板金件和塑料件设计的工艺准则

1、 图 第四章 板金件和塑料件的制造工艺性在设计产品零件时, 必须考虑到容易制造的问题。 尽量想一些方法既能使加 工容易,又能使材料节约,还能使强度增加,又不出废品。为此设计人员应该注 意以下制造方面事项。第一节 板金件的工艺性4.1 板金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸加工中的难易程度。良好的工艺应保证材料消耗少,工 序数目 少, 模具结构 简 单 ,使 用寿命高 ,产品 质 量 稳定 。在一 般情况 下, 对 板金件工艺性 影响 最 大 的是材料的性能、零件 的 几何形状 、 尺寸 和 精 度 要求 。冲切件的 形状 应尽量简 单 ,尽量 避免 冲切件 上 的 过长 的 悬臂狭槽 。 如

2、 4.1-1图 : 对 一 般钢 A 1.5t对合 金 钢 A 2t对黄铜 、 铝 A 1.2t t 材料厚度。如 4。 1 2b 图, 稍稍更改 设计, 就会得 到 更多 的零件, 将大大 节约材料。免 头 。最小冲 孔直径及 最小 边长见 4.1 2表。 4.1 2表t 材料厚度冲切 缺口 应尽量 避免尖角 , 如 4.1 3a 图 所示 。 尖角形式 容易 减短模具 使 用寿命 , 且尖角 处 容易产 生 裂 纹 。应 改 为 如 4.1 3b 图 所示 。 R 0.5t(t 材料厚度 4.1 3a 图 4.1 3b 图板件弯曲时, 若 弯曲 处 的 圆 角过 小, 则 外 表面容易产

3、生 裂 纹 。 若 弯曲 圆 角过 大 , 因 受 到 回弹 的 影响 ,弯曲件的 精 度不易保证。为此 规 定 最小弯曲 半 径 。 见 4.1 5图 4.1 6图 弧不 允许 , 可 设一工艺 定 位 孔 。 如 图 4.1 8图。 4.1 8图 4.1 9图 B 与盖 板厚度 (t 相等4.1 10a 图 4.1 10b 图 4.1 11图 a 1.5t(t 材料厚度 工艺 孔 两 边 折 弯 增加 幅宽 4.1 14图 若象 a 图 那样 弯曲 线 和 阶梯线 一 致 , 有 时 会 在 根部开 裂 变 形 。 所 以使弯曲 线 让开阶梯线 如 图 b , 或 设计切 口如 c 、 d

4、 那样 。 r 2t n=r m 2t k 1.5t L t+R+k/24.1 17图 b. 拉 深 件 各 部 分 尺寸 比例 要 恰 当 ,尽量 避免 设计 宽凸 缘 和 深 度 大 的拉 深 件。 (D 凸 3d , h 2d 因 为 这类 零件 要 较 多 的拉 深 次 数 。c. 拉 深 件的 圆 角 半 径要合适 , 圆 角 半 径 尽量 取 大 些,以 利于 成 型 和 减 少拉 深 次 数 。 4.1 20图 当搭接 在一 道 工 序 中 用 冲切法制 成 90的弯 边 时, 选 材 要 注意材 质 不 宜 太 硬 , 否则 易在 直角 弯 折处 破 裂 。应在弯 边 位 置

5、设计工艺切 口 , 防止折 角 处 破 裂 。 A 3 A-B 0.5 L t+R+K/2 K 2t4.1 21a 图 4.1 21b 图4.1 5表4.1 6表 L R 1R 2R 3H B 筋 间 距12 6 9 5 3 16 6015 7 12 6 4 20 70(B 参 考 值 4.1 22图 公差 是 影响 产品 质 量和 价格 的 重 要 因 素之 一。 在制造零件的时 候 , 经验告诉 我们 , 无论投入 多 少 成 本 和时 间 , 完全按 图 纸 上 标 注的 尺寸 准确 地 加工出 来 几 乎 是不 可 能的。 产品设计 无论从 性能 上 还是 经济 上 都 要 满 足 用

