1、 圖 第四章 板金件和塑料件的制造工藝性在設計產品零件時, 必須考慮到容易制造的問題。 盡量想一些方法既能使加 工容易,又能使材料節約,還能使強度增加,又不出廢品。為此設計人員應該注 意以下制造方面事項。第一節 板金件的工藝性4.1 板金件的工藝性是指零件在沖切、彎曲、拉伸加工中的難易程度。良好的工藝應保證材料消耗少,工 序數目 少, 模具結構 簡 單 ,使 用壽命高 ,產品 質 量 穩定 。在一 般情況 下, 對 板金件工藝性 影響 最 大 的是材料的性能、零件 的 幾何形狀 、 尺寸 和 精 度 要求 。4.1.1 沖切件的 構型原則沖切件的 形狀 應盡量簡 單 ,盡量 避免 沖切件 上

2、的 過長 的 懸臂狹槽 。 如 4.1-1圖 : 對 一 般鋼 A 1.5t對合 金 鋼 A 2t對黃銅 、 鋁 A 1.2t t 材料厚度。4.1.2 沖切 棄 料最少以 減 少料的 浪費如 4。 1 2b 圖, 稍稍更改 設計, 就會得 到 更多 的零件, 將大大 節約材料。免 頭 。最小沖 孔直徑及 最小 邊長見 4.1 2表。 4.1 2表t 材料厚度4.1.3-2 沖切 缺口原則沖切 缺口 應盡量 避免尖角 , 如 4.1 3a 圖 所示 。 尖角形式 容易 減短模具 使 用壽命 , 且尖角 處 容易產 生 裂 紋 。應 改 為 如 4.1 3b 圖 所示 。 R 0.5t(t 材料

3、厚度 4.1 3a 圖 4.1 3b 圖4.1.4 彎曲件的 結構原則4.1.4-1 板件最小彎曲 半 徑板件彎曲時, 若 彎曲 處 的 圓 角過 小, 則 外 表面容易產 生 裂 紋 。 若 彎曲 圓 角過 大 , 因 受 到 回彈 的 影響 ,彎曲件的 精 度不易保證。為此 規 定 最小彎曲 半 徑 。 見 4.1.4-2 彎曲的 直邊高 度不 宜 過 小, 否則 不易 成 形 足夠 的彎 矩 , 很 難 得 到 形狀 準 確 的零件。 其值 h R+2t方 可 。 見 4.1 5圖。 4.1 5圖 4.1 6圖4.1.4-3 彎曲 邊 沖 孔 時, 孔邊 到彎曲 半 徑 R 中 心 的距

4、離 L 不 得過 小,以 免 彎曲 成 型 后 會 使 孔 變 形 。 其值 L 2t 方 可 。 見 4.1 6圖。 弧不 允許 , 可 設一工藝 定 位 孔 。 如 圖 4.1 8圖。 4.1 8圖4.1.4-6 防止側 面 (梯 形 彎曲時產 生 裂 紋 或 畸 形 。應設計 預 留 切 槽 , 或將 根部 改 為 4.1 9圖4.1.4-7 防止圓 角 在彎曲時 受 壓 產 生擠 料 后起皺 ,應設計 預 留 切 口 。 如 室外機側 板 (上 端 、下 端圓 角 處 切 口形式 。 B 與蓋 板厚度 (t 相等4.1 10a 圖 4.1 10b 圖4.1.4-8 防止 彎曲 后 ,

5、直角 的 兩側平 面產 生褶皺 ,應設計 預 留 切 口 。 4.1 11圖4.1.4-9 a 1.5t(t 材料厚度 4.1.4-10 防止 沖 孔 后 ,彎曲產 生 裂 紋 的切 口形式 。 4.1.4-11 防止 彎曲時, 一 邊 向內 產 生收縮 。 可 設計工藝 定 位 孔 , 或 兩 邊 同 時 折 彎, 還 可 用 增加 幅寬 的 辦 法 來解決收縮 問題。工藝 孔 兩 邊 折 彎 增加 幅寬 4.1 14圖4.1.4-12 彎 成 直角 的 搭接 形式 。 4.1.4-13 凸部 的彎曲若象 a 圖 那樣 彎曲 線 和 階梯線 一 致 , 有 時 會 在 根部開 裂 變 形 。

