2023年鈑金件結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝手冊

銀金件結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝手冊

目錄

1第一章鍍金零件設(shè)計工藝1

1.1鍍金材料的選材1

1.1.1鍍金材料的選材原則1

1.1.2幾種常用的板材1

1.1.3材料對鍍金加工工藝的影響3

1.2沖孔和落料：5

1.2.1沖孔和落料的常用方式5

1.2.2沖孔落料的工藝性設(shè)計9

1.3鎖金件的折彎13

1.3.1模具折彎：13

1.3.2折彎機折彎14

1.4鍍金件上的螺母、螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式26

1.4.1硼接螺母26

1.4.2凸焊螺母29

1.4.3翻孔攻絲30

1.4.4漲鉀螺母、壓抑螺母、拉鉀、翻孔攻絲的比較31

1.5銀金拉伸32

1.5.1常見拉伸的形式和設(shè)計注意事項32

1.5.2打凸的工藝尺寸33

1.5.3局部沉凹與壓線33

1.5.4加強筋34

1.6其它工藝35

1.6.1抽孔斜接35

1.6.2托克斯鉀接36

1.7沉頭的尺寸統(tǒng)一36

1.7.1螺釘沉頭孔的尺寸36

1.7.2孔沉頭怫釘?shù)某令^孔的尺寸的統(tǒng)一36

1.7.3沉頭螺釘連接的薄板的特別處理36

2第二章金屬切削件設(shè)計工藝37

2.1常用金屬切削加工性能37

2.2零件的加工余量38

2.2.1零件毛坯的選擇和加工余量38

2.2.2工序間的加工余量38

2.3不同設(shè)備的切削特性、加工精度和粗糙度的選擇39

2.3.1常用設(shè)備的加工方法與表面粗糙度的對應(yīng)關(guān)系39

2.3.2常用公差等級與表面粗糙度數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系39

2.4螺紋設(shè)計加工40

2.4.1普通螺紋的加工方法40

2.4.2普通螺紋加工常用數(shù)據(jù)40

2.4.3普通螺紋的標記41

2.4.4普通螺紋公差帶的選用及精度等級41

2.4.5英制螺紋的尺寸系列42

2.5常見熱處理選擇和硬度選擇。42

2.5.1結(jié)構(gòu)鋼零件熱處理方法選擇42

2.5.2熱處理對零件結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般要求43

2.5.3硬度選擇43

3第三章壓鑄件設(shè)計工藝44

3.1壓鑄工藝成型原理及特點44

3.2壓鑄件的設(shè)計要求45

3.2.1壓鑄件設(shè)計的形狀結(jié)構(gòu)要求45

3.2.2壓鑄件設(shè)計的壁厚要求45

3.2.3壓鑄件的加強筋/肋的設(shè)計要求45

3.2.4壓鑄件的圓角設(shè)計要求45

3.2.5壓鑄件設(shè)計的鑄造斜度要求46

3.2.6壓鑄件的常用材料46

3.2.7壓鑄模具的常用材料46

4第四章鋁型材零件設(shè)計工藝46

3.3型材擠壓加工的基本常識46

3.3.1鋁型材的生產(chǎn)工藝流程46

3.3.2常見型材擠壓方法47

3.3.3空心型材擠壓模具簡單介紹49

3.4鋁型材常用材料及供貨狀態(tài)49

3.5鋁型材零件的加工及表面處理51

3.5.1鋁合金型材零件的加工51

3.5.2鋁合金型材零件的表面處理51

4第五章金屬的焊接設(shè)計工藝53

4.1金屬的可焊性53

4.1.1不同金屬材料之間焊接及其焊接性能53

4.1.2同種金屬的焊接性能53

4.2點焊設(shè)計55

4.2.1接頭型式55

4.2.2點焊的典型結(jié)構(gòu)55

4.2.3點焊的排列55

4.2.4鋼板點焊直徑以及焊點之間的距離56

4.2.5鋁合金板材的點焊57

4.2.6點焊的定位57

4.3角焊58

4.4縫焊58

5第六章塑料件設(shè)計工藝59

5.1塑膠件設(shè)計一般步驟59

5.2公司不同的產(chǎn)品系列推薦的材料種類。59

5.3塑膠件的表面處理60

5.4塑膠件的工藝技術(shù)要求.61

5.4.1塑膠件零件的壁厚選擇61

5.4.2塑膠零件的脫模斜度61

5.4.3塑膠零件的尺寸精度62

5.4.4塑膠的表面粗糙度.63

5.4.5圓角64

5.4.6加強筋的問題64

5.4.7支承面64

5.4.8斜頂與行位問題64

5.5塑膠的極限工藝問題的處理方法65

5.6塑膠零件常須解決的問題。66

5.7塑膠件正在進入的領(lǐng)域。67

6第七章表面處理工藝68

6.1金屬鍍覆68

6.1.1金屬鍍覆工藝范圍68

6.1.2電鍍基礎(chǔ)介紹68

6.1.3金屬鍍覆設(shè)計注意事項69

6.1.4幾種常用零件電、化學(xué)處理推薦71

6.2表面噴涂71

6.2.1噴涂基礎(chǔ)介紹71

6.2.2表面效果選擇原則72

6.2.3噴粉、噴漆設(shè)計注意事項72

6.3表面絲印74

6.3.1絲網(wǎng)印刷原理：74

6.3.2絲網(wǎng)印刷的主要特點：74

6.3.3絲印設(shè)計注意事項75

6.4移印介紹75

7第八章結(jié)構(gòu)圖紙零部件的分級和代碼申請76

7.1零部件分級和代碼申請的基本原則76

7.2單板整件圖紙的分級方法76

7.3插箱整件圖紙的分級方法和代碼申請方法78

7.4整機配置（含機柜）的圖紙的分級方法80

第一章鍍金零件設(shè)計工藝

鍍金材料的選材

飯金材料是通信產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的材料，了解材料的綜合性能和正確的選材，對

