钣金设计(2)

2019-05-27 17:41

硬铝合金 70 26.5 混凝土 13.73~39.2 4.9~15.69 常用板材的性能比较

表1-3 几种常用板材的性能比较

涨铆螺压铆螺母工艺母工艺性 好 好 好 好 好 差 好 好 好 好 性 好 好 好 好 好 很差 好 好 好 好 切口防护性能。 较好 好 最差 较差 差 好 好 好 好 好 材料 价格系搭接电数控冲床激光加折弯性数 阻(mΩ) 加工性能 工性能 能 表面喷涂 冷軋钢板鍍藍鋅 1.0 冷軋钢板鍍彩鋅 1.2 连续电镀锌钢板 1.7 热镀锌钢板 覆铝锌板 不銹钢 防锈鋁板 1.3 1.4 6.5 2.9 27 26 26 23 60 46 46 好 好 好 好 好 差 一般 一般 好 好 好 好 好 好 好 好 极差 极差 极差 极差 好 好 好 好 好 一般 好 极差 好 好 一般 一般 一般 一般 一般 差 一般 一般 一般 一般 硬铝、超硬铝板 3.0 T2铜板 黄铜板 5.6 5.0 注: 1,表中的数据与材料具体的牌号和厂家均有关系,仅作为定性参考之用。 2,铝合金、铜合金板材在激光切割上加工性极差,一般不能采用激光加工。 冲孔和落料: 冲孔和落料的常用方式

数控冲冲孔和落料:

数控冲冲孔和落料,就是利用在数控冲床上的单片机预先输入对钣金零件的加工程序(尺寸,加工路径,加工工具等等信息),使数控冲床采用各种刀具,通过丰富的NC指令可以实现各种各样的冲孔、切边、成形等形式的加工。数控冲一般不能实现形状太复杂的冲孔和落料。特点:速度快,省模具。加工灵活,方便。基本上能够满足样品下料生产中的需要。 注意的问题及要求:薄材(t<0.6)不好加工,材料易变形;加工范围受刀具,夹爪等限制;适中的硬度和韧性有较好的冲裁加工性能;硬度太高会使冲裁力变大,对冲头和精度都有不好的影响;硬度太低,使冲裁时变形严重,精度受到很大的限制;高的塑性对成形加工有利,但不适合于蚕食、连续冲裁,对冲孔和切边也不太合适;适当的韧性对冲裁是有益的,它可以抑制冲孔时的变形程度;韧性太高则使冲裁后反弹严重,反而影响了精度。

数控冲一般适合冲裁T=3.5~4mm以下的低碳钢、电解板、覆铝锌板、铝板、铜板、T=3mm以下的不锈钢板,推荐的数控冲床加工的板料厚度为:铝合金板和铜板为0.8~4.0,低碳钢板为0.8~3.5mm,不锈钢板0.8~2.5mm。对铜板加工变形较大,数控冲加工PC和PVC板,加工边毛刺大,精度低。

冲压时用的刀具直径和宽度必须大于料厚,比如Φ1.5的刀具不能冲1.6mm的材料. 0.6mm以下的材料一般不用NCT加工。

不锈钢材料一般不用NCT加工。(当然,0.6~1.5mm的材料可以用NCT加工,但对刀具磨损大,现场加工出现的废品率的几率比其它GI等材料要高的多。) 其它形状的冲孔落料希望尽可能简单、统一。

数控冲的尺寸要规格化,如圆孔,六边形孔、工艺槽最小宽度为1.2mm。具体参考《钣金模具手册》。 冷冲模冲孔和落料:

对产量较大,尺寸不太大的零件进行冲孔落料,为提高生产效率,而专门开的钣金冲压模具。一般由凸模和凹模组成。凹模一般有:压入式,镶拼式等。凸模一般有:圆形,可更换;组合式;快装卸型等。最常见的冲模有:冲裁模(主要有:开式落料模,闭式落料模,冲孔落料复合模,开式冲孔落料连续模,闭式冲孔落料连续模),弯曲模,压延模。

特点:因为用冷冲模冲孔及落料基本可一次冲压完成,效率高,一致性好,成本低。所以对于年加工量在5000件以上,零件尺寸不是太大的结构件,加工厂一般开冷冲模加工,在结构设计时就要考虑按开冷冲模加工的工艺特点设计。比如零件不应出现尖角(除使用上必须

外),需设计成圆角,可改善模具的质量和寿命,也使工件美观,安全,耐用;为满足功能要求,零件的结构形状可以设计得更复杂等。 密孔冲冲孔:

