钣金材料知识及钣金结构件的设计规范.doc

钣金材料的基本知识及钣金结构件的设计规范文件编号版 次页 次01/17一、 目的：随着公司的发展，产品的种类越来越多，所用的金属材料也各式各样；而为着成本的考虑，我们在设计产品时尽可能选择最适合的板材，最合理的钣金结构；做到既经济实惠又不影响产品的品质；下面我就来简单地介绍几种钣金材料的基本知识及钣金结构件可加工性规范设计，为设计担当在设计产品时有借鉴作用；二、 适用范围：公司所有要用到板材的产品；三、板材知识的简单介绍：1、常用的五金冷冲压材料有冷轧板、电解板、镀锌板：a. 冷轧板常用的冷轧板表面灰暗，需电镀或涂装处理以使表面美观和耐腐蚀性。具有很好的加工性，主要分下列三种： SPCC主要适用于一般弯曲及浅冲压成形的零部件，以平板使用为主，厚度有0.2mm、0.3mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm等等，材料强度随厚度增加而增加，它有SPCC-SB和SPCC-SD之分，SStandard Skin PassBBright (光面的) 光亮表面（俗称双光）DDull(雾面的) 灰暗表面（俗称单光）SPCD 主要适用于对拉延有一定要求，但不是很高的场合；SPCE 主要适用于对拉延要求高的场合，使用时需根据强度和拉延的深度选用合适的料厚，以防止拉伸破裂。b. SECC（电镀锌钢板）我们公司称为电解板镀锌钢板表面的化学组成-基材（钢铁）， 镀锌层或镀镍锌合金层， 烙酸盐层和有机化学薄膜层；有机化学薄膜层能表面抗指纹和白锈、抗腐蚀及有较佳的烤漆性；表面为均匀灰色，母材为冷轧退火钢板，保持了冷轧板的加工性，镀层较簿，一般不需涂装。可分为：SECC、SECD、SECE三种，常用厚度有：0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm。SECC的镀锌方法：热浸镀锌法:连续镀锌法（成卷的钢板连续浸在溶解有锌的镀槽中板片镀锌法 (剪切好的钢板浸在镀槽中， 镀好后会有锌花.电镀法: 电化学电镀， 镀槽中有硫酸锌溶液， 以锌为阳极，原材质钢板为阴极.c. SGCC（热浸镀锌板）我们公司常称为镀锌板表面为亮白色，耐蚀性要比SECC强的多，是将母材浸在溶解有锌的镀槽中形成，母材为冷轧退火钢板，可加工性差，可承受简单加工，镀层厚。无要求时可不需涂装或电镀。料厚在0.61.5mm之间。修订日期制定日期批 准审 核制 作钣金材料的基本知识及钣金结构件的设计规范文件编号版 次页 次02/172、常用的不锈钢材料：a. SUS 301 弹性不锈钢b. SUS304 不锈钢3、 钢材品名介绍：材料规格 后处理镀层厚度S A B C DES for SteelA: EG （Electro Galvanized Steel）电气镀锌钢板-电镀锌 一般通称 JIS镀纯锌 EG SECC （1）铅和镍合金 合金EG SECC （2） GI (Galvanized Steel) 溶融镀锌钢板-热浸镀锌非合金化 GI， LG SGCC （3）铅和镍合金 GA， ALLOY SGCC （4）裸露处耐蚀性2341熔接性2413涂漆性4213加工性1234B: 所使用的底材C (Cold rolled) : 冷轧H(Hot rolled):热轧C:底材的种类C:一般用D:抽模用E:深抽用H:一般硬质用D:后处理M: 无处理C:普通烙酸处理-耐蚀性良好， 颜色白色化D:厚烙酸处理-耐蚀性更好， 颜色黄色化P:磷酸处理-涂装性良好U:有机耐指纹树脂处理(普通烙酸处理)- -耐蚀性良好， 颜色白色化， 耐指纹性很好A:有机耐指纹树脂处理(厚烙酸处理)-颜色黄色化， 耐蚀性更好FX:无机耐指纹树脂处理-导电性FS:润滑性树脂处理-免用冲床油E:镀层厚修订日期制定日期批 准审 核制 作钣金材料的基本知识及钣金结构件的设计规范文件编号版 次页 次03/174、板材的物理特性：a.膜厚-含镀锌层，烙酸盐层及有机化学薄膜层， 最小之膜厚需0.00356mm以上. 测试方法有磁性测试(ASTM B499), 电量分析(ASTM B504), 显微镜观察（ASTM B487）表面抗电阻-一般应该小于0.1欧姆/平方公分；b.盐雾试验-试片尺寸100mmX150mmX1.2mm, 试片需冲整捆或整叠铁材中取下， 必须在镀烙酸盐后24小时， 但不可超过72小时才可以用于测试， 使用5%的盐水， 用含盐的水汽充满箱子， 试片垂直倒挂在箱子中48小时。