結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝手冊

刖百

公司現(xiàn)有零件中，不僅在打樣過程中經(jīng)常會有一些加工工藝性的問題，也有很多歸檔轉(zhuǎn)

產(chǎn)的零件存在加工困難的情況，不僅影響生產(chǎn)進(jìn)度和交貨，也影響結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量。如銀金零

件的折彎，經(jīng)常會發(fā)生折彎碰刀的情況；落料的外圓角、半圓凸臺、異型孔的規(guī)格太多，以

及一些不合理的形狀設(shè)計，導(dǎo)致加工廠要多開很多不必要的落料模，大大增加模具的加工和

管理成本；插箱的銀金導(dǎo)軌、拉伸凸臺等設(shè)計，品種越來越多，需要統(tǒng)一、規(guī)范；噴漆和絲

印，也經(jīng)常出現(xiàn)噴涂選擇不合理導(dǎo)致廢品率較高、無法絲印等問題；有些鍍金零件的點焊完

全可以適當(dāng)增加定位，不增加成本也不影響美觀，實際上大部分設(shè)計是靠生產(chǎn)的工裝定位,

不僅麻煩、效率低，精度也不好；很多可以避免焊接的鍍金零件，往往設(shè)計成角焊的結(jié)構(gòu)形

式，焊接和打磨都非常麻煩，不僅效率較低，而且外觀質(zhì)量也經(jīng)常得不到保證，等等。長期

以來，這些相同的問題不斷地重復(fù)發(fā)生，無論對產(chǎn)品質(zhì)量還是產(chǎn)品的生產(chǎn)和進(jìn)度，都會產(chǎn)生

不良的影響。

編寫這本《結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝手冊》目的，就是為了方便工程師在結(jié)構(gòu)設(shè)計時查閱一些常用

的、關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，更好地保證工程師設(shè)計出的零件有較好的加工工藝性，統(tǒng)一結(jié)構(gòu)要素，減

少不必要的開模，加快加工進(jìn)度，降低加工成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。編寫這本手冊的同時，對

《銀金模具手冊》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了徹底的改編，對一些典型的結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行了優(yōu)化和系列化，減

少了品種，并在intralink庫里對相關(guān)的模具建模，不僅方便設(shè)計人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，對模

具的統(tǒng)一，也會起到較好的效果。

手冊中一些典型的數(shù)據(jù)主要來源于參考資料，一些工藝上的極限尺寸，主要來源于加工

廠家提供的數(shù)據(jù)，是我們應(yīng)盡可能遵照的。有些正在生產(chǎn)的零件，一些尺寸超出了手冊中給

出的極限尺寸，但并不能就能說明這些設(shè)計是有良好的工藝性，原則上是在滿足產(chǎn)品性能的

條件下，盡可能達(dá)到最好的加工工藝性。

由于時間和實際經(jīng)驗有限，手冊中錯誤在所難免，懇請大家批評指正，希望經(jīng)過一定時

間的實踐檢驗，經(jīng)過將來補充、修訂、完善之后，能夠成為一部非常實用的參考書，對我們

的設(shè)計工作起到很好的指導(dǎo)作用?？紤]手冊的篇幅和實用性，以及我們的設(shè)計主要是銀金零

件設(shè)計，因此，本手冊主要以鎖金件為主。

手冊編寫得到中興新的吉海青、胡興勝、李道清、杜堅、巴新安等大力幫助，在此表示

感謝！

顧問：張暉馬慶魁何朝來何劍波馮力

編寫人員：彭詩林：第一章：鎖金零件設(shè)計工藝

顏斌魯：第二章：金屬切削件設(shè)計工藝

嚴(yán)冬：第三章：壓鑄件設(shè)計工藝

楊濤：第四章：鋁型材零件設(shè)計工藝

鄭寧生：第五章金屬的焊接設(shè)計工藝

尚玉其：第六章：塑料件設(shè)計工藝

劉彥明：第七章表面處理工藝

溫存善、封智：第八章：結(jié)構(gòu)圖紙零部件的分級和代碼申請

曹水春、陳進(jìn)云、張向峰、劉肖：《結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝手冊》修改、編輯、匯總

審核：公司結(jié)構(gòu)工藝專家委員會專家

參考標(biāo)準(zhǔn)和書籍:

