emc易倍金工实习钣金加工工艺附具体实例金 工 实 习 钣 金 加 工 1钣金加工简介 1.1钣金介绍 钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义，根据国外某专业期刊上的一则定义可 以将其定义为：钣金是针对金属薄板（通常在 6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括 剪emc易倍官网登录入口、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。其显着的特征就 是同一零件厚度一致，其中包括钢板、镀锌（锡）钢板、高张力钢板、烤漆钢板、铝 板、铜板及不锈钢板等。 钣金的应用范围非常广泛， 包括办公家具、运动器材、 厨具、箱柜、计算机机壳、 电器产品、车辆、飞机、船舶、钢建筑及工作母机外壳等。 1.2钣金加工工艺 钣金作业是利用手工工具或机器，将金属塑性变形加工成所需的形状及大小，并 配合机械式结合（如铆钉、螺栓、胀缩、压接及接缝等）或冶金式结合（如气焊、铜 焊、手工电焊、C02焊接及氩弧焊等）的方式，将其连接组合成一体的金属加工方法。 按钣金件的基本加工方式分类，主要有下料、折弯、拉伸、成型、焊接。 对于任何一个钣金件来说，它都有一定的加工过程，也就是所谓的工艺流程?不同 结构的钣金件，工艺流程可能也各不相同，一般钣金件按以下流程： 客户订单 准备图纸 绘制展开图（数控编程）「?下料（数冲） 普 冲 折弯 压铆 焊接 2 钣金工程识图基本知识 2.1 机械制图简介 钣金加工工程图也属于机械制图的范畴，机械制图是用图样确切表示机械的结构 形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科。图样由图形、符号、文字和数字等组 成，是表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件，常被称为工程界的语言。 在机械制图标准中规定的项目有：图纸幅面及格式、比例、字体和图线等。在图 纸幅面及格式中规定了图纸标准幅面的大小和图纸中图框的相应尺寸。比例是指图样 中的尺寸长度与机件实际尺寸的比例，除允许用 1:1 的比例绘图外，只允许用标准中 规定的缩小比例和放例绘图。在中国，规定汉字必须按长仿宋体书写，字母和数 字按规定的结构书写。图线规定有八种规格，如用于绘制可见轮廓线的粗实线、用于 绘制不可见轮廓线的虚线、用于绘制轴线和对称中心线的细点划线、用于绘制尺寸线 和剖面线的细实线等。 机械图样主要有零件图和装配图，零件图表达零件的形状、大小以及制造和检验 零件的技术要求；装配图表达机械中所属各零件与部件间的装配关系和工作原理；表 达零件结构形状的图形，常用的有视图、剖视图和剖面图等。 视图是按正投影法即零件向投影面投影得到的图形。按投影方向和相应投影面的 位置不同， 视图分为主视图、 俯视图和左视图等。 视图主要用于表达机件的外部形状。 图中看不见的轮廓线用虚线表示。零件向投影面投影时，观察者、机件与投影面三者 间有两种相对位置。机件位于投影面与观察者之间时称为第一角投影法。投影面位于 机件与观察者之间时称为第三角投影法。 两种投影法都能同样完善地表达机件的形状。 中国国家标准规定采用第一角投影法。 2.2 三视图简介 三视图是观测者从三个不同位置观察同一个空间几何体而画出的图形。 将人的视线规定为平行投影线，然后正对着物体看过去，将所见物体的轮廓用正 投影法绘制出来该图形称为视图。一个物体有六个视图：从物体的前面向后面投射所 得的视图称主视图——能反映物体的前面形状，从物体的上面向下面投射所得的视图 称俯视图——能反映物体的上面形状，从物体的左面向右面投射所得的视图称左视图 ——能反映物体的左面形状，还有三个视图不是很常用。三视图就是主视图、俯 视图、左视图的总称。 一个视图只能反映物体的一个方位的形状，不能完整反映物体的结构形状。三视 图是从三个不同方向对同一个物体进行投射的结果，另外还有如剖面图、半剖面图等 做为辅助，基本能完整的表达物体的结构。 