SOLIDWORKS钣金件的设计与工艺优化

钣金件借助金属的可塑性，针对金属薄板（通常指 6mm 以下），经冲压工艺制成单个零件，再通过折弯工艺进一步处理，之后经成型工艺塑造，形成单个零件，接着通过焊接或铆接等把这些单个零件组装成完整的钣金产品，由此能看出钣金件的生产过程是有一定复杂性的过程，所以钣金件的设计以及工艺都有可能对钣金件的质量产生较大影响。

一． 钣金设计

拥有的钣金模块，在各类软件的钣金功能里堪称佼佼者，因其具备出色灵活性，深受钣金工程师们喜爱，工程师能够借助它准确直观地表达自身设计意图，还能依据生产制造过程来设计零件，进而开展产品优化设计，它简直就是个虚拟的钣金加工环境，在其中设计钣金零件基本和实际生产相符一致，所以钣金设计大致能分成两类，一类借助折弯等予以完成，另一类通过冲压来达成，这两种方式对应到其中同样契合一致。

1. 钣金折弯

将钣金折弯，在其中主要借助拉伸、法兰等功能来达成，其展开在专门实现的过程里整体情形和步骤是比较简单些的，除此之外又特别是针对一些复杂的钣金零件，它们的设计，如果依靠人工去一点点完成以获得二维展开图，一方面就会耗费大量的时间，另一面还特别容易出现错误，然而钣金零件展开功能极大地解决了这一问题，于此同时不仅能够保证展开效率，而且还能够做到零错误，这样一来那么企业基于此想要去实现快速设计以及快速生产就获得了达成实现的可能性。

2. 钣金冲压

压凹功能是钣金冲压时会用到的，钣金冲压件通常用作外壳，而钣金冲压要借助冲压模具，所以批量较大的外壳类钣金零件能采用这种方法来设计。

从设计上来看，钣金件在增加强度时我们需要注意以下几点：

1. 通过压筋或者冲压凸包增加钣金件的强度

钣金件跟一般零件遵循的设计原则不一样，在有加强钣金件需求时，有时并非要更换更厚的板材，而是通过压筋或者冲压凸包等形状来加强，这种设计方式相较于使用更厚板材更加经济实用喽。

2. 通过角撑板增加钣金件的强度

除了借助上面所讲的压筋或者冲压凸包方式以增加钣金件的强度以外，还能够经由角撑板来增加钣金件的强度，于钣金件的折弯处添加角撑板，如此便能够让折弯处不容易发生变形，从而满足我们设计所需要的强度。

二． 钣金工艺

钣金工艺能划分成冲压工艺、折弯工艺以及焊接工艺，工艺不一样，对于钣金件质量的影响也存在差异，所以在制造钣金件之时，我们要挑选恰当的工艺去提高钣金的精度。

1. 冲压工艺

冲压制程里，我们得具备相应的冲压模具，先前已然指出通常来讲大批数量的外壳类零件才适宜运用冲压模具，材料对于冲压工艺的作用颇为显著，冲压材料性能的稳固性、材料厚度的波动特质、材质的变动范畴、拉伸筋阻力的大小、压边力变动范围等均会对冲压工艺造成影响，选用材料之际存在以下注意要点：

（1）凸模承受的应力小于凸模材料的许用压应力。

（2）为提高凸模的抗弯强度应选用弹性系数大的材质。

（3）进行稳定能力的校核。

2. 折弯工艺

折弯工艺属于钣金过程里头一道关键的工序，平常能见到的箱体类零件，像变压器、变电箱一类的都得进行钣金折弯，对折弯工艺产生影响的因素数量不少，当中最为主要的是折弯半径以及弯边高度。

（1）折弯半径

通常来讲，在钣金折弯进程之中，当材料厚度已然确定时，因材料于外部遭受拉力作用，所以当弯曲半径愈发矮小的时候，拉应力便会增大。故而于折弯之际要挑选适宜的折弯角度，防止因折弯内弯半径过小致使拉应力变大，进而令加工件遭遇损坏、发生断裂。

（2）弯边高度

钣金折弯时，会出现多道弯边，这些弯边的高度并非随意设定，而是要结合槽口宽度，还要考量折弯成形的精度，以此来对弯边高度加以控制。

3. 焊接工艺

多数的钣金制成品都得开展焊接工作，可是对焊接造成影响的要素存在好多，而且特别不容易掌控住，于焊接完成之后还时常会出现变形状况，所以于焊接之际我们要尽量去挑选恰当的焊接办法，防止因焊接问题所生成的次品。对焊接造成影响的要素大概有以下这些方面：

（1）焊接电流

焊接方面，电流大小对于焊接相关的质量以及生产率有着颇为显著的影响，电流要是过小，那么电弧就会处于不稳定的状态 并且容易致使渣夹杂以及未焊接这类缺陷出现，进而导致生产效率偏低；要是电流过大，就容易产生咬烧等一系列缺陷，与此同时飞溅也会有所增加。所以于焊接期间，需要依据焊条类型、焊条直径、焊件厚度等诸多因素来挑选适宜的电流。

（2）电弧电压

在焊接进程里，电弧要是太长，就会致使电弧燃烧处于不稳定状态，让飞溅有所增加，使熔深减小，令外部空气易于侵入，进而造成气孔等缺陷。所以，电弧长度务必要小于或者等于电极的直径，也就是短电弧焊。当采用酸性焊条进行焊接时，为了对待焊位置予以预热或者降低熔池温度，有时会让电弧稍微拉长，这就是所谓的长弧焊。

（3）焊接方法

因为焊接的时候温度不均匀，所以焊缝周围遭受各不相同的热处理，进而会引发相应的组织以及性能变化，有在金属焊接之中常常会用到的方法，像埋弧焊、手工焊以及二氧化碳保护焊诸如此类，当中埋弧焊的热量占比最大，收缩变形占比也最大手工焊处于中间位置，二氧化碳保护焊处于其次位置。

离开了上面所讲的这几种对焊接造成影响的因素，实际上还有好多会产生影响的因素，这可是一门规模巨大的学科，有兴趣的人能够深入去研究一番。

综上所述，对于钣金的设计而言，除了要对设计方式予以优化之外，更为关键重要的是，要对钣金工艺进行优化，这会直接对钣金产品质量情况的好坏起到决定作用，钣金工艺所涉及影响的因素存在着许多，我们没办法把钣金工艺针对产品所产生的影响完全消除掉，仅仅能够尽可能地把这种影响降低到最小的程度，只有这样做才能够制造生产出质量属于一流水平的产品。

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