Q/ZX04.101.1-2000《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范一文檔要求》；

Q/ZX04.101.2-2003A《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范——顏色要求》

Q/ZX04.101.4-2003《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范——鍍涂表示方法》；

Q/ZX04.101.6-2000《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范——塑膠面板結(jié)構(gòu)要求》

Q/ZX04.101.8-2002《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范——絲印要求》

Q/ZX04.101.10-203《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范一噴砂和拉絲要求》；

Q/ZXZ04.400-2005《單板插件通用化設(shè)計指南》

Q/ZXZ04.401-2005《盒體機箱通用化設(shè)計指南》

Q/ZXZ04.402-2005《標(biāo)準(zhǔn)插箱通用化設(shè)計指南》

Q/ZXZ04.403-2005《19英寸標(biāo)準(zhǔn)機柜應(yīng)用指南》

Q/ZX28.007.1-2004《結(jié)構(gòu)材料手冊一一黑色金屬材料》

Q/ZX28.007.2-2004《結(jié)構(gòu)材料手冊——有色金屬材料》

Q/ZX28.007.3-2004《結(jié)構(gòu)材料手冊——非金屬材料》

GB/T4943《信息技術(shù)設(shè)備安全》

GB/T8582《電工、電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu)術(shù)語》

Q/ZX23.019《產(chǎn)品安全性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（試行）》

《焊接設(shè)計簡明手冊》機械工業(yè)出版社

《焊接工藝人員手冊》上?？茖W(xué)技術(shù)出版社

《表面工程手冊》機械工業(yè)出版社

《機械設(shè)計手冊》化學(xué)工業(yè)出版社

《電子設(shè)備設(shè)計手冊》電子工業(yè)出版社

《結(jié)構(gòu)工藝基本設(shè)計手冊》（試用稿）

《工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》（數(shù)沖、激光、數(shù)折、非標(biāo)螺母）

《銀金沖壓工藝手冊》國防工業(yè)出版社

《冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計》機械工業(yè)出版社

《機械零件設(shè)計手冊》冶金出版社

《五金手冊》機械工業(yè)出版社

目錄

1第一章鍍金零件設(shè)計工藝....................................................1

1.1鍍金材料的選材..............................................................1

1.1.1鍍金材料的選材原則.......................................................1

1.1.2幾種常用的板材...........................................................1

1.1.3材料對鉞金加工工藝的影響.................................................3

1.2沖孔和落料：..............................................................5

1.2.1沖孔和落料的常用方式.....................................................5

1.2.2沖孔落料的工藝性設(shè)計.....................................................9

1.3飯金件的折彎...............................................................14

1.3.1模具折彎：.............................................................14

1.3.2折彎機折彎...............................................................15

1.4鎖金件上的螺母、螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式...........................................27

1.4.1鐘接螺母27

1.4.2凸焊螺母30

1.4.3翻孔攻絲32

1.4.4漲鉀螺母、壓抑螺母、拉枷、翻孔攻絲的比較...............................33

1.5鍍金拉伸....................................................................33

1.5.1常見拉伸的形式和設(shè)計注意事項...........................................33

1.5.2打凸的工藝尺寸..........................................................34

1.5.3局部沉凹與壓線..........................................................35

1.5.4加強筋35

1.6其它工藝....................................................................36

1.6.1抽孔聊接36

1.6.2托克斯聊接..............................................................37

1.7沉頭的尺寸統(tǒng)一.............................................................37

1.7.1螺釘沉頭孔的尺寸.......................................................37

1.7.2孔沉頭釧釘?shù)某令^孔的尺寸的統(tǒng)一.........................................38

1.7.3沉頭螺釘連接的薄板的特別處理...........................................38

2第二章金屬切削件設(shè)計工藝..................................................38

2.1常用金屬切削加工性能......................................................38

2.2零件的加工余量............................................................39

2.2.1零件毛坯的選擇和加工余量..............................................39

2.2.2工序間的加工余量.......................................................40

2.3不同設(shè)備的切削特性、加工精度和粗糙度的選擇..............................40

2.3.1常用設(shè)備的加工方法與表面粗糙度的對應(yīng)關(guān)系.............................40

2.3.2常用公差等級與表面粗糙度數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系.................................41

