【正文】 結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝手冊前言公司現(xiàn)有零件中，不僅在打樣過程中經(jīng)常會有一些加工工藝性的問題，也有很多歸檔轉(zhuǎn)產(chǎn)的零件存在加工困難的情況，不僅影響生產(chǎn)進(jìn)度和交貨，也影響結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量。如鈑金零件的折彎，經(jīng)常會發(fā)生折彎碰刀的情況；落料的外圓角、半圓凸臺、異型孔的規(guī)格太多，以及一些不合理的形狀設(shè)計，導(dǎo)致加工廠要多開很多不必要的落料模，大大增加模具的加工和管理成本；插箱的鈑金導(dǎo)軌、拉伸凸臺等設(shè)計，品種越來越多，需要統(tǒng)一、規(guī)范；噴漆和絲印，也經(jīng)常出現(xiàn)噴涂選擇不合理導(dǎo)致廢品率較高、無法絲印等問題；有些鈑金零件的點(diǎn)焊完全可以適當(dāng)增加定位，不增加成本也不影響美觀，實(shí)際上大部分設(shè)計是靠生產(chǎn)的工裝定位，不僅麻煩、效率低，精度也不好；很多可以避免焊接的鈑金零件，往往設(shè)計成角焊的結(jié)構(gòu)形式，焊接和打磨都非常麻煩，不僅效率較低，而且外觀質(zhì)量也經(jīng)常得不到保證，等等。長期以來，這些相同的問題不斷地重復(fù)發(fā)生，無論對產(chǎn)品質(zhì)量還是產(chǎn)品的生產(chǎn)和進(jìn)度，都會產(chǎn)生不良的影響。 編寫這本《結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝手冊》目的，就是為了方便工程師在結(jié)構(gòu)設(shè)計時查閱一些常用的、關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，更好地保證工程師設(shè)計出的零件有較好的加工工藝性，統(tǒng)一結(jié)構(gòu)要素，減少不必要的開模，加快加工進(jìn)度，降低加工成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。編寫這本手冊的同時，對《鈑金模具手冊》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了徹底的改編，對一些典型的結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行了優(yōu)化和系列化，減少了品種，并在intralink庫里對相關(guān)的模具建模，不僅方便設(shè)計人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，對模具的統(tǒng)一，也會起到較好的效果。手冊中一些典型的數(shù)據(jù)主要來源于參考資料，一些工藝上的極限尺寸，主要來源于加工廠家提供的數(shù)據(jù)，是我們應(yīng)盡可能遵照的。有些正在生產(chǎn)的零件，一些尺寸超出了手冊中給出的極限尺寸，但并不能就能說明這些設(shè)計是有良好的工藝性，原則上是在滿足產(chǎn)品性能的條件下，盡可能達(dá)到最好的加工工藝性。由于時間和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)有限，手冊中錯誤在所難免，懇請大家批評指正，希望經(jīng)過一定時間的實(shí)踐檢驗(yàn)，經(jīng)過將來補(bǔ)充、修訂、完善之后，能夠成為一部非常實(shí)用的參考書，對我們的設(shè)計工作起到很好的指導(dǎo)作用?？紤]手冊的篇幅和實(shí)用性，以及我們的設(shè)計主要是鈑金零件設(shè)計，因此，本手冊主要以鈑金件為主。手冊編寫得到中興新的吉海青、胡興勝、李道清、杜堅、巴新安等大力幫助，在此表示感謝！顧 問： 張暉 馬慶魁 何朝來 何劍波 馮力 編寫人員：彭詩林：第一章：鈑金零件設(shè)計工藝顏斌魯：第二章：金屬切削件設(shè)計工藝嚴(yán)冬： 第三章: 壓鑄件設(shè)計工藝楊濤： 第四章：鋁型材零件設(shè)計工藝鄭寧生：第五章 金屬的焊接設(shè)計工藝尚玉其：第六章：塑料件設(shè)計工藝劉彥明：第七章 表面處理工藝溫存善、封智：第八章：結(jié)構(gòu)圖紙零部件的分級和代碼申請曹水春、陳進(jìn)云、張向峰、劉肖：《結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝手冊》修改、編輯、匯總審 核：公司結(jié)構(gòu)工藝專家委員會專家參考標(biāo)準(zhǔn)和書籍：Q/ZX 