6、 所 以使彎曲 線 讓開階梯線 如 圖 b , 或 設計切 口如 c 、 d 那樣 。 r 2t n=r m 2t k 1.5t L t+R+k/24.1 17圖4.1.4-14 防止 彎曲時,彎曲面 上 的 孔受 力后 會 變 形 , 孔邊 距 (至 底根部其值 A 4方 4.1.5 a. 拉 深 件的 形狀 應盡量簡 單 、 對 稱 。b. 拉 深 件 各 部 分 尺寸 比例 要 恰 當 ,盡量 避免 設計 寬凸 緣 和 深 度 大 的拉 深 件。 (D 凸 >3d , h 2d 因 為 這類 零件 要 較 多 的拉 深 次 數 。c. 拉 深 件的 圓 角 半 徑要合適 , 圓 角

7、 半 徑 盡量 取 大 些,以 利于 成 型 和 減 少拉 深 次 數 。4.1.5-1拉 深 件的 圓 角 半 徑 。 4.1.5-2拉 深 件 或 彎曲件沖 孔 的 合適 位 置 。 4.1.5-3 防止 拉 深 時產 生 扭 曲 變 形 , A 、 B 寬 度應 相等(對 稱 即 A=B。4.1 20圖 4.1.6 穿破 件的 構型原則當搭接 在一 道 工 序 中 用 沖切法制 成 90°的彎 邊 時, 選 材 要 注意材 質 不 宜 太 硬 , 否則 易在 直角 彎 折處 破 裂 。應在彎 邊 位 置 設計工藝切 口 , 防止折 角 處 破 裂 。 A 3 A-B 0.5 L

8、 t+R+K/2 K 2t4.1 21a 圖 4.1 21b 圖4.1 21c 圖 4.1.7 提 高 零件強度的 合 理 構型4.1.7-1對 較 長 的板金件為 了 提 高 其 強度, 應該設計加 固筋 。 筋 的 形狀 、 尺寸及適 宜 間 距 見 4.1 5表。4.1 5表4.1.7-2 在彎曲件的彎 角 處 再作 彎 折 ,能 起 到 筋條 的加強 作 用 。 角 部處 加強 筋 的 形狀 、 尺寸及 筋 間 距 見 4.1 6表。4.1 6表 L R 1R 2R 3H B 筋 間 距12 6 9 5 3 16 6015 7 12 6 4 20 70(B 參 考 值 4.1 22圖4

9、.1.8 板金件 常 用 自攻螺釘 底 孔 、 翻 邊孔直徑及 翻 邊高 度。 見 4.1 7表。 4.1 7表 4.1.9 鉆普通螺 紋底 孔 的 鉆 頭直徑 。 見 4.1 8表。 4.1 8表 4.1.10 鉆英 制 螺 紋底 孔 的 鉆 頭直徑 。 見 4.1 9表。 4.1 9表 4.1.11 板金件的 尺寸 公差公差 是 影響 產品 質 量和 價格 的 重 要 因 素之 一。 在制造零件的時 候 , 經驗告訴 我們 , 無論投入 多 少 成 本 和時 間 , 完全按 圖 紙 上 標 注的 尺寸 準確 地 加工出 來 幾 乎 是不 可 能的。 產品設計 無論從 性能 上 還是 經濟

10、上 都 要 滿 足 用 戶 的 需 要 。 從企業本 身 來 說 , 也 必須保 持正常 的 利潤 。 為此 公差 必須 由 產品的性能和 經濟 兩 方面 來決 定 。 所 以設計 要 充分掌握公差 的 原則 。4.1.11-1 沖切件的 尺寸 公差 。 見 4.1 10表 及 4.1 23圖、 4.2 24圖。 4.1 10表圓 孔 (H12 長 度 L(JS12 基本 尺寸 下 偏差 上 偏差極 限 偏差 3 +0.10 ±0.05 >36 +0.12 ±0.06 >610 +0.15 ±0.075 >1018 +0.18 ±0.0

11、9 >1830 +0.21 ±0.105 >3050 +0.25 ±0.125 >5080 +0.30 ±0.15 >80120 +0.35 ±0.175 >120180 +0.40±0.20 >180250 +0.46±0.23 >250315 +0.52 ±0.26 >315400 +0.57 ±0.285 >400500 +0.63 ±0.315 >500630 +0.70 ±0.35 >630800 +0.80 ±

