结构设计工艺手册
前言
公司现有零件中，不仅在打样过程中经常会有一些加工工艺性的问题，也有很多归档转产的零件存在加工困难的情况，不仅影响生产进度和交货，也影响结构件的质量。如钣金零件的折弯，经常会发生折弯碰刀的情况；落料的外圆角、半圆凸台、异型孔的规格太多，以及一些不合理的形状设计，导致加工厂要多开很多不必要的落料模，大大增加模具的加工和管理成本；插箱的钣金导轨、拉伸凸台等设计，品种越来越多，需要统一、规范；喷漆和丝印，也经常出现喷涂选择不合理导致废品率较高、无法丝印等问题；有些钣金零件的点焊完全可以适当增加定位，不增加成本也不影响美观，实际上大部分设计是靠生产的工装定位，不仅麻烦、效率低，精度也不好；很多可以避免焊接的钣金零件，往往设计成角焊的结构形式，焊接和打磨都非常麻烦，不仅效率较低，而且外观质量也经常得不到保证，等等。长期以来，这些相同的问题不断地重复发生，无论对产品质量还是产品的生产和进度，都会产生不良的影响。
编写这本《结构设计工艺手册》目的，就是为了方便工程师在结构设计时查阅一些常用的、关键的数据，更好地保证工程师设计出的零件有较好的加工工艺性，统一结构要素，减少不必要的开模，加快加工进度，降低加工成本，提高产品质量。编写这本手册的同时，对《钣金模具手册》标准进行了彻底的改编，对一些典型的结构形状进行了优化和系列化，减少了品种，并在intralink库里对相关的模具建模，不仅方便设计人员进行结构设计，对模具的统一，也会起到较好的效果。
手册中一些典型的数据主要来源于参考资料，一些工艺上的极限尺寸，主要来源于加工厂家提供的数据，是我们应尽可能遵照的。有些正在生产的零件，一些尺寸超出了手册中给出的极限尺寸，但并不能就能说明这些设计是有良好的工艺性，原则上是在满足产品性能的条件下，尽可能达到最好的加工工艺性。
由于时间和实际经验有限，手册中错误在所难免，恳请大家批评指正，希望经过一定时间的实践检验，经过将来补充、修订、完善之后，能够成为一部非常实用的参考书，对我们的设计工作起到很好的指导作用。考虑手册的篇幅和实用性，以及我们的设计主要是钣金零件设计，因此，本手册主要以钣金件为主。
手册编写得到中兴新的吉海青、胡兴胜、李道清、杜坚、巴新安等大力帮助，在此表示感谢！
顾 问： 张晖 马庆魁 何朝来 何剑波 冯力 编写人员：彭诗林：第一章：钣金零件设计工艺
颜斌鲁：第二章：金属切削件设计工艺 严冬： 第三章: 压铸件设计工艺 杨涛： 第四章：铝型材零件设计工艺 郑宁生：第五章 金属的焊接设计工艺 尚玉其：第六章：塑料件设计工艺 刘彦明：第七章 表面处理工艺
温存善、封智：第八章：结构图纸零部件的分级和代码申请
曹水春、陈进云、张向峰、刘肖：《结构设计工艺手册》修改、编辑、汇总
审 核：公司结构工艺专家委员会专家
参考标准和书籍：
Q/ZX 04.101.1-2000 《结构设计规范－文档要求》； Q/ZX 04.101.2-2003A《结构设计规范——颜色要求》 Q/ZX 04.101.4-2003《结构设计规范——镀涂表示方法》； Q/ZX 04.101.6-2000《结构设计规范——塑胶面板结构要求》 Q/ZX 04.101.8-2002 《结构设计规范——丝印要求》 Q/ZX 04.101.10-203 《结构设计规范－喷砂和拉丝要求》； Q/ZX Z 04.400-2005《单板插件通用化设计指南》 Q/ZX Z 04.401-2005 《盒体机箱通用化设计指南》 Q/ZX Z 04.402-2005 《标准插箱通用化设计指南》 Q/ZX Z 04.403-2005 《19英寸标准机柜应用指南》 Q/ZX 28.007.1-2004《结构材料手册——黑色金属材料》 Q/ZX 28.007.2-2004《结构材料手册——有色金属材料》 Q/ZX 28.007.3-2004《结构材料手册——非金属材料》 GB/T 4943 《信息技术设备安全》
GB/T 8582 《电工、电子设备机械结构术语》 Q/ZX 23.019 《产品安全性设计标准(试行)》 《焊接设计简明手册》 机械工业出版社 《焊接工艺人员手册》 上海科学技术出版社 《表面工程手册》 机械工业出版社 《机械设计手册》 化学工业出版社 《电子设备设计手册》 电子工业出版社 《结构工艺基本设计手册》（试用稿）
《工艺结构设计手册》（数冲、激光、数折、非标螺母） 《钣金冲压工艺手册》国防工业出版社
《冷冲压及塑料成型工艺与模具设计》机械工业出版社 《机械零件设计手册》 冶金出版社 《五金手册》 机械工业出版社
目 录
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第一章 钣金零件设计工艺.................................................1 1.1 钣金材料的选材...........................................................1 1.1.1 钣金材料的选材原则....................................................1 1.1.2 几种常用的板材........................................................1 1.1.3 材料对钣金加工工艺的影响..............................................3 1.2 冲孔和落料：...........................................................5 1.2.1 冲孔和落料的常用方式..................................................5 1.2.2 冲孔落料的工艺性设计..................................................9 1.3 钣金件的折弯............................................................13 1.3.1 模具折弯：...........................................................13 1.3.2 折弯机折弯...........................................................14 1.4 钣金件上的螺母、螺钉的结构形式..........................................26 1.4.1 铆接螺母 26 1.4.2 凸焊螺母 28 1.4.3 翻孔攻丝 30
1.4.4 涨铆螺母、压铆螺母、拉铆、翻孔攻丝的比较.............................31 1.5 钣金拉伸................................................................31 1.5.1 常见拉伸的形式和设计注意事项.........................................31 1.5.2 打凸的工艺尺寸.......................................................32 1.5.3 局部沉凹与压线.......................................................33 1.5.4 加强筋 33
1.6 其它工艺................................................................34 1.6.1 抽孔铆接 34