《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范－文檔要求》；Q/ZX 《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范——顏色要求》Q/ZX 《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范——鍍涂表示方法》；Q/ZX 《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范——塑膠面板結(jié)構(gòu)要求》Q/ZX 《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范——絲印要求》Q/ZX 《結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范－噴砂和拉絲要求》；Q/ZX Z 《單板插件通用化設(shè)計指南》Q/ZX Z 《盒體機(jī)箱通用化設(shè)計指南》Q/ZX Z 《標(biāo)準(zhǔn)插箱通用化設(shè)計指南》Q/ZX Z 《19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜應(yīng)用指南》Q/ZX 《結(jié)構(gòu)材料手冊——黑色金屬材料》Q/ZX 《結(jié)構(gòu)材料手冊——有色金屬材料》Q/ZX 《結(jié)構(gòu)材料手冊——非金屬材料》GB/T 4943 《信息技術(shù)設(shè)備安全》GB/T 8582 《電工、電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)術(shù)語》Q/ZX 《產(chǎn)品安全性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(試行)》《焊接設(shè)計簡明手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社《焊接工藝人員手冊》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社《表面工程手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社《機(jī)械設(shè)計手冊》 化學(xué)工業(yè)出版社《電子設(shè)備設(shè)計手冊》 電子工業(yè)出版社《結(jié)構(gòu)工藝基本設(shè)計手冊》（試用稿）《工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》（數(shù)沖、激光、數(shù)折、非標(biāo)螺母）《鈑金沖壓工藝手冊》國防工業(yè)出版社《冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計》機(jī)械工業(yè)出版社《機(jī)械零件設(shè)計手冊》 冶金出版社《五金手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社81 / 87目 錄1 第一章 鈑金零件設(shè)計工藝 1 鈑金材料的選材 1 鈑金材料的選材原則 1 幾種常用的板材 1 材料對鈑金加工工藝的影響 3 沖孔和落料： 5 沖孔和落料的常用方式 5 沖孔落料的工藝性設(shè)計 9 鈑金件的折彎 13 模具折彎： 13 折彎機(jī)折彎 14 鈑金件上的螺母、螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式 26 鉚接螺母 26 凸焊螺母 29 翻孔攻絲 30 漲鉚螺母、壓鉚螺母、拉鉚、翻孔攻絲的比較 31 鈑金拉伸 32 常見拉伸的形式和設(shè)計注意事項(xiàng) 32 打凸的工藝尺寸 33 局部沉凹與壓線 33 加強(qiáng)筋 34 其它工藝 35 抽孔鉚接 35 托克斯鉚接 36 沉頭的尺寸統(tǒng)一 36 螺釘沉頭孔的尺寸 36 孔沉頭鉚釘?shù)某令^孔的尺寸的統(tǒng)一 36 沉頭螺釘連接的薄板的特別處理 362 第二章 金屬切削件設(shè)計工藝 37 常用金屬切削加工性能 37 零件的加工余量 38 零件毛坯的選擇和加工余量 38 工序間的加工余量 38 不同設(shè)備的切削特性、加工精度和粗糙度的選擇 39 常用設(shè)備的加工方法與表面粗糙度的對應(yīng)關(guān)系 39 常用公差等級與表面粗糙度數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系 39 螺紋設(shè)計加工 40 普通螺紋的加工方法 40 普通螺紋加工常用數(shù)據(jù) 40 普通螺紋的標(biāo)記 41 普通螺紋公差帶的選用及精度等級 41 英制螺紋的尺寸系列 42 常見熱處理選擇和硬度選擇。 