r4和r5的圆角区别 r5的圆角多大

2023-04-02 13:31:36

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钣金是通讯产品结构设计中最常用的材料。了解材料的综合性能，选择合适的材料，将对产品成本、产品性能、产品质量和加工工艺产生重要影响。

1)选用普通金属材料，减少材料规格的种类，尽可能控制在公司材料手册范围内；

3)在保证零件功能的前提下，尽量选择便宜的材料，降低材料的消耗和成本；

5)除了保证零件功能的前提外，还必须考虑材料的冲压性能要满足加工工艺的要求，以保证加工产品的合理性和质量。

1.1.2.1钢板

冷轧钢板是碳素结构钢冷轧薄板的简称。它由碳素结构钢热轧钢带制成，经进一步冷轧后厚度小于4毫米。由于常温轧制时不产生氧化皮，冷板表面质量好，尺寸精度高，其力学性能和工艺性能优于热轧钢板。常用品牌有低碳钢08F和10#钢，冲裁弯曲性能好。

冷轧钢板连续镀锌，即“电解镀”，是指在镀锌线上，锌在电场的作用下，从锌盐的水溶液中连续沉积到预先准备好的钢带上的过程。由于技术的限制，涂层很薄。

连续热镀锌钢板简称镀锌板或镀锡板。它是一种厚度为0.25 ~ 2.5毫米的冷轧连续热镀锌钢板和钢带，钢带先经过火焰加热的预热炉，烧掉其表面的残油，同时在其表面形成一层氧化铁膜。然后进入含有H2和N2混合气体的还原退火炉，加热到710~920，使氧化铁膜还原成海绵铁。经过表面活化和净化的钢带冷却到略高于熔融锌温度后，进入450。最后用铬酸盐溶液钝化，提高抗白锈性。与镀锌板表面相比，其镀层更厚，主要用于要求耐腐蚀性强的钣金件。

铝锌板上的铝锌合金镀层由55%的铝、43.4%的锌和1.6%的硅组成，在600下凝固形成致密的四元晶体保护层，具有优异的耐腐蚀性能，正常使用寿命可达25年，比镀锌板长3-6倍，与不锈钢相当。镀铝锌板的耐蚀性来源于铝的阻隔保护作用和锌的牺牲保护作用。当锌作为涂层切边、划伤、擦伤的牺牲保护时，铝形成不溶性氧化层，起到屏障保护的作用。

5)不锈钢板

防锈铝3A21是老品牌LF21，是一种铝锰合金，是应用最广泛的防锈铝。这种合金的强度不高(仅高于工业纯铝)，无法通过热处理强化。因此，冷加工常用来改善其机械性能。它在退火状态下具有高塑性，在半冷淬火状态下具有良好的塑性。低塑性、良好的耐腐蚀性和在冷硬化期间良好的可焊性。

硬铝2A06是老品牌LY6，是常用的硬铝品牌。硬铝和超硬铝的强度和硬度都比普通铝合金高，可以作为一些面板材料，但可塑性差，不能弯曲。弯曲会导致外圆角出现裂纹或裂缝。

1.1.2.3铜及铜合金板

铜T2是最常用的纯铜，外观呈紫色，也称为紫铜。它具有高导电性和导热性，良好的耐腐蚀性和

成形性，但强度和硬度比黄铜低得多，价格也是非常昂贵，主要用作导电、导热和耐用消费品腐蚀元件，一般用于电源上需要承载大电流的零件。

1.1.3 材料对钣金加工工艺的影响

1.1.3.1 材料对冲裁加工的影响

1.1.3.2 材料对弯曲加工的影响

1.1.3.3

板材的拉伸，特别是深拉伸，是钣金加工工艺中较难的一种，不仅要求拉伸的深度尽量小，形状尽可能简单、圆滑过渡，还要求材料有较好的塑性，否则，非常容易引起零件整体扭曲变形、局部打皱、甚至拉伸部位拉裂。屈服极限低和板厚方向性系数大，板料的屈强比σs/σb越小，冲压性能就越好，一次变形的极限程度越大。板厚方向性系数>1时，宽度方向上的变形比厚度方向上的变形容易。拉伸圆角R值越大，在拉伸过程中越不容易产生变薄和发生断裂，拉伸性能就越好。常见的拉伸性能较好的材料有：纯铝钣、08Al，ST16、SPCD。

