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華為的鈑金件設計規(guī)范


DKBA
華為技術有限公司企業(yè)技術規(guī)范
DKBA4031-2003.06
    
 
 
 
 
 
 
鈑金結構件可加工性設計規(guī)范
 
 
 
 
 
 
 
 
2003-06-30發(fā)布               2003-07-XX實施
華為 技 術 有 限 公 司發(fā)布
目       次
 
本規(guī)范的其他系列規(guī)范：無
與對應的國際標準或其他文件的一致性程度：無
規(guī)范代替或作廢的全部或部分其他文件：無
與其他規(guī)范或文件的關系：無
與規(guī)范前一版本相比的升級更改的內(nèi)容：**版，無升級更改信息。
本規(guī)范由整機工程部結構造型設計部提出。
本規(guī)范主要起草和解釋部門：結構造型設計部
本規(guī)范主要起草專家：結構造型設計部：鄧在明(10166)、盛輝（21628）、李俊周(17743)。
本規(guī)范主要評審專家：結構造型設計部：曾喜能(7700)、田雨（15962）、向子上（17314）、王永剛（21437）、許劍明（21269）、劉長林（20072）、李浩（25479）。
本規(guī)范批準部門：整機工程部結構造型設計部
本規(guī)范所替代的歷次修訂情況和修訂專家為：
規(guī)范號
主要起草專家
主要評審專家
 
 
 
 
 
 
 
鈑金結構件可加工性設計規(guī)范
1.1   范圍
本規(guī)范規(guī)定了鈑金結構設計所要注意的加工工藝要求。
本規(guī)范適用于鈑金結構設計必須遵守的加工工藝要求。
1.2   簡介
我司產(chǎn)品結構件主要是由鈑金材料經(jīng)過沖壓加工而成，這些沖壓件的幾何形狀、尺寸和精度對沖壓工藝影響很大。沖壓件具有良好的加工工藝性有利于節(jié)省材料、減少工序、提高模具使用壽命和產(chǎn)品質量，同時，可以有效的降低產(chǎn)品成本。
按鈑金件的基本加工方式，如沖裁、折彎、拉伸、成型，本規(guī)范通過闡述每一種加工方式所要注意的工藝要求，提出對鈑金件結構設計的限制。
1.3   關鍵詞
鈑金、沖裁、折彎、拉伸、成形、排樣、*小彎曲半徑、毛邊、回彈、打死邊
2           規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本規(guī)范的引用而成為本規(guī)范的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本規(guī)范，然而，鼓勵根據(jù)本規(guī)范達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的*新版本。凡是不注日期的引用文件，其*新版本適用于本規(guī)范。
序號
編號
名稱
1
DKBA0.400.0023
《工藝審核規(guī)范》Rev1.0 作者：鄧在明，周有光
沖裁分為普通沖裁和精密沖裁，由于加工方法的不同，沖裁件的加工工藝性也有所不同。目前我司通信產(chǎn)品結構件一般只用到普通沖裁。下面介紹沖裁的工藝性，是指普通沖裁的結構工藝性。
圖3.1.1 沖裁件的排樣
在直線或曲線的連接處要有圓弧連接，圓弧半徑R≥0.5t。（t為材料壁厚）
圖3.2.1 沖裁件圓角半徑的*小值
沖裁件的凸出或凹入部分的深度和寬度，一般情況下，應不小于1.5t(t為料厚)，同時應該避免窄長的切口與和過窄的切槽，以便增大模具相應部位的刃口強度。見圖3.3.1。
 圖3.3.1避免窄長的懸臂和凹槽
沖孔優(yōu)先選用圓形孔，沖孔*小尺寸與孔的形狀、材料機械性能和材料厚度有關。
圖3.4.1沖孔形狀示例
材料
圓孔直徑b
矩形孔短邊寬b
高碳鋼
1.3t
1.0t
低碳鋼、黃銅
1.0t
0.7t
鋁
0.8t
0.5t
* t為材料厚度，沖孔*小尺寸一般不小于0.3mm。
* 高碳鋼、低碳鋼對應的公司常用材料牌號列表見第7章附錄A。
                                                                                                                                              表1   沖孔*小尺寸列表
零件的沖孔邊緣離外形的*小距離隨零件與孔的形狀不同有一定的限制，見圖3.5.1。當沖孔邊緣與零件外形邊緣不平行時，該*小距離應不小于材料厚度t；平行時，應不小于1.5t。
圖3.5.1沖裁件孔邊距、孔間距示意圖
折彎件或拉深件沖孔時，其孔壁與工件直壁之間應保持一定的距離（圖3.6.1）
圖3.6.1折彎件、拉伸件孔壁與工件直壁間的距離
螺釘、螺栓過孔和沉頭座的結構尺寸按下表選取取。對于沉頭螺釘?shù)某令^座，如果板材太薄難以同時保證過孔d2和沉孔D，應優(yōu)先保證過孔d2。
    