6、 户 的 需 要 。 从企业本 身 来 说 , 也 必须保 持正常 的 利润 。 为此 公差 必须 由 产品的性能和 经济 两 方面 来决 定 。 所 以设计 要 充分掌握公差 的 原则 。圆 孔 (H12 长 度 L(JS12 基本 尺寸 下 偏差 上 偏差极 限 偏差 3 +0.10 0.05 36 +0.12 0.06 610 +0.15 0.075 1018 +0.18 0.09 1830 +0.21 0.105 3050 +0.25 0.125 5080 +0.30 0.15 80120 +0.35 0.175 120180 +0.400.20 180250 +0.460.23 25

7、0315 +0.52 0.26 315400 +0.57 0.285 400500 +0.63 0.315 500630 +0.70 0.35 630800 +0.80 0.40 8001000 +0.90 0.45 10001250 +1.05 0.525 12501600 +1.25 0.625 160020000 +1.500.75 4.1 23图 4.1 24图 4.1 25图4.1 11表 弯 边高 度 h 10 1018 1830 3050 50120 120250 250 1 0.18 0.215 0.26 0.31 0.435 0.57 0.65 极限偏差材料厚度12 0.21

8、5 0.26 0.31 0.435 0.57 0.65 0.77 注 :弯曲 边长 L 直 线 尺寸 公差按 4.1 10表 规 定 。4.1 12表 角短边 的 长 度L非配 合角度 偏差a最小 角度 差a角短边 的 长 度L非 配 合 角度 偏 差a最小 角 度 偏差 a 3050 245 260360 30 15 5080 130 30 360500 25 12 80120 125 500630 22 10 120180 50 20 630800 20 9180260 40 18 8001000 20 8 4.1 27图 4.1 13表 材 料 厚 度 t0.5 0.51 11.5 1.

9、52 22.5 2.53 拉 深 高 度h极 限 公 差3 0.15 0.18 0.21 0.25 0.30 0.33 36 0.18 0.21 0.25 0.30 0.33 0.36 610 0.21 0.25 0.30 0.33 0.36 0.40 1018 0.25 0.30 0.33 0.36 0.40 0.45 1830 0.30 0.33 0.36 0.40 0.45 0.51 3050 0.46 0.50 0.60 0.70 0.90 1.10 5080 0.5 0.60 0.70 0.90 1.10 1.30 80120 0.7 0.80 0.90 1.10 1.30 1.50

10、 注 :拉 深 边长 L 直 线 尺寸 公差按 4.1 10表 规 定 。4.1 15表材料厚度 t 试 模 批 量 生 产0.35 0.015 0.050.51.2 0.03 0.11.52.5 0.05 0.1534 0.06 0.18第二节 注塑件的工艺性4.2 注塑件设计的一般原则 :a.充分 考虑塑料件的 成 型 工艺性 , 如 流动 性 :b.塑料件的 形状 在保证使 用要求 的 前 提 下 , 应 有 利于充 模 , 排气 , 补 缩 , 同 时 能 适 应 高 效 冷 却 硬 化 ;c.塑料设计应考虑 成 型模具 的 总体 结构 , 特别 是 抽芯 与 脱 出制品的 复杂 程度

11、 , 同 时应 充分 考虑到 模具 零件的 形状及 制造工艺 , 以 便 使制品 具有 较 好的 经 济 性 ;d.塑料件设计 主 要 内 容是零件的 形状 、 尺寸 、 壁 厚、 孔 、 圆 角 、加强 筋 、 螺4.2-1 图 纹 、 嵌 件、表面 粗糙 度的设计。塑料件 壁 厚设计 与 零件 尺寸大 小、 几何形状 和塑料性 质有 关 。塑料件 相 邻 两 壁 厚应尽量 相等 , 若 需 要有 差 别 时, 相 邻 的 壁 厚 比 应 满 足 以下 要求:t :t1 1.5 2造 成 塑 少。 R =0.5tR 1=1.5t 零件 内外 表面的 拐 角 处 设计 圆 角 时 , 应保证零

