1引言

灣板指板熔和其長寬相比小得多H勺鋼板。它妁橫向抗彎能力差，不適宜用于殳橫向彎曲我有作用的場合。

薄板就其材料而言是金屬，但因其特殊的幾何形狀厚度很小，因此薄板構件的加工工藝有其特殊性。和薄板

構件有關的加工工藝有三類：(1)下料：它涉及剪切加沖我。(2)成形：它涉及彎曲、折空、卷邊和深拉。⑶連

接：它涉及焊接、軸接等。薄板構件晌構造設計重要應考慮加工工藝的規定和特點。此外，要注意構件的批

量大小。

薄板房:件之因此被廣泛采用是由于薄板有下列長處：

(1)易變籽，這樣可用簡樸H勺加工工藝制造多種舫式的構件。

⑵薄板構件史量輕。

⑶加工量小，由于苒板表面質量高，厚度方向尺寸公差小，板而不需加工.

(4)易干裁剪、理按,可制造大而亂雜的構件。

(5)彩狀現范，便于自動加工。

2構造談計準則

在設計產品零件時，必須考慮到容易制造的問題.盡量想某些措施既能使加工容多,又能使材料節省，還能

使強度增長，又不出廢品。為此談計人員應當注意如下制造方面事項。

板金件H勺工藝性走指軍件在沖切、彎曲、拉伸加工中曰勺難易限度.良好的工藝應保證材外消耗少，工序數目

少，模具構造簡樸，使用壽命高，產品質量假定。在一般狀況下，對扳金件工藝性影響教大口勺是材料的性

能、零件的幾何形狀、尺寸和捐度劃定。

如何在薄板構件構造設計時充足考慮加工工藝打規定和特點，這里推薦幾條設計準則?

2.1簡樸形狀準則

切割而幾何形狀越簡樸，切割下料越以便、簡，卜、切割的途徑越短，切割量也越小。如直線比曲線簡樸，圓

比描圓及其他高階由埃簡樸，規則用形比不規則圖形簡樸(見圖1)。

（a）不合理構造（b）改善構造

圖1

圖2aR勺構造只有在批量大時方故意義，否則沖我時，切割麻煩，因此，小批量生產時，宜用圖b所示構

圖2

2.2市省原料準則（沖切件的構型準則）

節省原材料意味著減少制導致本。零散口勺下角料常作廢料解決,因此在薄板構件的設計中，要盡量減少下腳

料.沖切棄料至少以減少科的揮霍。特別在批量大的構件下料葉效果明顯，或少下角料的途徑有：

⑴減少相鄰兩構件之間的距離（見圖3）.