1.6.2 托克斯铆接...........................................................35 1.7 沉头的尺寸统一..........................................................35 1.7.1 螺钉沉头孔的尺寸.....................................................35 1.7.2 孔沉头铆钉的沉头孔的尺寸的统一.......................................36 1.7.3 沉头螺钉连接的薄板的特别处理.........................................36 2
第二章 金属切削件设计工艺...............................................36 2.1 常用金属切削加工性能....................................................36 2.2 零件的加工余量..........................................................37 2.2.1 零件毛坯的选择和加工余量.............................................37 2.2.2 工序间的加工余量.....................................................37 2.3 不同设备的切削特性、加工精度和粗糙度的选择..............................38 2.3.1 常用设备的加工方法与表面粗糙度的对应关系.............................38 2.3.2 常用公差等级与表面粗糙度数值的对应关系...............................38 2.4 螺纹设计加工............................................................39
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2.4.1 普通螺纹的加工方法...................................................39 2.4.2 普通螺纹加工常用数据.................................................39 2.4.3 普通螺纹的标记.......................................................40 2.4.4 普通螺纹公差带的选用及精度等级.......................................40 2.4.5 英制螺纹的尺寸系列...................................................41 2.5 常见热处理选择和硬度选择。..............................................41 2.5.1 结构钢零件热处理方法选择.............................................41 2.5.2 热处理对零件结构设计的一般要求.......................................42 2.5.3 硬度选择 42 3
第三章 压铸件设计工艺...................................................43 3.1 压铸工艺成型原理及特点..................................................43 3.2 压铸件的设计要求........................................................44 3.2.1 压铸件设计的形状结构要求.............................................44 3.2.2 压铸件设计的壁厚要求.................................................44 3.2.3 压铸件的加强筋/肋的设计要求..........................................44 3.2.4 压铸件的圆角设计要求.................................................44 3.2.5 压铸件设计的铸造斜度要求.............................................45 3.2.6 压铸件的常用材料.....................................................45 3.2.7 压铸模具的常用材料...................................................45 4 第四章 铝型材零件设计工艺.................................................45 3.3 型材挤压加工的基本常识..................................................45 3.3.1 铝型材的生产工艺流程.................................................45 3.3.2 常见型材挤压方法.....................................................46 3.3.3 空心型材挤压模具简单介绍.............................................48 3.4 铝型材常用材料及供货状态................................................49 3.5 铝型材零件的加工及表面处理..............................................50 3.5.1 铝合金型材零件的加工.................................................50 3.5.2 铝合金型材零件的表面处理.............................................50 4
第五章 金属的焊接设计工艺...............................................51 4.1 金属的可焊性............................................................51 4.1.1 不同金属材料之间焊接及其焊接性能.....................................51 4.1.2 同种金属的焊接性能...................................................51 4.2 点焊设计................................................................53 4.2.1 接头型式 53
4.2.2 点焊的典型结构.......................................................53 4.2.3 点焊的排列...........................................................53 4.2.4 钢板点焊直径以及焊点之间的距离.......................................54 4.2.5 铝合金板材的点焊.....................................................55 4.2.6 点焊的定位...........................................................55 4.3 角焊
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II
钣金件-压铸件-挤压件-塑胶件结构工艺设计指南
