目 录
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范围 ............................................................................................................................... 1 规范性引用文件............................................................................................................. 1 钣金零件设计工艺 ......................................................................................................... 1 3.1 钣金材料的选材原则 ....................................................................................... 1 3.2 几种常用的板材介绍 ....................................................................................... 2
3.2.1 钢板 ......................................................................................................... 2 3.2.2 铝和铝合金板 .......................................................................................... 3 3.2.3 铜和铜合金板 .......................................................................................... 3 3.3 材料对钣金加工工艺的影响 ............................................................................ 4
3.3.1 材料对冲裁加工的影响 ............................................................................ 4 3.3.2 材料对弯曲加工的影响 ............................................................................ 4 3.3.3 材料对拉伸加工的影响 ............................................................................ 4 3.3.4 材料对刚度的影响 ................................................................................... 4 3.3.5 常用板材的性能比较 ............................................................................... 5 3.4 冲孔和落料 ..................................................................................................... 5
3.4.1 数控冲冲孔和落料 ................................................................................... 5 3.4.2 冷冲模冲孔和落料 ................................................................................... 6 3.4.3 密孔冲冲孔 .............................................................................................. 7 3.4.4 激光切割 .................................................................................................. 9 3.4.5 线切割 ..................................................................................................... 9 3.4.6 常用的三种冲孔和落料方法的特点对比 .................................................. 9 3.4.7 冲孔排布的工艺性设计 .......................................................................... 10 3.4.8 冲裁件的外型及内孔设计 ...................................................................... 10 3.4.9 冲裁件的外圆角设计 ............................................................................. 10 3.4.10 不同材料冲裁件的最小孔径设计 .................................................... 11 3.4.11 冲裁件的最小孔距设计 .................................................................. 11 3.4.12 冲裁件的搭边设计 .......................................................................... 12 3.4.13 折弯件及拉伸件冲孔时，其孔壁与直壁之间的距离 ....................... 12 3.4.14 冲裁件孔中心距的公差 .................................................................. 12 3.4.15 孔中心与边缘距离的公差 ............................................................... 13 3.4.16 冲压件设计尺寸基准的选择原则 .................................................... 14 3.5 钣金件的折弯 ................................................................................................ 14
3.5.1 模具折弯 ................................................................................................ 14 3.5.2 台阶的加工处理方法 ............................................................................. 14 3.5.3 折弯机折弯 ............................................................................................ 15 3.5.4 成形基本原理 ........................................................................................ 15 3.5.5 折弯半径 ................................................................................................ 16 3.5.6 折弯回弹 ................................................................................................ 17 3.5.7 最小折弯边的计算 ................................................................................. 19 3.5.8 Z形折弯的最小折弯高度 ....................................................................... 20 3.5.9 折弯时的干涉现象 ................................................................................. 21 3.5.10 孔、长圆孔离折弯边最小距离 ....................................................... 22 3.5.11 孔靠近折弯时的特殊加工处理 ....................................................... 23 3.5.12 折弯刀（上模）最小宽度 ............................................................... 24 3.5.13 弯曲件的工艺孔、工艺槽和工艺缺口............................................. 24 3.5.14 折弯搭碰的间隙 ............................................................................. 25 3.5.15 突变位置的折弯 ............................................................................. 25 3.5.16 带斜边的折弯 ................................................................................. 25 3.5.17 一次压死边 ..................................................................................... 26
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3.5.18 180度折弯...................................................................................... 26 3.5.19 三层折叠压死边 ............................................................................. 27 3.5.20 一般情况下的最小直边高度要求 .................................................... 27 3.5.21 特殊要求的直边高度 ...................................................................... 27 3.5.22 弯边侧边带有斜角的直边高度 ....................................................... 28 3.5.23 弯曲件相关尺寸的标注 .................................................................. 28 3.6 钣金件的拉伸和成型 ..................................................................................... 29
3.6.1 常见拉伸的形式和设计注意事项 ........................................................... 29 3.6.2 打凸间距和凸边距的极限尺寸 ............................................................... 30 3.6.3 半边压凹与压线 ..................................................................................... 30 3.6.4 加强筋 ................................................................................................... 30 3.6.5 百叶窗 ................................................................................................... 31 3.7 钣金件上铆接螺母、螺钉的结构形式 ........................................................... 32
3.7.1 压铆螺母柱 ............................................................................................ 32 3.7.2 压铆螺母 ................................................................................................ 32 3.7.3 涨铆螺母 ................................................................................................ 32 3.7.4 拉铆螺母 ................................................................................................ 33 3.7.5 浮动压铆螺母 ........................................................................................ 33 3.7.6 涨铆螺母或压铆螺母到边距离 ............................................................... 33 3.7.7 涨铆螺母或压铆螺母到折弯边距离........................................................ 34 3.7.8 铆装螺母使用的注意事项 ...................................................................... 34 3.7.9 凸焊螺母 ................................................................................................ 35 3.8 翻孔攻丝 ....................................................................................................... 36
