钣金件结构设计知识大汇总,看完豁然开朗!
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机械设计钣金设计知识点在机械设计中,钣金设计是一个重要的环节。
钣金设计通常指的是对金属板材的加工和成形,将平板金属材料加工成需要的形状和尺寸。
钣金设计的质量直接影响到机械产品的性能和外观。
因此,掌握一些钣金设计的知识点是非常重要的。
1. 材料选择在钣金设计中,要根据具体的使用要求选择合适的材料。
常用的钣金材料有钢板、铝板和不锈钢板等。
选择材料时需要考虑产品的强度、刚性、耐腐蚀性以及成本等因素。
合理选择材料有助于提高产品的质量和性价比。
2. 工艺流程钣金设计需要经过一系列的工艺流程来完成。
常见的工艺流程包括切割、折弯、冲孔、压花等。
在进行设计时,需要考虑每个工艺环节的顺序、方式和工艺参数等。
合理的工艺流程能够提高加工效率和产品质量。
3. 结构设计钣金产品的结构设计是钣金设计中的关键环节。
合理的结构设计能够保证产品的稳定性和强度。
在结构设计中,需要考虑到产品的外观、功能和使用要求。
合适的结构设计可以提高机械产品的可靠性和性能。
4. 尺寸和公差在钣金设计中,合理的尺寸设计和公差控制是非常重要的。
尺寸设计涉及到产品的大小、长度、宽度和高度等。
公差控制则关系到产品在加工过程中的精度和准确度。
合理的尺寸和公差设计可以确保产品的装配和使用的顺利进行。
5. 表面处理钣金产品的表面处理对产品的质量和外观也有着重要的影响。
常见的表面处理方法包括喷涂、镀锌、电镀等。
表面处理可以提高产品的耐腐蚀性和耐磨性,同时也能提升产品的视觉效果。
6. 成本控制在钣金设计中,成本控制也是一个重要考虑因素。
合理的成本控制可以降低生产成本,提高产品的竞争力。
在设计中,需要考虑材料的选择、工艺流程的优化以及生产效率的提升等,以实现成本的控制和优化。
总结:钣金设计作为机械设计中的重要一环,需要考虑材料选择、工艺流程、结构设计、尺寸和公差、表面处理以及成本控制等多个方面。
只有综合考虑这些知识点,才能设计出高质量、高性能和经济实用的钣金产品。
随着科技的不断发展,钣金设计也在不断创新和进步,如数控钣金加工技术等的应用,使钣金设计更加精确和高效。
钣金柜体设计知识点总结钣金柜体设计是工业产品设计领域中的一个重要分支,它涉及到钣金工艺、结构设计、材料选择等方面的知识。
本文将从钣金柜体设计的基础知识、常见结构设计、材料选择以及设计注意事项等方面进行总结。
一、钣金柜体设计的基础知识钣金柜体设计需要掌握一些基础知识。
首先,了解钣金工艺,包括剪、冲、切、折等常用的工艺操作。
其次,熟悉柜体结构的组成,柜体通常由底座、柜体箱体和柜门等组成,需要考虑结构的稳定性和承重能力。
最后,了解常用的设计软件,如AutoCAD、SolidWorks等,能够使用这些工具进行柜体的设计和绘图。
二、常见钣金柜体的结构设计1. 底座设计:底座是柜体的支撑结构,需要考虑柜体的稳定性和承重能力。
通常使用钢材制作,可以采用焊接或螺栓连接方式固定在地面上。
2. 箱体设计:柜体箱体通常由钣金板材制成,需要考虑箱体的强度和刚度。
柜体的钣金连接可以使用螺钉、铆钉或焊接等方式固定。
3. 柜门设计:柜门是柜体的出入口,可以采用单扇门或双扇门的设计。
柜门的开启方式可以是左开式、右开式或上下两开,需要考虑使用的便捷性和空间利用率。
三、钣金柜体的材料选择在钣金柜体设计中,材料选择对于柜体的质量和性能具有重要的影响。
常见的钣金材料包括不锈钢板、镀锌板、铝板等。
选择合适的材料需要考虑以下几个因素:1. 强度和刚度:柜体需要具有足够的强度和刚度,能够承受一定的力和重量。
2. 耐腐蚀性:柜体在使用过程中可能会受到环境中的腐蚀性物质侵蚀,需要选择能够抵抗腐蚀的材料。