（a）不合理構造（b）改善構造

圖3

⑵巧妙排列（見圖4）。

（a）不合理構造（b）改善構造

四4

（3）將大平面處的材料取出用于更小的構件（見圖5）。

⑸不合理狗造（b）改善構造

圖5

2.3足夠強度剛度準則

⑴、帶斜邊的折彎邊應避開變形區

支砂區4

(2),兩禮之間的距離若太小，則在切割時有產生裂線的也許。

冬件上沖孔設計應考慮留有合適的孔邊足和孔間龍以免沖裂。率件的沖孔邊沿離外形的最小距離隨零件與孔

模具制作上以圓孔最結實好制造維修，唯開孔率校低。

以正方舟孔開孔率最航但因是90度角，角邊容易磨損倒塌，導致妥■修模而停線.而六角形的開孔其大于90

度的120度角比正方形孔開孔更然實但開孔率在邊沿比正方形孔差一點。

(3).細長的板條剛度低，也易在剪裁時產生裂紋，特別是對刀具的磨損嚴空。4e5b*z2f4W

沖裁件的凸出或凹入部分的深度和寬度，一般狀況下，應不小于為科件)，同步應當避免窄長的切口

與和過窄的切槽，以便增大模具相應部位的刃口鉞度。見圖3.3.1。

對一般綱A31.5t：對合金銅A22t：對於銅、鋁A21.2t：t—材料厚度。

2.4可賽沖機準則

圖9a所示的半圓切線構造沖我加工很難。由于這規定粕確地擬定刀具和工件之間的相對位支。粉確測量定

位不僅費時，更重要的是，刀具由可第頓和安裝的誤差，精度一般達不到這樣商的規定。這樣的構造一旦加

工稍木偏差，質量很難保證，且切引外觀差。因此應采用圖b所示H勺構造，它可保證可靠R勺沖板加工后量。

G0不合理粒造（b）改善構造

圖9

2.5避免枯刀準則（穿破件的構型準則）

在構件中間沖栽切測時會浮現刀具和構件祐接交第的間邀。解決的措施：（1）留有一定打坡度；（2）切割面連

通（見圖10和圖11）,

（b）改等構造

困10圖11

當搭接在一道工序中用沖切法制成90°的彎邊1寸，選材要注意材質不適宜大杖，否則易在立角彎折處破裂。

應在彎邊住就設計工藝切口，避免折角處破裂。

-

A

A>3A-B>0.5L>l*R-K/2K>2iA-A-￡

2.6考曲棱邊垂直切割面準則

落板在切割加工后來，一般還要進一步進行成形加工，例如呼曲。芍由棱邊應垂比于切割面，否則文匯處產

生裂蚊的危險升高。若因其他限制垂直規定不能滿足時，應在切割面和彎向棱邊交匯處設計一種圓角，其半

徑大于極厚的兩倍.

2.7平坡彎曲準則

陡峭的彎曲需轉襪的丁久，且成木高.此外，過小的彎曲半循的產生盥灶，在內刎面上還會浮說紙折（更國

16,圖17）.

（a）不合理構造（b）改善構造

圖16

(BUDOTJ

(a)不合理構造(b)改善構造

圖17

2.8避免小⑷形卷邊準則

薄板構件的被邊常用卷邊構造，這有多項好處.(1)加必了剛度；(2)避免了鋒利的棱邊；⑶美觀。但卷邊應注

惠兩反，一是半徑應大于1.5倍的板厚；二是不要完全的曲彩，這樣加工起來困難，圖18b所示的叁邊比各自a

所示的卷邊易加工。

(a)不合理構造(b)改善構造

S18

2.9楮邊不專曲準則

彎曲桎邊和槽孔樓邊要相距一定的距離.推薦他是彎曲半徑加上2倍的壁厚。彎^區受力狀態復雜，且強度較

低。有缺口效應的槽孔也應排除在這個區域以外。既可以將終個槽孔遠離琴曲棱邊，也可以讓林孔橫冷空個

彎曲棱邊(名圖19).

