钣金件冲孔落料设计规范

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1、钣金件冲孔落料设计规范拟制:日期：审核:日期：审核:日期：批准:日期：版权所有 侵权必究修订记录日期修订版本描述作者目 录前言51凸台的加工工艺要求51.1 加工厂数控机床凸台的加工工艺要求51.2 钣金开模零件的凸台加工工艺要求51.2.1带内孔的凸台设计51.2.2 凸台的集中、同向原则61.2.3 凸台高度的确定61.2.4加强筋的设计71.2.5 圆形翻孔设计72冲裁模具对钣金件的工艺要求82.1 数控冲裁模具对钣金件的工艺要求82.1.1冲裁件最小圆角半径82.1.2 冲裁件凸出或凹入部分宽度92.1.3 冲孔的最小尺寸92.1.4 冲裁件的孔与孔、孔与边缘之间的距离:102.1.5

2、 数控冲裁钣金件的精度102.2钣金开模对钣金件的工艺要求112.2.1 冲裁件最小圆角半径112.2.2 冲裁件凸出或凹入部分宽度112.2.3 冲孔的最小尺寸122.2.4 冲裁件的孔与孔、孔与边缘之间的距离122.2.5模具冲裁钣金件的精度132.2.6保护面与毛刺方向的标注143其他工艺要求14前言目前我公司的产品中钣金件应用较多，钣金件在工厂加工时，应遵循一定的加工工艺要求，否则将导致设计后落料困难，影响加工质量和返回时间。为了方便操作、提高效率、增强品质、减少成本以及从产品的外观考虑，特制定本规范。1 凸台的加工工艺要求1.1 加工厂数控机床凸台的加工工艺要求【1】 落料方向与凸台

3、凸起方向相反，如图1.1.1所示，设计时应考虑落料方向、凸台方向与保护面方向，并保证同一平面上的各定位凸台凸起方向一致；图1.1.1【2】 凸台高度一般为0.50.6t（板厚），凸台高度超出此范围，容易造成凸台脱落；【3】 两3、4凸台理论最小中心距为25.5mm；【4】 凸台不宜离折弯边距离太近，建议1mm和1.2mm板材的凸台边缘与折弯线距离不宜小于6mm；1.5mm及以上板材不宜小于8mm。【5】 翻孔攻丝离折弯边距离不宜过小，建议M3不宜小于6mm，M4不宜小于9mm。【6】 对于0.8mm的板材，在翻孔攻丝时，考虑到翻孔后壁厚较薄，为保证可靠性，建议进行M2.5的翻孔攻丝。1.2 钣

4、金开模零件的凸台加工工艺要求1.2.1带内孔的凸台设计对于如图2.2.1.1所示的情况，由于成形凸台时材料受到挤压故其内孔尺寸将会减小。同时由于其减小程度受凸台成形深度的影响，所以此种尺寸将很难保证，这种情况在UL-088、M270等项目中多次出现。为保证尺寸公差，模具制作时采取先打凸台后冲孔的方式，需要增加模具及工序数量。故要求在以后的设计中尽量避免采用此种结构，对必须采用的需做特殊用途说明。图1.2.1.11.2.2 凸台的集中、同向原则对于同一零件为了减少成形工序，要求在可以满足设计要求的前提下尽量作到凸台成形高度一致且方向统一。图1.2.2.1所示的零件由于两侧都有凸台，故需要制作两套

5、成型模具。 图1.2.2.1 图1.2.3.1同时为了减小模具尺寸，凸台应尽量集中设计在一个区域内、零件的同一侧以节省模具成本。1.2.3 凸台高度的确定钣金件成型凸台可分为两种形式：半切式和拉深式。具体形式如图1.2.3.1所示。如果凸台用于定位，形式一般为半切式。对于定位凸台，其公差最好设计成-0.01至-0.03，其它配合孔的精度最好设计成+0.01至+0.03，必要时可比凸台尺寸大0.1至0.2mm，这样可以适当延长模具的使用寿命。同时由于采用半切的形式，凸台高度不宜取得过大，以不超过0.6t为宜。过大则可能导致凸台脱落。对于拉深式凸台，其拉深高度与钣材的塑性、相对厚度、压边圈的形式、

6、拉深次数等因素有关。行业上有所以高硬度、低塑性的不锈铁一般不作为拉深的原材料，1.2.4加强筋的设计加强筋距制件边缘要留有足够距离，否则制件边缘将产生翘曲变形。特别对于加强筋距制件两边距离不等的制件需特别注意，由于收缩量不同可能导致制件扭曲变形。最小边距与成形深度有关一般材料厚度越大、成形深度越深要求最小边距越大。当成形深度不超过0.8t时可按如下公式计算：当t2mm时，L1.5 t ；当t2mm时，L2 t。（t为板厚，L为最小边距）1.2.5 圆形翻孔设计1.2.5.1 圆孔翻孔钣金件的翻孔大小和高度同金属的变形极限有关，通常翻孔的变形程度用翻孔系数来表示： K=式中 K翻孔系数 K 极限