3. 表面处理性能:钣金柜体通常需要进行表面处理,如喷涂、电镀等。
材料选择要考虑表面处理的可行性和效果。
四、钣金柜体设计的注意事项在进行钣金柜体设计时,需要注意以下几个方面:1. 结构稳定性:柜体结构设计要保证稳定性和安全性,避免因设计不当导致柜体的变形或倾斜。
2. 工艺可行性:设计时要考虑到实际生产过程中的工艺要求,避免出现难以实现的设计。
3. 细节处理:注重细节处理,如边角的倒角、板材的联接、表面的光洁度等,能够提升产品的整体质量和使用体验。
钣金产品结构设计资料第一章金属材料SPCC 一般用钢板,表面需电镀或涂装处理SECC 镀锌钢板,表面已做烙酸盐处理及防指纹处理SUS 301 弹性不锈钢SUS304 不锈钢镀锌钢板表面的化学组成------基材(钢铁),镀锌层或镀镍锌合金层,烙酸盐层和有机化学薄膜层.有机化学薄膜层能表面抗指纹和白锈,抗腐蚀及有较佳的烤漆性.SECC的镀锌方法热浸镀锌法 :连续镀锌法(成卷的钢板连续浸在溶解有锌的镀槽中板片镀锌法 (剪切好的钢板浸在镀槽中,镀好后会有锌花. 电镀法: 电化学电镀,镀槽中有硫酸锌溶液,以锌为阳极,原材质钢板为阴极.1-2产品种类介绍1.品名介绍材料规格后处理镀层厚度 S A B C*D*E S for SteelA:EG (Electro Galvanized Steel)电气镀锌钢板---电镀锌一般通称JIS镀纯锌 EG SECC (1)铅和镍合金合金EG SECC (2)GI (Galvanized Steel) 溶融镀锌钢板------热浸镀锌非合金化 GI, LG SGCC (3)铅和镍合金 GA, ALLOY SGCC (4)裸露处耐蚀性2>3>4>1熔接性2>4>1>3涂漆性4>2>1>3加工性1>2>3>4B: 所使用的底材C (Cold rolled) : 冷轧H (Hot rolled): 热轧C: 底材的种类C: 一般用D: 抽模用E: 深抽用H: 一般硬质用D: 后处理M: 无处理C: 普通烙酸处理---耐蚀性良好,颜色白色化D: 厚烙酸处理---耐蚀性更好,颜色黄色化P: 磷酸处理---涂装性良好U: 有机耐指纹树脂处理(普通烙酸处理)--- ---耐蚀性良好,颜色白色化,耐指纹性很好A: 有机耐指纹树脂处理(厚烙酸处理)---颜色黄色化,耐蚀性更好FX: 无机耐指纹树脂处理---导电性FS: 润滑性树脂处理---免用冲床油E: 镀层厚1-4物理特性膜厚---含镀锌层,烙酸盐层及有机化学薄膜层,最小之膜厚需0.00356mm以上. 测试方法有磁性测试(ASTM B499), 电量分析(ASTM B504), 显微镜观察(ASTM B487)表面抗电阻---一般应该小于0.1欧姆/平方公分.1-5盐雾试验----试片尺寸100mmX150mmX1.2mm, 试片需冲整捆或整叠铁材中取下,必须在镀烙酸盐后24小时,但不可超过72小时才可以用于测试,使用5%的盐水,用含盐的水汽充满箱子,试片垂直倒挂在箱子中48小时。
冲压件设计1冲裁冲裁分为普通冲裁和精密冲裁,由于加工方法的不同,冲裁件的加工工艺性也有所不同。
目前我司通信产品结构件一般只用到普通冲裁。
下面介绍冲裁的工艺性,是指普通冲裁的结构工艺性。
1.1冲裁件的形状和尺寸尽可能简单对称,使排样时废料最少。
_图1.1.1 冲裁件的排样1.2冲裁件的外形及内孔应避免尖角。
在直线或曲线的连接处要有圆弧连接,圆弧半径R≥0.5t。
(t为材料壁厚)图3.2.1 冲裁件圆角半径的最小值1.3 冲裁件应避免窄长的悬臂与狭槽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。
