钣金件结构设计工艺手册

发布日期:[10-03-31 20:10:25] 浏览人次:[]

重。对于脆性材料,在冲裁后易产生撕裂现象,特别是宽度很小的情况下,容易产生撕裂。

材料对弯曲加工的影响

需要弯曲成形的板材,应有足够的塑性、较低的屈服极限。塑性高的板材,弯曲时不易开裂,较低屈服极限和较低弹性模量的板料,弯曲后回弹变形小,容易得到尺寸准确的的弯曲形状。含碳量<0.2%的低碳钢、黄铜和铝等塑性好的材料容易弯曲成形;脆性较大的的材料,如磷青铜(QSn6.5~2.5)、弹簧钢(65Mn)、硬铝、超硬铝等,弯曲时必须具有较大的相对弯曲半径(r/t),否则在弯曲过程中易发生开裂。特别要注意材料的硬软状态的选择,对弯曲性能有很大的影响,很多脆性材料,折弯会造成外圆角开裂甚至折弯断裂,还有一些含碳量较高的钢板,如果选择硬质状态,折弯也会造成外圆角开裂甚至折弯断裂,这些都应该尽量避免。

材料对拉伸加工的影响

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。

材料对刚度的影响

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。

表1-2 常见材料的弹性模量和剪切模量

名称

弹性模量E

GPa

切变模量G

GPa

名称

弹性模量E

GPa

切变模量G

GPa

灰铸铁

118~126

44.3

轧制锌

82

31.4

球墨铸铁

173

 

16

6.8

碳钢、

镍铬钢

206

79.4

玻璃

55

1.96

铸钢

202

 

有机玻璃

2.35~29.4

 

轧制纯铜

108

39.2

橡胶

0.0078

 

冷拔纯铜

127

48

电木

1.96~2.94

0.69~2.06

轧制磷锡青铜

113

41.2

夹布酚醛塑料

3.95~8.83

 

冷拔黄铜

89~97

34.3~36.3

赛璐珞

1.71~1.89

0.69~0.98

轧制锰青铜

108

39.2

尼龙1010

1.07

 

轧制铝

68

25.5~26.5

硬四氯乙烯

3.14~3.92

 

拔制铝线

69

 

聚四氯乙烯

1.14~1.42

 

铸铝青铜

103

11.1

低压聚乙烯

0.54~0.75

 

铸锡青铜

103

 

高压聚乙烯

0.147~0.24

 

硬铝合金

70

26.5

混凝土

13.73~39.2

4.9~15.69

常用板材的性能比较

表1-3  几种常用板材的性能比较

材料

价格系数

搭接电阻(mΩ)

数控冲床加工性能

激光加工性能

折弯性能

涨铆螺母工艺性

压铆螺母工艺性

表面喷涂

切口防护性能。

冷軋钢板鍍藍鋅

1.0

 

一般

较好

冷軋钢板鍍彩鋅

1.2

27

一般

连续电镀锌钢板

1.7

26

一般

最差

热镀锌钢板

1.3

26

一般

较差

覆铝锌板

1.4

23

一般

不銹钢

6.5

60

一般

很差

防锈鋁板

2.9

46

一般

极差

一般

硬铝、超硬铝板

3.0

46

一般

极差

极差

一般

T2铜板

5.6

 

极差

一般

黄铜板

5.0

 

极差

一般

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