三视图的投影规则是： 主视、俯视 长对正 主视、左视 高平齐 左视、俯视宽相等 2.3识图方法 拿到一张三视图，如何看懂它的空间形状呢？这是一个由平面到空间的过程，钣 金图纸相对来说是比较简单的， 这里介绍一种看图的基本方法一 -形体分析法。所谓形 体分析法，就是分析物体是由哪些基本形状组合而成的，逐一找出每个基本形体的投 影，想清楚它们的空间形状，再根据基本形体的组合方式和各形体之间的相对位置， 相像出整体的空间形状。 三视图是采用正投影原理画出来的， 每一个视图只能表达物体的一个方向的形状， 而不能反映物体的全部，所以看图的时候必须几个视图联系起来看。对于一些形状比 较复杂的物体，只采用三个视图都还不能清楚的表达出物体的形状，这就需要借助其 它面的投影视图：右视图、仰视图、后视图，及辅助视图：如剖视图、剖面图、局部 放大图等。 2.4第三角投影法简介 谓一的投影湖于id三视图有两种画法：第三角投影法和第一角投影法，这两种投影 法均符合ISO 谓一的投影湖于id 两种投影法的不同之处： 第一角投影法是将物体放在投影面与观察者之间 第三角投影法是将投影面放在物体与观察者之间 所以两种投影法所得的视图，在表示物体前后位置关系上是相反的： 第一角视图：左视图放右边，右视图放左边，俯视图放下面，依此类推; 第三角视图：左视图放左边，右视图放右边，俯视图放上面，依此类推; 在国际标准中，为区别两种画法，规定了两种画法的标记符号，如右图 3钣金展开计算 3.1展开计算原理: 板料在弯曲过程中外层受到拉应力，内层受到压应力，从拉到压之间有一既不受 拉力又不受压力的过渡层---中性层，中性层在弯曲过程中的长度和弯曲前一样， 保持 不变，所以中性层是计算弯曲件展开长度的基准。中性层位置与变形程度有关，当弯 曲半径较大，折弯角度较小时，变形程度较小，中性层位置靠近板料厚度的中心处 ， 当弯曲半径变小，折弯角度增大时，变形程度随之增大，中性层位置逐渐向弯曲中心 的内侧移动。 3.2计算方法 钣金展开的计算方法有很多， 现介绍比较简单实用的折弯扣除法来计算展开尺寸。 展开的基本公式：展开长度二料外+料外-展开系数（K值） 折弯类型 示意图 计算公式 直角折弯 展开尺寸=A+B-K 非直角折弯 展开尺寸=A+B-（ K 圆弧折弯 （R/T5） 展开尺寸 =(A-R-T)+(B-R-T)+3.14* R+0.5 T)/180 ° 压死边 展开尺寸=A+B-0.43T 直边段差 （Z折） 当H± 5T时，分两次成型，按两 次直角折弯计算； 当 Hv 5T 时，一次成型，L=A+B+K （K值查3.2.4表参考数值） 斜边段差 （Z折） 当 Hv 2T 时， 当 w 70 ° L=A+B+C+0.2 当〉70 ° L=A+B+K （K值查3.2.4表参考数值， 即按直边段差展开） 当H± 2T时，分两次成型，按两  次非直角折弯计算； 表3-1钢板展开系数表（单位:mm） 板厚T 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 K （冷板） 1.5 1.8 2.1 2.6 3.4 4.5 5.4 K （不锈钢） 1.4 1.9 2.3 2.87 3.75 表3-2铝板展开系数表（单位:mm） 板厚T 0.5 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 K 0.8 1.5 1.7 2.3 3.2 4.0 5.0 表3-3铜板展开系数表（单位:mm） 板厚T 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 8.0 10.0 K 1.8 2.6 3.5 4.4 4.8 6.5 8.0 9.5 12.5 16 表3-4直边段差展开系数表（单位:mm） 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 1.6 2.0 3.2 0.5 0.1 0.8 0.2 0.1 0.1 1.0 0.5 