(a)不合理構造(b)改善構造

圖19

2.10復雜構造紐合制造準則

空間杓迨過于復雜的構件，完全靠等曲成形比菽困難.因此盡量將構造設計界簡樸某些,在非受雜不可的狀況

T,可用紐合構件，即將多種簡樸的薄機構件用媒按，螺栓連接等方式組合在一起.圖20b的構造比其圖20a

的構造易加工。

(a)不合理狗造(b)改善構造

圖20

2.11避免直線貫穿準則

落板構造有橫向彎曲剛度較差的缺陷。大平板構造易屈曲失穩。進一步還會彎曲斷裂。一般用壓槽來提高其

剛度.仄棺方排列方式時提高剛度的效果影響很大，&林排列&.木原刖是泄電無正楮區做直應貫字.貫字的

低剛反窄帶易成為整個板面屈曲尖秘H勺慣性軸，夫穆總要環繞一種慣性抽，因此，壓槽的排列要切斷這種慣性

軸，使它越短越好。國21a所示的構造，無壓槽區域形成多條貫穿的窄條。環繞這些軸，整個板的呼曲剛度沒

有改A。圖21b所示構造沒有潛在的連通失梯依性軸，圖22列出了常見。勺壓槽形狀和扣列方式，從左到右剛

度增強效果逐漸加大，不現則排列是避免直煩貫穿的有效措施。

國21

國22

2.12壓槽連通排列準則

壓槽的終點疲勞強度低是單薄環節，扣果壓槽連通，弊部分終點將消滅。圖23是一種卡車上時也就箱，它受動

戰作用，圖23a構造在壓槽端都產生了疲勞破壞。而圖23b構造就不存在這一間翅。陡峭的壓槽端面應避免，

也許的狀況下壓槽延至邊界(見圖24)。壓槽的貫穿消除了單薄的端部.但壓槽的交匯於要有足夠大的空間，

使褥各壓槽之間的互相影響減少(虹圖25)。

(a)不合理構造(b)改善構造

(a)不合理構造(b)改善構造

國24

(a)不合理構造(b)改善構造

圖25

2.13空間瓜槽準則

空間構造的失穩不只限于某一方面，因此，只在一種平面上設立壓槽不能達到提高把個構遭抗失杼能力的效

果。例加困26所示的U型和Z型構造，它們8勺天穩會發生在棱邊附近。解決這個問迎的措施是將壓槽設計成

空間的(見圖26b構造。)

