钣金类产品设计需要考虑的部分原则,做设计必须清楚!.doc

钣金类产品设计需要考虑的部分原则，做设计必须清楚！ 五金制品根据加工方式不同常分为冷加工及热加工类，不同种类的五金成型方法也不一样，冷加工类如钣金类材料，主要是通过模具冷冲压、折弯、拉深等工艺成型。热加工类如铸造类零件，主要通过将五金原材料熔化成液态用模具铸造而成。 一般认为，凡是厚度均匀的片材类金属材料统称钣金。常用的钣金材料有不锈钢、镀锌钢板、马口铁、铜、铝、铁等。 ?产品厚度均匀的原则 钣金就是厚度均匀的材料，在结构设计时应该要注意，尤其是在折弯比较多的地方，很容易造成厚度不均匀。 ?易于展平的原则 钣金件产品是由片材加工而成的，在没有加工之前，原材料是平整的，所以，在设计钣金件时，所有折弯及斜面都要能展开在同一个平面上，相互之间不能有干涉。例如，图1-1所示的钣金件设计不合格，原因就是展开后相互干涉。 ?（图1－1钣金件展平后会相互干涉图） ?适当地选用板金件厚度原则 钣金件厚度从0.03?4.00mm各种规格都有，但厚度越大越难加工，就越需要大的加工设备，不良率也随之增加。厚度应根据产品实际的功能来选择，在满足强度及功能的前提下，越薄越好，对于大部分产品，钣金件厚度应控制在1.00mm以下。 ?符合加工工艺原则 钣金件产品要符合加工工艺，要易于制造，不符合加工工艺的产品是制造不出来的，就是不合格的设计。 下面分类探讨钣金类产品设计的工艺要求 钣金 工艺性：产品在各种加工过程中如冲切、折弯等的难易程度 工艺要求：设计钣金类产品时应符合这些工艺性。 基本加工方式有：冲切、折弯、拉伸、成型等 普通冲切结构工艺性 普通冲切：目前应用最多 精密冲切：需要精密的冲切模具及高精度的冲切设备，成本要高于普通冲切，一般应用于比较精密的产品。 (1) 冲切件的外形尽量简单，避免细长的悬臂及狭槽 冲切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/t(t为料厚），同时应该避免窄长的切口与过窄的切槽，以便增大模具相应部位的刃口强度，如图1-2所示。 图1—2避免窄长的悬臂和凹槽 (2)冲切件外形尽量使排样时废料最少，从而减少原料的浪费 将图1-3所示的设计改进成图1-4所示的设计，就会以相同的原料增加产品数量，从而减少浪费，降低成本。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??图1-3原先设计? 图1-4改进后设计 (3)冲切件的外形及内孔应避免尖角。 尖角会影响模具的寿命，在产品设计时要注意在角落连接处倒圆角过渡，圆角半径R≥ 0.5t (t为料厚），如图1-5所示。 图1-5倒圆角设计 (4)冲切件的孔及方孔 冲切件的孔优先选用圆孔，冲孔时，受到冲头强度的限制，冲孔的直径不能太小，不然容易损坏冲头。冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关，表1-1是常用材料最小的冲孔尺寸，t为钣金材料厚度。 表1-1常用材料最小的冲孔尺寸 冲孔最小尺寸设计时一般不小于0.40mm，小于0.40mm的孔一般采用其他方式加工，如腐蚀、激光打孔等。 (5)冲切的孔间距与孔边距。 钣金件结构设计时孔与孔之间、孔与边距之间应有足够的料件，以免冲压时破裂。如图1-6所示是最小孔间距及最小孔边距示意图，t为钣金材料厚度。 图1-6最小孔间距及最小孔边距示意图 (6)折弯件及拉深件冲孔时，其孔壁与直壁之间应保持一定的距离。 在拉伸产品上冲孔时，为保证孔的形状及位置精度，也为了保证模具的强度，其孔壁与直壁之间应保持一定的距离，如图1-7所示。 图1-7拉伸产品上冲孔 (7)钣金件在设计时尽量避免缺口尖角的设计。 缺口尖角会造成模具冲头尖利，容易损坏冲头，在产品的缺口尖角处也容易产生裂缝。图1-8(a)所示产品有尖角，图1-8(b)所示是倒了圆角后的尖角，t为钣金材料厚度。 图1-8缺口尖角的处理 折弯 折弯的原理：是指在钣金件上做直边、斜边、弯曲等形状，如将钣金件弯成L形、U 形、V形等。 模具折弯：一般用于外形复杂、尺 寸较小、产量多的钣金产品。 折弯机折弯：一般用于产品外形尺寸较大、小批量生产的钣金产品。 (1)钣金折弯件最小的弯曲半径 材料弯曲时，在圆角区上，外层受到拉伸，内层则受到压缩。当材料厚度一定时，内层圆角越小，材料的拉伸和压缩就越严重；当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时，就会产生裂缝和折断；如果弯曲圆角过大，则会受到材料回弹的影响，产品的精度及形状 得不到保证。设计折弯件最小的弯曲半径可参考表1-2。 表1-2常用材料最小的弯曲半径 (2)弯曲件的直边高度 弯曲件的直边高度不能太小，否则很难达到产品的精度要求。一般情况下，最小直边高度按图1-9所示要求来设计。 图1-9最小直边高度设计 如果弯曲件直边高度因为产品结构需要而小于最小直边高度设计时，可以在弯曲变形区内加工浅槽后再进行折弯，如图1-10所