2.4螺紋設(shè)計加工...............................................................41

I

2.4.1普通螺紋的加工方法......................................................41

2.4.2普通螺紋加工常用數(shù)據(jù)....................................................41

2.4.3普通螺紋的標(biāo)記..........................................................42

2.4.4普通螺紋公差帶的選用及精度等級.........................................42

2.4.5英制螺紋的尺寸系列......................................................43

2.5常見熱處理選擇和硬度選擇。.................................................44

2.5.1結(jié)構(gòu)鋼零件熱處理方法選擇................................................44

2.5.2熱處理對零件結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般要求........................................44

2.5.3硬度選擇45

3第三章壓鑄件設(shè)計工藝......................................................46

3.1壓鑄工藝成型原理及特點....................................................46

3.2壓鑄件的設(shè)計要求...........................................................46

3.2.1壓鑄件設(shè)計的形狀結(jié)構(gòu)要求................................................46

3.2.2壓鑄件設(shè)計的壁厚要求....................................................46

3.2.3壓鑄件的加強筋/肋的設(shè)計要求............................................47

3.2.4壓鑄件的圓角設(shè)計要求....................................................47

3.2.5壓鑄件設(shè)計的鑄造斜度要求................................................47

3.2.6壓鑄件的常用材料........................................................47

3.2.7壓鑄模具的常用材料......................................................48

4第四章鋁型材零件設(shè)計工藝....................................................48

3.3型材擠壓加工的基本常識.....................................................48

3.3.1鋁型材的生產(chǎn)工藝流程....................................................48

3.3.2常見型材擠壓方法........................................................49

3.3.3空心型材擠壓模具簡單介紹..............................................51

3.4鋁型材常用材料及供貨狀態(tài)..................................................52

3.5鋁型材零件的加工及表面處理................................................53

3.5.1鋁合金型材零件的加工...................................................53

3.5.2鋁合金型材零件的表面處理..............................................54

4第五章金屬的焊接設(shè)計工藝..................................................54

4.1金屬的可焊性..............................................................54

4.1.1不同金屬材料之間焊接及其焊接性能.......................................54

4.1.2同種金屬的焊接性能......................................................55

4.2點焊設(shè)計....................................................................56

4.2.1接頭型式56

4.2.2點焊的典型結(jié)構(gòu)..........................................................56

4.2.3點焊的排列..............................................................57

4.2.4鋼板點焊直徑以及焊點之間的距離.........................................57

4.2.5鋁合金板材的點焊........................................................58

4.2.6點焊的定位..............................................................58

4.3角焊59

II

4.4縫焊60

5第六章塑料件設(shè)計工藝.....................................................61

5.1塑膠件設(shè)計一般步驟.........................................................61

5.2公司不同的產(chǎn)品系列推薦的材料種類。........................................61

5.3塑膠件的表面處理...........................................................62

5.4塑膠件的工藝技術(shù)要求......................................................63

5.4.1塑膠件零件的壁厚選擇....................................................63

5.4.2塑膠零件的脫模斜度......................................................63

5.4.3塑膠零件的尺寸精度.....................................................64

5.4.4塑膠的表面粗糙度.......................................................65

5.4.5圓角66

5.4.6加強筋的問題............................................................66

5.4.7支承面66

5.4.8斜頂與行位問題..........................................................66

5.5塑膠的極限工藝問題的處理方法..............................................67

5.6塑膠零件常須解決的問題。..................................................68

5.7塑膠件正在進(jìn)入的領(lǐng)域。....................................................69

6第七章表面處理工藝.......................................................70

6.1金屬鍍覆....................................................................70

6.1.1金屬鍍覆工藝范圍........................................................70

6.1.2電鍍基礎(chǔ)介紹............................................................70

6.1.3金屬鍍覆設(shè)計注意事項....................................................71

6.1.4幾種常用零件電、化學(xué)處理推薦...........................................73

6.2表面噴涂....................................................................74

6.2.1噴涂基礎(chǔ)介紹.............................................................74

6.2.2表面效果選擇原則.........................................................74

6.2.3噴粉、噴漆設(shè)計注意事項..................................................74

6.3表面絲印....................................................................76

6.3.1絲網(wǎng)印刷原理:..........................................................76

6.3.2絲網(wǎng)印刷的主要特點：...................................................76

6.3.3絲印設(shè)計注意事項........................................................77

6.4移印介紹....................................................................78

7第八章結(jié)構(gòu)圖紙零部件的分級和代碼申請.....................................79

7.1零部件分級和代碼申請的基本原則............................................79

7.2單板整件圖紙的分級方法....................................................79

7.3插箱整件圖紙的分級方法和代碼申請方法.....................................81

7.4整機配置（含機柜）的圖紙的分級方法........................................83

III

編號：

時間：2021年x月x日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟頁碼：第1頁共91頁

1第一章鎖金零件設(shè)計工藝

1.1鍍金材料的選材

鍍金材料是通信產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的材料，了解材料的綜合性能和正確的選材，對產(chǎn)