                                                                                                                                           表2 用于螺釘、螺栓的過孔
 
*要求鈑材厚度t≥h。
                                                                                                                                表3 用于沉頭螺釘?shù)某令^座及過孔
*要求鈑材厚度t≥h。
                                                                                                                                表4 用于沉頭鉚釘?shù)某令^座及過孔
3.8沖裁件毛刺的極限值及設計標注
3.8.1沖裁件毛刺的極限值
沖裁件毛刺超過一定的高度是不允許的，沖壓件毛刺高度的極限值(mm)見下表。
材料壁厚
材料抗拉強度  （N/mm2）
 
＞100～250
＞250～400
＞400～630
＞630
 
f
m
g
f
m
g
f
m
g
f
m
g
＞0.7 ～1.0
0.12
0.17
0.23
0.09
0.13
0.17
0.05
0.07
0.1
0.03
0.04
0.05
＞1.0 ～1.6
0.17
0.25
0.34
0.12
0.18
0.24
0.07
0.11
0.15
0.04
0.06
0.08
＞1.6 ～2.5
0.25
0.37
0.5
0.18
0.26
0.35
0.11
0.16
0.22
0.06
0.09
0.12
＞2.5 ～4.0
0.36
0.54
0.72
0.25
0.37
0.5
0.2
0.3
0.4
0.09
0.13
0.18
* f級（精密級）適用于較高要求的零件；m級（中等級）適用于中等要求的零件；g級（粗糙級）適用于一般要求的零件。
                                                                                                                                       表5 沖壓件毛刺高度的極限值
* 毛邊方向：BURR SIDE。
* 需要壓毛邊的部位：COIN或COIN CONTINUE。一般不要整個結構件斷口全部壓毛邊，這樣會增加成本。盡量在下面情況使用：暴露在外面的斷口；人手經(jīng)常觸摸到的銳邊；需要過線纜的孔或槽；有相對滑動的部位。
圖3.8.2.1鈑金結構設計圖紙中毛刺的標注示例                 
4折彎
材料彎曲時，其圓角區(qū)上，外層收到拉伸，內(nèi)層則受到壓縮。當材料厚度一定時，內(nèi)r越小，材料的拉伸和壓縮就越嚴重；當外層圓角的拉伸應力超過材料的極限強度時，就會產(chǎn)生裂縫和折斷，因此，彎曲零件的結構設計，應避免過小的彎曲圓角半徑。公司常用材料的*小彎曲半徑見下表。
序號
材      料
*小彎曲半徑
1          
08、08F、10、10F、DX2、SPCC、E1-T52、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1100-H24、T2
0.4t
2          
15、20、Q235、Q235A、15F
0.5t
3          
25、30、Q255
0.6t
4          
1Cr13、H62(M、Y、Y2、冷軋)
0.8t
5          
45、50
1.0t
6          
55、60
1.5t
7          
65Mn、60SiMn、1Cr17Ni7、1Cr17Ni7-Y、1Cr17Ni7-DY、SUS301、0Cr18Ni9、SUS302
2.0t
l      彎曲半徑是指彎曲件的內(nèi)側半徑,t是材料的壁厚。
l      t為材料壁厚，M為退火狀態(tài)，Y為硬狀態(tài)，Y2為1/2硬狀態(tài)。
                                                                                                                      表6 公司常用金屬材料*小折彎半徑列表
彎曲件的直邊高度不宜太小，*小高度按（圖4.2.1）要求：h＞2t。
                     圖4.2.1.1彎曲件的直邊高度*小值
如果設計需要彎曲件的直邊高度h≤2t,，則首先要加大彎邊高度，彎好后再加工到需要尺寸；或者在彎曲變形區(qū)內(nèi)加工淺槽后，再折彎（如下圖所示）。
圖4.2.2.1特殊情況下的直邊高度要求
當彎邊側邊帶有斜角的彎曲件時（圖4.2.3），側面的*小高度為：h=（2～4）t＞3mm
圖4.2.3.1彎邊側邊帶有斜角的直邊高度
孔邊距：先沖孔后折彎，孔的位置應處于彎曲變形區(qū)外，避免彎曲時孔會產(chǎn)生變形。孔壁至彎邊的距離見表下表。
                                                                                                                                                  表7 折彎件上的孔邊距
局部彎曲某一段邊緣時，為了防止尖角處應力集中產(chǎn)生彎裂，可將彎曲線移動一定距離，以離開尺寸突變處（圖4.4.1.1a)，或開工藝槽（圖4.4.1.1 b)，或沖工藝孔（圖4.4.1.1 c) 。注意圖中的尺寸要求：S≥R ；槽寬k≥t；槽深L≥t+R+k/2。                      圖4.4.1.1 局部彎曲的設計處理方法
圖4.4.2.1切口形式示例
  
