铜排设计技术规范

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1目的2适用范围
3引用/参考标准或资料4材料介绍
4.1铜和铜合金板4.2牌号及状态4.3力学性能
5规范内容
5.1基本功能描述5.2技术要求
6铆接介绍
7检验/试验要求
7.1检查铜排及其附件的质量,按图纸技术要求检验7.2镀层检验7.3搭接面检查


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7.4铜排样件防腐试验

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1目的
本规范适应于结构设计人员,外协加工管理人员,目的是规范铜排结构件设计,指导结构设计人员正确地选择铜排形式和材料,保证设计人员设计出的零件有较好的加工工艺性,加快加工进度,降低加工成本。同时指导铜排的加工、检验和验收。
2适用范围
适用于铜排设计、制造和检验。

3引用/参考标准或资料
GB5585.1-2005《电工用铜、铝及其合金母线》1部分:铜和铜合金母线
GB7251-2008《低压成套开关设备》GB/T9798-2005《金属覆盖层镍电镀层》GB/T/12599-2002《金属覆盖层锡电镀层》GB/T5231-2001加工铜及铜合金化学成分和产品形状
GB/T2040-2002铜及铜合金板材GB/T2529-2005导电用铜板和条
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《电器制造技术手册》之《第二十二章:母线连接工艺》等

4材料介绍4.1铜和铜合金板
常用的铜和铜合金板材主要有两种:紫铜T2和黄H62
紫铜T2是最常见的纯铜,外观呈紫色,又称紫铜,具有高的导电和导热性,良好的耐腐蚀性和成形性,但强度和硬度比黄铜低得多,价格也非常昂贵,主要用做导电、导热,耐腐蚀元件,一般用于电源上需要承载大电流的零件。
黄铜H62,属高锌黄铜,具有较高的强度和冷、热加工性,易进行各种形式的成形加工和切削加工。要用于各种深拉伸和折弯的受力零件,其导电性不如紫铜,但有较高的强度和硬度,价格也比较适中,在满足导电要求的情况下,尽可能选用黄铜代替紫铜,可以大大降低材料成本。
4.2牌号及状态
公司铜板常用二号铜的纯铜,代号T2;铜母线使用二号铜的纯铜,代号TM
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A所使用铜板的状态、规格应符合下表:
规格/mm
牌号状态
厚度宽度长度
热轧
460
(R(M1/8T230006000
(Y8
0.212
1/2(Y2(Y
通常铜板选用T2Y,状态选用硬(Y

B所使用的铜母线的状态、规格应符合下
表:牌号
状态
厚度
规格/mm宽度
长度
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TM
软态(M硬态(Y
2.2450
16~4008000

通常铜母线选用TMY状态选用硬态Y4.3力学性能
铜板的力学性能:
拉伸强
牌号
状态

热轧(R(M
T2
195205
30302583
————551007512080
伸长率
维氏硬度HV
Rm(MPaA11.3(%
1/8(Y8215~2751/2(Y2245~345(Y
295

铜母线的力学性能型号TMR
抗拉强度Rm(MPa206
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伸长率(%35
布氏硬度HB——

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TMY
铜板的弯曲性能
————205
T10mm铜板的弯曲性能(T表示板厚)牌号
状态
厚度(mm
弯曲试验
弯曲角度(°180180
弯曲半0.5倍板0.5倍板
90
弯曲结果
热轧(R(Y81/2(Y2(Y
510
弯曲外侧不应有肉眼可见的裂纹,内皱褶
(M1/85T2
10
1.0倍板侧不应有
铜母线的弯曲性能:铜母线的宽边弯曲90°,表面应不出现裂纹,弯曲圆柱的直径应按厚度选定,应符合下表规定。
厚度TmmT2.82.8T4.754.75T10.00
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弯曲半径(mm
248

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10.00T25.00
25.00T

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5规范内容
5.1基本功能描述
5.1.1满足电气功能需要,实现电流、电压及电信号的传输;
5.1.2对大截面导线用铜排代替,工艺要求低,易弯曲,容易实现连接;
5.1.3对小截面导线用铜排代替,体积小,美观且容易固定;
5.1.4在实现电流汇接,接地功能时,接线方便;5.1.5铜排由机械加工后,直接连接在结构件上,简化总装生产。
5.2技术要求
5.2.1一般设计要求
(1以合适的铜排满足电气性能要求。
(2电源、电气产品中正常的工作、温升、环境及
运输时产生的振动不应使铜排连接有异常变化。
(3结构设计时应考虑到不同材料的热膨胀影响及
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电化学腐蚀作用对材料的影响。
(4铜排之间的连接应保证有足够和持久的接触压
力,以满足小的接触电阻及温升要求,但不应使铜排产生永久变形。
5.2.2设计选型
(1铜母线用型号,规格及标准编号表示(参考GB5585-85

