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钣金件结构设计准则

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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。

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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，圆比椭圆及其它高阶曲线简单，规则图形比不规则图形简单(见图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。

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：

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(1)减少相邻两构件之间的距离(见图3)。

(2)巧妙排列(见图4)。

(3)将大平面处的材料取出用于更小的构件(见图5)。

2.3足够强度刚度准则

1）带斜边的折弯边应避开变形区

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2）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，该距离应不

小于材料厚度t；平行时，应不小于1.5t。小孔边距和孔间距见表。

模具制作上以圆孔坚固好制造维修，唯开孔率较低。

以正方形孔开孔率高，但因是90度角，角边容易磨损崩塌,造成要修模而停线.而六角形的

开孔其大于90度的120度角比正方形孔开孔更坚固但开孔率在边缘比正方形孔差一点。

⑶.细长的板条刚度低，也易在剪裁时产生裂纹，特别是对刀具的磨损严重。

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1.5t(t为料厚)，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。见图3.3.1。

2.4可靠冲裁准则

图9a所示的半圆切线结构冲裁加工很难。因为这要求准确地确定刀具和工件之间的相对位

置。准确测量定位不仅费时，更重要的是，刀具由可磨损和安装的误差，精度通常达不到这

么高的要求。这样的结构一旦加工稍有偏差，质量很难保证，且切割外观差。所以应采用图

b所示的结构，它可保证可靠的冲裁加工质量。

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