12、;0.40 >8001000 +0.90 ±0.45 >10001250 +1.05 ±0.525 >12501600 +1.25 ±0.625 >160020000 +1.50±0.75 4.1 23圖 4.1 24圖 4.1.11-2 彎曲件的 邊高 h 直 線 尺寸 公差 。 見 4.1 11表4.1 25圖4.1 11表 彎 邊高 度 h 10 >1018 >1830 >3050 >50120 >120250 >250 1 ±0.18 ±0.215 ±0.2

13、6 ±0.31 ±0.435 ±0.57 ±0.65 極限偏差材料厚度>12 ±0.215 ±0.26 ±0.31 ±0.435 ±0.57 ±0.65 ±0.77 注 :彎曲 邊長 L 直 線 尺寸 公差按 4.1 10表 規 定 。4.1.11-3 26圖。4.1 12表 角短邊 的 長 度L非配 合角度 偏差a最小 角度 差a角短邊 的 長 度L非 配 合 角度 偏 差a最小 角 度 偏差 a >3050 ±2°±45 >26036

14、0 ±30 ±15 >5080 ±1°30 ±30 >360500 ±25 ±12 >80120 ±1°±25 >500630 ±22 ±10 >120180 ±50 ±20 >630800 ±20 ±9>180260 ±40 ±18 >8001000 ±20 ±8 4.1.11-4拉 深 件的 高 度 h 尺寸 公差 。 見 4.1 13表 及 4

15、.1 27圖。4.1 27圖 4.1 13表 材 料 厚 度 t0.5 0.51 11.5 1.52 22.5 2.53 拉 深 高 度h極 限 公 差3 ±0.15 ±0.18 ±0.21 ±0.25 ±0.30 ±0.33 36 ±0.18 ±0.21 ±0.25 ±0.30 ±0.33 ±0.36 610 ±0.21 ±0.25 ±0.30 ±0.33 ±0.36 ±0.40 1018 ±0.25 &

16、#177;0.30 ±0.33 ±0.36 ±0.40 ±0.45 1830 ±0.30 ±0.33 ±0.36 ±0.40 ±0.45 ±0.51 3050 ±0.46 ±0.50 ±0.60 ±0.70 ±0.90 ±1.10 5080 ±0.5 ±0.60 ±0.70 ±0.90 ±1.10 ±1.30 80120 ±0.7 ±0.80 ±0

17、.90 ±1.10 ±1.30 ±1.50 注 :拉 深 邊長 L 直 線 尺寸 公差按 4.1 10表 規 定 。4.1.11-5 沖切件的 斷 面 粗糙 度。 見 4.1 14表。4.1.11-6 沖切件的 毛刺 允許 高 度。 見 4.1 15表。4.1 15表材料厚度 t 試 模 批 量 生 產0.35 0.015 0.050.51.2 0.03 0.11.52.5 0.05 0.1534 0.06 0.18第二節 注塑件的工藝性4.2 注塑件設計的一般原則 :a.充分 考慮塑料件的 成 型 工藝性 , 如 流動 性 :b.塑料件的 形狀 在保證使 用要求

18、 的 前 提 下 , 應 有 利于充 模 , 排氣 , 補 縮 , 同 時 能 適 應 高 效 冷 卻 硬 化 ;c.塑料設計應考慮 成 型模具 的 總體 結構 , 特別 是 抽芯 與 脫 出制品的 復雜 程度 , 同 時應 充分 考慮到 模具 零件的 形狀及 制造工藝 , 以 便 使制品 具有 較 好的 經 濟 性 ;d.塑料件設計 主 要 內 容是零件的 形狀 、 尺寸 、 壁 厚、 孔 、 圓 角 、加強 筋 、 螺4.2-1 圖 紋 、 嵌 件、表面 粗糙 度的設計。4.2.1壁 厚塑料件 壁 厚設計 與 零件 尺寸大 小、 幾何形狀 和塑料性 質有 關 。塑料件的 壁 厚 決 定 于