產(chǎn)品成本、產(chǎn)品性能、產(chǎn)品質(zhì)量、加工工藝性都有重要的影響。

鍍金材料的選材原則

選用常見的金屬材料，減少材料規(guī)格品種，盡可能控制在公司材料手冊范圍內(nèi)；

在同一產(chǎn)品中，盡可能的減少材料的品種和板材厚度規(guī)格；

在保證零件的功能的前提下，盡量選用廉價的材料品種，并降低材料的消耗，降低材料

成本；

對于機柜和一些大的插箱，需要充分考慮降低整機的重量；

除保證零件的功能的前提外，還必須考慮材料的沖壓性能應(yīng)滿足加工藝要求，以保證制

品的加工的合理性和質(zhì)量。

幾種常用的板材介紹

鋼板

1）冷軋薄鋼板

冷軋薄鋼板是碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋板的簡稱，它是由碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼帶，經(jīng)過進一步冷軋

制成厚度小于4mm的鋼板。由于在常溫下軋制，不產(chǎn)生氧化鐵皮，因此，冷板表面質(zhì)量好，

尺寸精度高，再加之退火處理，其機械性能和工藝性能都優(yōu)于熱軋薄鋼板。常用的牌號為低

碳鋼08F和10#鋼，具有良好的落料、折彎性能。

2）連續(xù)電鍍鋅冷軋薄鋼板

連續(xù)電鍍鋅冷軋薄鋼板，即“電解板”，指電鍍鋅作業(yè)線上在電場作用下，鋅從鋅鹽的水溶

液中連續(xù)沉積到預(yù)先準備好的鋼帶表現(xiàn)上得到表面鍍鋅層的過程，因為工藝所限，鍍層較薄。

3）連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板

連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板簡稱鍍鋅板或白鐵皮，是厚度0.25~2.5mm的冷軋連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板和