(a)不合理內造(b)及善構造

國26

2.14局部松花準則

薄板上局部變形受到嚴支田礙時會浮現皺折。解決的措施是在皺折帶近設立幾種小時壓槽，達樣減低局部剛

度，減少變形粗礙(見圖28)。

(a)不合理構造(b)改善構造

圖28

2.15沖裁件的構型準則

（1）.最小沖孔直徑或方孔的最小邊長

沖孔時，應爻到沖頭強度的限制，沖孔的尺寸不能太小，否則容易損壞沖頭。最小沖孔直徑及最小邊長見

表o

H科e3

冷丸旗.電d>1,3t

黃色敏3”,九

tfftd>0,8td

*t為材料厚度，沖孔最小尺寸一般不小于0.3EU

⑵，沖切塊口原則

沖切弊口應盡量避免尖角，如a圖所示.尖角杉式容易減短模具使用壽命，且尖角處容務產生覆及。應改為

如b圖所示。

R>0.5t（t—材料厚度）

a圖bra

沖我休日勺外形及內孔應避免尖角。在直統或曲線,的連接處要有四孤連接，圓菰半徑R2：）,5t。（t為材料空

厚）

2.16.專曲件的構造準蛔

（1k板件最小彎曲半徑

材料內曲時，其圓角區上，外層收到拉伸，內層則受到壓縮。當材料厚度一定期，內半徑r越小，材料的拉

伸和壓縮就越嚴重：當外層圓角的拉伸應力超過材料的極限強度時，就會產生裂縫和折斷，因此，彎曲零件

的構造設計，應避免過小的密曲圓角半徑。為此規定最小彎曲半徑。

常用金屬材料般小折彎半徑列表

序號材料時小曲曲半徑

08,08F,10,10F,DX2.SPCC,E1-T52.0Crl8Ni9,lCrl8Ni9,lCr18Ni9Ti,1100-H24.T2

10.4t

15.20、Q235.Q235A、15

20.5t

25.30、Q255

30.6l

!Crl3,H62（M.Y、Y2.冷軋乂銅）

40.8l

45.50

5l.Ot

55.60

61.5t

65Mn、60SiMn.!Crl"Ni7,!Crl7Ni7-￥,ICr17Ni7-!）Y,SUS301.0Crl8Ni9,SUS302

72.01

I彎曲半徑是指彎畫件的內側半徑,t是材料的生厚。

It為材料壁厚，M為退火狀態，Y為硬狀態，Y2為1/2硬狀態。

對于如下圖所示封閉式彎邊零件，其彎邊高度h最大不得超過40mm，若需大于40mm者，須經核核后方能使

用。

口

(2)、彎曲的最小直邊高度

彎曲為直邊高度不適宜過小，否則不易成形足鋪的彎矩，很雉得到形狀精確的零件。其值h2R+2t方可。

①一般狀況下的最小立邊高度規定

彎曲件晌直邊高度不適宜大小，/小高度按圖規定：h>2to

可曲件的比邊高度最小值

②特殊規定的近邊高度

如果謾計需要彎曲件的直邊高度hW2t,,則一方面要加大彎邊高度，彎好后再加工到需要尺寸；或者在彎曲

變形區內加工淺槽后，再折彎。

特殊狀況下的近邊高度規定

③呼邊斜邊帶有斜角的直邊高度

當彎邊側邊帶有斜角的彎曲件時，創面口勺景小高度為：h=(2~4)t>3m

彎邊側邊帶有斜俗的直邊高度

(3)、密曲的面邊變形解決

①、當aVR時，彎曲后，b而靠a處仍然有一段殘存因孤，為了避免殘存圓弧，必須使a?R。

②、在U形彎曲件上，兩彎曲邊最佳等長，豆兔彎曲時產生向一邊移位。如不容許，可謂一工藝定位孔。

nA-A

③、退電側面(柿形)彎曲時產生裂紋或畸形.應謾計預留切槽，或將根部改為階梯彩。槽寬K22t,槽深

L>t+R+K/2o

QD3D四期DO頌Io?3

④、避免圓角在彎曲時受壓產生擠料后起蚊，應設計預留切口。如室外機側板（上端、下端）圓角處切口形

式。

B與蓋板厚度（t）相等

⑤、避免彎曲后，直后的兩儡平面產生褶皺，應設計強留切口。

a215t（t—材料厚度）

⑦、避免沖孔后，彎曲產生裂蚊的切口形式。

⑧、避免彎曲時，一邊向內產生妝垢?？稍O計工藝定位孔,或兩邊同步折彎，還可用增長幅寬的措施來解決

收縮問題

f□、工藝孔

二三-X丙邊臺才

kr

-一---、-/埴M嗜寬

UI

⑨、彎成直角的搭接彩式.

1、七

A-A

四B-B.

z

(4)、凸部的彎曲

若象a圖那秤彎曲線,和階梯線一致，有時會在根部開裂變形。因此使彎曲段讓開階悌線如圖b,或設計切口

如c、d那樣。

王由年中M

abcd

m>2tk>1.5tL〉r-Rm

⑸、折彎件上的孔邊距

孔邊距：先沖孔后折彎，孔的位置應處在彎曲變形區外，避免彎曲時孔會產生變形?？妆谥翉澾叺木嚯x見

①、避免彎曲時，彎曲面上的孔受力后會變彩，孔邊距（至底根部）其值AJ4方可。

②、*曲邊沖孔時，孔邊到彎曲半徑R中心H勺足禹L不得過小，以兔彎曲成型后會使孔變形。其值L22t方

可。

感不

⑹、局部彎曲晌工藝切口

①折專件的彎曲線應避開尺寸突變時位覺

局部學曲某一段邊沿時，為了避免尖角處應力條中產生多裂，可將彎曲線移動一定距禹，以南開尺寸突變處

（Ba）,或動工藝精（四b）,或沖工藝孔（目c）。注意圖中的尺寸規定：S2R：楮寬k2t：槽深L2

t+R+k/2.

②當禮位于折藥變形區內，所采用的切口形式

當孔在折彎變彩區內時，采用的切口彩式示例

--------JI”線

?一花-

.3?

⑺、打死邊的設計規定

打死邊的死邊長度與材料的厚度有關。如下圖所示，一般無邊最小長度L23.5t+R。

其中t為材料壁厚，R為打死邊前道工序的最小內折彎半徑。

(8)、改計時添加口勺工藝定位孔

為保證毛坯在模具中精擬定位，避免彎曲時毛坯偏移而產生廢品，應預先在該計時添加工藝定位?孔，如下圖

所示.特別是多次彎曲成彩的零件，均必須以工藝孔為定指是冶，以減少合計送品，保證產M質量.