3.8.1 常用粗牙螺纹翻孔尺寸 .......................................................................... 36 3.8.2 翻孔攻丝到折弯边的最小距离 ............................................................... 36 3.8.3 涨铆螺母、压铆螺母、拉铆、翻孔攻丝的比较 ..................................... 37 3.9 其它工艺 ....................................................................................................... 37
3.9.1 抽孔铆接 ................................................................................................ 37 3.9.2 托克斯铆接 ............................................................................................ 38 金属切削件设计工艺 ................................................................................................... 38 4.1 常用金属切削加工性能 ................................................................................. 38 4.2 零件的加工余量 ............................................................................................ 39
4.2.1 零件毛坯的选择 ..................................................................................... 39 4.2.2 毛坯的加工余量 ..................................................................................... 39 4.2.3 工序间的加工余量 ................................................................................. 39 4.2.4 选择工序间工序公差的原则 .................................................................. 39 4.3 不同设备的切削特征、加工精度和粗糙度的选择 ......................................... 40
4.3.1 常用设备的加工方法与表面粗糙度的对应关系 ..................................... 40 4.3.2 常用公差等级与表面粗糙度数值的对应关系 ......................................... 40 4.4 螺纹设计加工和螺纹连接 ............................................................................. 41
4.4.1 普通螺纹的加工方法 ............................................................................. 41 4.4.2 普通螺纹加工常用数据 .......................................................................... 41 4.4.3 普通螺纹的标记 ..................................................................................... 42 4.4.4 普通螺纹公差带的选用及精度等级........................................................ 42 4.4.5 美(英)制螺纹系列 ................................................................................. 43 4.4.6 螺钉、螺栓的过孔尺寸 .......................................................................... 43 4.4.7 螺钉沉头孔的尺寸 ................................................................................. 43 4.4.8 沉头铆钉的沉头孔的尺寸 ...................................................................... 44 4.4.9 沉头螺钉连接薄板的特别处理 ............................................................... 44 4.4.10 可拆卸螺纹连接的装配 .................................................................. 45 4.4.11 不可拆卸螺纹连接的装配 ............................................................... 45
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普通型钢丝螺套 ............................................................................................ 45 4.5.1 钢丝螺套的作用 ..................................................................................... 45 4.5.2 钢丝螺套的国家军用标准（GJB） ......................................................... 46 4.5.3 钢丝螺套的标记 ..................................................................................... 46 4.5.4 安装钢丝螺套用内螺纹标记 .................................................................. 47 4.5.5 钢丝螺套安装要求 ................................................................................. 47 4.5.6 钢丝螺套安装前对螺孔的要求 ............................................................... 47 4.5.7 钢丝螺套安装后距基体表面深度的要求 ................................................ 48 4.5.8 钢丝螺套安装后的检验方法 .................................................................. 48 4.5.9 螺栓（或螺钉）安装后的结构尺寸........................................................ 48 4.5.10 钢丝螺套在设计图纸上的标注 ....................................................... 49 4.6 常见热处理选择和硬度选择 .......................................................................... 51
4.6.1 结构钢热处理选择 ................................................................................. 51 4.6.2 热处理对零件结构设计的一般要求........................................................ 51 4.6.3 硬度选择 ................................................................................................ 51 压铸件设计工艺........................................................................................................... 53 5.1 压铸工艺成型原理及特点 ............................................................................. 53 5.2 压铸件的设计要求 ........................................................................................ 53
5.2.1 压铸件设计的形状结构要求 .................................................................. 53 5.2.2 压铸件设计的壁厚要求 .......................................................................... 53 5.2.3 压铸件的加强筋/肋的设计要求 ............................................................. 54 5.2.4 压铸件圆角的设计要求 .......................................................................... 54 5.2.5 压铸件设计的铸造斜度要求 .................................................................. 54 5.2.6 压铸件的常用材料 ................................................................................. 54 铝型材零件设计工艺 ................................................................................................... 54 6.1 铝型材的生产工艺流程 ................................................................................. 54 6.2 常见型材挤压方法 ........................................................................................ 55
6.2.1 实心型材挤压 ........................................................................................ 55 6.2.2 空心型材挤压 ........................................................................................ 56 6.3 铝型材常用材料及供货状态 .......................................................................... 57
6.3.1 常见铝及铝合金牌号、供货状态 ........................................................... 57 6.3.2 铝合金基础状态 ..................................................................................... 58 6.4 铝合金型材的热处理 ..................................................................................... 58 6.5 铝型材零件的加工及表面处理 ...................................................................... 58
6.5.1 铝合金型材零件的加工精度 .................................................................. 58 6.5.2 铝合金型材零件的表面粗糙度 ............................................................... 58 6.5.3 铝合金型材零件的切削加工 .................................................................. 59 6.5.4 铝合金型材零件的表面化学处理 ........................................................... 59 6.5.5 铝合金型材零件的非喷涂的表面处理 .................................................... 59 金属的焊接设计工艺 ................................................................................................... 60 7.1 金属的可焊性 ................................................................................................ 60