鋼帶，鋼帶先通過火焰加熱的預(yù)熱爐，燒掉表面殘油，同時在表面生成氧化鐵膜，再進入含

有H2、N2混合氣體的還原退火爐加熱到710~920℃,使氧化鐵膜還原成海綿鐵，表面活化和

凈化了的帶鋼冷卻到稍高于熔鋅的溫度后，進入450~460℃的鋅鍋，利用氣刀控制鋅層表面厚

度。最后經(jīng)銘酸鹽溶液鈍化處理，以提高耐白銹性。與電鍍鋅板表面相比，其鍍層較厚，主

要用于要求耐腐蝕性較強的鎖金件。

4）覆鋁鋅板

覆鋁鋅板的鋁鋅合金鍍層是由55%鋁、43.4%鋅與1.6%硅在600C高溫下固化而組成，形

成致密的四元結(jié)晶體保護層，具有優(yōu)良的耐腐蝕性，正常使用壽命可達25年，比鍍鋅板長3-6

倍，與不銹鋼相當。覆鋁鋅板的耐腐蝕性來自鋁的障礙層保護功能，和鋅的犧牲性保護功能。

當鋅在切邊、刮痕及鍍層擦傷部分作犧牲保護時，鋁便形成不能溶解的氧化物層，發(fā)揮屏障

保護功能。

上述2）、3）、4）鋼板統(tǒng)稱為涂層鋼板，在國內(nèi)通訊設(shè)備上廣泛采用，涂層鋼板加工后

可以不再電鍍、油漆，切口不做特殊處理，便可直接使用，也可以進行特殊磷化處理，提高

切口耐銹蝕的能力。從成本分析看，采用連續(xù)電鍍鋅薄鋼板，加工廠不必將零件送去電鍍，

節(jié)省電鍍時間和運輸出費用，另外零件噴涂前也不用酸洗，提高了加工效率。

5）不銹鋼板

因為具有較強的耐腐蝕能力、良好的導(dǎo)電性能、強度較高等優(yōu)點，使用非常廣泛，但也要充

分考慮它的缺點：材料價格很貴，是普通鍍鋅板的4倍；材料強度較高對數(shù)控沖床的刀具磨

損較大?般不合適數(shù)控沖床上加工；不銹鋼板的壓抑螺母要采用高強度的特種不銹鋼材料的

壓鉀螺母，價格很貴；壓鉀螺母鉀接不牢固經(jīng)常需要再點焊；表面噴涂的附著力不高、質(zhì)量

不宜控制；材料回彈較大折彎和沖壓不易保證形狀和尺寸精度。

鋁和鋁合金板

通常使用的鋁和鋁合金板主要有以下三種材料：防銹鋁3A21、防銹鋁5A02和硬鋁2A06。

防銹鋁3A21即為老牌號LF21,系A(chǔ)L—Mn合金，是應(yīng)用最廣的一種防銹鋁。這種合金的

強度不高（僅高于工業(yè)純鋁），不能熱處理強化。故常用冷加工方法來提高它的力學(xué)性能，在

退火狀態(tài)下有高的塑性，在半冷作硬化時塑性尚好。冷作硬化時塑性低，耐蝕性好，焊接性

良好。

防銹鋁5A02即為老牌號LF2系A(chǔ)L—Mg防銹鋁，與3A21相比，5A02強度較高，特別是具

有較高的疲勞強度、塑性與耐蝕性高。熱處理不能強化，用接觸焊和氫原子焊焊接性良好，

氮弧焊時有形成結(jié)晶裂紋的傾向，合金在冷作硬化時有形成結(jié)晶裂紋的傾向。合金在冷作硬

化和半冷作硬化狀態(tài)下可切削性較好，退火狀態(tài)下可切削性不良，可拋光。

硬鋁2A06為老牌號的LY6,是常用的硬鋁牌號。硬鋁和超硬鋁比一般的鋁合金具有更高

的強度和硬度，可以作為一些面板類的材料，但是塑性較差，不能進行折彎，折彎會造成外

圓角部位有裂縫或者開裂。

鋁合金的牌號和狀態(tài)已經(jīng)有新的標準，牌號表示方法的標準代號為GB/T16474-1996,狀

態(tài)代號GB/T16475—1996,與老標準的對照表如下表1-1所示：

表1-1鋁合金新舊牌號對照表

牌號狀態(tài)

新舊新10新舊新10新舊

1070AL15A06LF62A80LD82A14LD10H12R

1060L25A12LF122A90LD92A50LD5OM

1050AL38A06L64A11LD116A02LD2T4CZ

1035L43A21LF216063LD317A04LC4T5RCS

1200L52A02LY26061LD307A09LC9T6CS

5A02LF22A06LY62A11LY11

5A03LF32AI6LY162A12LY12

5A05LF52A70LD72A13LY13

銅和銅合金板

常用的銅和銅合金板材主要有兩種，紫銅T2和黃銅H62,

紫銅T2是最常用的純銅，外觀呈紫色，又稱紫銅，具有高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、良好的耐蝕

性和成形性，但強度和硬度比黃銅低得多，價格也是非常昂貴，主要用作導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐用

消費品腐蝕元件，一般用于電源上需要承載大電流的零件。

黃銅H62,屬高鋅黃銅，具有較高的強度和優(yōu)良的冷、熱加工性，易用于進行各種形式的

壓力加工和切削加工。主要用于各種深拉伸和折彎的受力零件，其導(dǎo)電性不如紫銅，但有較

好強度和硬度，價格也比較適中，在滿足導(dǎo)電要求的情況下，盡可能選用黃銅H62代替紫銅，

可以大大降低材料成本，如匯流排，目前絕大部分匯流排的導(dǎo)電片都是采用黃銅H62,事實證

明完全滿足要求。

材料對銀金加工工藝的影響

鍍金加工主要有三種：沖裁、彎曲、拉伸，不同的加工工藝對板材有不同要求，鎖金的

選材也應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品的大致形狀和加工工藝考慮板材的選擇。

材料對沖裁加工的影響

沖裁要求板材應(yīng)具有足夠的塑性，以保證沖裁時板材不開裂。軟材料（如純鋁、防銹鋁、黃

銅、紫銅、低碳鋼等）具有良好的沖裁性能，沖裁后可獲得斷面光滑和傾斜度很小的制件；

硬材料（如高碳鋼、不銹鋼、硬鋁、超硬鋁等）沖裁后質(zhì)量不好，斷面不平度大，對厚板料

尤為嚴重。對于脆性材料，在沖裁后易產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象，特別是寬度很小的情況下，容易產(chǎn)生

撕裂。

材料對彎曲加工的影響

需要彎曲成形的板材，應(yīng)有足夠的塑性、較低的屈服極限。塑性高的板材，彎曲時不易

開裂，較低屈服極限和較低彈性模量的板料，彎曲后回彈變形小，容易得到尺寸準確的的彎

曲形狀。含碳量＜0.2%的低碳鋼、黃銅和鋁等塑性好的材料容易彎曲成形；脆性較大的的材

料，如磷青銅（QSn6.5?2.5）、彈簧鋼（65Mn）、硬鋁、超硬鋁等，彎曲時必須具有較大的相

對彎曲半徑（r/t）,否則在彎曲過程中易發(fā)生開裂。特別要注意材料的硬軟狀態(tài)的選擇，對彎

曲性能有很大的影響，很多脆性材料，折彎會造成外圓角開裂甚至折彎斷裂，還有一些含碳

量較高的鋼板，如果選擇硬質(zhì)狀態(tài)，折彎也會造成外圓角開裂甚至折彎斷裂，這些都應(yīng)該盡

量避免。

材料對拉伸加工的影響

板材的拉伸，特別是深拉伸，是鍍金加工工藝中較難的一種，不僅要求拉伸的深度盡量

小，形狀盡可能簡單、圓滑過渡，還要求材料有較好的塑性，否則，非常容易引起零件整體

扭曲變形、局部打皺、甚至拉伸部位拉裂。屈服極限低和板厚方向性系數(shù)大，板料的屈強比os/ob

越小，沖壓性能就越好，一次變形的極限程度越大。板厚方向性系數(shù)＞1時.，寬度方向上的變

形比厚度方向上的變形容易。拉伸圓角R值越大，在拉伸過程中越不容易產(chǎn)生變薄和發(fā)生斷

裂，拉伸性能就越好。常見的拉伸性能較好的材料有：純鋁銀、08A1,ST16、SPCDo

材料對剛度的影響

在鍍金結(jié)構(gòu)設(shè)計中，經(jīng)常遇到鍍金結(jié)構(gòu)件的剛度不能滿足要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計師往往會用高