图3.3.1避免窄长的悬臂和凹槽1.4冲孔优先选用圆形孔,冲孔有最小尺寸要求冲孔优先选用圆形孔,冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。
图3.4.1冲孔形状示例材料圆孔直径b矩形孔短边宽b高碳钢 1.3t 1.0t低碳钢、黄铜 1.0t 0.7t铝0.8t 0.5t* t为材料厚度,冲孔最小尺寸一般不小于0.3mm。
* 高碳钢、低碳钢对应的公司常用材料牌号列表见第7章附录A。
表1冲孔最小尺寸列表1.5冲裁的孔间距与孔边距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,见图3.5.1。
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1.5t。
电镀件设计电镀件在设计中有很多特殊的设计要求可以提出,大致为以下几点:1.基材最好采用ABS材料,ABS电镀后覆膜的附着力较好,同时价格也比较低廉。
2.塑件表面质量一定要非常好,电镀无法掩盖注射的一些缺陷,而且通常会使得这些缺陷更明显。
3.在结构设计时有几点也要关注外形要适合于电镀处理:1)表面凸起最好控制在0.1~0.15mm/cm,尽量没有尖锐的边缘。
2)如果有盲孔的设计,盲孔的深度最好不超过孔径的一半,负责不要对孔的底部的色泽作要求。
钣金基础知识集锦1钣金基本介绍1.1钣金基本加工方式按钣金件的基本加工方式,如下料、折弯、拉伸、成型、焊接。
本规范阐述每一种加工方式所要注意的工艺要求。
1.2关键技术词汇钣金、下料、折弯、拉伸、成形、排样、最小弯曲半径、毛边、回弹、打死边、焊接2 钣金下料下料根据加工方式的不同,可分为普冲、数冲、剪床开料、激光切割、风割,由于加工方法的不同,下料的加工工艺性也有所不同。
钣金下料方式主要为数冲和激光切割2.1数冲是用数控冲床加工,板材厚度加工范围为冷扎板、热扎板小于或等于3.0mm,铝板小于或等于4.0mm,不锈钢小于或等于2.0mm2.2冲孔有最小尺寸要求冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。
图2.2.1 冲孔形状示例* 高碳钢、低碳钢对应的公司常用材料牌号列表见第7章附录A。
表1冲孔最小尺寸列表2.3数冲的孔间距与孔边距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,见图2.3.1。
当冲孔1.5t。
2.4折弯件或拉深件冲孔时,其孔壁与工件直壁之间应保持一定的距离(图2.4.1)图2.4.1 折弯件、拉伸件孔壁与工件直壁间的距离2.5螺钉、螺栓的过孔和沉头座螺钉、螺栓过孔和沉头座的结构尺寸按下表选取取。
对于沉头螺钉的沉头座,如果板材太薄难以同时保证过孔d2和沉孔D,应优先保证过孔d2。
表2用于螺钉、螺栓的过孔*要求钣材厚度t≥h。
表3用于沉头螺钉的沉头座及过孔*要求钣材厚度t≥h。
表4用于沉头铆钉的沉头座及过孔2.6激光切割是用激光机飞行切割加工,板材厚度加工范围为冷扎板热扎板小于或等于20.0mm, 不锈钢小于10.0mm 。
其优点是加工板材厚度大,切割工件外形速度快,加工灵活.缺点是无法加工成形,网孔件不宜用此方式加工,加工成本高!3 钣金折弯3.1钣金折弯件的最小弯曲半径材料弯曲时,其圆角区上,外层收到拉伸,内层则受到压缩。
当材料厚度一定时,内r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,因此,弯曲零件的结构设计,应避免过小的弯曲圆角半径。
钣金件结构设计知识大汇总,看完豁然开朗!机械前线,全国机械微教育领导者文丨百年孤独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,圆比椭圆及其它高阶曲线简单,规则图形比不规则图形简单(见图1)。
