板金件和塑料件設計的工藝準則

1、 圖 第四章 板金件和塑料件的制造工藝性在設計產(chǎn)品零件時, 必須考慮到容易制造的問題。 盡量想一些方法既能使加 工容易,又能使材料節(jié)約,還能使強度增加,又不出廢品。為此設計人員應該注 意以下制造方面事項。第一節(jié) 板金件的工藝性4.1 板金件的工藝性是指零件在沖切、彎曲、拉伸加工中的難易程度。良好的工藝應保證材料消耗少,工 序數(shù)目 少, 模具結(jié)構(gòu) 簡 單 ,使 用壽命高 ,產(chǎn)品 質(zhì) 量 穩(wěn)定 。在一 般情況 下, 對 板金件工藝性 影響 最 大 的是材料的性能、零件 的 幾何形狀 、 尺寸 和 精 度 要求 。沖切件的 形狀 應盡量簡 單 ,盡量 避免 沖切件 上 的 過長 的 懸臂狹槽 。 如

2、 4.1-1圖 : 對 一 般鋼 A 1.5t對合 金 鋼 A 2t對黃銅 、 鋁 A 1.2t t 材料厚度。如 4。 1 2b 圖, 稍稍更改 設計, 就會得 到 更多 的零件, 將大大 節(jié)約材料。免 頭 。最小沖 孔直徑及 最小 邊長見 4.1 2表。 4.1 2表t 材料厚度沖切 缺口 應盡量 避免尖角 , 如 4.1 3a 圖 所示 。 尖角形式 容易 減短模具 使 用壽命 , 且尖角 處 容易產(chǎn) 生 裂 紋 。應 改 為 如 4.1 3b 圖 所示 。 R 0.5t(t 材料厚度 4.1 3a 圖 4.1 3b 圖板件彎曲時, 若 彎曲 處 的 圓 角過 小, 則 外 表面容易產(chǎn)

3、生 裂 紋 。 若 彎曲 圓 角過 大 , 因 受 到 回彈 的 影響 ,彎曲件的 精 度不易保證。為此 規(guī) 定 最小彎曲 半 徑 。 見 4.1 5圖 4.1 6圖 弧不 允許 , 可 設一工藝 定 位 孔 。 如 圖 4.1 8圖。 4.1 8圖 4.1 9圖 B 與蓋 板厚度 (t 相等4.1 10a 圖 4.1 10b 圖 4.1 11圖 a 1.5t(t 材料厚度 工藝 孔 兩 邊 折 彎 增加 幅寬 4.1 14圖 若象 a 圖 那樣 彎曲 線 和 階梯線 一 致 , 有 時 會 在 根部開 裂 變 形 。 所 以使彎曲 線 讓開階梯線 如 圖 b , 或 設計切 口如 c 、 d

4、 那樣 。 r 2t n=r m 2t k 1.5t L t+R+k/24.1 17圖 b. 拉 深 件 各 部 分 尺寸 比例 要 恰 當 ,盡量 避免 設計 寬凸 緣 和 深 度 大 的拉 深 件。 (D 凸 3d , h 2d 因 為 這類 零件 要 較 多 的拉 深 次 數(shù) 。c. 拉 深 件的 圓 角 半 徑要合適 , 圓 角 半 徑 盡量 取 大 些,以 利于 成 型 和 減 少拉 深 次 數(shù) 。 4.1 20圖 當搭接 在一 道 工 序 中 用 沖切法制 成 90的彎 邊 時, 選 材 要 注意材 質(zhì) 不 宜 太 硬 , 否則 易在 直角 彎 折處 破 裂 。應在彎 邊 位 置

5、設計工藝切 口 , 防止折 角 處 破 裂 。 A 3 A-B 0.5 L t+R+K/2 K 2t4.1 21a 圖 4.1 21b 圖4.1 5表4.1 6表 L R 1R 2R 3H B 筋 間 距12 6 9 5 3 16 6015 7 12 6 4 20 70(B 參 考 值 4.1 22圖 公差 是 影響 產(chǎn)品 質(zhì) 量和 價格 的 重 要 因 素之 一。 在制造零件的時 候 , 經(jīng)驗告訴 我們 , 無論投入 多 少 成 本 和時 間 , 完全按 圖 紙 上 標 注的 尺寸 準確 地 加工出 來 幾 乎 是不 可 能的。 產(chǎn)品設計 無論從 性能 上 還是 經(jīng)濟 上 都 要 滿 足 用