19、 塑料件的使 用要求 , 即 強度、 結構 、 尺寸穩定 性以 及 裝 配 等 各 項 要求 , 壁 厚應盡 可 能 均勻 , 避免太 薄 , 否則會 引 起 零件 變 形 ,產品 壁 厚 一 般 24mm 。小制品 可 取偏 小 值 , 大 制品應 取偏 大 值 。 4.2.1.1塑料件 相 鄰 兩 壁 厚應盡量 相等 , 若 需 要有 差 別 時, 相 鄰 的 壁 厚 比 應 滿 足 以下 要求:t :t1 1.5 24.2.1.2造 成 塑 少。4.2.2為 了 過 渡 圓 角 。零件 結構 無 特殊 要求 時,在 兩 面 折 彎 處 應 有 圓 角過 渡 ,一 般 半 徑 不小 于 0

20、.54.2.2.1內外圓 角 半 徑 R =0.5tR 1=1.5t 零件 內外 表面的 拐 角 處 設計 圓 角 時 , 應保證零件 壁 厚 均勻 一 致 ,圖中以 R 為內圓 角 半 徑 , R 1為 外圓 角 半 徑 , t 為零件的 壁 厚 .4.2.3加強 筋為 了確 保零件的強度和 剛 度, 而 又不使零件的 壁 厚 過大 , 避免 零件 變 形 , 可 在零件的 適 當部位 設 置 加強 筋 。3a 1a 0.25a =2° 4°當 a 2mm 時, 可 選 擇 a=b。4.2.3.1筋 的 高 度 與圓 角 半 徑 .4.2.3.2設計加強 筋 時, 減 少

21、 支承 面 積 , 達 到 平 直要求 。4.2.4孔 的設計 4.2-9圖 孔 的 周壁 厚 會影響 到 孔 壁 的強度。 孔口 與 塑件 邊 緣 間 距離 a 不應小 于 孔徑 ,并 不小 于 零件 壁 厚 t 的 0.25倍 。 孔口間 的距離 b 不 宜 小 于 孔徑 0.75倍 , 并 不小 于 3mm 。4.2.4.1 孔 的 周壁 厚 H 和 突 起部 分 的 壁 厚 c 和 高 度 h 、 h 與 c 之比 不能 超 過 3, 如 圖其 尺寸 可 參 考表 4.2-2表 4.2-2 3 >36 >610 >1018 >1830 >3050H 和 C

22、 11.5 2.5 3.5 4 54.2.4.2 孔 深 h 2d 情況 下的最小 直徑材料 PA 其 它 玻璃纖維 塑 壓 件 d(min 0.50.811.54.2.5螺 紋內 螺 紋 直徑 不能小 于 2mm, 外 螺 紋 直徑 不能小 于 4mm. 螺 距不小 與 0.5mm. 螺 紋的 擰 合長 度一 般 不 大 于螺 紋 直徑 的 1.5倍 , 為 了防止 塑料 螺 紋 的第一 扣牙崩 裂 , 并 保證 擰 入 , 必須在 螺 紋 的 始 端 和 末 端 留有 0.20.8mm 的 圓 柱 形 . 并 注意 :塑料 件 螺 紋 不能 有 退刀 槽 , 否則 無 法 脫 模 。 4.

23、2-12 圖 4.2.6 嵌 件嵌 入 塑料件的零件 , 叫做嵌 件 . 由于 用 途 不 同 , 嵌 件的 形式 不 同 , 材料 也 不 同 . 但 使 用 最 多 的是金 屬嵌 件 . 它 的 優點 是 提 高 塑料制品的 機 械 強度、 磨 損壽命 、 尺 寸 的 穩定 性和 精 度 。4.2.6.1嵌 件 外 塑料 層 最小厚度表 4.2-4嵌 件 直徑 D 4 >48 >812 1216 16 最小 壁 厚 t 1.5 2 3 4 5直徑 D 18 >1850 >5080 >80120 18>1850>5080>80120 齒 距 t

24、 1.21.5 1.52.5 2.53.5 3.54.5 4R 半 徑 R 0.20.3 0.30.5 0.50.7 0.71 0.310.541.5526齒 高 h 0.86t0.8R4.2.8塑料件 常 用 自攻螺釘 預 留 底 孔直徑 選 擇 注 : 1. 2. 一 般情況 應 選 用 a 圖 結構 , 特殊 情況 可 選 b 圖 結構 ;表 4.2-6螺 紋規 格 D ST 2.2 1.7 5ST 2.9 2.4 6 ST 3.5 2.9 7 ST 4.2 3.4 9 ST 4.8 4.2 11 (KT-28 4X10 3.3 94.2.9 塑料 尺寸 公差 值表 4.2-7等 級1