7、翻孔系数，见下表 d预制孔直径（mm） D翻孔后直边的平均直径（mm）对于我公司经常用到1.0、1.2mm不锈铁和耐指纹板材料 K 可取0.4左右，在此值下翻孔不会产生较大的裂纹。图1.2.5.11.2.5.2毛胚尺寸计算 平板毛胚上的圆孔翻孔 d=D-0.6t 2 ( H - 0.43r - 0.72t ) H=式中 d预制孔直径 D翻孔后直边的平均直径（mm） H翻孔后零件高度 r 圆角半径 t 料厚 K翻孔系数就我公司现有外协的技术水平而言，其可实现的最大拉伸高度通常略小于上面的计算值。通常对于不锈铁板可参考下面的参数进行设计：1.5mm板厚 M3的翻孔高度取0.8mm ；1.5mm板厚

8、 M2.5翻孔高度取0.6mm。2 冲裁模具对钣金件的工艺要求2.1 数控冲裁模具对钣金件的工艺要求2.1.1冲裁件最小圆角半径冲压件应避免出现尖角，因为过小的圆角半径会使冲裁面撕裂，塌角、毛刺大，而且模具会因应力集中产生崩裂或严重磨损。最小圆角半径的大小取决于：零件的材质、料厚、机械性能以及尖角角度。表2.1.1.1工序线段夹角黄铜、紫铜、铝软钢合金钢落料 90 0.18 0.25 0.35 90 0.35 0.50 0.70冲裁 90 0.20 0.30 0.45 90 0.40 0.60 0.90注:为材料厚度,当 1mm时，均以=1mm计算。另外，倒角模具需占用自动分度工位，因此设计时

9、同一零件尽量采用同一倒圆角尺寸；同时由于倒角模具不能应用于钝角倒圆，因此设计时钝角尽量改为手工尖角倒钝；倒角所在边尺寸的限制要求请参见图2.1.1.1，设计时要避免出现使用现有倒角模具不能加工的情形。图2.1.1.1图2.1.1.2为外倒角模的尺寸图。图2.1.1.22.1.2 冲裁件凸出或凹入部分宽度如图2.1.2.1，冲裁件凸出或凹入部分宽度不宜太小，并应避免过长的悬臂与狭槽。冲裁件材料为高碳钢时，b2；冲裁件材料为黄铜、紫铜、铝、软钢时，b 1.5；材料厚度 1mm时，均以=1mm计算。图2.1.2.12.1.3 冲孔的最小尺寸表2.1.3.1材料自由凸模冲孔精密导向凸模冲孔圆形矩形圆形

10、矩形硬钢1.31.00.50.4软纲及黄铜1.00.70.350.3铝0.80.30.30.28酚醛层压布（纸）板0.40.350.30.25注:为材料厚度2.1.4 冲裁件的孔与孔、孔与边缘之间的距离:图2.1.4.1其距离a取值不宜过小，宜取a 2，一般不小于34mm，但当设计确实需要时（数控加工可取a=1）(1mm时按=1mm计算)。2.1.5 数控冲裁钣金件的精度2.1.5.1冲裁件外形与内孔尺寸公差表2.1.5.1零件尺寸材料厚度 1 122446100.03/0.0250.04/0.030.06/0.040.10/0.0610500.04/0.040.06/0.050.08/0.0

11、60.12/0.10501500.06/0.050.08/0.060.10/0.080.15/0.121503000.100.120.150.20 注：表中分子为外形的公差值，分母为内孔的公差值。2.1.5.2孔距公差表2.1.5.2孔距尺寸材料厚度112244650501501503000.010.020.040.020.030.050.030.040.060.040.050.082.1.5.3冲裁件允许的毛刺高度(m)表2.1.5.3冲裁件厚度冲裁抗拉强度b(N/mm)2502504004006300.3510070507050405040300.40.615011080100705070

12、50400.650.9523017012017013090100705011.5340250170240180120150110701.62.45003702503502601802201601102.53.87205403605003702504003002004612009006007305403604503302206.510190014209501000750500650480320注：类为正常的毛刺 ，类用于要求较高冲件 ，类用于要求高冲件。2.2钣金开模对钣金件的工艺要求2.2.1 冲裁件最小圆角半径冲压件应避免出现尖角，因为过小的圆角半径会使冲裁面撕裂，塌角、毛刺大，而且模具会因