(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22.2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。
钣金件结构设计知识钣金件是一种广泛应用于机械制造领域的零部件,其结构设计对于产品的质量和性能具有重要影响。
以下是钣金件结构设计的相关知识。
一、结构设计原则1.符合功能要求:结构设计应符合产品的功能要求,例如强度、刚度、密封性等。
同时要考虑到产品的使用环境和工作条件,确保产品的可靠性和稳定性。
2.简化结构:结构设计应尽量简化,减少部件的数量和复杂性。
简化结构可以降低制造成本、提高生产效率,并且更容易进行维修和维护。
3.优化工艺:结构设计应考虑到钣金件的生产工艺特点,设计合理的连接方式、成形工艺和加工工艺,以便提高产品的制造质量和效率。
4.方便装配:结构设计应考虑到钣金件的装配方式和步骤,尽量减少装配难度,提高装配速度和准确性。
5.考虑材料特性:结构设计应充分考虑所选用材料的特性,例如强度、刚度、韧性、耐腐蚀性等,以确保产品在使用过程中不会出现材料失效。
二、常见结构设计要素1.板件形状:钣金件往往由平面板件构成,其形状通常为矩形、圆形、椭圆形等,应根据产品的实际要求合理选择板件形状和尺寸。
2.连接方式:钣金件的连接方式有很多种,常见的有焊接、螺栓连接、铆接、槽连接等。
连接方式的选择应根据产品的要求和钣金件的特性进行合理选择。
3.折弯方式:钣金件的折弯方式直接影响到产品的结构和外观质量。
常见的折弯方式有V形折弯、U形折弯、Z形折弯等,根据不同材料的特点选择合适的折弯方式。
4.强度增强结构:一些情况下,为了提高钣金件的强度和刚度,需要采用一些强度增强结构,如加强筋、折边、加强块等,以增加钣金件的强度和刚度。
5.表面处理:钣金件的外表面往往需要进行一定的处理,例如喷涂、电镀、防腐处理等。
结构设计应考虑到表面处理的要求和方法,以确保产品具有良好的外观和耐腐蚀性。
三、常见结构设计问题1.焊接变形:焊接过程中,钣金件往往会发生变形,导致结构不稳定或不符合要求。
为了解决这个问题,可以在设计阶段考虑到焊接变形的因素,合理选择焊接顺序和焊接位置,使用适当的辅助工具和夹具。
钣金设计必备知识点钣金设计是指使用金属板材进行加工、制作各种金属制品的过程。
这项技术广泛应用于汽车、船舶、航空航天等领域。
为了正确进行钣金设计,以下是一些必备的知识点:1. 材料选用钣金设计中最常用的材料包括钢板、不锈钢板、铝板等。
根据设计要求和使用环境,选择合适的材料非常重要。
材料的硬度、强度、韧性以及耐腐蚀性都需要考虑进去。
2. 制作工艺钣金设计涉及到很多加工工艺,如切割、弯曲、冲压、焊接等。
设计师需要了解不同工艺的原理和操作要点,以确保加工的精确性和质量。
3. 图纸阅读钣金设计常常需要根据工程图纸进行操作。
设计师需要能够准确阅读图纸上的尺寸、标记和符号,以便正确理解设计要求并制作出精确的零件。
4. 标准件的使用钣金设计过程中,可以使用一些标准件来提高工作效率和精度。
了解常用标准件的种类和规格,可以帮助设计师在设计中更好地利用这些部件。
5. 加工设备钣金加工通常需要使用一些专业设备,如切割机、折弯机、冲床等。
设计师需要了解这些设备的性能和操作方法,以保证设计的可行性和加工的准确性。
6. 结构强度计算钣金设计不仅考虑外形美观,还需要满足结构的强度要求。
设计师需要具备一定的结构力学基础,能够进行荷载计算和强度分析,确保设计的合理性。
7. 表面处理钣金制品通常需要进行表面处理,如喷涂、电镀等,以提高外观和耐腐蚀性。