7.1.1 不同金属材料之间焊接及其焊接性能 .................................................... 60 7.1.2 同种金属的焊接性能 ............................................................................. 60 7.2 点焊设计 ....................................................................................................... 61
7.2.1 接头型式 ................................................................................................ 61 7.2.2 点焊的典型结构 ..................................................................................... 62 7.2.3 点焊的排列 ............................................................................................ 62 7.2.4 钢板点焊直径以及焊点之间的距离........................................................ 62 7.2.5 铝合金板材的点焊 ................................................................................. 63 7.2.6 点焊的定位 ............................................................................................ 63 7.3 角焊 .............................................................................................................. 64
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7.4 缝焊 .............................................................................................................. 65 塑料件设计工艺........................................................................................................... 65 8.1 塑胶件设计一般步骤 ..................................................................................... 65 8.2 不同的产品系列推荐的材料种类 .................................................................. 65 8.3 塑胶件的表面处理 ........................................................................................ 66 8.4 塑胶件的工艺技术要求 ................................................................................. 67
8.4.1 塑胶件零件的壁厚选择 .......................................................................... 67 8.4.2 塑胶件零件的脱模斜度 .......................................................................... 67 8.4.3 塑胶零件的尺寸精度 ............................................................................. 68 8.4.4 塑胶的表面粗糙度 ................................................................................. 69 8.4.5 圆角 ....................................................................................................... 69 8.4.6 加强筋的问题 ........................................................................................ 69 8.4.7 支承面 ................................................................................................... 70 8.4.8 斜顶与行位问题 ..................................................................................... 70 8.5 塑胶的极限工艺问题的处理方法 .................................................................. 70
8.5.1 壁厚的特殊处理方法 ............................................................................. 70 8.5.2 小斜度与垂直面的处理 .......................................................................... 70 8.6 塑胶零件常须解决问题 ................................................................................. 71
8.6.1 过渡处理问题 ........................................................................................ 71 8.6.2 塑胶零件的间隙取值 ............................................................................. 71 8.6.3 塑胶零件止口的常见形式及间隙取值法 ................................................ 71 8.7 自攻螺钉对应的塑料件孔径 .......................................................................... 72 8.8 塑胶件正在进入的领域 ................................................................................. 72 表面处理工艺 .............................................................................................................. 72 9.1 金属镀覆 ....................................................................................................... 72 9.2 电镀基础介绍 ................................................................................................ 73
9.2.1 金属的标准电极电位 ............................................................................. 73 9.2.2 阳极性镀层 ............................................................................................ 73 9.2.3 阴极性镀层 ............................................................................................ 73 9.3 金属镀覆设计注意事项 ................................................................................. 73
9.3.1 环境条件分类 ........................................................................................ 73 9.3.2 接触偶 ................................................................................................... 74 9.3.3 常用材料和镀覆层相互接触时的接触腐蚀等级 ..................................... 74 9.3.4 镀覆层设计原则 ..................................................................................... 75 9.3.5 几个特定的注意事项 ............................................................................. 75 9.3.6 几种常用零件电、化学处理方式推荐 .................................................... 75 9.4 金属镀覆表示方法 ........................................................................................ 76
9.4.1 金属镀覆表示的顺序 ............................................................................. 76 9.4.2 化学处理和电化学处理的表示方法........................................................ 76 9.4.3 基体材料表示符号 ................................................................................. 76 9.4.4 镀覆方法、处理方法表示符号 ............................................................... 77 9.4.5 镀覆层名称表示符号 ............................................................................. 77 9.4.6 镀覆层厚度表示符号 ............................................................................. 77 9.4.7 化学处理和电化学处理名称表示符号 .................................................... 77 9.4.8 镀覆层特征、处理特征表示符号 ........................................................... 78 9.4.9 后处理名称表示符号 ............................................................................. 78 9.4.10 电镀锌和锌合金以及电镀镉后铬酸盐处理表示符号 ....................... 79 9.4.11 颜色表示符号 ................................................................................. 79 9.4.12 独立加工工序名称符号 .................................................................. 79 9.4.13 常用新旧涂覆标记对照表 ............................................................... 79 9.5 表面喷涂 ....................................................................................................... 80
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9.5.1 喷涂原理 ................................................................................................ 80 9.5.2 喷粉原理 ................................................................................................ 80 9.5.3 表面效果选择原则 ................................................................................. 81 9.5.4 喷粉、喷漆设计注意事项 ...................................................................... 81 9.6 表面丝印 ....................................................................................................... 83
9.6.1 丝网印刷原理 ........................................................................................ 83 9.6.2 丝网印刷的主要特点 ............................................................................. 83 9.6.3 丝印设计注意事项 ................................................................................. 84 9.7 移印介绍 ....................................................................................................... 84
VI
钣金结构设计指南