圖4.5.1帶斜邊的折彎邊應避開變形區(qū)
    打死邊的死邊長度與材料的厚度有關。如下圖所示，一般死邊*小長度L≥3.5t+R。
 其中t為材料壁厚，R為打死邊前道工序（如下圖右所示）的*小內(nèi)折彎半徑。
圖4.6.1死邊的*小長度L
為保證毛坯在模具中準確定位，防止彎曲時毛坯偏移而產(chǎn)生廢品，應預先在設計時添加工藝定位孔，如下圖所示。特別是多次彎曲成形的零件，均必須以工藝孔為定位基準，以減少累計誤差，保證產(chǎn)品質量。
圖4.7.1多次折彎時添加的工藝定位孔
              圖4.8.1 彎曲件標注示例
如上圖所示所示，a）先沖孔后折彎，L尺寸精度容易保證，加工方便。b）和c)如果尺寸L精度要求高，則需要先折彎后加工孔，加工麻煩。
影響回彈的因素很多，包括：材料的機械性能、壁厚、彎曲半徑以及彎曲時的正壓力等。
4.9.2從設計上抑制回彈的方法示例
彎曲件的回彈，目前主要是由生產(chǎn)廠家在模具設計時，采取一定的措施進行規(guī)避。同時，從設計上改進某些結構促使回彈角簡少如下圖所示：在彎曲區(qū)壓制加強筋，不僅可以提高工件的剛度，也有利于抑制回彈。
圖4.9.2.1設計上抑制回彈的方法示例
如下圖所示，拉伸件底部與直壁之間的圓角半徑應大于板厚，即r1≥t。為了使拉伸進行得更順利，一般取r1=(3~5)t，*大圓角半徑應小于或等于板厚的8倍，即r1≤8t。
圖5.1.1 拉伸件圓角半徑大小
拉伸件凸緣與壁之間的圓角半徑應大于板厚的2倍，即r2≥2t，為了使拉伸進行得更順利，一般取r2=(5~10)t，*大凸緣半徑應小于或等于板厚的8倍，即r2≤8t。（參見圖5.1.1）  
圓形拉伸件的內(nèi)腔直徑應取D ≥d+10t，以便在拉伸時壓板壓緊不致起皺。（參見圖5.1.1）
矩形拉伸件相鄰兩壁間的圓角半徑應取r3 ≥3t，為了減少拉伸次數(shù)應盡可能取r3 ≥H/5，以便一次拉出來。
圖5.4.1矩形拉伸件相鄰兩壁間的圓角半徑
圓形無凸緣拉伸件一次成形時，高度H和直徑d之比應小于或等于0.4，即H/d ≤0.4，如下圖所示。
圖5.5.1圓形無凸緣拉伸件一次成形時，高度與直徑的尺寸關系
拉伸件由于各處所受應力大小各不相同，使拉伸后的材料厚度發(fā)生變化。一般來說，底部中央保持原來的厚度，底部圓角處材料變薄，頂部靠近凸緣處材料變厚，矩形拉伸件四周圓角處材料變厚。
在設計拉伸產(chǎn)品時，對產(chǎn)品圖上的尺寸應明確注明必須保證外部尺寸或內(nèi)部尺寸，不能同時標注內(nèi)外尺寸。
拉伸件凹凸圓弧的內(nèi)半徑以及一次成形的圓筒形拉伸件的高度尺寸公差為雙面對稱偏差，其偏差值為國標(GB)16級精度公差**值的一半，并冠以±號。
在板狀金屬零件上壓筋，有助于增加結構剛性，加強筋結構及其尺寸選擇參見表6。
                                                                                                                                         表8  加強筋結構及尺寸選擇
打凸間距和凸邊距的極限尺寸按下表選取。
                                                                                                                                表9 打凸間距和凸邊距的極限尺寸
百葉窗通常用于各種罩殼或機殼上起通風散熱作用，其成型方法是借凸模的一邊刃口將材料切開，而凸模的其余部分將材料同時作拉伸變形，形成一邊開口的起伏形狀。
百葉窗的典型結構參見圖6.3.1。
 