密孔冲可以视为数控冲的一种,对于有大量密孔的零件,为提高冲孔效率,精度等,专门开可一次冲大量密孔的冲孔模对工件进行加工。如:通风网板,进出风挡板等。见图1-1所示。图中阴影部分为密孔模,零件的密孔靠密孔模可快速冲出。比一个一个的冲孔,大大的提高效率。

图 1-1 密孔冲示意图 密孔设计注意的问题及要求: 产品上密孔的设计应考虑密孔冲模具的加工特点是重复多次冲裁,这样在设计

密孔的排布的时候应采用这样的原则:

1)设计密孔排布时首先考虑借用《钣金模具手册》上规划的密孔模,以减少模具成本; 2)同一类型的密孔排布时应统一,行间距规定一个不变的数值,列间距也规定一个不变的数值,这样同一类型的密孔模具可以通用,减少开模数量,降低了模具的成本;

3)同一类型的孔的尺寸应一致,如六方孔可以统一为内切圆Φ5的六方孔,此六方孔为公

司六方孔的常用尺寸,占六方密孔的90%以上。

4)采用错位排布两行孔数不等时,必须满足两个要求,1,孔距较大,两孔的边缘距离大于2t(t为材料厚度);2,总排数应该为偶数排,如图1-2所示;

图 1-2 密孔错位排布示意图

5)如果密孔的孔距很小,每排孔的数量必须为为偶数。如图 1-3所示,两个密孔之间的距离D小于2t时(t为材料厚度),因为模具的强度问题,则密孔模要间隔设置,图中阴影部分为密孔模。可以看出,每排孔的数量必须为为偶数。如果图1-2中的孔距也是这样很小时,因为每排的孔数不等(7空、8孔两种),则无法用密孔模一次性冲出。

图 1-3 密孔模

图1-1 a的密孔模可设计成如图1-4所示。

图 1-4 密孔模

图1-1 b的密孔模只能设计成如图1-5所示。

图 1-5 密孔模

设计密孔的排布时尽量按照上述要求设计,并且连续和有一定的规律性,便于开密孔模具,降低冲压成本,否则只能采用数冲或开很多套模具来完成加工。如图1-6所示,图a,交错孔,行数不是偶数;图b,中间缺孔;图c,密孔距离太近,每行孔数和每列孔数都是奇数;图d、e,密孔距离太近,密孔的每行孔数不相等,这些不能仅靠密孔模冲孔一次完成加工,还须用其它补加工方法才能完成。图f,如果用密孔模加工,也需要用其它补加工方法才能

完成,即使开落料模,也需要多副冲孔模完成,工艺性很差。

图 1-6 密孔排部示意图 激光切割:

激光切割是由电子放电作为供给能源,利用反射镜组聚焦产生激光光束作热源的一种无接触切割技术,利用这种高密度光能来实现对钣金件的打孔及落料。

特点:切割形状多样化,切割速度比线切割快,热影响区小,材料不会变形,切口细,精度及质量高,噪声小,无刀具磨损,无需考虑切割材料的硬度,可加工大型,形状复杂及其它方法难以加工的零件。但其成本较高,同时会损坏工件的支撑台,而且切割面易沉积氧化膜,难处理。一般只适合单件和小批量加工。

注意的问题及要求:一般只用于钢板。铝板及铜板一般不能用,因为材料传热太快,造成切口周围融化,不能保证加工精度及质量。激光切割端面有一层氧化皮,酸洗不掉,有特殊要求的切割端面要打磨;激光切割密孔变形较大,一般不用激光切割密孔。 线切割:

线切割是把工件和电极丝(钼丝,铜丝)各作为一极,并保持一定距离,在有足够高的电压时形成火花隙,对工件进行电蚀切割的加工方法,切除的材料由工作液带走。

特点:加工精度高,但加工速度较低,成本较高,且会改变材料表面性质。一般用于模具加工,不用作加工生产用零件。有些单板型材面板的方孔没有圆角,无法铣削,又因为铝合金不能用激光切割,如果没有冲压空间不能冲压,只能采取线切割加工,速度很慢,效率非常低,无法适应批量生产,设计应该避免这种情况。 常用的三种落料和冲孔方法的特点对比

表1-4常见三种冲孔和落料加工特点比较 注:以下数据为冷轧钢板的数据。 可加工材质 激光切割 数控冲(包括密孔冲) 冷冲模 钢板 钢板,铜板、铝板 钢板,铜板、铝板


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