设计师需要了解不同表面处理方法和材料的适用性,以便在设计中考虑到这些因素。
8. 质量控制钣金设计过程中,质量控制至关重要。
设计师需要确保每个加工步骤都符合要求,并进行严格的验收。
合格的质量控制能够保证最终产品的质量和稳定性。
总结:钣金设计是一项复杂而重要的技术。
设计师需要掌握材料选用、制作工艺、图纸阅读、加工设备等多个方面的知识,并且能够进行结构强度计算和质量控制。
只有掌握这些必备的知识点,设计师才能够设计出优秀的钣金制品。
钣金工艺与结构设计基础知识钣金工艺是一种通过切割、弯曲和连接金属板材来制作零部件的加工技术。
它在制造业中广泛应用于汽车、航空航天、建筑和电子设备等领域。
在进行钣金工艺过程中,结构设计是非常重要的一环。
本文将介绍钣金工艺的基础知识和结构设计的要点。
一、钣金材料与工艺1.钣金材料常见的钣金材料包括钢板、不锈钢板、铝板和铜板等。
根据不同的应用要求,选择合适的材料具有关键性意义。
例如,在汽车制造中,选择高强度的钢板可以提高车身的刚度和抗冲击能力。
2.钣金工艺钣金工艺包括切割、弯曲和连接等步骤。
(1)切割:常用的切割方式有剪切、冲孔和激光切割等。
剪切适用于较为简单的板件切割,而冲孔则适用于大批量、形状复杂的孔洞加工。
激光切割则可以实现高精度和高速度的切割。
(2)弯曲:弯曲是钣金加工中常见的工艺,可通过手动操作或机械设备完成。
弯曲时需要考虑材料的强度和可塑性,以及弯曲半径和角度等参数。
(3)连接:钣金件的连接方式主要包括螺栓连接、焊接和胶接等。
螺栓连接适用于需要经常拆卸的场合,焊接则适用于要求结构强度和密封性的场合。
二、钣金结构设计的要点1.结构设计原则在进行钣金结构设计时,应遵循如下原则:(1)功能性:钣金结构设计应满足其所需的功能要求。
例如,在汽车制造中,车身的结构设计要保证车身的刚度和安全性能。
(2)成本和效率:钣金结构设计应尽量降低制造成本,提高效率。
例如,合理设计零部件的结构,可以减少材料的浪费和加工的时间。
(3)安全性:钣金结构设计应符合相关的安全标准和要求,保证使用的安全性。
例如,在电子设备的机箱设计中,需要考虑电磁屏蔽和防护措施。
2.结构设计要点(1)产品结构:钣金产品的结构设计应考虑其功能使用和生产工艺要求,保证产品质量和性能。
例如,汽车车身的结构设计应考虑车身强度和刚度的要求。
(2)结构材料:钣金结构设计应选择合适的材料,满足强度、刚度和耐腐蚀等要求。
各种材料的特性不同,对加工工艺要求不同,需要根据不同的应用场景进行选择。
钣金设计知识点钣金设计是一门重要的工程技术领域,它涉及到对金属材料进行成型与加工的各个环节。
在钣金设计中,我们需要掌握一些关键的知识点,以确保设计的质量和效果。
以下是一些常见的钣金设计知识点:一、钣金材料与性能钣金设计中使用的常见材料有钢板、铝板、铜板等,不同材料具有不同的性能和适用范围。
例如,钢板通常具有较高的强度和韧性,适用于承受较大载荷的结构件;铝板具有较低的密度和较好的耐腐蚀性,适用于要求减轻重量和提高耐久性的应用;铜板具有良好的导电性和导热性,适用于电子器件等特殊领域。
在钣金设计中,我们需要了解材料的机械性能、化学性能、热处理性能等,以便选择合适的材料,并根据设计要求进行适当的处理和加工。
二、钣金成型工艺钣金成型是指将金属板材通过冲压、弯曲、剪切等加工工艺,按照设计要求形成所需形状和尺寸的过程。
常见的钣金成型工艺有:1. 冲压:利用冲床等设备将金属板模具进行冲裁,使其成型。
2. 弯曲:通过对金属板进行加热或机械弯曲,使其成型。
3. 剪切:使用剪切机等设备将金属板材剪切成所需的形状和尺寸。
4. 焊接:将多个金属板材通过焊接工艺连接在一起。
钣金成型工艺的选择要根据设计要求和材料性能来确定,同时还需要考虑成本、工艺性能等因素。