42 結(jié)構(gòu)鋼零件熱處理方法選擇 42 熱處理對零件結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般要求 43 硬度選擇 433 第三章 壓鑄件設(shè)計工藝 44 壓鑄工藝成型原理及特點(diǎn) 44 壓鑄件的設(shè)計要求 45 壓鑄件設(shè)計的形狀結(jié)構(gòu)要求 45 壓鑄件設(shè)計的壁厚要求 45 壓鑄件的加強(qiáng)筋/肋的設(shè)計要求 45 壓鑄件的圓角設(shè)計要求 45 壓鑄件設(shè)計的鑄造斜度要求 46 壓鑄件的常用材料 46 壓鑄模具的常用材料 464 第四章 鋁型材零件設(shè)計工藝 46 型材擠壓加工的基本常識 46 鋁型材的生產(chǎn)工藝流程 46 常見型材擠壓方法 47 空心型材擠壓模具簡單介紹 49 鋁型材常用材料及供貨狀態(tài) 49 鋁型材零件的加工及表面處理 51 鋁合金型材零件的加工 51 鋁合金型材零件的表面處理 514 第五章 金屬的焊接設(shè)計工藝 53 金屬的可焊性 53 不同金屬材料之間焊接及其焊接性能 53 同種金屬的焊接性能 53 點(diǎn)焊設(shè)計 55 接頭型式 55 點(diǎn)焊的典型結(jié)構(gòu) 55 點(diǎn)焊的排列 55 鋼板點(diǎn)焊直徑以及焊點(diǎn)之間的距離 56 鋁合金板材的點(diǎn)焊 57 點(diǎn)焊的定位 57 角焊 58 縫焊 585 第六章 塑料件設(shè)計工藝 59 塑膠件設(shè)計一般步驟 59 公司不同的產(chǎn)品系列推薦的材料種類。 59 塑膠件的表面處理 60 塑膠件的工藝技術(shù)要求. 61 塑膠件零件的壁厚選擇 61 塑膠零件的脫模斜度 61 塑膠零件的尺寸精度 62 塑膠的表面粗糙度. 63 圓角 64 加強(qiáng)筋的問題 64 支承面 64 斜頂與行位問題 64 塑膠的極限工藝問題的處理方法 65 塑膠零件常須解決的問題。 66 塑膠件正在進(jìn)入的領(lǐng)域。 676 第七章 表面處理工藝 68 金屬鍍覆 68 金屬鍍覆工藝范圍 68 電鍍基礎(chǔ)介紹 68 金屬鍍覆設(shè)計注意事項(xiàng) 69 幾種常用零件電、化學(xué)處理推薦 71 表面噴涂 71 噴涂基礎(chǔ)介紹 71 表面效果選擇原則 72 噴粉、噴漆設(shè)計注意事項(xiàng) 72 表面絲印 74 絲網(wǎng)印刷原理： 74 絲網(wǎng)印刷的主要特點(diǎn)： 74 絲印設(shè)計注意事項(xiàng) 75 移印介紹 757 第八章 結(jié)構(gòu)圖紙零部件的分級和代碼申請 76 零部件分級和代碼申請的基本原則 76 單板整件圖紙的分級方法 76 插箱整件圖紙的分級方法和代碼申請方法 78 整機(jī)配置（含機(jī)柜）的圖紙的分級方法 801 第一章 鈑金零件設(shè)計工藝 鈑金材料的選材鈑金材料是通信產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的材料，了解材料的綜合性能和正確的選材，對產(chǎn)品成本、產(chǎn)品性能、產(chǎn)品質(zhì)量、加工工藝性都有重要的影響。 鈑金材料的選材原則1） 選用常見的金屬材料，減少材料規(guī)格品種，盡可能控制在公司材料手冊范圍內(nèi)；2） 在同一產(chǎn)品中，盡可能的減少材料的品種和板材厚度規(guī)格；3） 在保證零件的功能的前提下，盡量選用廉價的材料品種，并降低材料的消耗，降低材料成本；4） 對于機(jī)柜和一些大的插箱，需要充分考慮降低整機(jī)的重量；5） 除保證零件的功能的前提外，還必須考慮材料的沖壓性能應(yīng)滿足加工藝要求，以保證制品的加工的合理性和質(zhì)量。 幾種常用的板材介紹 鋼板1）冷軋薄鋼板冷軋薄鋼板是碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋板的簡稱，它是由碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼帶，經(jīng)過進(jìn)一步冷軋制成厚度小于4mm的鋼板。由于在常溫下軋制，不產(chǎn)生氧化鐵皮，因此，冷板表面質(zhì)量好，尺寸精度高，再加之退火處理，其機(jī)械性能和工藝性能都優(yōu)于熱軋薄鋼板。