圖6.3.1百葉窗的結構
百葉窗尺寸要求：a≥4t；b≥6t；h≤5t；L≥24t；r≥0.5t。
孔翻邊型式較多，本規(guī)范只關注要加工螺紋的內(nèi)孔翻邊，如圖6.4.1所示。
 
圖6.4.1 帶螺紋孔的內(nèi)孔翻邊結構示意圖
螺 紋
材料厚度t
翻邊內(nèi)孔D1
翻邊外孔d2
凸緣高度h
預沖孔直徑D0
凸緣圓角半徑R
M3
0.8
2.55
3.38
1.6
1.9
0.6
1
3.25
1.6
2.2
0.5
3.38
1.8
1.9
3.5
2
2
1.2
3.38
1.92
2
0.6
3.5
2.16
1.5
1.5
3.5
2.4
1.7
0.75
M4
1
3.35
4.46
2
2.3
0.5
1.2
4.35
1.92
2.7
0.6
4.5
2.16
2.3
4.65
2.4
1.5
1.5
4.46
2.4
2.5
0.75
4.65
2.7
1.8
2
4.56
2.2
2.4
1
M5
1.2
4.25
5.6
2.4
3
0.6
1.5
5.46
2.4
2.5
0.75
5.6
2.7
3
5.75
3
2.5
2
5.53
3.2
2.4
1
5.75
3.6
2.7
2.5
5.75
4
3.1
1.25
M6
1.5
5.1
7.0
3
3.6
0.75
2
6.7
3.2
4.2
1
7.0
3.6
3.6
7.3
4
2.5
2.5
7.0
4
2.8
1.25
7.3
4.5
3
3
7.0
4.8
3.4
1.5
                                                                                                                             表10 帶螺紋孔的內(nèi)孔翻邊尺寸參數(shù)
7.1附錄A：高碳鋼、低碳鋼對應的公司常用材料牌號列表
序號
材料種類
圖紙標注
牌號
實際可使用
的材料牌號
材料規(guī)格
（mm）
材料大類
1   
耐指紋電鍍鋅鋼板
DX2
SECC-N2   MSE-CC-U
 
 
 
 
 
0.8 , 1.0 , 1.2 ,
 
1.5 , 2.0 , 2.5
 
 
 
 
 
