01、引言

鈑金件就是通常所說(shuō)的金屬薄板類零件，薄板指的是板厚與其長(zhǎng)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(lái)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。

02、鈑金工藝特點(diǎn)及重要性

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(zhǎng)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。

03、鈑金件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)誤區(qū)及優(yōu)化

鈑金件的結(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(zhǎng)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)。

04、強(qiáng)度設(shè)計(jì)

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(guò)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(guò)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。

05、折彎邊的設(shè)計(jì)

鈑金的折彎最短邊受折彎下模的V形開(kāi)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(kāi)口寬度為12mm，折彎R角為0.5mm，則折彎最小短邊就不能超過(guò)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(guò)近時(shí)，會(huì)發(fā)生折彎邊與折彎模具干涉的情況。

06、優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過(guò)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(guò)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(guò)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。

圖1 優(yōu)化前后的零件對(duì)比

07、方孔內(nèi)直角的設(shè)計(jì)

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(guò)沖壓加工的鈑金件，使用的是成形沖模，方孑L沖模為長(zhǎng)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(zhǎng)圓孔時(shí)，直接選用長(zhǎng)圓孔沖模，加T后的形狀為沖模尺寸規(guī)格的長(zhǎng)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(zhǎng)加工周期。

08、結(jié)語(yǔ)

鈑金工藝與鈑金件的結(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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作者：趙躍俊

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