6、 戶 的 需 要 。 從企業(yè)本 身 來 說 , 也 必須保 持正常 的 利潤 。 為此 公差 必須 由 產(chǎn)品的性能和 經(jīng)濟 兩 方面 來決 定 。 所 以設計 要 充分掌握公差 的 原則 。圓 孔 (H12 長 度 L(JS12 基本 尺寸 下 偏差 上 偏差極 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圖 4.1 24圖 4.1 25圖4.1 11表 彎 邊高 度 h 10 1018 1830 3050 50120 120250 250 1 0.18 0.215 0.26 0.31 0.435 0.57 0.65 極限偏差材料厚度12 0.21

8、5 0.26 0.31 0.435 0.57 0.65 0.77 注 :彎曲 邊長 L 直 線 尺寸 公差按 4.1 10表 規(guī) 定 。4.1 12表 角短邊 的 長 度L非配 合角度 偏差a最小 角度 差a角短邊 的 長 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圖 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極 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 邊長 L 直 線 尺寸 公差按 4.1 10表 規(guī) 定 。4.1 15表材料厚度 t 試 模 批 量 生 產(chǎn)0.35 0.015 0.050.51.2 0.03 0.11.52.5 0.05 0.1534 0.06 0.18第二節(jié) 注塑件的工藝性4.2 注塑件設計的一般原則 :a.充分 考慮塑料件的 成 型 工藝性 , 如 流動 性 :b.塑料件的 形狀 在保證使 用要求 的 前 提 下 , 應 有 利于充 模 , 排氣 , 補 縮 , 同 時 能 適 應 高 效 冷 卻 硬 化 ;c.塑料設計應考慮 成 型模具 的 總體 結(jié)構(gòu) , 特別 是 抽芯 與 脫 出制品的 復雜 程度

11、 , 同 時應 充分 考慮到 模具 零件的 形狀及 制造工藝 , 以 便 使制品 具有 較 好的 經(jīng) 濟 性 ;d.塑料件設計 主 要 內(nèi) 容是零件的 形狀 、 尺寸 、 壁 厚、 孔 、 圓 角 、加強 筋 、 螺4.2-1 圖 紋 、 嵌 件、表面 粗糙 度的設計。塑料件 壁 厚設計 與 零件 尺寸大 小、 幾何形狀 和塑料性 質(zhì)有 關(guān) 。塑料件 相 鄰 兩 壁 厚應盡量 相等 , 若 需 要有 差 別 時, 相 鄰 的 壁 厚 比 應 滿 足 以下 要求:t :t1 1.5 2造 成 塑 少。 R =0.5tR 1=1.5t 零件 內(nèi)外 表面的 拐 角 處 設計 圓 角 時 , 應保證零

12、件 壁 厚 均勻 一 致 ,圖中以 R 為內(nèi)圓 角 半 徑 , R 1為 外圓 角 半 徑 , t 為零件的 壁 厚 .為 了確 保零件的強度和 剛 度, 而 又不使零件的 壁 厚 過大 , 避免 零件 變 形 , 可 在零件的 適 當部位 設 置 加強 筋 。3a 1a 0.25a =2 4當 a 2mm 時, 可 選 擇 a=b。設計加強 筋 時, 減 少 支承 面 積 , 達 到 平 直要求 。 4.2-9圖 孔 的 周壁 厚 會影響 到 孔 壁 的強度。 孔口 與 塑件 邊 緣 間 距離 a 不應小 于 孔徑 ,并 不小 于 零件 壁 厚 t 的 0.25倍 。 孔口間 的距離 b 不