品成本、產(chǎn)品性能、產(chǎn)品質(zhì)量、加工工藝性都有重要的影響。

1.1.1銀金材料的選材原則

1）選用常見的金屬材料，減少材料規(guī)格品種，盡可能控制在公司材料手冊范圍內(nèi)；

2）在同一產(chǎn)品中，盡可能的減少材料的品種和板材厚度規(guī)格；

3）在保證零件的功能的前提下，盡量選用廉價的材料品種，并降低材料的消耗，降低

材料成本；

4）對于機柜和一些大的插箱，需要充分考慮降低整機的重量；

5）除保證零件的功能的前提外，還必須考慮材料的沖壓性能應(yīng)滿足加工藝要求，以保

證制品的加工的合理性和質(zhì)量。

1.1.2幾種常用的板材介紹

1.1.2.1鋼板

1）冷軋薄鋼板

冷軋薄鋼板是碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋板的簡稱，它是由碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼帶，經(jīng)過進(jìn)一步冷軋制

成厚度小于4mm的鋼板。由于在常溫下軋制，不產(chǎn)生氧化鐵皮，因此，冷板表面質(zhì)量好，

尺寸精度高，再加之退火處理，其機械性能和工藝性能都優(yōu)于熱軋薄鋼板。常用的牌號為低

碳鋼08F和10#鋼，具有良好的落料、折彎性能。

2）連續(xù)電鍍鋅冷軋薄鋼板

連續(xù)電鍍鋅冷軋薄鋼板，即“電解板”，指電鍍鋅作業(yè)線上在電場作用下，鋅從鋅鹽的水

溶液中連續(xù)沉積到預(yù)先準(zhǔn)備好的鋼帶表現(xiàn)上得到表面鍍鋅層的過程，因為工藝所限，鍍層較

薄。

3）連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板

連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板簡稱鍍鋅板或白鐵皮，是厚度0.25~2.5mm的冷軋連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板

和鋼帶，鋼帶先通過火焰加熱的預(yù)熱爐，燒掉表面殘油，同時在表面生成氧化鐵膜，再進(jìn)入

含有上、用混合氣體的還原退火爐加熱到710~920℃,使氧化鐵膜還原成海綿鐵，表面活化

和凈化了的帶鋼冷卻到稍高于熔鋅的溫度后，進(jìn)入450M60℃的鋅鍋，利用氣刀控制鋅層表

面厚度。最后經(jīng)銘酸鹽溶液鈍化處理，以提高耐白銹性。與電鍍鋅板表面相比，其鍍層較厚，

主要用于要求耐腐蝕性較強的鍍金件。

4）覆鋁鋅板

覆鋁鋅板的鋁鋅合金鍍層是由55%鋁、43.4%鋅與1.6%硅在600℃高溫下固化而組成,

第1頁共91頁

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時間：2021年X月X日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟頁碼：第2頁共91頁

