Sep 18, 2021
鈑金沖壓件就是通常所說的金屬薄板類零件,薄板指的是板厚與其長度相比小得多的金屬板。由于其特殊的幾何形狀和很小的厚度,其具有加工量小、重量輕、易于剪裁、形狀規(guī)范等優(yōu)點(diǎn),可以用來制造大而復(fù)雜的零件,且生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低,被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。
金屬薄板類零件分為下料、成形、連接三類加工工藝。依據(jù)上述三種加工工藝,可以將鈑金工藝分為沖壓工藝、折彎工藝、焊接工藝,這三大工藝都具有自己的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝使用的是刀具加工,而沖壓和折彎工藝分別使用的是沖壓模具和折彎模具加工,焊接工藝是使用焊接設(shè)備并用定位工裝進(jìn)行焊接加工。加工方法不同,加工工藝也就截然不同。對(duì)于長期從事傳統(tǒng)機(jī)械加工結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)人員而言,轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路,考慮到鈑金加工設(shè)備和加工模具的局限性對(duì)鈑金沖壓件設(shè)計(jì)的影響,結(jié)合鈑金工藝進(jìn)行鈑金件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤為重要。
鈑金沖壓件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)該考慮鈑金加工工藝的要求和特點(diǎn),此外,還要注意鈑金件加工的批量大小、加工的成本和生產(chǎn)的效率。由于設(shè)計(jì)人員長期從事機(jī)械加工結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),在進(jìn)行鈑金件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)往往存在著一些誤區(qū)。
由于設(shè)計(jì)人員不能擺脫機(jī)械加工結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)思路,為了提高鈑金件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度,一味地增加鈑金件材料的厚度,而不能從鈑金件的沖壓工藝、折彎工藝方面去提高設(shè)計(jì)強(qiáng)度。對(duì)一個(gè)鈑金產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量選用厚度一致的材料,對(duì)生產(chǎn)備料、加工、焊接等工藝流程都能起到積極的作用。
通過沖壓凸包、滾筋的方式,可以使強(qiáng)度得到明顯的提高。在進(jìn)行鈑金件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可以對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行受力分析.計(jì)算出零件的應(yīng)力集中點(diǎn)和危險(xiǎn)截面,重點(diǎn)在受力點(diǎn)上設(shè)計(jì)凸包加強(qiáng),在危險(xiǎn)截面處設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋加強(qiáng)。
通過折彎的壓平模強(qiáng)力壓平,可以使鈑金件的局部厚度增加一倍,而強(qiáng)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直接采用雙倍厚度材料的強(qiáng)度。
鈑金成形的折彎最短邊受折彎下模的V形開口寬度及折彎R角的影響,設(shè)計(jì)時(shí)需適當(dāng)考慮到折彎最短邊的限制。假設(shè)折彎下模具的V形開口寬度為12mm,折彎R角為0.5mm,則折彎最小短邊就不能超過VI2+R+0.5=7mm。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)工廠現(xiàn)有的折彎下模的規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì),避免工廠定制很多不必要的模具,大大增加模具的加工和管理成本。
在進(jìn)行折彎邊的設(shè)計(jì)時(shí),還要考慮到折彎邊與折彎邊之間距離的限制。折彎邊與其余已折彎邊過近時(shí),會(huì)發(fā)生折彎邊與折彎模具干涉的情況。
通過焊接加工的鈑金件,焊接和打磨都非常麻煩,加工效率也比較低,外觀質(zhì)量也得不到保證。因此,可通過優(yōu)化設(shè)計(jì)減少焊接面,在不降低設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況下,使零件更加美觀,并提高了表面質(zhì)量。
優(yōu)化前后的零件對(duì)比如圖1所示。左上零件圖由三塊板狀零件拼焊成。而右上零件圖由薄板折彎成型,加工出的零件也能滿足產(chǎn)品的需求,但后者鈑金件的設(shè)計(jì)就相當(dāng)巧妙,表面質(zhì)量較高.也較為美觀。再如某機(jī)柜中常用的導(dǎo)銷支架,如圖1左下零件圖所示,常規(guī)采用整塊鋁板切削加工而成;而優(yōu)化設(shè)計(jì)如圖1右下零件圖所示,直接通過鈑金件的折彎加工成形,也能滿足產(chǎn)品的需求,減少了加工量,縮短了加工周期,大大降低了加工成本。
由于機(jī)械加工使用的是刀具為圓柱體形狀的切削銑刀, 機(jī)械加工零件在設(shè)計(jì)時(shí)常常留有加]二圓角.而通過沖壓加工的鈑金件,使用的是成形沖模,方孑L沖模為長方形或者正方形沖模具,一次沖壓成形,加工后方孔為內(nèi)直角,因此,設(shè)計(jì)時(shí)就需要注意將鈑金件的方孔設(shè)計(jì)成內(nèi)直角。設(shè)計(jì)需要長圓孔時(shí),直接選用長圓孔沖模,加T后的形狀為沖模尺寸規(guī)格的長圓孔。
根據(jù)產(chǎn)品的性能要求,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該了解加廠現(xiàn)有的模具尺寸,按照鈑金沖壓加工工藝的現(xiàn)有模具進(jìn)行加工,降低加工成本,避免臨時(shí)定制刀具延長加工周期。
鈑金成形工藝與鈑金件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)密不可分,需要緊密結(jié)合鈑金沖壓工藝,提高鈑金件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平,設(shè)計(jì)具有加工工藝性的結(jié)構(gòu)件,從而實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的目的。
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