kb体育钣金件指的是板材厚度比其长度小得多的板材。由于其特殊的几何结构和较小的厚度,体积小、重量轻、易切割,可用于制造生产效率高、生产成本低的大型复杂零件,广泛应用于各个领域。对钣金件进行加工,能够使其在性能和结构形态上满足各种机械制作的需求,从而加工完成最终产品。21世纪,随着制造工艺要求不断提高,为不断对钣金件进行优化,必须重点解决其优化设计问题,并落实到钣金件的结构设计中。
钣金通常指的是手工或通过模具冲压薄金属片,使其发生不可恢复原状的塑性形变,从而得到人们所需要的形状和尺寸。之后,可以进一步通过焊接或机械加工形成更复杂的部件。在满足产品功能的前提下,设计的结构应满足一些基本要求,如易于加工、外形美观、造价低廉,等等。
以电器柜门为例,不同的安装方式所需要的钣金件结构就不同,如内嵌式的门钣金件要比外挂式的薄。总而言之,没有特定的钣金件结构,只有根据要求而设计的钣金件,这既是钣金件的特点,也是其设计难点。
钣金件一般用于设备的外壳,所以选择钣金件的材料非常重要,选择得当,不仅有利于加工,还可以在保证强度的前提下降低成本。为保证板材的利用率,同一零件结构的最大厚度不超过三种规格。与此同时,应避免零件和原料尺寸大小相同,通常而言,市场板材并不方正,即便两者外形大小极为类似,也要避免直接使用以免影响实际运用。
对于孔的设计kb体育,除满足产品需求外,还应符合加工方便的特性、不影响工序,且外观要美观。而且,尽量避免将方孔打到弯曲根部,这是因为板材弯曲后,板的拉伸将会使孔变形。可以通过不同的方法实现螺孔加工,诸如直接攻、翻边攻丝等工艺,具体如表1 所示。需要注意,为防止出现翻边孔与板材之间距离过小,从而导致板材发生塑性形变,影响加工效果,要按照最小值进行设计。对于折弯件上的孔边距,为防止出现孔的弯曲变形,应在变形区外设置孔的位置,同时在设计折弯死边时,要把握好死边长度与材料的厚度之间的关系,通常而言,死边最小长度L3.5t+R,其中,板材厚度为t,最小内折弯半径为R,对于板材厚度在2.5mm以上的钣金件其宽度设计为1~1.5t的范围。
设计者无法摆脱机械零件的设计思想,为提高钣金件的设计强度,不从钣金件的冲压工艺和弯曲工艺中提高设计强度,会出现盲目增加钣金件厚度的情况。对于同一钣金件设计,应尽量使用具有相同厚度的材料,从而保证生产、制备、加工、焊接过程的顺利进行。通过冲压凸包、滚筋,可大大提高钣金件的强度,对钣金件进行结构设计时,可以对结构件进行应力分析,计算零件的应力集中点和危险部位,从而有效承受应力。对弯曲平模压平,使钣金件局部厚度增加双倍,而其强度会远比双倍厚度的钣金件材料强度大得多。
钣金件弯曲模V 形开度和弯曲R 角会影响板料弯曲的最短边,因此,设计中应考虑到钣金件的最短弯曲极限。
若V形的模具开口宽度为12m、弯曲R角O.5mm,那么弯曲的最小短边就要比V/2+R+0.5=7mm小。基于此,应根据现有的弯曲模规范设计,避免模具过多,从而导致模具加工和管理成本增加。在弯曲边的设计中,还应考虑弯曲边与弯曲边之间的距离的限制问题,当弯曲边缘靠近曲边的其余部分时,弯曲边缘和弯曲模具之间会出现干涉情况。
钣金加工采用刀具是为圆柱铣刀,加工零件常常伴有圆角的设计,并通过使用成形冲模,包括长方形或正方形冲模具在内的方孔冲模进行冲压加工钣金件,基本是一次成型。因此,加工好的钣金件通常为方孔内直角,所以设计时需要注意将金属片方孔设计成直角。根据产品的性能要求,了解现有模具尺寸,根据钣金加工工艺加工现有模具,降低加工成本的同时按时完成生产任务。连接螺栓对于箱体的变形影响较大,而且在分析实际问题时,可以应用这种方法找出解决方案。
通过对焊接而成的钣金件,其焊接和磨削流程都比较麻烦,且加工效率相对较低,质量外观不能得到较好的保证。因此,通过优化设计减少焊接面,保障设计强度的前提下使钣金件更加美观。例如,在一些钣金件的设计中,板材由板材弯曲成型,能够基本满足产品需求,但若经过科学优化设计,减少焊接面,则能提升表面质量与美观性,同时还能减少加工量、缩短加工周期,从而使钣金成本得以大大降低。
钣金件结构的设计过程、技术生产与加工工艺紧密相连。在严格执行钣金件结构加工要求的同时,从钣金工艺角度设计钣金件结构,不仅能更好地满足人们的需求,还能降低加工成本,提高钣金产品的质量和使用效率,因此,有必要从工艺角度加强钣金件的结构优化与设计。
针对工业减速机箱体存在的变形问题,应用有限元分析方法,对不同箱体结构进行有限元分析,给出箱体的受力分布情况,计算出箱体在添加合箱螺栓和不添加合箱螺栓的两种不同模型下箱体的位移云图。研究结果表明,工业减速机箱体变形会受到合箱螺栓的较大影响,这种分析方法能够为解决实际问题提供有效依据。