形成致密的四元結(jié)晶體保護(hù)層，具有優(yōu)良的耐腐蝕性，正常使用壽命可達(dá)25年，比鍍鋅板

長3-6倍，與不銹鋼相當(dāng)。覆鋁鋅板的耐腐蝕性來自鋁的障礙層保護(hù)功能，和鋅的犧牲性保

護(hù)功能。當(dāng)鋅在切邊、刮痕及鍍層擦傷部分作犧牲保護(hù)時，鋁便形成不能溶解的氧化物層，

發(fā)揮屏障保護(hù)功能。

上述2）、3）、4）鋼板統(tǒng)稱為涂層鋼板，在國內(nèi)通訊設(shè)備上廣泛采用，涂層鋼板加工

后可以不再電鍍、油漆，切口不做特殊處理，便可直接使用，也可以進(jìn)行特殊磷化處理，提

高切口耐銹蝕的能力。從成本分析看，采用連續(xù)電鍍鋅薄鋼板，加工廠不必將零件送去電鍍，

節(jié)省電鍍時間和運輸出費用，另外零件噴涂前也不用酸洗，提高了加工效率。

5）不銹鋼板

因為具有較強的耐腐蝕能力、良好的導(dǎo)電性能、強度較高等優(yōu)點，使用非常廣泛，但也

要充分考慮它的缺點：材料價格很貴，是普通鍍鋅板的4倍；材料強度較高對數(shù)控沖床的刀

具磨損較大一般不合適數(shù)控沖床上加工；不銹鋼板的壓抑螺母要采用高強度的特種不銹鋼材

料的壓鉀螺母，價格很貴；壓怫螺母鉀接不牢固經(jīng)常需要再點焊；表面噴涂的附著力不高、

質(zhì)量不宜控制；材料回彈較大折彎和沖壓不易保證形狀和尺寸精度。

1.1.2.2鋁和鋁合金板

通常使用的鋁和鋁合金板主要有以下三種材料:防銹鋁3A21、防銹鋁5A02和硬鋁2A06。

防銹鋁3A21即為老牌號LF21,系A(chǔ)L—Mn合金，是應(yīng)用最廣的一種防銹鋁。這種合金

的強度不高（僅高于工業(yè)純鋁），不能熱處理強化。故常用冷加工方法來提高它的力學(xué)性能，

在退火狀態(tài)下有高的塑性，在半冷作硬化時塑性尚好。冷作硬化時塑性低，耐蝕性好，焊接

性良好。

防銹鋁5A02即為老牌號LF2系A(chǔ)L—Mg防銹鋁，與3A21相比，5A02強度較高，特別是

具有較高的疲勞強度、塑性與耐蝕性高。熱處理不能強化,用接觸焊和氫原子焊焊接性良好，

敘弧焊時有形成結(jié)晶裂紋的傾向，合金在冷作硬化時有形成結(jié)晶裂紋的傾向。合金在冷作硬

化和半冷作硬化狀態(tài)下可切削性較好，退火狀態(tài)下可切削性不良，可拋光。

硬鋁2A06為老牌號的LY6,是常用的硬鋁牌號。硬鋁和超硬鋁比一般的鋁合金具有更

高的強度和硬度，可以作為一些面板類的材料，但是塑性較差，不能進(jìn)行折彎，折彎會造成

外圓角部位有裂縫或者開裂。

鋁合金的牌號和狀態(tài)已經(jīng)有新的標(biāo)準(zhǔn)，牌號表示方法的標(biāo)準(zhǔn)代號為GB/T16474-1996,

狀態(tài)代號GB/T16475—1996,與老標(biāo)準(zhǔn)的對照表如下表1T所示：

表1T鋁合金新舊牌號對照表

牌號狀態(tài)

皿

新舊新舊舊WT舊新舊

1070AL15A06LF62A80LD82A14LD10H12R

1060L25A12LF122A90LD92A50LD50M

1050AL38A06L64A11LD116A02LD2T4CZ

1035L43A21LF216063LD317A04LC4T5RCS

1200L52A02LY26061LD307A09LC9T6CS

第2頁共91頁

編號：

時間：2021年x月x日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟頁碼：第3頁共91頁

5A02LF22A06LY62A11LY11

5A03LF32A16LY162A12LY12

5A05LF52A70LD72A13LY13

1.1.2.3銅和銅合金板

常用的銅和銅合金板材主要有兩種，紫銅T2和黃銅I162,

紫銅T2是最常用的純銅，外觀呈紫色，又稱紫銅，具有高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、良好的耐

蝕性和成形性，但強度和硬度比黃銅低得多，價格也是非常昂貴，主要用作導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐

用消費品腐蝕元件，一般用于電源上需要承載大電流的零件。

黃銅H62,屬高鋅黃銅，具有較高的強度和優(yōu)良的冷、熱加工性，易用于進(jìn)行各種形式

的壓力加工和切削加工。主要用于各種深拉伸和折彎的受力零件，其導(dǎo)電性不如紫銅，但有

較好強度和硬度，價格也比較適中，在滿足導(dǎo)電要求的情況下，盡可能選用黃銅H62代替紫

銅，可以大大降低材料成本，如匯流排，目前絕大部分匯流排的導(dǎo)電片都是采用黃銅H62,

事實證明完全滿足要求。

1.1.3材料對鎰金加工工藝的影響

板金加工主要有三種：沖裁、彎曲、拉伸，不同的加工工藝對板材有不同要求，鎖金的

選材也應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品的大致形狀和加工工藝考慮板材的選擇。

1.1.3.1材料對沖裁加工的影響

沖裁要求板材應(yīng)具有足夠的塑性，以保證沖裁時板材不開裂。軟材料（如純鋁、防銹鋁、

黃銅、紫銅、低碳鋼等）具有良好的沖裁性能，沖裁后可獲得斷面光滑和傾斜度很小的制件；

硬材料（如高碳鋼、不銹鋼、硬鋁、超硬鋁等）沖裁后質(zhì)量不好，斷面不平度大，對厚板料

尤為嚴(yán)重。對于脆性材料，在沖裁后易產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象，特別是寬度很小的情況下，容易產(chǎn)生

撕裂。

1.1.3.2材料對彎曲加工的影響

需要彎曲成形的板材，應(yīng)有足夠的塑性、較低的屈服極限。塑性高的板材，彎曲時不易

開裂，較低屈服極限和較低彈性模量的板料，彎曲后回彈變形小，容易得到尺寸準(zhǔn)確的的彎

曲形狀。含碳量＜0.2%的低碳鋼、黃銅和鋁等塑性好的材料容易彎曲成形；脆性較大的的材

料，如磷青銅（QSn6.5~2.5）、彈簧鋼（65Mn）、硬鋁、超硬鋁等，彎曲時必須具有較大的

相對彎曲半徑（r/t）,否則在彎曲過程中易發(fā)生開裂。特別要注意材料的硬軟狀態(tài)的選擇,

對彎曲性能有很大的影響，很多脆性材料，折彎會造成外圓角開裂甚至折彎斷裂，還有一些

含碳量較高的鋼板，如果選擇硬質(zhì)狀態(tài)，折彎也會造成外圓角開裂甚至折彎斷裂，這些都應(yīng)

該盡量避免。

1.1.3.3材料對拉伸加工的影響

板材的拉伸，特別是深拉伸，是鍍金加工工藝中較難的一種，不僅要求拉伸的深度盡量

小，形狀盡可能簡單、圓滑過渡，還要求材料有較好的塑性，否則，非常容易引起零件整體

扭曲變形、局部打皺、甚至拉伸部位拉裂。屈服極限低和板厚方向性系數(shù)大，板料的屈強比

。）。b越小，沖壓性能就越好，一次變形的極限程度越大。板厚方向性系數(shù)＞1時，寬度方

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向上的變形比厚度方向上的變形容易。拉伸圓角R值越大，在拉伸過程中越不容易產(chǎn)生變薄

和發(fā)生斷裂，拉伸性能就越好。常見的拉伸性能較好的材料有：純鋁銀、08A1,ST16、SPCD?

1.1.3.4材料對剛度的影響

在鍍金結(jié)構(gòu)設(shè)計中，經(jīng)常遇到銀金結(jié)構(gòu)件的剛度不能滿足要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計師往往會用高

碳鋼或不銹鋼代替低碳鋼，或者用強度硬度較高的硬鋁合金代替普通鋁合金，期望提高零件

的剛度，實際上沒有明顯的效果。對于同一種基材的材料，通過熱處理、合金化能大幅提高

材料的強度和硬度，但對剛度的改變很小，提高零件的剛度，只有通過變換材料、改變零件

的形狀，才能達(dá)到一定的效果，不同材料的彈性模量和剪切模量參見表1-2o

表1-2常見材料的彈性模量和剪切模量

名稱彈性模量E切變模量G名稱彈性模量E切變模量G

GPaGPaGPaGPa

灰鑄鐵118-12644.3軋制鋅8231.4

球墨鑄鐵173鉛166.8

碳鋼、20679.4玻璃551.96

銀絡(luò)鋼

鑄鋼202有機玻璃2.35?29.4

軋制純銅10839.2橡膠0.0078

冷拔純銅12748電木1.96?2.940.69?2.06

軋制磷錫青銅11341.2夾布酚醛塑料3.95-8.83

冷拔黃銅89-9734.3-36.3賽璐珞1.71-1.890.69?0.98

軋制鐳青銅10839.2尼龍10101.07

軋制鋁6825.5?26.5硬四氯乙烯3.14?3.92

拔制鋁線69聚四氯乙烯1.14?1.42

鑄鋁青銅10311.1低壓聚乙烯0.54?0.75

鑄錫青銅103高壓聚乙烯0.147?0.24

硬鋁合金7026.5混凝土13.73-39.24.9?15.69

1.1.3.5常用板材的性能比較

表13幾種常用板材的性能比較

材料價格搭接數(shù)控沖激光折彎漲抑壓抑表面切口

系數(shù)電阻床加工加工性能螺母螺母噴涂防護(hù)