12、件 壁 厚 均匀 一 致 ,图中以 R 为内圆 角 半 径 , R 1为 外圆 角 半 径 , t 为零件的 壁 厚 .为 了确 保零件的强度和 刚 度, 而 又不使零件的 壁 厚 过大 , 避免 零件 变 形 , 可 在零件的 适 当部位 设 置 加强 筋 。3a 1a 0.25a =2 4当 a 2mm 时, 可 选 择 a=b。设计加强 筋 时, 减 少 支承 面 积 , 达 到 平 直要求 。 4.2-9图 孔 的 周壁 厚 会影响 到 孔 壁 的强度。 孔口 与 塑件 边 缘 间 距离 a 不应小 于 孔径 ,并 不小 于 零件 壁 厚 t 的 0.25倍 。 孔口间 的距离 b 不

13、 宜 小 于 孔径 0.75倍 , 并 不小 于 3mm 。其 尺寸 可 参 考表 4.2-2表 4.2-2 3 36 610 1018 1830 3050H 和 C 11.5 2.5 3.5 4 5材料 PA 其 它 玻璃纤维 塑 压 件 d(min 0.50.811.5内 螺 纹 直径 不能小 于 2mm, 外 螺 纹 直径 不能小 于 4mm. 螺 距不小 与 0.5mm. 螺 纹的 拧 合长 度一 般 不 大 于螺 纹 直径 的 1.5倍 , 为 了防止 塑料 螺 纹 的第一 扣牙崩 裂 , 并 保证 拧 入 , 必须在 螺 纹 的 始 端 和 末 端 留有 0.20.8mm 的 圆

14、柱 形 . 并 注意 :塑料 件 螺 纹 不能 有 退刀 槽 , 否则 无 法 脱 模 。 4.2-12 图 嵌 入 塑料件的零件 , 叫做嵌 件 . 由于 用 途 不 同 , 嵌 件的 形式 不 同 , 材料 也 不 同 . 但 使 用 最 多 的是金 属嵌 件 . 它 的 优点 是 提 高 塑料制品的 机 械 强度、 磨 损寿命 、 尺 寸 的 稳定 性和 精 度 。表 4.2-4嵌 件 直径 D 4 48 812 1216 16 最小 壁 厚 t 1.5 2 3 4 5直径 D 18 1850 5080 80120 181850508080120 齿 距 t 1.21.5 1.52.5

15、2.53.5 3.54.5 4R 半 径 R 0.20.3 0.30.5 0.50.7 0.71 0.310.541.5526齿 高 h 0.86t0.8R 注 : 1. 2. 一 般情况 应 选 用 a 图 结构 , 特殊 情况 可 选 b 图 结构 ;表 4.2-6螺 纹规 格 D ST 2.2 1.7 5ST 2.9 2.4 6 ST 3.5 2.9 7 ST 4.2 3.4 9 ST 4.8 4.2 11 (KT-28 4X10 3.3 9表 4.2-7等 级1 2 3 4 5 6 7 8基本 尺寸(mm(mm 3 0.04 0.06 0.09 0.14 0.22 0.36 0.46

16、0.56 36 0.04 0.07 0.10 0.16 0.24 0.40 0.50 0.64 610 0.05 0.08 0.11 0.18 0.26 0.44 0.54 0.70 1014 0.05 0.09 0.12 0.20 0.30 0.48 0.60 0.76 1418 0.06 0.10 0.13 0.22 0.34 0.54 0.66 0.84 1824 0.06 0.11 0.15 0.24 0.38 0.60 0.74 0.94 2430 0.07 0.12 0.16 0.26 0.42 0.66 0.82 1.04 3040 0.08 0.14 0.18 0.30 0.4