⑼、標注彎曲件有關尺寸時，妥■考慮工藝性

詢、彎曲件的回彈

影響回彈的因素諸多，涉及：材料的機械性能、壁厚、彎曲半徑以及彎曲時的正壓力等,

⑴折彎件的內K1角半徑與極厚之比越大，回彈就越大。

⑵從設計上克制回彈的措施示例。

彎曲作的回彈,目前更要是由生產廠家在模具設計時，采用一定的措施進行規避。同步，從設計上改5?某些

構造定伐回彈角減小如下圖所示：在彎曲區壓制加強筋，不僅可以提高工件8勺剛度，也有助于克制回彈.

2.16.拉深件的構形準則4n*v8R$b9觸A2o!T/r5J&N

a.拉課件的彩狀應盡量簡樸、對稱。

b.拉深件各部分尺寸比例要恰當，盡量避阻設計寬凸緣和深度大的拉深件。（D凸>3d,h>2d）由于此類

零件要較多的拉深次數。

c.拉深件的回角半徑要合適，圓角半徑盡量取大些，以利于成型和減少拉深次款。

⑴、拉深件的圓角半徑。

(2)、拉深件或彎曲件沖孔的合適位資。

伍)、拉伸件設計圖紙上尺寸標注a勺注意平項

拉伸件由于各處所受應力大小各不相似，使拉伸后的材料厚度發生變化。一般來說，底部中央保持本來的厚

度，底部圓角處材料變薄，頂部接近凸滲處材料變厚，矩影拉伸件四周圓角處材料變厚。8h4y$*R0

~6}

(5)、拉伸件產品尺寸的原則措施

在設計拉伸產品葉，對產品圖上的尺寸應明確注明必須保運外部尺寸或內部尺寸，不能同步標注內外尺寸。

(6)、拉伸件尺寸公差的標注措施

拉伸件凹凸圓孤n勺內半徑以及一次成形的回筒形拉伸件的高度尺寸公差為雙面對稱偏差，其偏差值為國標

(GB)16級精度公差絕對值的一半，并冠以土號，“？2t*Wu(X9v1'

2.17,提高零件輕度的合理構型準則

⑴、對較長H勺技金件為了提高其強度，應當設計加國仍。

LRiR2RiHB

1269531660

<B—卷專館)

⑶、加強筋

在板狀金屬零件上壓筋，有助于增長構造剛性，加強筋構造及其尺寸選擇參見表。9N8|9V;w#k,r#

3(g:C7u2八

菽田Rhra*

nn<3-4>tO2)t<7-10HG“〉t——

na-<2-1.3>t2Q搦覿

加ICT帥ID』國

⑷、打凸間距和凸邊距的極限尺寸

打凸間距和凸邊距時極限尺寸按下表選用。

⑸、百葉窗

百葉窗一般用于多種罩殼或.機殼上起通風散熱作用，具成型指還是借凸模的一邊刃口將材料切開，而凸?？谏?/p>

其他部分將材料同步作泣伸變形，形成一邊開口的起伏形狀。

百葉窗的典型構造叁見困。，h*d-e+T.p+e-I,R

百葉窗尺寸甩定：a24t;b>6t:hW5t;L>24t;r>0.5t.