在钣金结构设计中，经常遇到钣金结构件的刚度不能满足要求，结构设计师往往会用高碳钢或不锈钢代替低碳钢，或者用强度硬度较高的硬铝合金代替普通铝合金，期望提高零件的刚度，实际上没有明显的效果。对于同一种基材的材料，通过热处理、合金化能大幅提高材料的强度和硬度，但对刚度的改变很小，提高零件的刚度，只有通过变换材料、改变零件的形状，才能达到一定的效果，不同材料的弹性模量和剪切模量参见表1-2。

1.1.3.5 常用板材的性能比较

1.2 冲孔和落料：

1.2.1.1 数控冲冲孔和落料：

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。

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。)

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》。

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。

1.2.1.3 密孔冲冲孔：

密孔设计注意的问题及要求：

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；

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。

1，孔距较大，两孔的边缘距离大于2t（t为材料厚度）；

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。

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。

1.2.1.4 激光切割：

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。

1.2.1.5 线切割：

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。

1.2.2 冲孔落料的工艺性设计

大批量及中批量生产，零件的材料费用占较大的比重，对材料的充分和有效利用，是钣金生产的一项重要经济指标。所以在不影响使用要求的条件下，结构设计人员设计时，争取采用无废料或少废料的排布方法，如图1-7所示为无废料排布。

1.2.2.2 冲裁件的工艺性

1） 90度直角外圆角系列半径为r2.0，r3.0、r5.0，r10， 2） 135度的斜角的外圆角半径统一为R5.0，：

冲孔优先选用圆形孔，圆孔应按照《钣金模具手册》中规定的系列圆孔选取，这样可以减少圆孔刀具的数量，减少数控冲床换刀时间。

考虑到模具的冲压加工中，采用复合模加工的孔与外形、孔与孔之间的精度较易保证，加工效率较高，而且模具的的维修成本，维修方便，考虑到以上原因，孔与孔之间，孔与外形之间的距离如果能满足复合模的最小壁厚要求，工艺性更好，如图1-11所示：

1.2.2.3 冲裁件的加工精度

1）冲压件的设计尺寸基准尽可能与制造的定位基准相重合，这样可以避免尺寸的制造误差。

3）对于采用多工序在不同模具上分散冲压的零件，要尽可能采用同一个定位基准。

二次切割也叫二次下料，或者补割（工艺性极差，设计时应尽量避免）。二次切割就是拉伸特征对材料有挤料变形现象、折弯变形较大时，加大落料，先成型，再补割孔或外形轮廓，以达到去除预留材料，获得完整正确结构尺寸。

1.3 钣金件的折弯

这两种折弯方式有各自的原理，特点以及适用性。

对于年加工量在5000件以上，零件尺寸不是太大的结构件（一般情况为300X300），加工厂家一般考虑开冲压模具加工。

常用折弯模具，如图1-17所示：为了延长模具的寿命，零件设计时，尽可能采用圆角。

1.3.1.2 台阶的加工处理办法

1.3.2 折弯机折弯

成形基本原理如图1-19所示：

折弯刀的形式如图1-20所示，加工时主要是根据工件的形状需要选用，一般加工厂家的折弯刀形状较多，特别是专业化程度很高的厂家，为了加工各种复杂的折弯，定做很多形状、规格的折弯刀。2）下模一般用V=6t（t为料厚）模。

折弯加工顺序的基本原则：

2）由小到大进行折弯；

4）前工序成型后对后继工序不产生影响或干涉。目前的外协厂见到的折弯形式一般都是如图1-21所示。

钣金折弯时，在折弯处需有折弯半径，折弯半径不宜过大或过小，应适当选择。折弯半径太小容易造成折弯处开裂，折弯半径太大又使折弯易反弹。各种材料不同厚度的优选折弯半径（折弯内半径）见下表1-9

1.3.2.3 折弯回弹

1，材料的力学性能回弹角的大小与材料的的屈服点成正比，与弹性模量E成反比。

2，相对弯曲半径r/t 越大，则表示变形程度越小，回弹角Δα就越大。这是一个比较重要的概念，钣金折弯的圆角，在材料性能允许的情况下，应该尽可能选择小的弯曲半径，有利于提高精度。特别是注意应该尽可能避免设计大圆弧，如图1-23所示，这样的大圆弧对生产和质量控制有较大的难度：

L形折弯的折弯时的起始状态如图1-24所示:

注：1、最小折弯高度包含一个料厚。

3、当零件材料为铝板和不锈钢板时，最小折弯高度会有较小的变化，铝板会变小一点，不锈钢会大一点，参考上表即可。

Z形折弯的折弯时的起始状态如图1-26所示：

1.3.2.6 折弯时的干涉现象

钣金折弯的干涉问题，不涉及到太多的技术，只要了解一下折弯模的形状和尺寸，在结构设计时注意避开折弯模就可以了。图1-28为常见的几种折弯刀的截面形状，在新修订的《钣金模具手册》都有介绍，并且在intralink库里也有对应的刀具实体，在设计没有把握的情况下，可以按照上图的原理，直接用刀具进行装配干涉检验。

1.3.2.7 孔、长圆孔离折弯边最小距离

如图1-31所示长圆孔离折线太近，折弯时料无法带起，产生孔形状变形；因此，孔边与折弯线要求大于最小孔边距按表1-14，折弯半径参考表1-9折弯半径。

1.3.2.8 孔靠近折弯时的特殊加工处理

1.3.2.9 弯曲件的工艺孔、工艺槽和工艺缺口

d－工艺孔的直径，d≥t；K－工艺缺口的宽度，K≥t。

1-34中图b较图a折弯更合理。

1.3.2.10 90度方向的折弯搭碰的间隙规定：

1.3.2.11 突变位置的折弯

1.3.2.12 一次压死边

图中的最小折弯边尺寸L按照1.3.2.2中描述的一次折弯边的最小折弯边尺寸加0.5t(t为材料厚度)。压死边一般适用于板材为不锈钢、镀锌板、覆铝锌板等。电镀件不宜采用，因为压死边的地方会有夹酸液的现象。

180度折弯的方法：如图1-39所示，先用30度折弯刀将板才折成30度，再将折

图中的最小折弯边尺寸L按照1.3.2.2中描述的一次折弯边的最小折弯边尺寸加t(t为材料厚度)，高度H应该选择常用的板材，0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0，一般这个高度不宜选择更高的尺寸。

如图1-40所示，先折形，再折死边。设计时注意各部分尺寸，保证各加工步骤满足最小折弯尺寸，避免不必要的后期加工。

1.4 钣金件上的螺母、螺钉的结构形式

铆接螺母常见的形式有压铆螺母柱、压铆螺母、涨铆螺母、拉铆螺母、浮动压铆螺母

压铆就是指在铆接过程中，在外界压力下，压铆件使基体材料发生塑性变形，而挤入铆装螺钉、螺母结构中特设的预制槽内，从而实现两个零件的可靠连接的方式，压铆的非标螺母有两种，一种是压铆螺母柱，一种是压铆螺母。采用此种铆接形式实现与基材的连接的，此种铆接形式通常要求铆接零件的硬度要大于基材的硬度。普通低碳钢、铝合金板、铜板板材适合于压接压铆螺母柱，对于不锈钢和高碳钢板材因为材质较硬，需要特制的高强度的压铆螺母柱，不仅价格很高，而且压接困难，压接不牢靠，压接后容易脱落，厂家为了保证可靠性，常常需要在螺母柱的侧面加焊一下，工艺性不好，因此，有压铆螺母柱和压铆螺母的钣金零件尽可能不采用不锈钢。包括压铆螺钉、压铆螺母也是这种情况，不合适在不锈钢板材上使用。

1.4.1.2 压铆螺母

1.4.1.3 涨铆螺母

1.4.1.4 拉铆螺母

1.4.1.5 浮动压铆螺母

1.4.1.6 涨铆螺母或压铆螺母到边距离

1.4.1.7 影响铆接质量的因素

1）基材性能。基材硬度适当时，铆接质量较好，铆接件的受力较好。

3）铆接方式。在上一节中已经有所介绍。

1）不要在铝板阳极氧化或表面处理之前安装钢或不锈钢铆装紧固件。2）同一直线上压铆过多，被挤压的材料没有地方可流动，会产生很大的应力，使工件弯曲成弧形

4）M5、M6、M8、M10的螺母一般要点焊，太大的螺母一般要求强度较大，可采用弧焊，M4（含M4）以下尽量选用涨铆螺母，如是电镀件，可选用未电镀的涨铆螺母。

1.4.2 凸焊螺母

1.4.3 翻孔攻丝