铜母线截面形状a:厚度即窄边尺寸mm
b:宽度即宽边尺寸mmr:圆角或圆边半径mm如:窄边为10,宽边为100的铜母线,硬状态。
在图纸材料栏中表示为:TMY-100X10
铜母线的型号如表1所示。
1铜母线的型号一览表
型号
状态
名称
布氏硬度(最小)
TMRTMY
OH
软铜母线硬铜母线
------HB65
对于标准规格铜母线满足不了设计要求时,可使用纯铜板,如厚度为3的纯铜板零件,在图纸材料栏中表示
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为:T2Y-3.0(参考GB2059-89(2基本状态
退火的O——适用于完全退火而获得最小强度状态的压力加工制品
H——适用于退火后进行冷加工或冷
加工与不完全退火结合而获得标准规定的机械性能的制品。
(3对母线材料及加工的技术要求
铜母线应采用符合GB468-82要求的铜线锭制造铜母线的电阻率不大于0.01774欧姆.mm2/m铜排表面有裂痕,斑痕,凹坑及有硝石沉积的母线不得使用
表面有直径大于2.5mm,深度大于0.15mm气孔的母线不得使用
经过折弯加工的母线不得平直或重新折弯使用母线需矫直,校平,在剪切断面,钻孔及冲孔后应去除毛刺
母线各搭接面应用压力机蹲平,校平,保证搭接面接触良好5.2.3基础数据
(1常用铜母线规格及载流量如表2所示。2单条铜母线规格及载流量(铜母线最高允许温度为
70)一览表
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寸(截面,mm15x320x325x330x440x440x550x550x663x6
境温度)
A
母线尺交流(环直流(环
境温度)
253035402530354021019718517021019718517027525824222327525824222334032029927634032029927647544641838547544641838562558755050662558755050670065961556770566462057186080975669787081876570595589884077496090284577811251056990912114510791010928
80x614801390130012001510142013301225100x618101700159014701875176016501520
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60x880x8
1320124011601070134512651185109016901590149013701755165015451420
100x820801955183016852180205019201770125x82400225521101945260024452290210560x101475138813001195152514321340123580x1019001786167015401990187017501610100x10125x10
2310217020301870247023202175200026502490233021502950277025952390
注:1.本表系铜母线立放的数据。当铜母线平放且宽度63mm时,表中数据应乘以0.95>63mm时应乘以0.92
2.带“*”号的为优选规格。


323片铜母线叠加时的载流量铜母线
最高允许温度为70℃、环境温度为25铜母线尺
(截面,mm
交流
铜(A
直流
2323
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40X440X550X550X6.3
63X
6.3
80X6.3100X6.363X880X8100X8125X863X1080X10100X10125X10
17402110247021602620306034002560310036104100
22402720317027903370393043403300399046505200
109012501525170019902630324524853095381044002725351043255000
24953220394030203850469056003530445053856250
本表系铜母线立放的数据,铜母线间距等于厚度。铜板制作的铜排结构件载流量参考以上表格
(2铜排应考虑到刚度进行选择;如在铜排上开多个
孔必须考虑所开孔对铜排截面的影响,适当增加铜排截面积。
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(3根据选用铜排的宽度确定搭接形式及钻孔位置的要求如表4所示。
4经实际总结出的经验数据,用以规范结构设计,确定铜排的搭接形式;
开孔大小及孔位尺寸

4根据选用铜排的宽度确定搭接形式及钻孔位置的要求参照表


1
4
1

20262111600
022
31314131
244298
线

ABDFEC
76
500251
002234
568
112
502005000
14/27

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5668
7
14.51
12213
12
3363
05
96
4231
22
00776800
8100101







0080101
16
448411
10
17
0055210522
125500
15/27
76
1121
98

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2234344
2222334


1
113
121010
50550505000000
1111
88
1111
5511221300442266

56
11
11
22
22
004762007766
1313
12
2242
线
ABDFEC
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34334455556
11121222342

71
61
20071
671
611
22
5.555.559876
02020500050000
0000
2242
111
1
2

1
3

120
26
05

000000
13
50
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6668888100100100
2343456405060
2
400

05000000000000

25

50

18/27

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66888
121221520
1
2

76987698
05000500
111
076
05

100100100100
30

131
2
25
1
2
111
098
26
2242
26
2242
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66


111
017
16
0088008
1010
10




00
4484
00
(4铜排折弯,公司推荐的弯曲半径如表5所示。5铜排宽面弯曲(平弯)推荐的弯曲半径
铜排厚度T=1--2T=3--4T=5--6T=8--12

折弯内角半径
R=2R=4R=10R=15

(铜排截面)折弯内半径R
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示意图
(5母线扭转90°时,其扭转部分的总长度不小于母线宽度2.5(不推荐
(6铜排折弯内角需标注在图纸上。
(7铜排压印等标示应标注,压印位置公差允许在±5mm范围内。
(8铜排通常外形倒角R2,特殊情况按图纸标注,如图:

R角位置示意图
6铆接介绍
铜排可以直接通过攻丝、铆接螺母或光孔形式来实现连接。(视板材厚度而定)
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铜排在使用涨铆螺母时,为了连接牢固可靠,一般选取六角涨铆螺母,供应商选择螺母时会根据铜排厚度来选用适合板厚的螺母(铆接厚铜排的螺母一般为定制.铜排上有时也会铆接螺钉,通常选用(HFH高强度铜排厚度T=1--3
推荐铆接螺母或光孔M3M4螺纹直接攻
T=4--12
丝,M5以上螺纹采用涨铆螺母或光孔
铆钉来实现。
--------不推荐攻丝
7检验/试验要求
7.1检查铜排及其附件的质量,按图纸技术要求检验
表面质量
7.1.1.铜排应选用优质材料,材料表面缺陷少、颜色均匀
7.1.2.加工时须进行表面保护,避免损伤表面;装配人员安装时必须戴手套,防止表面留下手印、污渍。
7.1.3.铜排折弯后,弯角处不能有明显裂纹.7.1.4.严禁在铜排冲错孔的情况下,在圆孔位置填充同样大小的铜材进行修补。
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7.1.5.铜母线需经过校直,铜母线宽面的弯曲度每米不大于2mm,窄面的弯曲度每米不大于3mm

7.2镀层检验
主要应用的镀层:亮镍,亮锡镀层性能、特点电镀镍(推荐使用)
1.电镀镍层在空气中的稳定性很高,由于金属镍具有很强的钝化能力,在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜,能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。
2.可作为防护装饰性镀层3.厚度均匀性电镀锡
具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易焊、柔软和延展性好,但易划伤,不宜接触手汗,不宜存放在潮湿地方,否则易变色。7.2.1镀层表示法
图纸要求标注为:镀镍Cu/Ni15b镀锡Cu/Sn15b
标注诠释:
(1Cu/-表示基体为铜或铜合金
(2化学符号Ni表示镍镀层;Sn,表示锡镀
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(3NiSn后的数字,代表镀层的最小厚度,um
(4按使用条件为室外一般的大气环境,且铜层作为底层时的镀层的最小厚度为15um
(5数字后的小写字母,表示镀层的类型:b——表示是全光亮的电镀规范下沉积的镀层。
7.2.2铜基体电镀前的处理
电镀生产方和需方应对电镀前基体的表面状态作出规定或协商认可。通常采用砂光铜排表面的作法;然后供方对工件主要表面进行检查,确认是否有明显的表面缺陷,如气孔,裂纹和不合要求的覆盖层,或者任何对最后的精饰不利的其它缺陷,检查铜排表面平面度,特别是搭接部分的平面度。所有缺陷都应在作任何处理之前提请需方注意。
7.2.3外观
电镀后未经任何加工的表面,不应有明显的电镀缺陷,如鼓泡,麻点,孔隙,脱皮,粗糙,裂纹,漏镀,污迹或不良颜色。表面上不可避免的挂具痕迹及其位置也应由需方作出规定。
a所有零件都应按GB5926-86进行外观检查。b镍镀层应是光亮带有柔和浅黄色的银白色;镀层应是呈光亮淡灰色。
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c镀层结晶应均匀、细致、光滑、连续。d在零件的非主视表面,允许有以下缺陷:1)小而少的夹具印(夹具印小于1×1mm2
2)镍镀层局部呈雾状、锡镀层轻微的水印或灰暗影(雾状、水印或灰暗影面积小于10×10mm2不允许:
3)镀层有斑点、黑点、烧焦、粗糙、针孔、麻点、分层、起泡、起皮、脱落:
4)树枝状、海绵状和条纹状镀层;5)局部无镀层(盲孔内、以及深度大于直径的孔内部分除外)
7.2.4镀层厚度的测定
镀层厚度测定在需方指定的主要表面上任何位置进行,所用方法测量误差必须小于10%(1.厚度仪法(膜厚计)(2.直接测量
确定一个参考点,测定前后该点的厚度便可得出镀层厚度。这可使用普通的工程量具,如千分尺、深度规等进行。
7.2.5结合强度实验
镀层的结合强度应按GB5270中规定的锉刀试验,或热震试验方法中的一种进行。试验后镀层不应与基体有任何形式的分离。
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7.3搭接面检查
检查各电气连接处接触是否可靠,可检查铜排连接处间隙大小或连接处的温度高低。
7.3.1铜排连接处的检验方法
(1.使用0.03mm塞尺插入铜排搭接面的间隙
中,从四个方向插入,塞尺四个方向插入的最大深度之和不大于该处搭接周长的12.5%
单个方向塞尺插入的长度不大于该处搭接长度
25%

L1+L2+L3+L4(A+B+A+B×12.5%
L1A×25%,L3A×25%;L2B×25%,L4B×25%;
L1,L2,L3,L4:插入方向1234的塞尺最大插入深
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度。
A:铜排1的搭接宽度。B:铜排2的搭接宽度。
(2.可拆连接处接触压力不小于10MPa.(3.连接处接触电阻不大于同等长度单根铜排的电阻,或电压降不大于7mV.
(4.如以连接处的温度高低判断,温度不高于70.
7.3.22025Hz的固有频率施加9.8m/s2速度6h,无变形和松动,接触电阻及温升值不变.7.4铜排样件防腐试验
通常通过考查镀层厚度,(厚度可用厚度仪测量来测量)一般不作试验

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本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/57377fb9a9114431b90d6c85ec3a87c240288a8e.html

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