在我们常常会用到的五金类零件里头, 经常会被使用到的那些金属材料包含着不锈钢, 有铜这种材料, 还有铝, 存在锌合金, 具备镁合金, 含有钢, 以及铁等材料。
五金制品, 依据加工方式的差异, 常常被划分成冷加工以及热加工这两类, 不同种类的五金, 其成型的方法也是各不相同的, 冷加工类, 像钣金类材料, 主要是借助模具冷冲压、折弯、拉深等工艺来实现成型的, 热加工类, 比如铸造类零件, 主要是依靠把五金原材料熔化成液态后用模具铸造而成的。
大家普遍觉得, 那些厚度是均匀状态的片材类型的金属材料, 通通被称作钣金。经常被运用到的钣金材料包含不锈钢 , 还有镀锌钢板 , 以及马口铁 , 另外还有铜 , 再有铝 , 最后是铁等这些。
(以上动图为冲压)
产品厚度均匀的原则
那种厚度保持均匀状态的材料被称作钣金, 在针对结构展开设计这个行为的时候是应当予以留意的, 特别是在折弯数量相对较多的区域, 极易致使厚度出现不均的状况。
易于展平的原则
片材经加工后成为钣金件产品, 未加工时原材料是平整状态, 故而设计钣金件时, 所有折弯跟斜面都得能展开于同一平面, 彼此间不得存在干涉。像图1 – 1所示的钣金件设计不符合要求, 缘由是展开后相互产生干涉。
(图1-1钣金件展平后会相互干涉图)
适当地选用板金件厚度原则
钣金件有着从0.034.00mm各式各样的规格, 然而厚度越大, 其加工难度就越高, 进而也就越需要大型的加工设备, 同时不良率也会跟着增多。厚度应当依据产品实际具备的功能予以挑选, 在能满足强度以及功能的条件基础上, 越薄为佳, 对于多数的产品而言, 钣金件的厚度需要控制在1.00mm之下。
符合加工工艺原则
钣金件产品, 需符合加工工艺才可, 要易于制造才行, 不符合加工工艺的产品, 是制造不出来那种, 那便是不合格的设计, 哟。
钣金类产品设计的工艺要求
钣金
工艺性：产品在各种加工过程中如冲切、折弯等的难易程度
工艺要求：设计钣金类产品时应符合这些工艺性。
基本加工方式有：冲切、折弯、拉伸、成型等
普通冲切结构工艺性
普通冲切：目前应用最多
精密进行冲切, 这一过程, 需要用到精密的冲切模具, 以及高精度的冲切设备, 其成本相较于普通冲切要高, 通常是应用在比较精密的产品上的。
(1) 冲切件的外形须尽量简约, 要规避细长的悬臂, 还得避开狭槽, 冲切件的凸出部分或者凹入部分, 其深度与宽度, 在一般情形下, 应当不少于一点五除以t（t是料厚）, 与此同时, 要防止出现窄长的切口以及过窄的切槽, 以此增大模具对应部位的刃口强度, 就如同图一减去二所示那般。
图1—2避免窄长的悬臂和凹槽
(2)冲切件外形尽量使排样时废料最少，从而减少原料的浪费
把图1 – 3所展示的设计, 改进成為图1 – 4所显示的设计, 如此一来, 会凭借相同的原料, 增加产品的数量, 进而减少浪费, 降低成本。
图1-3原先设计
图1-4改进后设计
(3)冲切件的外形及内孔应避免尖角。
尖角对于模具的寿命会产生影响, 于产品进行设计之时, 需要留意在角落的连接处通过倒圆角来实现过渡状态, 此种圆角的半径R要大于或等于0.5t（t是料厚）的情况, 正如图1 – 5所展示的那样。
图1-5倒圆角设计
(4)冲切件的孔及方孔
相比其他形状的孔, 冲切件优先选用圆孔加工成孔, 在冲孔操作时, 因受冲头强度规定限制, 冲孔相应所具有的直径不能过小, 否则极易导致冲头遭受损。冲孔最小尺寸的确定, 与孔的形状、材料机械性能以及材料自身厚度存在关联, 表1-1呈现的是常用材料最小的冲孔尺寸规定 , 其中用t表示的是钣金材料厚。