碳鋼或不銹鋼代替低碳鋼，或者用強度硬度較高的硬鋁合金代替普通鋁合金，期望提高零件

的剛度，實際上沒有明顯的效果。對于同一種基材的材料?，通過熱處理、合金化能大幅提高

材料的強度和硬度，但對剛度的改變很小，提高零件的剛度，只有通過變換材料、改變零件

的形狀，才能達到一定的效果，不同材料的彈性模量和剪切模量參見表1-2。

表1-2常見材料的彈性模量和剪切模量

彈性模量E切變模量G彈性模量E切變模量G

名稱名稱

GPaGPaGPaGPa

灰鑄鐵118?12644.3軋制鋅8231.4

球墨鑄鐵173鉛166.8

碳鋼、銀鋁鋼20679.4玻璃551.96

鑄鋼202有機玻璃2.35-29.4

軋制純銅10839.2橡膠0.0078

冷拔純銅12748電木1.96-2.940.69?2.06

軋制磷錫青銅11341.2夾布酚醛塑料3.95?8.83

冷拔黃銅89-9734.3-36.3賽璐珞1.71-1.890.69?0.98

軋制鐳青銅10839.2尼龍10101.07

軋制鋁6825.5-26.5硬四氯乙烯3.14?3.92

拔制鋁線69聚四氯乙烯1.14?1.42

鑄鋁青銅10311.1低壓聚乙烯0.54?0.75

鑄錫青銅103高壓聚乙烯0.147?0.24

硬鋁合金7026.5混凝土13.73-39.24.9?15.69

常用板材的性能比較

表1-3幾種?常用板，材的性能比較

漲枷壓枷

搭接數(shù)控沖激光

價格折彎螺母螺母表面切口防護

材料電阻床加工加工

系數(shù)性能工藝工藝噴涂性能。

（mQ）性能性能

性性

冷審L鋼板^^金辛1.0好好好好好一般較好

冷審L鋼板^彩辭1.227好好好好好一般好

連續(xù)電鍍鋅鋼板1.726好好好好好一般最差

熱鍍鋅鋼板1.326好好好好好一般較差

覆鋁鋅板1.423好好好好好一般差

不^鋼6.560差好一般差很差差好

防銹金呂板2.946一般極差好好好一般好

硬鋁、超硬鋁板3.046一般極差極差好好一般好

T2銅板5.6好極差好好好一般好

黃銅板5.0好極差好好好一般好

注：1,表中的數(shù)據(jù)與材料具體的牌號和廠家均有關(guān)系，僅作為定性參考之用。

2,鋁合金、銅合金板材在激光切割上加工性極差，一般不能采用激光加工。

沖孔和落料：

沖孔和落料的常用方式

數(shù)控沖沖孔和落料：

數(shù)控沖沖孔和落料，就是利用在數(shù)控沖床上的單片機預(yù)先輸入對銀金零件的加工程序（尺

寸，加工路徑，加工工具等等信息），使數(shù)控沖床采用各種刀具，通過豐富的NC指令可以實

現(xiàn)各種各樣的沖孔、切邊、成形等形式的加工。數(shù)控沖一般不能實現(xiàn)形狀太復(fù)雜的沖孔和落

料。特點：速度快，省模具。加工靈活，方便?；旧夏軌驖M足樣品下料生產(chǎn)中的需要。

注意的問題及要求：薄材（t<0.6）不好加工，材料易變形；加工范圍受刀具，夾爪等限制；

適中的硬度和韌性有較好的沖裁加工性能；硬度太高會使沖裁力變大，對沖頭和精度都有不

好的影響；硬度太低，使沖裁時變形嚴重，精度受到很大的限制；高的塑性對成形加工有利，

但不適合于蠶食、連續(xù)沖裁，對沖孔和切邊也不太合適；適當?shù)捻g性對沖裁是有益的，它可

以抑制沖孔時的變形程度；韌性太高則使沖裁后反彈嚴重，反而影響了精度。

數(shù)控沖一般適合沖裁T=3.5?4mm以下的低碳鋼、電解板、覆鋁鋅板、鋁板、銅板、T=3mm

以下的不銹鋼板，推薦的數(shù)控沖床加工的板料厚度為：鋁合金板和銅板為0.8?4.0,低碳鋼板

為0.8?3.5mm,不銹鋼板0.8?2.5mm。對銅板加工變形較大，數(shù)控沖加工PC和PVC板，加

工邊毛刺大，精度低。

沖壓時用的刀具直徑和寬度必須大于料厚，比如中1.5的刀具不能沖1.6mm的材料.