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 1.5 1.0 0.7 0.5 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2 2.0 r 1.5 1.2 1.0 0.8 0.5 0.4 0.4 0.3 2.5 2.0 1.7 1.5 1.3 1.0 0.9 0.5 0.4 3.0 2.5 2.2 2.0 1.8 1.5 1.4 1.0 0.5 3.5 2.7 2.5 2.3 2.0 1.9 1.5 0.6 4.0 3.2 3.0 2.8 2.5 2.4 2.0 : 0.8 4.5 3.7 3.5 3.3 3.0 2.9 2.5 1.3 5.0 4.0 3.8 3.5 3.4 3.0 1.8 3.3展开计算常用数学知识 3.3.1尺寸单位 中国采用国际的米制单位，换算关系为： 1 米（m =100 厘米（cm） 1 厘米（cm）=10 毫米（mrj） 1毫米（mm =1000微米（卩m） 在英美等国使用英制长度单位，其进位关系是： 1码=3英尺 1 英尺（1 ） =12 英寸（12〃） 英寸与毫米的换算关系：1英寸（1〃）=25.4mm 332常用计算公式 勾股弦定理 c2=a2+b2 a=VC - b2 b=V(2 - a2 c= a + b2 弓形尺寸计算 L=0.017453* R R=57.296*L/ 57.296*L/ R c=2H(2R- H) H=R丄 V 4R- C2 2 直角三角函数计算公式 正弦：sinA=a/c 余弦：cosA=b/c 正切：tanA=a/b 余切：cotA=b/a 4 常用钣金材料介绍 4.1 常用板材介绍 冷轧普通薄钢板， 冷轧普通薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，简称：冷板，它是由普通碳素 结构钢热轧钢板经过进一步冷轧制成厚度小于 4mm的钢板，由于在常温下轧制，不产 生氧化皮，因此，表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性 能良好，是钣金加工最常用的一种金属材料。 常用牌号：国标 GB（ Q195、Q215、Q235、 Q275） 连续电镀锌薄钢板 连续电镀锌薄钢板俗称电解板，是指在电镀锌作业线上在电场作用下，锌从锌盐 的水深液中沉积到预先准备好的冷板表面上，钢板表面就会产生一层镀锌层，使钢板 具有良好的耐腐蚀性。 牌号：国标 GB（DX1、 DX2、DX3、DX4） 连续热镀锌薄钢板 连续热镀锌薄钢板，一般简称镀锌板或白铁片，钢板表面美观，有块状或树叶状 镀结晶花纹，且镀层牢固，有优良的耐大气腐蚀性能，同时，钢板还有良好的焊接性 能和冷加工成型性能，与电镀锌板表面相比，其镀层较厚，主要用于要求耐腐蚀性较 强的钣金件。 牌号：国标 GB（Zn100-PT、Zn200-SC、 Zn275-JY） 不锈钢板 不锈钢板是一种耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质 腐蚀的钢。又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢， 而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。 不锈钢通常按基体组织分为： 1、 铁素体不锈钢。含铬 12%?30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提 高 ， 耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。 2、 奥氏体不锈钢。含铬大于 18%，还含有 8 %左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。 综合性能好，可耐多种介质腐蚀。 3、 奥氏体 - 铁素体双相不锈钢。 兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点， 并具有超塑性。 