(mQ)性能性能工藝工藝性

性性能。

冷事1鋼板^^金辛1.0好好好好好一般較好

冷奉L鋼板金渡彩金辛1.227好好好好好一般好

連續(xù)電鍍鋅鋼板1.726好好好好好一般最差

熱鍍鋅鋼板1.326好好好好好一般較差

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覆鋁鋅板1.423好好好好好一般差

不^鋼6.560差好一般差很差差好

防銹^板2.946一般極差好好好一般好

硬鋁、超硬鋁板3.046一般極差極差好好一般好

T2銅板5.6好極差好好好一般好

黃銅板5.0好極差好好好一般好

注：1,表中的數(shù)據(jù)與材料具體的牌號和廠家均有關(guān)系，僅作為定性參考之用。

2,鋁合金、銅合金板材在激光切割上加工性極差，一般不能采用激光加工。

1.2沖孔和落料：

1.2.1沖孔和落料的常用方式

1.2.1.1數(shù)控沖沖孔和落料：

數(shù)控沖沖孔和落料，就是利用在數(shù)控沖床上的單片機預(yù)先輸入對鍍金零件的加工程序（尺

寸，加工路徑，加工工具等等信息），使數(shù)控沖床采用各種刀具，通過豐富的NC指令可以

實現(xiàn)各種各樣的沖孔、切邊、成形等形式的加工。數(shù)控沖一般不能實現(xiàn)形狀太復(fù)雜的沖孔和

落料。特點：速度快，省模具。加工靈活，方便。基本上能夠滿足樣品下料生產(chǎn)中的需要。

注意的問題及要求：薄材（t<0.6）不好加工，材料易變形；加工范圍受刀具，夾爪等限制；

適中的硬度和韌性有較好的沖裁加工性能；硬度太高會使沖裁力變大，對沖頭和精度都有不

好的影響；硬度太低，使沖裁時變形嚴(yán)重，精度受到很大的限制；高的塑性對成形加工有利，

但不適合于蠶食、連續(xù)沖裁，對沖孔和切邊也不太合適；適當(dāng)?shù)捻g性對沖裁是有益的，它可

以抑制沖孔時的變形程度；韌性太高則使沖裁后反彈嚴(yán)重，反而影響了精度。

數(shù)控沖一般適合沖裁T=3.5?4mm以下的低碳鋼、電解板、覆鋁鋅板、鋁板、銅板、T=3mm

以下的不銹鋼板，推薦的數(shù)控沖床加工的板料厚度為：鋁合金板和銅板為0.8?4.0,低碳鋼

板為0.8?3.5mm,不銹鋼板0.8?2.5mm。對銅板加工變形較大，數(shù)控沖加工PC和PVC板，

加工邊毛刺大，精度低。

沖壓時用的刀具直徑和寬度必須大于料厚，比如中1.5的刀具不能沖1.6mm的材料.

0.6mm以下的材料一般不用NCT加工。

不銹鋼材料一般不用NCT加工。（當(dāng)然，0.6~1.5mm的材料可以用NCT加工，但對刀具

磨損大，現(xiàn)場加工出現(xiàn)的廢品率的幾率比其它GI等材料要高的多。）

其它形狀的沖孔落料希望盡可能簡單、統(tǒng)一。

數(shù)控沖的尺寸要規(guī)格化，如圓孔，六邊形孔、工藝槽最小寬度為1.2mm。具體參考

金模具手冊》。

1.2.1.2冷沖模沖孔和落料：

對產(chǎn)量較大，尺寸不太大的零件進(jìn)行沖孔落料，為提高生產(chǎn)效率，而專門開的飯金沖壓

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模具。一般由凸模和凹模組成。凹模一般有：壓入式，鑲拼式等。凸模一般有：圓形，可更