三、钣金设计原则在进行钣金设计时,我们需要遵循一些基本的设计原则,以确保设计的可行性和有效性。
1. 结构合理性:设计的结构要合理,能够满足力学和工艺要求。
例如,在设计零件时,要充分考虑受力情况和材料特性,避免出现应力集中、变形过大等问题。
2. 制造可行性:设计的零件要考虑到制造工艺和设备的限制,以便实际加工和成型。
例如,在设计时要充分考虑材料的可加工性和成本效益,避免设计过于复杂或加工难度较大的零件。
3. 经济性:设计的产品要兼顾性能和成本之间的平衡,追求最佳的经济效益。
例如,在选择材料和工艺时,要综合考虑材料成本、加工成本、使用寿命和维护成本等因素。
四、钣金设计软件与工具随着计算机辅助设计技术的发展,钣金设计软件和工具的使用已经成为设计师的常规操作。
钣金件结构设计知识大汇总,看完豁然开朗!机械前线,全国机械微教育领导者文丨百年孤独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,圆比椭圆及其它高阶曲线简单,规则图形比不规则图形简单(见图1)。
(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22.2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)。
(a)不合理结构(b)改进结构图52.3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1.5t。
最小孔边距和孔间距见表。
模具制作上以圆孔最坚固好制造维修,唯开孔率较低。
以正方形孔开孔率最高,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。
对一般钢A≥1.5t;对合金钢A≥2t;对黄铜、铝A≥1.2t;t—材料厚度。
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。
(a)不合理结构(b)改进结构图92.5避免粘刀准则(穿破件的构型准则)在构件中间冲裁切割时会出现刀具和构件粘接交紧的问题。
解决的办法:(1)留有一定的坡度;(2)切割面连通(见图10和图11)。
(a)不合理结构(b)改进结构图10(a)不合理结构(b)改进结构图11当搭接在一道工序中用冲切法制成90°的弯边时,选材要注意材质不宜太硬,否则易在直角弯折处破裂。
应在弯边位置设计工艺切口,防止折角处破裂。
2.6弯曲棱边垂直切割面准则薄板在切割加工以后,一般还要进一步进行成形加工,比如弯曲。
弯曲棱边应垂直于切割面,否则交汇处产生裂纹的危险升高。
若因其它限制垂直要求不能满足时,应在切割面和弯曲棱边交汇处设计一个圆角,其半径大于板厚的两倍。
2.7平缓弯曲准则陡峭的弯曲需特殊的工具,且成本高。
此外,过小的弯曲半径易产生裂纹,在内侧面上还会出现皱折(见图16、图17)。
(a)不合理结构(b)改进结构图16(a)不合理结构(b)改进结构图172.8避免小圆形卷边准则薄板构件的棱边常用卷边结构,这有多项好处。
(1)加强了刚度;(2)避免了锋利的棱边;(3)美观。
但卷边应注意两点,一是半径应大于1.5倍的板厚;二是不要完全的圆形,这样加工起来困难,图18b所示的卷边比各自a所示的卷边易加工。
(a)不合理结构(b)改进结构图182.9槽边不弯曲准则弯曲棱边和槽孔棱边要相距一定的距离,推荐值是弯曲半径加上2倍的壁厚。
弯曲区受力状态复杂,且强度较低。
有缺口效应的槽孔也应排除在这个区域以外。
既可以将整个槽孔远离弯曲棱边,也可以让槽孔横跨整个弯曲棱边(见图19)。