0.6mm以下的材料一般不用NCT加工。

不銹鋼材料一般不用NCT加工。（當然，0.6~1.5mm的材料可以用NCT加工，但對刀具

磨損大，現(xiàn)場加工出現(xiàn)的廢品率的幾率比其它GI等材料要高的多。）

其它形狀的沖孔落料希望盡可能簡單、統(tǒng)一。

數(shù)控沖的尺寸要規(guī)格化，如圓孔，六邊形孔、工藝槽最小寬度為1.2mm。具體參考《銀金

模具手冊》。

冷沖模沖孔和落料：

對產(chǎn)量較大，尺寸不太大的零件進行沖孔落料，為提高生產(chǎn)效率，而專門開的鍍金沖壓

模具。一般由凸模和凹模組成。凹模一般有：壓入式，鑲拼式等。凸模一般有：圓形，可更

換；組合式；快裝卸型等。最常見的沖模有：沖裁模（主要有：開式落料模，閉式落料模，

沖孔落料復(fù)合模，開式?jīng)_孔落料連續(xù)模，閉式?jīng)_孔落料連續(xù)模），彎曲模，壓延模。

特點：因為用冷沖模沖孔及落料基本可一次沖壓完成，效率高，一致性好，成本低。所

以對于年加工量在5000件以上，零件尺寸不是太大的結(jié)構(gòu)件，加工廠一般開冷沖模加工，在

結(jié)構(gòu)設(shè)計時就要考慮按開冷沖模加工的工藝特點設(shè)計。比如零件不應(yīng)出現(xiàn)尖角（除使用上必

須外），需設(shè)計成圓角，可改善模具的質(zhì)量和壽命，也使工件美觀，安全，耐用；為滿足功能

要求，零件的結(jié)構(gòu)形狀可以設(shè)計得更復(fù)雜等。

密孔沖沖孔：

密孔沖可以視為數(shù)控沖的一種，對于有大量密孔的零件，為提高沖孔效率，精度等，專

門開可一次沖大量密孔的沖孔模對工件進行加工。如：通風(fēng)網(wǎng)板，進出風(fēng)擋板等。見圖1-1所

示。圖中陰影部分為密孔模，零件的密孔靠密孔?？煽焖贈_出。比一個一個的沖孔，大大的

提高效率。

圖a圖b

圖1-1密孔沖示意圖

密孔設(shè)計注意的問題及要求：

產(chǎn)品上密孔的設(shè)計應(yīng)考慮密孔沖模具的加工特點是重復(fù)多次沖裁，這樣在設(shè)計密孔的排

布的時候應(yīng)采用這樣的原則：

1）設(shè)計密孔排布時首先考慮借用《鍍金模具手冊》上規(guī)劃的密孔模，以減少模具成本;