13、应力集中产生崩裂或严重磨损。最小圆角半径的大小取决于：零件的材质、料厚、机械性能以及尖角角度。圆角取值的基本原则为： 线段夹角越小则要求圆角越大。 材料越硬相应的圆角要越大。 板厚越大则要求圆角越大。表2.2.1.1工序线段夹角黄铜、紫铜、铝软钢合金钢落料、冲孔 900.10.10.5900.20.2注：为材料厚度，当 1mm时，均以=1mm计算。2.2.2 冲裁件凸出或凹入部分宽度钣金开模件与数控加工件的主要区别是：钣金开模件使用模具一次性完成零件轮廓的加工；而数控加工时采用成型道具进行多冲次加工完成。落料加工宽度也不宜太小，并应避免过长的悬臂与狭槽（即b1.5），如图2.2.2.1，同时落

14、料的加工宽度与该悬臂或狭槽的长度L有关系。L大小决定在落料的基础上是否需要制作冲孔模具。图2.2.2.1在满足b1.5的基础上，当bL时，不需要制作冲孔模具；当bL时，为了保证落料模具的强度及寿命，需要制作冲孔模具，对长臂或狭槽进行分步冲裁。2.2.3 冲孔的最小尺寸表2.2.3.1材料自由凸模冲孔精密导向凸模冲孔圆形矩形圆形矩形硬钢1.31.00.50.4软纲及黄铜1.00.70.350.3铝0.80.30.30.28酚醛层压布（纸）板0.40.350.30.252.2.4 冲裁件的孔与孔、孔与边缘之间的距离图2.2.4.1在制作钣金模具时，a大小同样决定了落料的基础上是否需要制作冲孔模具。

15、当满足下述条件（1）或（2）时，不需要制作冲孔模具，否则需要制作冲孔模具以保证模具寿命。（1）1.2mm时，a2.5mm时；（2）1.5mm时，a2时。如果需要制作冲孔模具，那么a最小可以取0.2。2.2.5模具冲裁钣金件的精度2.2.5.1冲裁件外形与内孔尺寸公差表2.2.5.1精度等级零件尺寸材料厚度 1 122446经济级 100.12/0.080.18/0.100.24/0.120.30/0.1510500.16/0.100.22/0.120.28/0.150.35/0.20501500.22/0.120.30/0.160.40/0.200.50/0.251503000.30/0.05

16、/0.701.00精密级100.03/0.0250.04/0.030.06/0.040.10/0.0610500.04/0.040.06/0.050.08/0.060.12/0.10501500.06/0.050.08/0.060.10/0.080.15/0.121503000.100.120.150.20 注：表中分子为外形的公差值，分母为内孔的公差值。2.2.5.2孔距公差表2.2.5.2精度等级孔距尺寸材料厚度1122446经济级50501501503000.10.150.200.120.200.300.150.250.350.200.300.40精密级50501501503000.01

17、0.020.040.020.030.050.030.040.060.040.050.08钣金开模零件的落料、冲孔精度可以达到精密级公差。对于精密级的公差要求，通常采取在一套模具上同时成形的方式来保证精度要求。因此就要求对需要保证的传动孔、定位凸台等尺寸进行特殊标注，最好对同一尺寸链上的孔、凸台等结构用同色连线的方式表示。以便充分考虑其结构是否能满足工艺性的要求。2.2.5.3冲裁件允许的毛刺高度(m)表2.2.5.3冲裁件厚度冲裁抗拉强度b(N/mm)2502504004006300.3510070507050405040300.40.61501108010070507050400.650.9

18、523017012017013090100705011.5340250170240180120150110701.62.45003702503502601802201601102.53.87205403605003702504003002004612009006007305403604503302206.510190014209501000750500650480320注：类为正常的毛刺 ，类用于要求较高冲件 ，类用于要求高冲件。2.2.6保护面与毛刺方向的标注通常在单独标注保护面的情况下毛刺方向将如图所示,毛刺方向可不必标出。当要求毛刺方向相反时，由于增加了保护膜的厚度将导致毛刺明显增大(对

19、于1.2mm的板厚毛刺将达到10丝以上)。因此反向标注的情况要尽量避免。图2.2.6.13 其他工艺要求1) 钣金零件开模时，通常要在上面刻字，模具厂反应：为保证模具制作，字符间隔应在0.71mm之间。2) 在能够满足设计要求的前提下，设计尽量避免必须用小模具加工的情形。3) 能够满足设计要求的前提下，为提高板材利用率，特别是拉丝不锈铁板，因为拉丝方向的限制，展开尺寸比较大的零件，请尽量保证展开尺寸所余下脚料较少。4) 焊接板材不适用小于1mm的板材。5) 设计时内部槽宽尺寸尽量匹配已有模具尺寸，如满足不了要求，可设计为已有模具尺寸的整倍数尺寸。6) 因为受折弯系数的影响，方形工艺孔展开无法加工。因此三面交汇处工艺孔请选用圆型工艺孔。 仅供内部使用 - 13 - 机密