测试后试片的镀锌层不可全部流失， 也不能看到底材或底材生锈， 但是离切断层面6mm范围有生锈情况可以忽略。5、镀锌钢板的一般问题点：a.白锈-因结露或被水沾湿致迅速发生氢氧化锌为主要成分的白色粉末状的锈. (会导致产品质量劣化)b.红锈-因结露或被水沾湿致迅速发生氢氧化铁为主要成分的红茶色粉末状的锈.c.烙酸不均匀-黄茶色的小岛形状或线形状的花纹。 但耐蚀性没有问题。d.替代腐蚀保护-在锌面割伤而；露出钢板基体表面的情况下， 我们也不必担心镀锌钢 板切边生锈问题.6、镀锌钢板之烤漆处理：a.前处理由于锌是一种高活性金属， 在烤漆前需要适当的化学转化处理如磷酸盐处理。 磷酸盐处理剂有两种，一种是处理铁的， 一种是处理锌的。b.脱脂采用弱碱， 有机溶剂及中性乳液或洗涤剂， 避免用酸或强碱脱脂剂。可用水膜试验（Water lreakage test）来确认， 观察试验后的水是否受到污染， 以及试品表面的水膜是否均匀.c.烤漆电镀锌钢片对漆的选择性比冷轧钢片为严。使用水性底漆（Water promer）可以确保有较强的油漆附着性.四、钣金结构件可加工性设计规范：1. 冲裁冲裁分为普通冲裁和精密冲裁，由于加工方法的不同，冲裁件的加工工艺性也有所不同。下面介绍冲裁的工艺性，是指普通冲裁的结构工艺性。1.1 冲裁件的形状和尺寸尽可能简单对称，使排样时废料最少：图1.1 冲裁件的排样修订日期制定日期批 准审 核制 作钣金材料的基本知识及钣金结构件的设计规范文件编号版 次页 次04/171.2 冲裁件的外形及内孔应避免尖角：在直线或曲线的连接处要有圆弧连接，圆弧半径R0.5t。（t为材料壁厚）图1.2 冲裁件圆角半径的最小值1.3 冲裁件应避免窄长的悬臂与狭槽：冲裁件的凸出或凹入部分的深度和宽度，一般情况下，应不小于1.5t(t为料厚)，同时应该避免窄长的切口与和过窄的切槽，以便增大模具相应部位的刃口强度。见图1.3；图1.3 避免窄长的悬臂和凹槽1.4 冲孔优先选用圆形孔，冲孔有最小尺寸要求：冲孔优先选用圆形孔，冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。图1.4 冲孔形状示例材料圆孔直径b矩形孔短边宽b高碳钢1.3t1.0t低碳钢、黄铜1.0t0.7t铝0.8t0.5t* t为材料厚度，冲孔最小尺寸一般不小于0.3mm。* 高碳钢、低碳钢对应的牌号列表见附录。表1 冲孔最小尺寸列表修订日期制定日期批 准审 核制 作钣金材料的基本知识及钣金结构件的设计规范文件编号版 次页 次05/171.5 冲裁的孔间距与孔边距：零件的冲孔边缘离外形的最小距离随零件与孔的形状不同有一定的限制，见图1.5；当冲孔边缘与零件外形边缘不平行时，该最小距离应不小于材料厚度t；平行时，应不小于1.5t。图1.5 冲裁件孔边距、孔间距示意图1.6 折弯件及拉深件冲孔时，其孔壁与直壁之间应保持一定的距离：折弯件或拉深件冲孔时，其孔壁与工件直壁之间应保持一定的距离（图1.6）图1.6 折弯件、拉伸件孔壁与工件直壁间的距离1.7 螺钉、螺栓的过孔和沉头座：螺钉、螺栓过孔和沉头座的结构尺寸按下表选取。对于沉头螺钉的沉头座，如果板材太薄难以同时保证过孔d2和沉孔D，应优先保证过孔d2。表2 用于螺钉、螺栓的过孔修订日期制定日期批 准审 核制 作钣金材料的基本知识及钣金结构件的设计规范文件编号版 次页 次06/17*要求钣材厚度th。表3 用于沉头螺钉的沉头座及过孔*要求钣材厚度th。表4 用于沉头铆钉的沉头座及过孔1.8 冲裁件毛刺的极限值及设计标注：1.8.1 冲裁件毛刺的极限值冲裁件毛刺超过一定的高度是不允许的，冲压件毛刺高度的极限值(mm)见下表。材料壁厚材料抗拉强度 （N/mm2）100250250400400630630f mgfmgfmgfmg0.7 1.00.120.170.230.090.130.170.050.070.10.030.040.051.0 1.60.170.250.340.120.180.240.070.110.150.040.060.081.6 2.50.250.370.50.180.260.350.110.160.220.060.090.122.5 4.00.360.540.720.250.370.50.20.30.40.090.130.18* f级（精密级）适用于较高要求的零件；m级（中等级）适用于中等要求的