13、 宜 小 于 孔徑 0.75倍 , 并 不小 于 3mm 。其 尺寸 可 參 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 玻璃纖維 塑 壓 件 d(min 0.50.811.5內(nèi) 螺 紋 直徑 不能小 于 2mm, 外 螺 紋 直徑 不能小 于 4mm. 螺 距不小 與 0.5mm. 螺 紋的 擰 合長 度一 般 不 大 于螺 紋 直徑 的 1.5倍 , 為 了防止 塑料 螺 紋 的第一 扣牙崩 裂 , 并 保證 擰 入 , 必須在 螺 紋 的 始 端 和 末 端 留有 0.20.8mm 的 圓

14、柱 形 . 并 注意 :塑料 件 螺 紋 不能 有 退刀 槽 , 否則 無 法 脫 模 。 4.2-12 圖 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 屬嵌 件 . 它 的 優(yōu)點 是 提 高 塑料制品的 機 械 強度、 磨 損壽命 、 尺 寸 的 穩(wěn)定 性和 精 度 。表 4.2-4嵌 件 直徑 D 4 48 812 1216 16 最小 壁 厚 t 1.5 2 3 4 5直徑 D 18 1850 5080 80120 181850508080120 齒 距 t 1.21.5 1.52.5

15、2.53.5 3.54.5 4R 半 徑 R 0.20.3 0.30.5 0.50.7 0.71 0.310.541.5526齒 高 h 0.86t0.8R 注 : 1. 2. 一 般情況 應 選 用 a 圖 結(jié)構(gòu) , 特殊 情況 可 選 b 圖 結(jié)構(gòu) ;表 4.2-6螺 紋規(guī) 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 級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 數(shù) 值 用 于基 準 孔 取 (+號 , 用 于基 軸 取 (-號 ;2.表中 公差 數(shù) 值 用 于 非配 合孔 取 (+號 , 用 于 非配 合 軸 取 (-號 , 用 于 非配 合長 度 取 ( 號質(zhì) 量 問 題 原 因 分 析1. 飛 邊 1. 注 模 壓力 過大2.

20、合模 不 緊3. 模具 分 型 面不 干凈4. 塑料 溫 度 過高5. 塑件在 分 型 面 上 的 投 影 面 積超 出 機 床 允許 范圍6. 模 板彎曲 變 形2.變 形 1. 冷 卻 時 間 不 足2. 模具 溫 度 過高或 不 勻3. 頂桿 位 置 不 合 理4. 塑件厚度不 勻3.氣 泡 1. 原 料中 含 有 水份 或 其 他 易 揮發(fā)物2. 塑料 溫 度 過高或受 熱 時 間過長3. 注 射速 度 過 快4. 注 射 壓力 太 小5. 模具 溫 度 太 低6. 注 射活塞 退 回 太 早7. 料 筒 內(nèi) 混 入 空 氣4.成 型 不 足 1. 加料量不 足2. 注 射速 度 過

21、慢3. 注 射 壓力 太 小4. 模具 溫 度 太 低5. 料 筒 及 噴嘴溫 度 偏 低6. 塑件在 分 型 面 上 的 投 影 面 積 過大7. 回 料 太多8. 澆 注 系 統(tǒng)截 面 積 小9. 模具 排氣 不良10. 注 射活塞 退 回 太 早11. 料 筒噴嘴被 雜 物堵塞5.裂 紋 1. 退 模 斜 度不 夠2. 模具 溫 度 太 低3. 塑料 冷 卻 時 間過長4. 頂 出 裝 置 傾斜 或 不 平 衡 5. 頂桿 總 截 面 太 小6. 嵌 件 未 預 熱 或 溫 度不 夠6.凹痕 1. 塑件 壁 厚不 勻 或太 厚2. 加料量不 足3. 料 筒溫 度 過高4. 注 射 壓力 太 小5. 注 射速 度 過 慢6. 澆 注 系 統(tǒng)截 面 過 小 或 澆 口 位 置 不 合 理7. 注 射 及 保 壓 時 間太短質(zhì) 量 問 題 原 因 分 析7.表面 波 紋 1. 料 筒溫 度 太 低2. 注 射速 度 過 慢3. 注 射 壓力 太 小4. 模具 溫 度 太 低5. 澆 注 系