钣金件结构设计准则.pdfVIP

钣金件结构设计准则

钣金件结构设计准则

1引言

薄板指板厚和其长宽相比小得多的钢板。它的横向抗弯能力差，不宜用于受横向

弯曲载荷作用的场合。薄板就其材料而言是金属，但因其特殊的几何形状厚度很小，

所以薄板构件的加工工艺有其特殊性。和薄板构件有关的加工工艺有三类：(1)下料：

它包括剪切和冲裁。(2)成形：它包括弯曲、折叠、卷边和深拉。(3)连接：它包括焊接、

粘接等。薄板构件的结构设计主要应考虑加工工艺的要求和特点。此外，要注意构件

的批量大小。

薄板构件之所以被广泛采用是因为薄板有下列优点：

(1)易变形，这样可用简单的加工工艺制造多种形式的构件。

(2)薄板构件重量轻。

(3)加工量小，由于薄板表面质量高，厚度方向尺寸公差小，板面不需加工。

(4)易于裁剪、焊接，可制造大而复杂的构件。

(5)形状规范，便于自动加工。

2结构设计准则

在设计产品零件时，必须考虑到容易制造的问题。尽量想一些方法既能使加工容

易，又能使材料节约，还能使强度增加，又不出废品。为此设计人员应该注意以下制

造方面事项。

钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸加工中的难易程度。良好的工艺应

保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，使用寿命高，产品质量稳定。在一般

情况下，对钣金件工艺性影响最大的是材料的性能、零件的几何形状、尺寸和精度要

求。

如何在薄板构件结构设计时充分考虑加工工艺的要求和特点，这里推荐几条设计

准则。

2.1简单形状准则

切割面几何形状越简单，切割下料越方便、简单、切割的路径越短，切割量也越

小。如直线比曲线简单，圆比椭圆与其它高阶曲线简单，规则图形比不规则图形简单(见

图1)。

1/29

钣金件结构设计准则

(a)不合理结构(b)改进结构

图1

图2a的结构只有在批量大时方有意义，否则冲裁时，切割麻烦，因此，小批量

生产时，宜用图b所示结构。

(a)不合理结构(b)改进结构

图2

2.2节省原料准则（冲切件的构型准则）

节省原材料意味着减少制造成本。零碎的下角料常作废料处理，因此在薄板构件

的设计中，要尽量减少下脚料。冲切弃料最少以减少料的浪费。特别在批量大的构件

下料时效果显著，减少下角料的途径有：

(1)减少相邻两构件之间的距离(见图3)。

(a)不合理结构(b)改进结构

图3

(2)巧妙排列(见图4)。

(a)不合理结构(b)改进结构

图4

(3)将大平面处的材料取出用于更小的构件(见图5)。

2/29

钣金件结构设计准则

(a)不合理结构(b)改进结构

图5

2.3足够强度刚度准则

⑴、带斜边的折弯边应避开变形区

⑵.两孔之间的距离若太小，则在切割时有产生裂纹的可能。

零件上冲孔设计应考虑留有合适的孔边距和孔间距以免冲裂。零件的冲孔边缘离

外形的最小距离随零件与孔的形状不同有一定的限制。当冲孔边缘与零件外形边缘不

平行时，该最小距离应不小于材料厚度t；平行时，应不小于