r3.0、r5.0,r10, 2) 135度的斜角的外圆角半径统一为R5.0,:
冲孔优先选用圆形孔,圆孔应按照《钣金模具手册》中规定的系列圆孔选取,这样可以减少圆孔刀具的数量,减少数控冲床换刀时间。
考虑到模具的冲压加工中,采用复合模加工的孔与外形、孔与孔之间的精度较易保证,加工效率较高,而且模具的的维修成本,维修方便,考虑到以上原因,孔与孔之间,孔与外形之间的距离如果能满足复合模的最小壁厚要求,工艺性更好,如图1-11所示:
1.2.2.3 冲裁件的加工精度
1) 冲压件的设计尺寸基准尽可能与制造的定位基准相重合,这样可以避免尺寸的制造误差。
3)对于采用多工序在不同模具上分散冲压的零件,要尽可能采用同一个定位基准。
二次切割也叫二次下料,或者补割(工艺性极差,设计时应尽量避免)。二次切割就是拉伸特征对材料有挤料变形现象、折弯变形较大时,加大落料,先成型,再补割孔或外形轮廓,以达到去除预留材料,获得完整正确结构尺寸。
1.3 钣金件的折弯
这两种折弯方式有各自的原理,特点以及适用性。
对于年加工量在5000件以上,零件尺寸不是太大的结构件(一般情况为300X300),加工厂家一般考虑开冲压模具加工。
常用折弯模具,如图1-17所示:为了延长模具的寿命,零件设计时,尽可能采用圆角。
1.3.1.2 台阶的加工处理办法
1.3.2 折弯机折弯
成形基本原理如图1-19所示:
折弯刀的形式如图1-20所示,加工时主要是根据工件的形状需要选用,一般加工厂家的折弯刀形状较多,特别是专业化程度很高的厂家,为了加工各种复杂的折弯,定做很多形状、规格的折弯刀。2) 下模一般用V=6t(t为料厚)模。
折弯加工顺序的基本原则:
2) 由小到大进行折弯;
4) 前工序成型后对后继工序不产生影响或干涉。目前的外协厂见到的折弯形式一般都是如图1-21所示。
钣金折弯时,在折弯处需有折弯半径,折弯半径不宜过大或过小,应适当选择。折弯半径太小容易造成折弯处开裂,折弯半径太大又使折弯易反弹。各种材料不同厚度的优选折弯半径(折弯内半径)见下表1-9
1.3.2.3 折弯回弹
1, 材料的力学性能 回弹角的大小与材料的的屈服点成正比,与弹性模量E成反比。
2, 相对弯曲半径r/t 越大,则表示变形程度越小,回弹角Δα就越大。这是一个比较重要的概念,钣金折弯的圆角,在材料性能允许的情况下,应该尽可能选择小的弯曲半径,有利于提高精度。特别是注意应该尽可能避免设计大圆弧,如图1-23所示,这样的大圆弧对生产和质量控制有较大的难度:
L形折弯的折弯时的起始状态如图1-24所示:
注:1、最小折弯高度包含一个料厚。
3、当零件材料为铝板和不锈钢板时,最小折弯高度会有较小的变化,铝板会变小一点,不锈钢会大一点,参考上表即可。
Z形折弯的折弯时的起始状态如图1-26所示:
1.3.2.6 折弯时的干涉现象
钣金折弯的干涉问题,不涉及到太多的技术,只要了解一下折弯模的形状和尺寸,在结构设计时注意避开折弯模就可以了。图1-28为常见的几种折弯刀的截面形状,在新修订的《钣金模具手册》都有介绍,并且在intralink库里也有对应的刀具实体,在设计没有把握的情况下,可以按照上图的原理,直接用刀具进行装配干涉检验。
1.3.2.7 孔、长圆孔离折弯边最小距离
如图1-31所示长圆孔离折线太近,折弯时料无法带起,产生孔形状变形;因此,孔边与折弯线要求大于最小孔边距按表1-14,折弯半径参考表1-9折弯半径。
1.3.2.8 孔靠近折弯时的特殊加工处理
1.3.2.9 弯曲件的工艺孔、工艺槽和工艺缺口
d-工艺孔的直径,d≥t;K-工艺缺口的宽度,K≥t。