4、 马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。 需要注意的是：不锈钢板的强度较高，对数控冲床的刀具磨损较大，一般不合适 数冲加工。 牌号：不锈钢的种类有很多emc易倍官网登录入口， 钣金加工常用的是一种奥氏体不锈钢 （ 1 Cr1 8Ni9Ti ） 铝板 铝是一种银白色的轻金属， 具有良好的导热性、 导电性和延展性。 纯铝强度很低， 无法作为结构材料使用，钣金加工一般用到的是铝合金板，根据合金元素含量不同， 铝板可以分为 8 个系列，分别为 1000 系列、 2000 系列 ?8000 系列，常用的有 2000 系列， 3000 系列和 5000 系列。 2000 系列是一种铜铝合金，特点是硬度较高，又称硬 铝；可用作各种中等强度的零件和构件， 3000系列是一种锰铝合金，防锈性能较好， 所以又称防锈铝； 5000 系列是一种镁铝合金，主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸 率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列emc易倍官网登录入口。 常用牌号的有：3A21（老牌号LF21）、5A02（老牌号LF2）、2A06（老牌号LY6） 4.1.6紫铜板 紫铜是纯铜的俗称，外观呈紫色，具有优良的导电性、导热性、延展性和耐蚀性， 但价格昂贵，主要用作导电、导热材料，一般用于电源上需要承载大电流的零件，紫 铜的强度低，一般不能做结构件。 牌号：T1、T2、T3 4.1.7黄铜板 黄铜是一种铜锌合金，具有较高的强度和优良的冷、热加工性，但易产生腐蚀破 裂，价格相对便宜，应用广泛。 常用牌号：H59、H62、H70 4.2常用板材重量的计算 基本计算公式：材料重量 =长（m *宽（m *料厚（mm *材料密度 材料名 称 钢板 不锈钢 板 铝板 紫铜板 黄铜 板 密度 7.85 7.93 2.71 8.89 & 5 4.3常用紧固件资料 紧固件为将两个或两个以上零件（或构件）紧固连接成为一件整体时所采用的一 类机械零件的总称。常用紧固件包括：螺栓、螺柱、螺钉、螺母、垫圈、销等。 4.3.1螺纹加工 普通螺纹的表示： 粗牙普通螺纹用字母“ M及公称直径表示，如公称直径为 24mm勺粗牙普通螺纹 的代号为M24 细牙普通螺纹用字母“ M及公称直径*螺距表示，如M24*1.5。 攻螺纹前钻底孔直径尺寸计算公式：底孔直径 =螺纹外径-螺距 也可按下表直接查出： 表4-1 螺纹规格 M2 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 底孔直径 ①1.6 ①2.4 ①3.3 ①4.2 ①5 ①6.8 ①8.5 ①10 ①12 4.3.2 螺钉沉头孔的结构尺寸 表4-2 螺钉沉头孔的尺寸 d1 M2 M2.5 M3 M4 M5 d2 ①2.2 ①2.8 ①3.5 ①4.5 ①5.5 D ①4.0 ①5.0 ①6.0 ①8.0 ①9.5 h 1.2 1.5 1.65 2.7 2.7  优选最小板厚 1.2 1.5 1.5 2.0 2.0 a 90° 433铆螺钉，铆螺母，铆松不脱螺钉 其工作原理是，先在工件上预加工相应大小的孔，然后通过冲床或压铆机等设备 施加压力，使铆螺母、铆螺钉的齿边挤入板内，导致孔的的周边产生塑性变形，变形 物被挤入导向槽，从而产生锁紧的效果。 表4-3常用铆螺钉、铆螺母及焊接螺母底孔加工 尺寸查询表 规格 种类 、、、 M2.5 M3 M4 M5 M6 M8 M10 压铆螺母柱 ①5.4 ①6.1 ①7.2 通孔①8 盲孔①8.5 压铆螺钉 ①2.5 ①3 ①4 ①5 ①6 ①8 涨铆螺母 ①5 ①6 ①8 ①9 ①11 ①14 松不脱螺钉 ①5.8 ①6.4 ①8 ①9.5 焊接螺母 ①5 ①6 ①7 ①9 5主要工艺介绍 5.1放样与下料 放样就是我们根据设计图纸中的产品的形状和尺寸进行几何展开并计算出下料尺寸。