2）同一類型的密孔排布時應(yīng)統(tǒng)一，行間距規(guī)定一個不變的數(shù)值，列間距也規(guī)定一個不變

的數(shù)值，這樣同一類型的密孔模具可以通用，減少開模數(shù)量，降低了模具的成本；

3）同一類型的孔的尺寸應(yīng)一致，如六方孔可以統(tǒng)一為內(nèi)切圓①5的六方孔，此六方孔為公司

六方孔的常用尺寸，占六方密孔的90%以上。

4）采用錯位排布兩行孔數(shù)不等時，必須滿足兩個要求，1,孔距較大，兩孔的邊緣距離

大于2t（t為材料厚度）；2,總排數(shù)應(yīng)該為偶數(shù)排，如圖1-2所示；

圖1-2密孔錯位排布示意圖

5）如果密孔的孔距很小，每排孔的數(shù)量必須為為偶數(shù)。如圖1-3所示，兩個密孔之間的

距離D小于2*t時（t為材料厚度），因為模具的強度問題，則密孔模要間隔設(shè)置，圖中陰影部

分為密孔模?？梢钥闯觯颗趴椎臄?shù)量必須為為偶數(shù)。如果圖1-2中的孔距也是這樣很小時，

因為每排的孔數(shù)不等（7空、8孔兩種），則無法用密孔模一次性沖出。

D

Jbeoeoeoeoeoeo

圖1-3密孔模

圖1-1a的密孔模可設(shè)計成如圖1-4所示。

00000000或%。。%%。。。。%%

圖1-4密孔模

圖1-1b的密孔模只能設(shè)計成如圖1-5所示。

圖1-5密孔模

設(shè)計密孔的排布時盡量按照上述要求設(shè)計，并且連續(xù)和有一定的規(guī)律性，便于開密孔模

具，降低沖壓成本，否則只能采用數(shù)沖或開很多套模具來完成加工。如圖1-6所示，圖a,交

錯孔，行數(shù)不是偶數(shù)；圖b,中間缺孔；圖c,密孔距離太近，每行孔數(shù)和每列孔數(shù)都是奇數(shù)；

圖d、e,密孔距離太近，密孔的每行孔數(shù)不相等，這些不能僅靠密孔模沖孔一次完成加工，

還須用其它補加工方法才能完成。圖f,如果用密孔模加工，也需要用其它補加工方法才能完

成，即使開落料模，也需要多副沖孔模完成，工藝性很差。

圖1-6密孔排部示意圖

激光切割：

激光切割是由電子放電作為供給能源，利用反射鏡組聚焦產(chǎn)生激光光束作熱源的一種無

接觸切割技術(shù)，利用這種高密度光能來實現(xiàn)對鍍金件的打孔及落料。

特點：切割形狀多樣化，切割速度比線切割快，熱影響區(qū)小，材料不會變形，切口細，

精度及質(zhì)量高，噪聲小，無刀具磨損，無需考慮切割材料的硬度，可加工大型，形狀復(fù)雜及

其它方法難以加工的零件。但其成本較高，同時會損壞工件的支撐臺，而且切割面易沉積氧

化膜，難處理。一般只適合單件和小批量加工。

注意的問題及要求：一般只用于鋼板。鋁板及銅板一般不能用，因為材料傳熱太快，造

成切口周圍融化，不能保證加工精度及質(zhì)量。激光切割端面有一層氧化皮，酸洗不掉，有特

殊要求的切割端面要打磨；激光切割密孔變形較大，一般不用激光切割密孔。

線切割：

線切割是把工件和電極絲（鋁絲，銅絲）各作為一極，并保持一定距離，在有足夠高的

電壓時形成火花隙，對工件進行電蝕切割的加工方法，切除的材料由工作液帶走。

特點：加工精度高，但加工速度較低，成本較高，且會改變材料表面性質(zhì)。一般用于模

具加工，不用作加工生產(chǎn)用零件。有些單板型材面板的方孔沒有圓角，無法銃削，又因為鋁

合金不能用激光切割，如果沒有沖壓空間不能沖壓，只能采取線切割加工，速度很慢，效率

非常低，無法適應(yīng)批量生產(chǎn)，設(shè)計應(yīng)該避免這種情況。

常用的三種落料和沖孔方法的特點對比

表1-4常見三種沖孔和落料卜加工特點比較注：以下數(shù)據(jù)為冷軋鋼板的數(shù)據(jù)。

數(shù)控沖（包括

\激光切割冷沖模

密孔沖）

可加工材質(zhì)鋼板鋼板，銅板、鋁板鋼板，銅板、鋁板

可加工料厚1mm~8mm0.6mm?3mm一般小于4mm

沖圓孔0Mt沖圓孔0Mt

加工最小尺寸（普通冷軋鋼最小細縫0.2mm

方孔小邊W叁t方孔小邊W叁t

板）最小圓0.7mm

長槽寬WMt長槽寬WM2t

孔與孔，孔與邊的邊緣最小

三t叁t工It

距離

孔與孔，孔與邊的邊緣優(yōu)選

ML5t工1.5t工1.5t

距離

一般加工精度±0.1mm±0.1mm±0.1mm

加工范圍2000X13502000X1350

外緣光滑，

毛邊大，且有

外觀效果切割端面有一少量毛邊

帶料毛邊

層氧化皮

毛邊大，形狀規(guī)

曲線效果光滑，形狀多變光滑，形狀多變

范；

加工速度切割外圓快沖制密孔快最快

刻蝕，較沖壓凹形文沖壓，凹形文字，

加工文字淺，尺寸不受限字，符號較深；尺符號，較深；尺寸受模

制寸受模具限制具限制

凹點，沉（沉）孔，

成形不能可實現(xiàn)較復(fù)雜的形狀

小型拉伸等均可

加工費用較高低低

沖孔落料的工藝性設(shè)計

排布的工藝性設(shè)計

大批量及中批量生產(chǎn)，零件的材料費用占較大的比重，對材料的充分和有效利用，是鎖

金生產(chǎn)的一項重要經(jīng)濟指標。所以在不影響使用要求的條件下，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員設(shè)計時，爭取

采用無廢料或少廢料的排布方法，如圖1-7所示為無廢料排布。

圖2

圖1-7無廢料排布

有些零件形狀略加改變，就可以大大節(jié)約材料。如圖1-8所示，圖2比圖1省料。

圖1圖2

圖1-8略改設(shè)計的省料排部

沖裁件的工藝性

對于數(shù)控沖床加工外圓角，需要專用的外圓刀具，為了減少外圓刀具，如圖1-9所示本手

冊規(guī)范外圓角為：

90度直角外圓角系列半徑為r2.0,r3。、r5.0,rlO,

135度的斜角的外圓角半徑統(tǒng)一為R5.0,：

圖1-9沖裁件的外圓角

沖孔優(yōu)先選用圓形孔，圓孔應(yīng)按照《鍍金模具手冊》中規(guī)定的系列圓孔選取，這樣可以

減少圓孔刀具的數(shù)量，減少數(shù)控沖床換刀時間。

由于受到?jīng)_孔凸模強度限制，孔徑不能過小，其最小孔徑與材料厚度有關(guān)。在設(shè)計時孔

的最小直徑不應(yīng)小于下表1-5所示的數(shù)值。

表1-5用普通沖床沖孔的最小尺寸

沖孔的最小直徑或最小邊長（t為材料厚度）

材料圓孔D（D為直方孔L（L為腰圓孔、矩形孔a（a

徑）邊長）為最小邊長）

高、中碳鋼>1.3t>1.2t>lt

低碳鋼及黃銅>lt>0.8t>0.8t

鋁、鋅>0.8t>0.6t>0.6t

布質(zhì)膠木層壓板>0.4t>0.35t>0.3t

沖裁件的孔與孔之間、孔與邊緣之間的距離不應(yīng)過小，其值見圖1-10：

圖1-10沖裁件的孔與孔、孔與邊緣之間的距離

考慮到模具的沖壓加工中，采用復(fù)合模加工的孔與外形、孔與孔之間的精度較易保證，

加工效率較高，而且模具的的維修成本，維修方便，考慮到以上原因，孔與孔之間，孔與外

形之間的距離如果能滿足復(fù)合模的最小壁厚要求，工藝性更好，如圖1-11所示：

M

D2

圖1-11沖裁件的搭邊要求

表1-6復(fù)合模加工沖裁件的搭邊最小尺寸

t（0.8以下）t(0.87.59)t(1.59?3.18)t（3.2以上）

D13mm2t

D23mm2t

D31.6mm2t2.5t

D41.6mm2t2.5t

如圖1-12所示，先沖孔后折彎，為保證孔不變形，孔與彎邊的最小距離

X>2t+R

圖1-12孔與彎邊的最小距離

在拉深零件上沖孔時，見圖1-13,為了保證孔的形狀及位置精度以及模具的強度，其孔壁

與零件直壁之間應(yīng)保持一定距離，即其距離al及a2應(yīng)滿足下列要求：

al>R1+O.5t,

a2>R2+0.5t.

式中RI,R2一圓角半徑；

t一板料厚度.

