鈑金件結構設計知識

1.薄板指板厚和其長寬相比小得多的鋼板。它的橫向抗彎能力差，不宜用于受橫向彎曲載荷作用的場合。薄板就其材料而言是金屬，但因其特殊的幾何形狀厚度很小，所以薄板構件的加工工藝有其特殊性。和薄板構件有關的加工工藝有三類：(1)下料：它包括剪切和沖裁。(2)成形：它包括彎曲、折疊、卷邊和深拉。(3)連接：它包括焊接、粘接等。薄板構件的結構設計主要應考慮加工工藝的要求和特點。此外，要注意構件的批量大小。

薄板構件之所以被廣泛采用是因為薄板有下列優點：

 (1)易變形，這樣可用簡單的加工工藝制造多種形式的構件。

 (2)薄板構件重量輕。

 (3)加工量小，由于薄板表面質量高，厚度方向尺寸公差小，板面不需加工。

 (4)易于裁剪、焊接，可制造大而復雜的構件。

 (5)形狀規范，便于自動加工。

2　結構設計準則

在設計產品零件時，必須考慮到容易制造的問題。盡量想一些方法既能使加工容易，又能使材料節約，還能使強度增加，又不出廢品。為此設計人員應該注意以下制造方面事項。

鈑金件的工藝性是指零件在沖切、彎曲、拉伸加工中的難易程度。良好的工藝應保證材料消耗少，工序數目少，模具結構簡單，使用壽命高，產品質量穩定。在一般情況下，對鈑金件工藝性影響最大的是材料的性能、零件的幾何形狀、尺寸和精度要求。

如何在薄板構件結構設計時充分考慮加工工藝的要求和特點，這里推薦幾條設計準則。

2.1　簡單形狀準則

切割面幾何形狀越簡單，切割下料越方便、簡單、切割的路徑越短，切割量也越小。如直線比曲線簡單，圓比橢圓及其它高階曲線簡單，規則圖形比不規則圖形簡單(見圖1)。

2.2　節省原料準則（沖切件的構型準則）

節省原材料意味著減少制造成本。零碎的下角料常作廢料處理，因此在薄板構件的設計中，要盡量減少下腳料。沖切棄料最少以減少料的浪費。特別在批量大的構件下料時效果顯著，減少下角料的途徑有：

2.3　足夠強度剛度準則

⑴、帶斜邊的折彎邊應避開變形區

⑵.兩孔之間的距離若太小，則在切割時有產生裂紋的可能。

零件上沖孔設計應考慮留有合適的孔邊距和孔間距以免沖裂。零件的沖孔邊緣離外形的最小距離隨零件與孔的形狀不同有一定的限制。當沖孔邊緣與零件外形邊緣不平行時，該最小距離應不小于材料厚度t；平行時，應不小于1.5t。最小孔邊距和孔間距見表。

模具制作上以圓孔最堅固好制造維修，唯開孔率較低。

以正方形孔開孔率最高，但因是90度角，角邊容易磨損崩塌,造成要修模而停線.而六角形的開孔其大于90度的120度角比正方形孔開孔更堅固但開孔率在邊緣比正方形孔差一點。

⑶.細長的板條剛度低，也易在剪裁時產生裂紋，特別是對刀具的磨損嚴重。

沖裁件的凸出或凹入部分的深度和寬度，一般情況下，應不小于1.5t(t為料厚)，同時應該避免窄長的切口與和過窄的切槽，以便增大模具相應部位的刃口強度。見圖3.3.1。

2.4　可靠沖裁準則

圖9a所示的半圓切線結構沖裁加工很難。因為這要求準確地確定刀具和工件之間的相對位置。準確測量定位不僅費時，更重要的是，刀具由可磨損和安裝的誤差，精度通常達不到這么高的要求。這樣的結構一旦加工稍有偏差，質量很難保證，且切割外觀差。所以應采用圖b所示的結構，它可保證可靠的沖裁加工質量。

2.5　避免粘刀準則(穿破件的構型準則)

在構件中間沖裁切割時會出現刀具和構件粘接交緊的問題。解決的辦法：(1)留有一定的坡度；(2)切割面連通(見圖10和圖11)。

(a)不合理結構　　　　　(b)改進結構              (a)不合理結構　　　(b)改進結構

當搭接在一道工序中用沖切法制成90°的彎邊時，選材要注意材質不宜太硬，否則易在直角彎折處破裂。應在彎邊位置設計工藝切口，防止折角處破裂。 昆山鈑金件