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钣金设计要点及钣金加工工艺改进方法

来源:hxxbfjy(北方精艺整理发布)   时间:2022-11-30

  钣金加工被广泛应用在各行各业,在中国机械类加工中占有重要地位。随着科学技术的飞速发展,钣金加工工艺也日趋成熟,对其加工工艺水平也越来越高。但在钣金加工工艺上仍存在许多问题,影响钣金加工效率及零部件质量。研究掌握问题产生的根本原因,钣金加工工艺水平才能实现技术性的突破。对钣金加工设计及工艺进行简单介绍,并且提出钣金加工中遇到的难点及改进方法,以供参考。

  一、钣金加工工艺流程

  钣金的加工工艺是将金属薄板件借助机械设备的作用,制成所要求的形状和尺寸,或通过焊接或者机械加工,使其形成更加复杂的形状[]。钣金加工方法主要有:①通过数控设备(激光切割机、剪板机、折弯机)对钣金进行加工制作,主要用在小批量生产的零件中,成本较高。②模具成型。通过模具加压成型,进行修边冲孔及整型,达到零件要求,一般有冲裁模、拉延模、整型模、修边冲孔模,主要用于大批量生产,成本较低。钣金加工工艺大致分为3个过程:①下料过程是对材料初加工的过程;②使用折弯、焊接设备或模具,使零件加工成型;③对产品表面进行处理,延长其使用寿命。

  二、钣金设计要点及改进方法

  1.冲裁、激光切割

  合理设计钣金形状,结构形状要简单对称,减少排版时的废料,提高材料利用率。钣金件外内部不要出现尖角,要有圆弧瓜过渡连接,其要求≥0.5t,其中为材料壁厚,避免尖角,冲裁件圆角半径的最小值如图所示。安全因素:钣金外部尖角锋利,容易使操作人员或用户划伤手指。冲压模具因素:钣金的尖角对应在模具上也是尖角,模具凹模上的尖角加工困难,同时热处理时极易开裂,冲裁时尖角处容易萌刃和过快磨损,造成模具寿命降低。冲孔间距与孔边距要求:零件冲孔距边的最小距离随零件与孔的形状不同而变化。当冲孔边缘与零件外形边缘不平行时,其最小距离应不小于材料厚度;平行时,其最小距离应不小于1.5倍料厚。冲裁件的凸出或凹入部分的深度和宽度,一般情况下,应不小于1.5倍料厚,同时应该避免窄长的切口与和过窄的切槽,以便增大模具相应部位的刃口强度。

  2.折弯

  拉伸件冲孔时,其孔壁与直壁之间应保持一定的距离,防止孔变形,如图所示。折弯件的高度:设计时折弯件的高度不宜太小,设计最小高度按要求h>R+2t,即大于2倍的料厚加内测折弯半径R。弯边侧边带有斜角的直边高度:当弯边侧边带有斜角的折弯件时,侧面的最小高度h=(2~4)t>3mm,即最小高度等于2~3倍的料厚,必须大于3m。折弯件的最小子孔边距:折弯件上的子孔加工方式有2种,先折弯后冲孔边距的设计参照拉伸件的要求,先冲孔后折弯应让孔处于变形区外侧,否则造成孔的变形及开孔处易裂,按图2的要求进行设计。局部折弯的工艺切口:折弯某一段边缘时,为了防止尖角处应力集中产生裂纹,或者折不起来,可将折弯线移动一定距离,以离开尺寸突变处,或开工艺槽。防止圆角在弯曲时受压产生挤料后起皱,应预留切口。钣金的折弯方向尽量垂直于材料的纤维方向。板材或卷料轧制方向,一般指板材的长度方向,在下料时,可提前在板材标记纤维方向,防止折弯混淆。钣金展开及折弯时,避免材料干涉。多重折弯上的孔设计要求如图3所示。提高钣金件的强度设计,避免平板。在产品表面上压凹凸加强筋,有助于增加产品结构的刚性和强度,减少变形。增加加强筋、折弯、翻边、压平(死边)、三角筋及孔翻边等。零件避免复杂的折弯,考虑折弯刀具、省料等方面进行设计。

  在钣金设计时,应正确认识钣金加工的基本流程,立足于加工难点,采取有效的改进方法,不断优化和创新,提高加工质量和效率,最终实现加工技术性的突破。

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