表1-1常用材料最小的冲孔尺寸
设计冲孔最小尺寸的时候, 通常不会小于0.40mm, 要是小于0.40mm的孔, 一般会采用诸如腐蚀、激光打孔等别的方式来加工。
(5)冲切的孔间距与孔边距。
钣金件进行结构设计之际, 孔跟孔相互之间, 以及孔与边距相互之间, 应当存有充足的料件, 以此避免冲压之时出现破裂的情况。像图1 – 6所呈现的那样, 是最小孔间距以及最小孔边距的示意图, 而t指的是钣金材料的厚度。
图1-6最小孔间距及最小孔边距示意图
(6)折弯件冲孔时, 其孔壁与直壁之间要保持一定距离, 拉深件冲孔时, 同样其孔壁与直壁之间应保持一定距离。
拉伸产品冲孔之际, 要确保孔的形状精准无误以及位置精度达标, 还要保证模具有着足够强度, 因此, 其孔壁跟直壁之间得保持一段特定距离, 就如同图1 – 7所呈现的那样。
图1-7拉伸产品上冲孔
(7)钣金件在设计时尽量避免缺口尖角的设计。
要知道, 缺口尖角会致使模具冲头变得尖利, 进而十分容易损坏冲头, 而且在产品的缺口尖角那个地方也极易产生裂缝。其中, 图1-8(a)所展示的产品存在尖角, 图1-8(b)所呈现的是那种已经倒了圆角之后的尖角, t代表的是钣金材料的厚度。
图1-8缺口尖角的处理
折弯
折弯的原理在于, 是针对钣金件去进行操作, 做出直边形状, 做出斜边形状, 做出弯曲等形状, 像是把钣金件弯成L形, 像是把钣金件弯成U形, 像是把钣金件弯成V形等。
模具折弯：一般用于外形复杂、尺 寸较小、产量多的钣金产品。
把产品外形尺寸较大的、小批量生产时的钣金产品进行折弯, 会用到折弯机来完成折弯操作。
(1)钣金折弯件最小的弯曲半径
当下行材料弯曲之际, 于转角该处在, 其超出该物体的部分, 是会受到向外牵动伸展的牵引, 而其靠近物体中心的内层部分, 却是会受到向内的挤压。既然已知该物体的厚度是固定在一个数值上的时候, 那么靠近物体中间的内侧转角部分越是小的时候, 该形状物体所受到的往外牵动伸展以及向内的挤压就会越严重；要是该物体超出该物体的部分的牵动伸展应力大于自身的承受极限的时候, 这样就才出现裂痕以及断裂；而要是转角部分过大之时, 那么就会受到物体自身回弹过来的影响, 该物体或产品的精准度以及形状是没有办法得到保证的。计划或是决定弯折物体所用的最小的转角半径是可以参考表1-2的。
表1-2常用材料最小的弯曲半径
2)弯曲件的直边高度
弯曲件的直边高度, 不可以太小, 不然的话, 很难达成产品的精度要求。一般情形之下, 最小直边高度依照图1-9所示的要求去设计。
图1-9最小直边高度设计
要是弯曲件直边高度鉴于产品结构的需求, 而小于最小直边高度设计之时, 能够在弯曲变形区内加工浅槽后再开展折弯, 如同图1 – 10所示情况一般。这种方式存在的缺点是降低了产品的强度, 要是钣金材料太薄也是不适用的。
图1-10
(3)折弯件的最小孔边距。
折弯件之上的孔, 其加工方式存在着两种, 第一个是先进行折弯作业, 之后再开展冲孔操作, 而另一种则是先实施冲孔动作, 随后再完成折弯工序。先折弯而后冲孔之时, 边距的设计需参照冲切件的相关要求；先冲孔而后折弯的话, 应令孔处于折弯的形变区域之外, 否则将会导致孔出现变形情况, 并且开孔的位置容易出现裂痕, 其基本的设计要求呈现于给出的图1-11那儿。
图1-11折弯件的最小孔边距