                 
低碳鋼
2   
熱浸鋅板
DX2
GI   St02Z
低碳鋼
3   
覆鋁鋅板
DX2
CS   （TAPE A）
低碳鋼
4   
耐指紋電鍍鋅鋼板
DX2
SECC
低碳鋼
5   
磷化鍍鋅鋼板
DX2
SECC-P；  BLCE+Z-P
低碳鋼
6   
冷軋鋼板
08
SPCC
低碳鋼
7   
磷化鍍鋅鋼板
08
SECC-P
低碳鋼
8   
韓國鍍鋅鋼板
08
SECC
低碳鋼
9   
冷軋鋼板
08
08F
低碳鋼
10      
冷軋鋼板
08
08
低碳鋼
11      
冷軋鋼板
08
10F
低碳鋼
12      
冷軋鋼板
08
10
低碳鋼
13      
冷軋鋼板
08
15F
低碳鋼
14      
熱軋鋼板
Q235A
Q235A
 
3.0 ，4.0 ，6.0
 
低碳鋼
15      
熱軋鋼板
Q235A
20
低碳鋼
16      
熱軋鋼板
Q335A
35
低碳鋼
17      
熱軋鋼板
Q235A
25
低碳鋼
18      
鍍錫鋼板（馬口鐵）
E1-T52
SPTE2.8/2.8 T-2.5
0.4
低碳鋼
19      
彈簧鋼板（熱軋）
65Mn
65Mn
0.1
高碳鋼
20      
彈簧鋼板（熱軋）
65Mn
60Si2Mn
0.1
高碳鋼
21      
不銹鋼板 (冷軋)
1Cr18Ni9
SUS302
0.2 , 0.3
低碳鋼
22      
不銹鋼板/帶 (冷軋)
1Cr18Ni9
1Cr18Ni9Ti
0.2 , 0.3
低碳鋼
23      
不銹鋼板/帶 (冷軋)
1Cr18Ni9
0Cr18Ni9
0.2 , 0.3
低碳鋼
24      
不銹鋼帶 (冷軋)
1Cr17Ni7-Y
SUS301
0.06，0.08，0.1
高碳鋼
25      
不銹鋼帶 (冷軋)
1Cr17Ni7-Y
0Cr17Ni7Al(沉淀硬化)
0.06，0.08，0.1
高碳鋼
26      
不銹鋼帶 (冷軋)
1Cr17Ni7-DY
SUS301
0.08
高碳鋼
27      
不銹鋼帶 (冷軋)
1Cr17Ni7-DY
1Cr17Ni7
0.08
高碳鋼
28      
不銹鋼帶 (冷軋)
1Cr17Ni7-DY
0Cr18Ni9
0.08
高碳鋼
7.2附錄B 壓印工藝、壓花工藝簡介
     壓印、壓花工藝在鈑金件上應用很多，包括標簽粘貼位置指示、產(chǎn)品編碼、生產(chǎn)日期、版本、廠家代號、甚至圖案等，都可以利用這兩種工藝進行加工。
壓印是使材料厚度發(fā)生變化，將擠壓的材料充塞在有起伏的模腔內(nèi)，使零件上形成起伏花紋或字樣。
一般情況下是在封閉模中進行，以免金屬被擠到模子型腔外面；對于比較大的零件或形狀特殊成形后進行切邊的零件，可在敞開模中進行。為使零件得到良好的表面質量，成形前應將毛坯進行退火、酸洗、噴砂等處理。
壓花工藝與壓印類似，只是變形的深度較小，所需的壓力也較小。壓花的方法，深度h≤(0.3~0.4t)時，在光面凹模上進行；深度h>0.4t時，在帶有與凸模配合的相應凹槽的凹模上進行，其凹模的寬度要比凸模上的大一些，深度要比凸模上的淺。
制定本規(guī)范參考的一些文獻，但沒有直接引用里面的條文：
序號
編號或出處
名        稱
1
機械工業(yè)出版社
《沖壓手冊》 第2版 王孝培 主編  2000年10月出版
2
機械工業(yè)出版社
《沖壓模具設計與制造手冊》第2版
 潘憲曾 主編 1999年出版
3
上海科學技術出版社
《模具設計與制造簡明手冊》第2版
 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 主編 2001年出版
4
電子科技大學出版社
《電子設備工藝設計手冊》周百靈 主編 2000年10月出版
 
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