1-34中图b较图a折弯更合理。
1.3.2.10 90度方向的折弯搭碰的间隙规定:
1.3.2.11 突变位置的折弯
1.3.2.12 一次压死边
图中的最小折弯边尺寸L按照1.3.2.2中描述的一次折弯边的最小折弯边尺寸加0.5t(t为材料厚度)。压死边一般适用于板材为不锈钢、镀锌板、覆铝锌板等。电镀件不宜采用,因为压死边的地方会有夹酸液的现象。
180度折弯的方法:如图1-39所示,先用30度折弯刀将板才折成30度,再将折
图中的最小折弯边尺寸L按照1.3.2.2中描述的一次折弯边的最小折弯边尺寸加t(t为材料厚度),高度H应该选择常用的板材,0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0,一般这个高度不宜选择更高的尺寸。
如图1-40所示,先折形,再折死边。设计时注意各部分尺寸,保证各加工步骤满足最小折弯尺寸,避免不必要的后期加工。
1.4 钣金件上的螺母、螺钉的结构形式
铆接螺母常见的形式有压铆螺母柱、压铆螺母、涨铆螺母、拉铆螺母、浮动压铆螺母
压铆就是指在铆接过程中,在外界压力下,压铆件使基体材料发生塑性变形,而挤入铆装螺钉、螺母结构中特设的预制槽内,从而实现两个零件的可靠连接的方式,压铆的非标螺母有两种,一种是压铆螺母柱,一种是压铆螺母。采用此种铆接形式实现与基材的连接的,此种铆接形式通常要求铆接零件的硬度要大于基材的硬度。普通低碳钢、铝合金板、铜板板材适合于压接压铆螺母柱,对于不锈钢和高碳钢板材因为材质较硬,需要特制的高强度的压铆螺母柱,不仅价格很高,而且压接困难,压接不牢靠,压接后容易脱落,厂家为了保证可靠性,常常需要在螺母柱的侧面加焊一下,工艺性不好,因此,有压铆螺母柱和压铆螺母的钣金零件尽可能不采用不锈钢。包括压铆螺钉、压铆螺母也是这种情况,不合适在不锈钢板材上使用。
1.4.1.2 压铆螺母
1.4.1.3 涨铆螺母
1.4.1.4 拉铆螺母
1.4.1.5 浮动压铆螺母
1.4.1.6 涨铆螺母或压铆螺母到边距离
1.4.1.7 影响铆接质量的因素
1)基材性能。基材硬度适当时,铆接质量较好,铆接件的受力较好。
3)铆接方式。在上一节中已经有所介绍。
1) 不要在铝板阳极氧化或表面处理之前安装钢或不锈钢铆装紧固件。2)同一直线上压铆过多,被挤压的材料没有地方可流动,会产生很大的应力,使工件弯曲成弧形
4)M5、M6、M8、M10的螺母一般要点焊,太大的螺母一般要求强度较大,可采用弧焊,M4(含M4)以下尽量选用涨铆螺母,如是电镀件,可选用未电镀的涨铆螺母。
1.4.2 凸焊螺母
1.4.3 翻孔攻丝
1.4.3.1 常用粗牙螺纹翻孔尺寸
表1-19 翻孔攻丝中心到折弯边距离H值对照表:
1.5 钣金拉伸
钣金件的拉伸如图1-50所示,
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。
3、 圆形拉伸件的内腔直径应取D≥d+12t,以便在拉伸时压板压紧不致起皱。
5、 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
6、 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)。
1.5.2 打凸的工艺尺寸
在钣金上打凸的形状和尺寸,《钣金模具手册》上规定了几种系列尺寸,Intralink库中有相应的Form模型,设计时应按照手册规定的尺寸选用,直接调用库里的Form模具。
1.5.3 局部沉凹与压线
1.5.4 加强筋
摘自钣金学习网