(4)在折弯的时候, 折弯的边是靠近折弯圆角边旁的邻近边, 此时存在这样的要求, 折弯边要跟圆角维持一定的距离, 像图1 – 12所展示的那样, 这个距离L要大于或等于0.5t , 这里的t指的是钣金的厚度。
图1-12
(5) 弯曲件的工艺缺口设计
要是存在一条边, 仅仅有一部分呈现折弯的情况, 为了避免出现裂开以及遭受畸形的状况, 那么就得进行工艺切口的设计。此工艺切口的宽度, 是要不小于1.5t的。并且工艺缺口的深度, 要不小于2.0t R, 这里面的t指的是钣金厚度, 就如同图1-13所展示的那般。
图1-13工艺缺口设计
(6)折弯件打死边的设计。
所谓折弯件打死边, 指的是折弯的那个面跟底面处于平行状态, 这在俗称里被叫做打死边。而打死边, 它在前一道制作工序之中进行的操作是, 先把折弯边达成一定的角度要求, 之后再进行打死并使其互相贴合, 就是这样的过程。
使打死边的那一边的死边长度是和材料的厚度存在关联的, 通常情况下死边的最小长度是L≥3.5t R, 这里面t指的是钣金材料的厚度, R指的是打死边前道工序的最小内折弯半径, 就如同图1-14所展示的那样。
图1-14打死边的长度设计
(7)弯曲件的工艺孔设计
进行U形弯曲件设计之际, 两条弯曲边最好保持同样的长度, 防止弯曲之时产品出现偏移进而导致产生废品, 要是鉴于结构设计的缘故不允许两边长度相同, 为确保产品能够准确地在模具里定位, 事先在设计期间应该添加上工艺定位孔, 尤其是多次弯曲从而成型的零件, 一定要把工艺孔设计成定位基准, 以此来降低累计误差, 保障产品质量, 就如同图1-15所展示的那样。
图1-15弯曲件的工艺孔设计
拉伸
一、含义
将钣金件拉深, 使其成为四周带有侧壁所构成的圆形, 又或者是方形, 还有可能是异形等形状的工艺, 其像铝制做成的用于洗脸的盆, 以及不锈钢材质打造的杯子等。
二、钣金件拉伸注意事项
(1) 在拉伸件那里, 其底跟壁之间的最小圆角半径是需要大于板厚的, 也就是呈现为r1>t这样的情况；为了能让拉伸更加顺利地推进, 通常会选取r1为(3～5)t, 而该最大圆角半径要小于板厚的8倍，即r1。
拉深件圆角半径大小要求如表所示
拉深件圆角半径大小
(2) 拉伸件凸缘跟壁之间, 最小的圆角半径, 要比板厚的2倍大, 也就是r2>2t, 为了能让拉伸开展得更顺畅些, 一般会取r2=5t, 而最大的圆角半径, 要比板厚的8倍小, 即r1。
图1-16圆形无凸缘拉深件一次成型时高度与直径的尺寸关系
(3) 矩形拉伸件, 相邻两壁之间最小的那个圆角半径, 要取r3≥3t, 是为了减少拉伸的次数, 还要尽可能地取r3≥1/5H, 这下就能一次拉伸完成。
(4) 拉伸件, 因各处所受应力各异, 致使拉伸之后, 其材料厚度出现变化。一般情形下, 底部中央维持原来厚度, 底部圆角处材料变薄, 顶部靠近凸缘处材料变厚；矩形拉伸件四周圆角处材料变厚。于设计拉伸产品之时, 在图纸上要明确注明必须确保外部尺寸或内外部尺寸, 不可同时标注内外尺寸。
(5) 对于拉伸件的那种材料厚度一般是把工艺变形里上下壁厚并非一样的规律也就是上厚下薄给考虑进去 这种情况。在圆形无凸缘拉伸件完成一次成形的时候 则那样的高度H和那个有代表性意义的直径D之间的比例应当小于或者等同于0.4。
概括来讲, 于设计拉伸件之际, 需留意的是, 拉伸件形状应当尽可能地简单, 其外形要尽可能达到对称, 并且拉伸深度不适合太大。
暂无评论内容