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钣金件-压铸件-挤压件-塑胶件结构工艺设计指南

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黄铜板 5.0 好 极差 好 好 好

一般 好 注: 1,表中的数据与材料具体的牌号和厂家均有关系,仅作为定性参考之用。

2,铝合金、铜合金板材在激光切割上加工性极差,一般不能采用激光加工。 1.2 1.2.1 1.2.1.1

冲孔和落料:

冲孔和落料的常用方式 数控冲冲孔和落料:

数控冲冲孔和落料,就是利用在数控冲床上的单片机预先输入对钣金零件的加工程序(尺寸,加工路径,加工工具等等信息),使数控冲床采用各种刀具,通过丰富的NC指令可以实现各种各样的冲孔、切边、成形等形式的加工。数控冲一般不能实现形状太复杂的冲孔和落料。特点:速度快,省模具。加工灵活,方便。基本上能够满足样品下料生产中的需要。 注意的问题及要求:薄材(t<0.6)不好加工,材料易变形;加工范围受刀具,夹爪等限制;适中的硬度和韧性有较好的冲裁加工性能;硬度太高会使冲裁力变大,对冲头和精度都有不好的影响;硬度太低,使冲裁时变形严重,精度受到很大的限制;高的塑性对成形加工有利,但不适合于蚕食、连续冲裁,对冲孔和切边也不太合适;适当的韧性对冲裁是有益的,它可以抑制冲孔时的变形程度;韧性太高则使冲裁后反弹严重,反而影响了精度。

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。

冲压时用的刀具直径和宽度必须大于料厚,比如Φ1.5的刀具不能冲1.6mm的材料. 0.6mm以下的材料一般不用NCT加工。

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。)

其它形状的冲孔落料希望尽可能简单、统一。

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》。

1.2.1.2 冷冲模冲孔和落料:

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。

特点:因为用冷冲模冲孔及落料基本可一次冲压完成,效率高,一致性好,成本低。所以对于年加工量在5000件以上,零件尺寸不是太大的结构件,加工厂一般开冷冲模加工,在结构设计时就要考虑按开冷冲模加工的工艺特点设计。比如零件不应出现尖角(除使用上

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必须外),需设计成圆角,可改善模具的质量和寿命,也使工件美观,安全,耐用;为满足功能要求,零件的结构形状可以设计得更复杂等。 1.2.1.3

密孔冲冲孔: 密孔冲可以视为数控冲的一种,对于有大量密孔的零件,为提高冲孔效率,精度等,专门开可一次冲大量密孔的冲孔模对工件进行加工。如:通风网板,进出风挡板等。见图1-1所示。图中阴影部分为密孔模,零件的密孔靠密孔模可快速冲出。比一个一个的冲孔,大大的提高效率。 图a密孔设计注意的问题及要求:

图b 图 1-1 密孔冲示意图 产品上密孔的设计应考虑密孔冲模具的加工特点是重复多次冲裁,这样在设计密孔的排布的时候应采用这样的原则:

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; 2)同一类型的密孔排布时应统一,行间距规定一个不变的数值,列间距也规定一个不变的数值,这样同一类型的密孔模具可以通用,减少开模数量,降低了模具的成本; 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。 4)采用错位排布两行孔数不等时,必须满足两个要求,1,孔距较大,两孔的边缘距离大于2t(t为材料厚度);2,总排数应该为偶数排,如图1-2所示; 18排(偶数) 图 1-2 密孔错位排布示意图 >2t5)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。 6

D 图 1-3 密孔模 图1-1 a的密孔模可设计成如图1-4所示。 或图 1-4 密孔模 图1-1 b的密孔模只能设计成如图1-5所示。 图 1-5 密孔模 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。 11孔(奇数)7孔(奇数)<2t图a图b图c图d图e图 1-6 密孔排部示意图 图f 1.2.1.4 激光切割: 激光切割是由电子放电作为供给能源,利用反射镜组聚焦产生激光光束作热源的一种无接触切割技术,利用这种高密度光能来实现对钣金件的打孔及落料。 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7

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。

注意的问题及要求:一般只用于钢板。铝板及铜板一般不能用,因为材料传热太快,造成切口周围融化,不能保证加工精度及质量。激光切割端面有一层氧化皮,酸洗不掉,有特殊要求的切割端面要打磨;激光切割密孔变形较大,一般不用激光切割密孔。 1.2.1.5

线切割:

线切割是把工件和电极丝(钼丝,铜丝)各作为一极,并保持一定距离,在有足够高的电压时形成火花隙,对工件进行电蚀切割的加工方法,切除的材料由工作液带走。

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。

1.2.1.6

常用的三种落料和冲孔方法的特点对比

表1-4常见三种冲孔和落料加工特点比较 注:以下数据为冷轧钢板的数据。

激光切割 数控冲(包括密孔冲) 冷冲模 可加工材质 可加工料厚 加工最小尺寸(普通冷轧钢板) 孔与孔,孔与边的边缘最小距离 孔与孔,孔与边的边缘优选距离 一般加工精度 加工范围 外观效果 曲线效果 加工速度 加工文字 钢板 1mm ~ 8mm 最小细缝0.2mm 最小圆0.7mm ≧t ≧1.5t ±0.1mm 2000X1350 一层氧化皮 光滑,形状多变 切割外圆快 受限制 钢板,铜板、铝板 0.6mm ~ 3mm 冲圆孔?≧t 方孔小边W≧t 长槽宽W≧t ≧t ≧1.5t ±0.1mm 2000X1350 钢板,铜板、铝板 一般小于4mm 冲圆孔?≧t 方孔小边W≧t 长槽宽W≧2t ≧1t ≧1.5t ±0.1mm 少量毛边 光滑,形状多变 最快 尺寸受模具限制 外缘光滑,切割端面有毛边大,且有带料毛边 毛边大,形状规范; 冲制密孔快 深;尺寸受模具限制 拉伸等均可 较高 低 刻蚀,较浅,尺寸不冲压凹形文字,符号较冲压,凹形文字,符号,较深;不能 凹点,沉(沉)孔,小型可实现较复杂的形状 低 成形 加工费用 8

1.2.2 1.2.2.1

冲孔落料的工艺性设计 排布的工艺性设计

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。 图1图2 图 1-7 无废料排布 有些零件形状略加改变,就可以大大节约材料。如图1-8所示, 图2比图1省料。

图1图 1-8 略改设计的省料排部 1.2.2.2

冲裁件的工艺性 图2 对于数控冲床加工外圆角,需要专用的外圆刀具,为了减少外圆刀具,如图1-9所示本手册规范外圆角为: 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,: rr图 1-9 冲裁件的外圆角 R 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。 由于受到冲孔凸模强度限制,孔径不能过小,其最小孔径与材料厚度有关。在设计时孔的最小直径不应小于下表1-5所示的数值。

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钣金件-压铸件-挤压件-塑胶件结构工艺设计指南

黄铜板5.0好极差好好好一般好注:1,表中的数据与材料具体的牌号和厂家均有关系,仅作为定性参考之用。2,铝合金、铜合金板材在激光切割上加工性极差,一般不能采用激光加工。1.21.2.11.2.1.1冲孔和落料:冲孔和落料的常用方式数控冲冲孔和落料:数控冲冲孔和落料,就是利用在数控冲床
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