圖1-13在拉深件上沖孔

沖裁件的加工精度

圖「14沖裁件孔中心距的公差

圖1-14沖裁件孔中心距的公差：

表1-7孔中心距的公差表單位：mm

普通沖孔精度高級沖孔精度

材料厚

公稱尺寸L公稱尺寸L

度

<5050?150150?300<5050?150150—300

<1±0.1±0.15±0.20±0.03±0.05±0.08

1?2±0.12±0.20±0.30±0.04±0.06±0.10

2?4±0.15±0.25±0.35±0.06±0.08±0.12

4~6±0.20±0.30±0.40±0.08±0.10±0.15

注：使用本表數(shù)值時所有孔應(yīng)是一次沖出的。

圖1-15孔中心距與邊緣距離公差：

ALA-A

圖1-15孔中心與邊緣距離的公差

沖壓件設(shè)計尺寸基準的選擇原則

1）沖壓件的設(shè)計尺寸基準盡可能與制造的定位基準相重合，這樣可以避免尺寸的制造

誤差。

2）沖壓件的孔位尺寸基準，應(yīng)盡可能選擇在沖壓過程中自始至終不參加變形的面或線上,

且不要與參加變形的部位聯(lián)系起來。

3）對于采用多工序在不同模具上分散沖壓的零件，要盡可能采用同一個定位基準。

表1-8孔中心與邊緣距離的公差表

尺寸b

材料厚度

<5050<P>120<P>220<P>

<2±0.2±0.3±0.5±0.7

N2?4±0.3±0.5±0.6±0.8

>4+0.4±0.5±0.8±1.0

注：本表適應(yīng)于落料后才進行沖孔的情況。

二次切割

二次切割也叫二次下料，或者補割（工藝性極差，設(shè)計時應(yīng)盡量避免）。二次切割就是拉

伸特征對材料有擠料變形現(xiàn)象、折彎變形較大時，加大落料，先成型，再補割孔或外形輪廓,

以達到去除預(yù)留材料?，獲得完整正確結(jié)構(gòu)尺寸。

應(yīng)用：拉伸凸臺離邊緣較近等，都必須補割。

以沉孔為例說明，如圖1-16所示。

零件1.沖孔2.壓沉孔3.切余料

圖176二次切割

鍍金件的折彎

鍍金的折彎，是指改變板材或板件角度的加工。如將板材彎成V形，U形等。一般情況

下，鎖金折彎有兩種方法:一種方法是模具折彎，用于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，體積較小、大批量加工

的鍍金結(jié)構(gòu)；另一種是折彎機折彎，用于加工結(jié)構(gòu)尺寸比較大的或產(chǎn)量不是太大的飯金結(jié)構(gòu)。

目前公司產(chǎn)品的折彎主要采用折彎機加工。

這兩種折彎方式有各自的原理，特點以及適用性。

模具折彎：

對于年加工量在5000件以上，零件尺寸不是太大的結(jié)構(gòu)件（一般情況為300X300）,加工

廠家一般考慮開沖壓模具加工。

常用折彎模具

常用折彎模具，如圖1一17所示：為了延長模具的壽命，零件設(shè)計時，盡可能采用圓角。

圖1-17專用的成形模具

過小的彎邊高度，即使用折彎模具也不利于成形，一般彎邊高度LN3t（包括壁厚）。

臺階的加工處理辦法

一些高度較低的銀金Z形臺階折彎，加工廠家往往采用簡易模具在沖床或者油壓機上加

工，批量不大也可在折彎機上用段差模加工，如圖1-18所示。但是，其高度H不能太高，一

般應(yīng)該在（0~1.0）t,如果高度為（1.0~4.0）t,要根據(jù)實際情況考慮使用加卸料結(jié)構(gòu)的模

具形式。這種模具臺階高度可以通過加墊片進行調(diào)整，所以，高度H是任意調(diào)節(jié)的，但是，

也有一個缺點，就是長度L尺寸不易保證，豎邊的垂直度不易保證。如果高度H尺寸很大，

就要考慮在折彎機上折彎。

/上模L

I?上模

工件

工件

下模一下模

折彎前折彎后

圖1-18Z形臺階折彎

折彎機折彎

折彎機分普通折彎機和數(shù)控折彎機兩種。由于精度要求較高，折彎形狀不規(guī)則，通信設(shè)

備的鍍金折彎一般用數(shù)控折彎機折彎，其基本原理就是利用折彎機的折彎刀（上模）、V形槽（下

模），對鍍金件進行折彎和成形。

優(yōu)點:裝夾方便，定位準確，加工速度快；

缺點:壓力小，只能加工簡單的成形，效率較低。

成形基本原理

成形基本原理如圖1-19所示：

折彎完成

圖1-19成形基本原理

折彎刀（上模）

折彎刀的形式如圖1-20所示，加工時主要是根據(jù)工件的形狀需要選用，一般加工廠家的折

彎刀形狀較多，特別是專業(yè)化程度很高的廠家，為了加工各種復(fù)雜的折彎，定做很多形狀、

規(guī)格的折彎刀。

下模一般用V=6t（t為料厚）模。

影響折彎加工的因素有許多，主要有上模圓弧半徑、材質(zhì)、料厚、下模強度、下模的模口尺

寸等因素。為滿足產(chǎn)品的需求，在保證折彎機使用安全的情況下，廠家己經(jīng)把折彎刀模系列

化了，我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需對現(xiàn)有折彎刀模有個大致的了解。見圖1-20左邊為上模，右