(a)不合理结构(b)改进结构图192.10复杂结构组合制造准则空间结构过于复杂的构件,完全靠弯曲成形比较困难。
因此尽量将结构设计得简单一些,在非复杂不可的情况下,可用组合构件,即将多个简单的薄板构件用焊接,螺栓连接等方式组合在一起。
图20b的结构比其图20a的结构易加工。
(a)不合理结构(b)改进结构图202.11避免直线贯通准则薄板结构有横向弯曲刚度较差的缺点。
大平板结构易屈曲失稳。
进一步还会弯曲断裂。
通常用压槽来提高其刚度。
压槽的排列方式对提高刚度的效果影响很大,压槽排列基本原则是避免无压槽区域直线贯通。
贯通的低刚度窄带易成为整个板面屈曲失稳的惯性轴。
失稳总要围绕一个惯性轴,因此,压槽的排列要切断这种惯性轴,使它越短越好。
图21a所示的结构,无压槽区域形成多条贯通的窄条。
围绕这些轴,整个板的弯曲刚度没有改进。
图21b所示结构没有潜在的连通失稳惯性轴,图22列出了常见的压槽形状和排列方式,从左到右刚度增强效果逐渐加大,不规则排列是避免直线贯通的有效方法。
(a)不合理结构(b)改进结构图21图222.12压槽连通排列准则压槽的终点疲劳强度低是薄弱环节,如果压槽连通,其部分终点将消灭。
图23是一个卡车上的电瓶箱,它受动载作用,图23a结构在压槽端都产生了疲劳破坏。
而图23b结构就不存在这一问题。
陡峭的压槽端面应避免,可能的情况下压槽延至边界(见图24)。
压槽的贯通消除了薄弱的端部。
但压槽的交汇处要有足够大的空间,使得各压槽之间的相互影响减少(见图25)。
(a)不合理结构(b)改进结构图23(a)不合理结构(b)改进结构图24(a)不合理结构(b)改进结构图252.13空间压槽准则空间结构的失稳不只限于某一方面,因此,只在一个平面上设置压槽不能达到提高整个结构抗失稳能力的效果。
例如图26所示的U型和Z型结构,它们的失稳会发生在棱边附近。
解决这个问题的方法是将压槽设计成空间的(见图26b结构。
)(a)不合理结构(b)改进结构图262.14局部松驰准则薄板上局部变形受到严重阻碍时会出现皱折。
解决的办法是在皱折附近设置几个小的压槽,这样减低局部刚度,减少变形阻碍(见图28)。
(a)不合理结构(b)改进结构图282.15 冲裁件的构型准则⑴.最小冲孔直径或方孔的最小边长冲孔时,应受到冲头强度的限制,冲孔的尺寸不能太小,否则容易损坏冲头。
最小冲孔直径及最小边长见表。
* t 为材料厚度,冲孔最小尺寸一般不小于0.3mm。
⑵.冲切缺口原则冲切缺口应尽量避免尖角,如a图所示。
尖角形式容易减短模具使用寿命,且尖角处容易产生裂纹。
应改为如b图所示。
R≥0.5t(t─材料厚度)a 图 b 图冲裁件的外形及内孔应避免尖角。
在直线或曲线的连接处要有圆弧连接,圆弧半径R≥0.5t。
(t为材料壁厚)2.16、弯曲件的结构准则⑴、板件最小弯曲半径材料弯曲时,其圆角区上,外层收到拉伸,内层则受到压缩。
当材料厚度一定时,内半径r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,因此,弯曲零件的结构设计,应避免过小的弯曲圆角半径。
为此规定最小弯曲半径。
常用金属材料最小折弯半径列表序号材料最小弯曲半径108、08F、10、10F、DX2、SPCC、E1-T52、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1100-H24、T20.4t215、20、Q235、Q235A、150.5t325、30、Q2550.6t41Cr13、H62(M、Y、Y2、冷轧)(铜)0.8t545、501.0t655、601.5t765Mn、60SiMn、1Cr17Ni7、1Cr17Ni7-Y、1Cr17Ni7-DY、SUS301、0Cr18Ni9、SUS3022.0t。