常用的牌號為低碳鋼08F和10鋼，具有良好的落料、折彎性能。2）連續(xù)電鍍鋅冷軋薄鋼板連續(xù)電鍍鋅冷軋薄鋼板，即“電解板”，指電鍍鋅作業(yè)線上在電場作用下，鋅從鋅鹽的水溶液中連續(xù)沉積到預(yù)先準(zhǔn)備好的鋼帶表現(xiàn)上得到表面鍍鋅層的過程，因?yàn)楣に囁?，鍍層較薄?！。常┻B續(xù)熱鍍鋅薄鋼板連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板簡稱鍍鋅板或白鐵皮，~，鋼帶先通過火焰加熱的預(yù)熱爐，燒掉表面殘油，同時在表面生成氧化鐵膜，再進(jìn)入含有HN2混合氣體的還原退火爐加熱到710~920℃，使氧化鐵膜還原成海綿鐵，表面活化和凈化了的帶鋼冷卻到稍高于熔鋅的溫度后，進(jìn)入450~460℃的鋅鍋，利用氣刀控制鋅層表面厚度。最后經(jīng)鉻酸鹽溶液鈍化處理，以提高耐白銹性。與電鍍鋅板表面相比，其鍍層較厚，主要用于要求耐腐蝕性較強(qiáng)的鈑金件。４）覆鋁鋅板覆鋁鋅板的鋁鋅合金鍍層是由55%鋁、%%硅在600℃高溫下固化而組成，形成致密的四元結(jié)晶體保護(hù)層，具有優(yōu)良的耐腐蝕性，正常使用壽命可達(dá)25年，比鍍鋅板長36倍，與不銹鋼相當(dāng)。覆鋁鋅板的耐腐蝕性來自鋁的障礙層保護(hù)功能，和鋅的犧牲性保護(hù)功能。當(dāng)鋅在切邊、刮痕及鍍層擦傷部分作犧牲保護(hù)時，鋁便形成不能溶解的氧化物層，發(fā)揮屏障保護(hù)功能。上述2) 、3) 、4) 鋼板統(tǒng)稱為涂層鋼板，在國內(nèi)通訊設(shè)備上廣泛采用，涂層鋼板加工后可以不再電鍍、油漆，切口不做特殊處理，便可直接使用，也可以進(jìn)行特殊磷化處理，提高切口耐銹蝕的能力。從成本分析看，采用連續(xù)電鍍鋅薄鋼板，加工廠不必將零件送去電鍍，節(jié)省電鍍時間和運(yùn)輸出費(fèi)用，另外零件噴涂前也不用酸洗，提高了加工效率。5）不銹鋼板因?yàn)榫哂休^強(qiáng)的耐腐蝕能力、良好的導(dǎo)電性能、強(qiáng)度較高等優(yōu)點(diǎn)，使用非常廣泛，但也要充分考慮它的缺點(diǎn)：材料價格很貴，是普通鍍鋅板的4倍；材料強(qiáng)度較高對數(shù)控沖床的刀具磨損較大一般不合適數(shù)控沖床上加工；不銹鋼板的壓鉚螺母要采用高強(qiáng)度的特種不銹鋼材料的壓鉚螺母，價格很貴；壓鉚螺母鉚接不牢固經(jīng)常需要再點(diǎn)焊；表面噴涂的附著力不高、質(zhì)量不宜控制；材料回彈較大折彎和沖壓不易保證形狀和尺寸精度。 鋁和鋁合金板通常使用的鋁和鋁合金板主要有以下三種材料：防銹鋁3A2 防銹鋁5A02和 硬鋁2A06。防銹鋁3A21即為老牌號LF21，系A(chǔ)L—Mn合金，是應(yīng)用最廣的一種防銹鋁。這種合金的強(qiáng)度不高（僅高于工業(yè)純鋁），不能熱處理強(qiáng)化。故常用冷加工方法來提高它的力學(xué)性能，在退火狀態(tài)下有高的塑性，在半冷作硬化時塑性尚好。冷作硬化時塑性低，耐蝕性好，焊接性良好。防銹鋁5A02即為老牌號LF2系A(chǔ)L—Mg防銹鋁，與3A21相比，5A02強(qiáng)度較高，特別是具有較高的疲勞強(qiáng)度、塑性與耐蝕性高。熱處理不能強(qiáng)化，用接觸焊和氫原子焊焊接性良好，氬弧焊時有形成結(jié)晶裂紋的傾向，合金在冷作硬化時有形成結(jié)晶裂紋的傾向。合金在冷作硬化和半冷作硬化狀態(tài)下可切削性較好，退火狀態(tài)下可切削性不良，可拋光。硬鋁2A06為老牌號的LY6，是常用的硬鋁牌號。硬鋁和超硬鋁比一般的鋁合金具有更高的強(qiáng)度和硬度，可以作為一些面板類的材料，但是塑性較差，不能進(jìn)行折彎，折彎會造成外圓角部位有裂縫或者開裂。鋁合金的牌號和狀態(tài)已經(jīng)有新的標(biāo)準(zhǔn)，牌號表示方法的標(biāo)準(zhǔn)代號為GB/T164741996，狀態(tài)代號GB/T16475—1996，與老標(biāo)準(zhǔn)的對照表如下表11所示：表11 鋁合金新舊牌號對照表牌 號狀 態(tài)新舊新舊新舊新舊新舊1070AL15A06LF62A80LD82A14LD10H12R1060L25A12LF122A90LD92A50LD5OM1050AL38A06L64A11LD116A02LD2T4CZ1035L43A21LF216063LD317A04LC4T5RCS1200L52A02LY26061LD307A09LC9T6CS5A02LF22A06LY62A11LY115A03LF32A16LY162A12LY125A05LF52A70LD72A13LY13