換；組合式；快裝卸型等。最常見的沖模有：沖裁模（主要有：開式落料模，閉式落料模,

沖孔落料復(fù)合模，開式?jīng)_孔落料連續(xù)模，閉式?jīng)_孔落料連續(xù)模），彎曲模，壓延模。

特點：因為用冷沖模沖孔及落料基本可一次沖壓完成，效率高，一致性好，成本低。

所以對于年加工量在5000件以上，零件尺寸不是太大的結(jié)構(gòu)件，加工廠一般開冷沖模加工，

在結(jié)構(gòu)設(shè)計時就要考慮按開冷沖模加工的工藝特點設(shè)計。比如零件不應(yīng)出現(xiàn)尖角（除使用上

必須外），需設(shè)計成圓角，可改善模具的質(zhì)量和壽命，也使工件美觀，安全，耐用；為滿足

功能要求，零件的結(jié)構(gòu)形狀可以設(shè)計得更復(fù)雜等。

1.2.1.3密孔沖沖孔：

密孔沖可以視為數(shù)控沖的一種，對于有大量密孔的零件，為提高沖孔效率，精度等，

專門開可一次沖大量密孔的沖孔模對工件進(jìn)行加工。如：通風(fēng)網(wǎng)板，進(jìn)出風(fēng)擋板等。見圖

1-1所示。圖中陰影部分為密孔模，零件的密孔靠密孔?？煽焖贈_出。比一個一個的沖孔，

大大的提高效率。

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圖a圖b

圖1T密孔沖示意圖

密孔設(shè)計注意的問題及要求：

產(chǎn)品上密孔的設(shè)計應(yīng)考慮密孔沖模具的加工特點是重復(fù)多次沖裁，這樣在設(shè)計密孔的

排布的時候應(yīng)采用這樣的原則：

1）設(shè)計密孔排布時首先考慮借用《鍍金模具手冊》上規(guī)劃的密孔模，以減少模具成本；

2）同一類型的密孔排布時應(yīng)統(tǒng)一，行間距規(guī)定一個不變的數(shù)值，列間距也規(guī)定一個不

變的數(shù)值，這樣同一類型的密孔模具可以通用，減少開模數(shù)量，降低了模具的成本；

3）同一類型的孔的尺寸應(yīng)一致，如六方孔可以統(tǒng)一為內(nèi)切圓①5的六方孔，此六方孔

為公司六方孔的常用尺寸，占六方密孔的90%以上。

4）采用錯位排布兩行孔數(shù)不等時，必須滿足兩個要求，1,孔距較大，兩孔的邊緣距

離大于21（t為材料厚度）；2,總排數(shù)應(yīng)該為偶數(shù)排，如圖1-2所示；

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圖1-2密孔錯位排布示意圖

5）如果密孔的孔距很小，每排孔的數(shù)量必須為為偶數(shù)。如圖1-3所示，兩個密孔之間的

距離D小于2t時（t為材料厚度），因為模具的強度問題，則密孔模要間隔設(shè)置，圖中陰影

部分為密孔模。可以看出，每排孔的數(shù)量必須為為偶數(shù)。如果圖「2中的孔距也是這樣很

小時，因為每排的孔數(shù)不等（7空、8孔兩種），則無法用密孔模一次性沖出。

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?b<o?o?oeoeoeo

圖-3密孔模

圖ITa的密孔模可設(shè)計成如圖1-4所示。

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圖1-4密孔模

圖1-1b的密孔模只能設(shè)計成如圖1-5所示。

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圖1-5密孔模

設(shè)計密孔的排布時盡量按照上述要求設(shè)計，并且連續(xù)和有一定的規(guī)律性，便于開密孔

模具，降低沖壓成本，否則只能采用數(shù)沖或開很多套模具來完成加工。如圖1-6所示，圖a,

交錯孔，行數(shù)不是偶數(shù)；圖b,中間缺孔；圖C,密孔距離太近，每行孔數(shù)和每列孔數(shù)都是

奇數(shù)；圖d、e,密孔距離太近，密孔的每行孔數(shù)不相等，這些不能僅靠密孔模沖孔一次完

成加工，還須用其它補加工方法才能完成。圖f,如果用密孔模加工，也需要用其它補加工

方法才能完成，即使開落料模，也需要多副沖孔模完成，工藝性很差。

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圖a圖b

圖d圖e