25、2 3 4 5 6 7 8基本 尺寸(mm(mm 3 0.04 0.06 0.09 0.14 0.22 0.36 0.46 0.56 >36 0.04 0.07 0.10 0.16 0.24 0.40 0.50 0.64 >610 0.05 0.08 0.11 0.18 0.26 0.44 0.54 0.70 >1014 0.05 0.09 0.12 0.20 0.30 0.48 0.60 0.76 >1418 0.06 0.10 0.13 0.22 0.34 0.54 0.66 0.84 >1824 0.06 0.11 0.15 0.24 0.38 0.60 0

26、.74 0.94 >2430 0.07 0.12 0.16 0.26 0.42 0.66 0.82 1.04 >3040 0.08 0.14 0.18 0.30 0.46 0.74 0.92 1.18 >4050 0.09 0.16 0.22 0.34 0.54 0.86 1.06 1.36 >5065 0.11 0.18 0.26 0.40 0.62 0.96 1.22 1.58 >6580 0.13 0.20 0.30 0.46 0.70 1.14 1.44 1.84 >80100 0.15 0.22 0.34 0.54 0.84 1.34 1.66 2

27、.10 >100120 0.17 0.26 0.38 0.62 0.96 1.54 1.94 2.40 >120140 0.19 0.30 0.44 0.70 1.08 1.76 2.20 2.80 >140160 0.22 0.34 0.50 0.78 1.22 1.98 2.40 3.10 >160180 0.38 0.56 0.86 1.36 2.20 2.70 3.50 >1802000.420.600.961.502.403.003.80>200225 0.46 0.66 1.06 1.66 2.60 3.30 4.20 >225250 0.

28、50 0.72 1.16 1.82 2.90 3.60 4.60 >250280 0.56 0.80 1.28 2.00 3.20 4.00 5.10 >280315 0.62 0.88 1.40 2.20 3.50 4.40 5.60 >315355 0.68 0.98 1.56 2.40 3.90 4.90 6.30 >355400 0.76 1.10 1.74 2.70 4.40 5.50 7.00 >400450 0.85 1.22 1.94 3.00 4.90 6.10 7.80 >450500 0.94 1.34 2.20 3.40 5.40 6

29、.70 8.60 注 :1.表中 公差 數 值 用 于基 準 孔 取 (+號 , 用 于基 軸 取 (-號 ;2.表中 公差 數 值 用 于 非配 合孔 取 (+號 , 用 于 非配 合 軸 取 (-號 , 用 于 非配 合長 度 取 (± 號4.2.10 塑料件 成 型質 量問題和 原 因 分 析質 量 問 題 原 因 分 析1. 飛 邊 1. 注 模 壓力 過大2. 合模 不 緊3. 模具 分 型 面不 干凈4. 塑料 溫 度 過高5. 塑件在 分 型 面 上 的 投 影 面 積超 出 機 床 允許 范圍6. 模 板彎曲 變 形2.變 形 1. 冷 卻 時 間 不 足2. 模具

30、溫 度 過高或 不 勻3. 頂桿 位 置 不 合 理4. 塑件厚度不 勻3.氣 泡 1. 原 料中 含 有 水份 或 其 他 易 揮發物2. 塑料 溫 度 過高或受 熱 時 間過長3. 注 射速 度 過 快4. 注 射 壓力 太 小5. 模具 溫 度 太 低6. 注 射活塞 退 回 太 早7. 料 筒 內 混 入 空 氣4.成 型 不 足 1. 加料量不 足2. 注 射速 度 過 慢3. 注 射 壓力 太 小4. 模具 溫 度 太 低5. 料 筒 及 噴嘴溫 度 偏 低6. 塑件在 分 型 面 上 的 投 影 面 積 過大7. 回 料 太多8. 澆 注 系 統截 面 積 小9. 模具 排氣 不良10. 注 射活塞 退 回 太 早11. 料 筒噴嘴被 雜 物堵塞5.裂 紋 1. 退 模 斜 度不 夠2