2.18、版金件常用螺釘底孔構型準則

⑴、孔靚邊)*6b697z%@

乳制邊型式技多，木冷刖只關注奐加了端反的內孔翻邊，4,困所后.9"fi)?33/ml

螺飲預沖孔直徑

凸緣圓角半

'S41)0

徑R

H5VI

1.03?)M

d.Tm*U.1

3.381.60.6

0.81.9

2.2

3.251.6

ISc.C9

{--#

0.5!f.xO

F$0:1.9

3.3?1.8\:?3i

i.?”J/

1

3.52

2.552

M3

2)[:U6)5

ClP+[)

1.23.381.92

y.p0.6

3.52.16

3.51.7

50.75

nO

22.3

1.92

2.16

0.6

2.-1

2.4.B2

4.46(12

F8k:d4

1.5c2?!0.75

1.8

4.6b

2.7

2.41

24.562.2

3

1.25.62.40.6

5.462.4

2.5

3"o.\?,

2.7

1.5[5.y$n5

5.6

C0.75

M54.253

5.752.5

5.53

2.4

3.21

2

5.753.62.7

2.56P;5.751.254E/

T.1??i?1\

L.a*G+D-

k.?6E*

T

表帶螺紋孔H勺內孔翻邊尺寸參數

(2)、煩燈、螺檢n勺過孔和沉頭座

螺仃、螺松泛孔和沉頭座的構造尺寸按下表選用取。對于沉頭螺仃H勺沉頭座，如果板材太薄難以同步保證過

孔d2和沉上D,應優先保證過孔d2.

用于場打、爆槍的過孔

用于沉*螺燈的沉頭座及過孔

用于沉頭物釘的沉頭座及過孔

*規定板材厚度tZh。

2.19.扳金件的尺寸公差

公望.氣影響產品質矍布價格的擊要因素之一。在制造零件的時候，經蛉告訴我們，無論投人多少成本和時

間，完全按圖紙上標注口勺尺寸精確地加工出來幾乎是不也許H勺。產品設計無論從性能上還是經濟上都要滿足

顧客的需要。從公司自身來說，也必須保持正常的利泗.

為此公差必須由產品的性能和經濟兩方面來決定。因此設計要充足掌握公差H勺原則。

⑴、沖切件的尺寸公差。

但僅⑵*,2L0S12)

基率尺寸24

下雋企

<3*010±0.05

>3-6*012*0.06

>6-10*01520.075

>10-18?018x009

>18-30?021±0105

>川~50?025*0125

>50-80?030*015

>50-120?035*0175

>120-180?040含020

>180-2500?0"豆023

“50715?052*026

>315-400*057*0鄧

>400-500?06310315

>500-630*0701035

>630-500*0801040

>$00-1000*090*045

>1000-1250?105?0525

128-l?nn?125?06?5

>1600-2000?1501075

⑵、密曲件的邊高h直線尺寸公差。

金尋珍奉

￡.*”3h<10>1078>18-30〉川?50>50-120>120-250>250

?材

20)8±0215±0.26±031±0435±057金065

氏n

>1'2±0215±026±0.3110435±057±065i077

注：彎曲邊長L直線尺寸公爰按表規定。

(3)、彎曲件的角度公差。

1卜配合角氏小角*at臺角最小角度

角延邊的長度角獨邊的長度

及餐聶反爰度修爰ttt

LL

AaAaAaAa

>30-50?2.145,>260'360?30,+15'

>50-80±r3(r±30*>3^0-500*2Utir

>80-120*r>500*630?22,*i</

>120*ISO?20'>630-800/W*9'

>180~260?40'?18'>SCO*1000?20',S'

⑷、拉深件的高度h尺寸公差。

我科丹at

0-50.5-11-1.51.5-22-2.52.5-3

tn.

?限公￡

3±0.15±0.18±0.2110.25±03010.33

3?6±018士0.21±025±0.30±0.3320.36

6-10士0.21±0.25±0.3020.33±0.3610.40

10-18±025±030±0.33±0.36±0.40245

18-301030±033±0.3610.40±04510.51

30-50±046tO50±0601o-o±09011.10

50-80士0.5上0.60二0.70±0.901110-1.30

SO-!20±0.7±0.80±0.90±1.10上13011.50

注：拉深邊長L直線尺寸公爰按表規定。

(6)、沖切件時斷面粗糙度.

材h可度t<1>1-2>27

相修度

2.20.沖切件的毛M.容許高度

?性紀■生產

-035<0.015<0.05