17、6 0.74 0.92 1.18 4050 0.09 0.16 0.22 0.34 0.54 0.86 1.06 1.36 5065 0.11 0.18 0.26 0.40 0.62 0.96 1.22 1.58 6580 0.13 0.20 0.30 0.46 0.70 1.14 1.44 1.84 80100 0.15 0.22 0.34 0.54 0.84 1.34 1.66 2.10 100120 0.17 0.26 0.38 0.62 0.96 1.54 1.94 2.40 120140 0.19 0.30 0.44 0.70 1.08 1.76 2.20 2.80 140160 0

18、.22 0.34 0.50 0.78 1.22 1.98 2.40 3.10 160180 0.38 0.56 0.86 1.36 2.20 2.70 3.50 1802000.420.600.961.502.403.003.80200225 0.46 0.66 1.06 1.66 2.60 3.30 4.20 225250 0.50 0.72 1.16 1.82 2.90 3.60 4.60 250280 0.56 0.80 1.28 2.00 3.20 4.00 5.10 280315 0.62 0.88 1.40 2.20 3.50 4.40 5.60 315355 0.68 0.98

19、1.56 2.40 3.90 4.90 6.30 355400 0.76 1.10 1.74 2.70 4.40 5.50 7.00 400450 0.85 1.22 1.94 3.00 4.90 6.10 7.80 450500 0.94 1.34 2.20 3.40 5.40 6.70 8.60 注 :1.表中 公差 数 值 用 于基 准 孔 取 (+号 , 用 于基 轴 取 (-号 ;2.表中 公差 数 值 用 于 非配 合孔 取 (+号 , 用 于 非配 合 轴 取 (-号 , 用 于 非配 合长 度 取 ( 号质 量 问 题 原 因 分 析1. 飞 边 1. 注 模 压力 过大2.

20、合模 不 紧3. 模具 分 型 面不 干净4. 塑料 温 度 过高5. 塑件在 分 型 面 上 的 投 影 面 积超 出 机 床 允许 范围6. 模 板弯曲 变 形2.变 形 1. 冷 却 时 间 不 足2. 模具 温 度 过高或 不 匀3. 顶杆 位 置 不 合 理4. 塑件厚度不 匀3.气 泡 1. 原 料中 含 有 水份 或 其 他 易 挥发物2. 塑料 温 度 过高或受 热 时 间过长3. 注 射速 度 过 快4. 注 射 压力 太 小5. 模具 温 度 太 低6. 注 射活塞 退 回 太 早7. 料 筒 内 混 入 空 气4.成 型 不 足 1. 加料量不 足2. 注 射速 度 过

21、慢3. 注 射 压力 太 小4. 模具 温 度 太 低5. 料 筒 及 喷嘴温 度 偏 低6. 塑件在 分 型 面 上 的 投 影 面 积 过大7. 回 料 太多8. 浇 注 系 统截 面 积 小9. 模具 排气 不良10. 注 射活塞 退 回 太 早11. 料 筒喷嘴被 杂 物堵塞5.裂 纹 1. 退 模 斜 度不 够2. 模具 温 度 太 低3. 塑料 冷 却 时 间过长4. 顶 出 装 置 倾斜 或 不 平 衡 5. 顶杆 总 截 面 太 小6. 嵌 件 未 预 热 或 温 度不 够6.凹痕 1. 塑件 壁 厚不 匀 或太 厚2. 加料量不 足3. 料 筒温 度 过高4. 注 射 压力 太 小5. 注 射速 度 过 慢6. 浇 注 系 统截 面 过 小 或 浇 口 位 置 不 合 理7. 注 射 及 保 压 时 间太短质 量 问 题 原 因 分 析7.表面 波 纹 1. 料 筒温 度 太 低2. 注 射速 度 过 慢3. 注 射 压力 太 小4. 模具 温 度 太 低5. 浇 注 系