产品的几何展开，主要有以下几种常用类型： （1）多而体的展开：把各个面的投影 呈水平或垂直展开。（2）圆柱体的展开：用素线将平行的柱形几何形体表面展开。 （3） 圆锥体的展开：主要区分正网锥展开和正圆锥斜截展开。 （4）三角形法展开：将几何形 体表面划分出依次相连的三角形。（5）天圆地方类的展开：一般采用三角形求实长的方 法。（6）封头接管的展开：通过平行线法与变换投影面法共同应用进行展开。 （7）球罐 的分辨展开：根据球的大小有分块展开和分带展开。 下料就是通过产品几何展开后，根据相应的计算公式的计算，把下料尺寸计算出 来，即可进行下料 T序。要注意的是：影响下料的因素有壁厚处理、气割间隙、剪切 硬化层、成形方法与成形中的变形程度、焊接变形、焊缝分布、材料利用率等各种因 素?都要认真对待。下料顺序应当遵循先大后小、合理排料、套裁下料的节约原则。 下料工艺主要有以下几种形式： （1）剪板机下料，适用于薄钢板下料 （基本厚度I 一 5mm。⑵ 氧气切割下料，适用于厚钢板下料 （基本厚度10mm以上 ）。 （3）等离子切 割机下料，适用于不锈钢和有色金属下料。 （4）高压水切割机床下料，适用于不锈钢、 钛合金等对热敏感的材料。（5）线切割机床下料，适用于制作模具及批量要求精度高的 材料。（6）冲床下料，适用于薄钢板大批最成型产品的下料。 正确选择下料工艺可以提 高工作效率，降低生产成本，节省材料，缩短生产周期。 下料根据加工方式的不同，可分为普冲、数冲、剪床开料、激光切割、风割，由于加工方法的不同，下料的加工工艺性也有所不同。 钣金下料方式主要为数冲和激光 切割。 数冲是用数控冲床加工，板材厚度加工范围为：冷扎板、热扎板小于或等于3.0mm, 铝板小于或等于4.0mm,不锈钢小于或等于 2.0mm 5.1.1冲孔最小尺寸要求 由于受到冲孔凸模强度限制，孔径不能过小，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5-1冲孔形状示例 具体参数参考表5-1。 表5-1冲孔最小尺寸列表 材料 圆 冲孔的最小直径或最小边长（t为材料厚度） 孔D （D为直径） 方孔L（L为边 长） 腰圆孔、矩形孔b （b为最小边长） 高、中碳钢 1.3t 1.2t 1t 低碳钢及 1t 0. 8t 0.8t  黄铜 铝、锌 0.8t 0.6t 0.6t 5.1.2冲孔最小孔距 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，其值见 图 5-2。 图5-2 冲裁件的孔与孔、孔与边缘之间的距离 5.1.3冲孔搭边要求 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，但孔 与孔之间，孔与外形之间的距离必须要能满足复合模的最小壁厚要求， 如图5-3所示: 图5-3 冲裁件的搭边要求 表5-2 复合模加工冲裁件的搭边最小尺寸 t (0.8 以 下) t (0.8~1.59 ) t (1.59~3.1 8) t (3.2 以 上) D1 3mm 2t D2 3mm 2t D3 1.6mm 2t 2.5t D4 1.6mm 2t 2.5t 5.1.4先冲孔后折弯 先冲孔后折弯，为保证孔不变形，孔与弯边的最小距离，见图 5-4。 公式：X 2t+R 图5-4 孔与弯边的最小距离 5.1.5拉伸零件上冲孔 在拉深零件上冲孔时，见图 5-5，为了保证孔的形状及位置精度以及模具的强度, 其孔壁与零件直壁之间应保持一定距离，即其距离 a1及a2应满足下列要求： a1 R1+0.5t， a2 R2+0.5t. 式中R1，R2—圆角半径；t —板料厚度。 图5-5 在拉深件上冲孔 5.1.6数冲加工应注意的问题及要求 1） 厚度0.6mm以下材料易变形，加工范围受模具，夹爪等限制，一般不适合用数冲 加工； 2） 适中的硬度和韧性的材料有较好的冲裁加工性能；硬度太高会使冲裁力变大，对 冲头和精度都有不好的影响；硬度太低，使冲裁

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