邊為下模。

上模

圖1-20數(shù)孔折彎模示意圖

折彎加工順序的基本原則：

由內(nèi)到外進行折彎；

由小到大進行折彎；

先折彎特殊形狀，再折彎一般形狀；

前工序成型后對后繼工序不產(chǎn)生影響或干涉。

目前的外協(xié)廠見到的折彎形式一般都是如圖1-21所示。

可折多種角度

圖1-21折彎機折彎形式

折彎半徑

銀金折彎時，在折彎處需有折彎半徑，折彎半徑不宜過大或過小，應(yīng)適當選擇。折彎半

徑太小容易造成折彎處開裂，折彎半徑太大又使折彎易反彈。

各種材料不同厚度的優(yōu)選折彎半徑(折彎內(nèi)半徑)見下表1-9

表1-9最小彎曲半徑數(shù)值(mm)

退火狀態(tài)冷作硬化狀態(tài)

材料彎曲線方向與纖維方向的對應(yīng)位置

垂直平行垂直平行

08、10、O.lt0.4t0.4t0.8t

15、20、0.1t0.5t0.5tl.Ot

25、30、0.2t0.6t0.6t1.2t

45、500.5t1.0t1.0t1.7t

65Mn1.0t2.012.0t3.0t

鋁0.1t0.35t0.5tl.Ot

紫銅0.1t0.35t1.0t2.0t

軟黃銅0.1t0.35t0.35t0.8t

半硬黃銅0.1t0.35t0.5t1.2t

磷青銅——1.0t3.0t

注：表中t為板料厚度。

上表中的數(shù)據(jù)為優(yōu)選的數(shù)據(jù)，僅供參考之用。實際上，廠家的折彎刀的圓角通常都是0.3,

少量的折彎刀的圓角為0.5,所以，我們的鍍金件的折彎內(nèi)圓角基本上都是0.2。對于普通的低

碳鋼鋼板、防銹鋁板、黃銅板、紫銅板等，內(nèi)圓角0.2都是沒有問題的，但對于一些高碳鋼、

硬鋁、超硬鋁，這種折彎圓角就會導(dǎo)致折彎斷裂，或者外圓角開裂。

折彎回彈

壓緊狀態(tài)

圖1-22折彎回彈示意圖

1)回彈角Aa=b-a

式中b一回彈后制件的實際角度；

a—模具的角度。

2)回彈角的大小

單角90。自由彎曲時的回彈角見表1-10。

表1-10單角90度自由彎曲時的回彈角

材料厚度t(mm)

材料r/t

<0.80.8-2>2

低碳鋼

<14o2oOo

黃銅

1?55o3olo

ob=350MPa

>56o4o2o

鋁、鋅

中碳鋼

ob=400-500MPa

<15o2oOo

硬黃銅

1~56o3o10

ob=350-400MPa

>58o5o3o

硬青銅

ob=350-400MPa

<17o4o2o

高碳鋼

1-59o5o3o

ob>550Mpa

>512o7o6o

3）影響回彈的因素和調(diào)1少回彈的措施。

材料的力學(xué)性能回彈角的大小與材料的的屈服點成正比，與彈性模量E成反比。對于精

度要求較高的鍍金件，為了減少回彈，材料應(yīng)該盡可能選擇低碳鋼，不選擇高碳鋼和不銹鋼

等。

相對彎曲半徑比越大，則表示變形程度越小，回彈角Aa就越大。這是一個比較重要的

概念，鎖金折彎的圓角，在材料性能允許的情況下，應(yīng)該盡可能選擇小的彎曲半徑，有利于

提高精度。特別是注意應(yīng)該盡可能避免設(shè)計大圓弧，如圖1-23所示，這樣的大圓弧對生產(chǎn)和質(zhì)

量控制有較大的難度：

圖1-23鍍金的圓弧太大

一次折彎的最小折彎邊的計算

L形折彎的折彎時的起始狀態(tài)如圖1-24所示:

這里很重要的一個參數(shù)是下模口的寬度B。由于考慮到折彎效果和模具強度，不同厚度

的材料所需要的?？趯挾却嬖谝粋€最小值。小于該數(shù)值時，會出現(xiàn)折彎不到位或損壞模具的

問題.經(jīng)過實踐證明，最小?？趯挾群筒牧虾穸鹊年P(guān)系為.

①

為最小模寬，T為材料厚度，計算最小模口寬度時K=6.目前廠家常用的折彎下模寬

度的規(guī)格如下：

4,5,6,8,10,12,14,16,18,20,25

根據(jù)上面的關(guān)系式就可以確定不同的料厚在折彎時所需下模?？趯挾鹊淖钚≈?例如1.5mm

厚的板材折彎時，B=6*1.5=9對照上面的模寬系列可以選擇?？趯挾葹?0mm（或8mm）的

下模.從折彎的起始狀態(tài)圖可以看出折彎的邊不能太短，結(jié)合上面的最小?？趯挾?，得到最短

折彎邊的計算公式為②：（見圖1-25所示）

#」船+。5（參考）②

。.為最短折彎邊，5.為最小?？趯?，△為板材的折彎系數(shù)。

1.5mm厚的板材折彎時，最短折彎邊Lm=（8+2.5）/2+0.5=5.75mm（包括一個板厚）

表1-11：冷軋薄鋼板材料折彎內(nèi)R及最小折彎高度參考表

序號材料厚度凹模槽寬凸模R最小折彎高度

10.540.23

20.640.23.2

30.850.8或0.23.7

41.061或0.24.4

51.28（或6）1或0.25.5（或