鈑金(jīn)類產品設計(jì)都有哪些原則(zé)?

鈑金(jīn)類產品設計都有哪些原則?

Jun 10, 2021


草莓视频污在线观看經常(cháng)用到的(de)五金類零件中常用的金屬材料(liào)有不鏽(xiù)鋼、銅、鋁、 鋅合金、鎂合金、鋼、鐵等。

五金製品根據加工方式不(bú)同常分為冷加工及熱加工類,不同種類的五金(jīn)成型方法(fǎ)也不一(yī)樣,冷加工類如鈑金類材料,主要是(shì)通過模具冷衝壓、折彎、拉深等工藝成型。熱加工類如鑄造類零件,主要通過將五(wǔ)金原材(cái)料熔化成液態用模具鑄造而成。

一般認為,凡是(shì)厚度均勻的片材類金屬材料統稱鈑金。常用的鈑金材料有不(bú)鏽鋼、鍍鋅鋼板、馬口鐵、銅(tóng)、鋁、鐵等。

(以上動圖為衝壓)

❶產品(pǐn)厚度均勻的原則

鈑金就是厚度均勻的材(cái)料,在結構設計時應該要注意,尤其是在折彎比較多(duō)的地方,很容易造成(chéng)厚度不(bú)均勻(yún)。

❷易於展平的原則

鈑金件產品是由片材(cái)加工(gōng)而成的(de),在沒(méi)有加工之(zhī)前(qián),原材料是平整的,所以,在設計鈑(bǎn)金件時,所有折彎及斜(xié)麵都要能展開在同一個平麵上,相互之間不能有幹涉。例如,圖1-1所示的鈑金件(jiàn)設計不(bú)合格,原因就是展開後相互幹涉。

(圖1-1鈑金件展平後會相互幹涉圖)

❸適當地選用板金件(jiàn)厚度原則

鈑金(jīn)件厚(hòu)度從0.03〜4.00mm各種規格都(dōu)有(yǒu),但厚度越大越難加工,就越需要大的加工設備,不良率也(yě)隨之增加。厚度應根據產(chǎn)品實際的功能來選擇,在滿足強度及功能的前提下,越(yuè)薄越好,對於大部分產品,鈑金件厚度應控製在1.00mm以下。

❹符合加(jiā)工工藝(yì)原則

鈑金件產(chǎn)品(pǐn)要符合(hé)加工工藝(yì),要易於製造,不符合(hé)加(jiā)工工藝的產品(pǐn)是(shì)製造(zào)不出來的,就是不合格的設計。

鈑金(jīn)類(lèi)產品設計的工藝要求

鈑金

  • 工藝性:產品在各(gè)種加工(gōng)過程中如衝切、折(shé)彎等的難易程度
  • 工藝要求:設計鈑金類產品時應(yīng)符合這些工藝性。
  • 基本加工(gōng)方(fāng)式有:衝切、折彎、拉伸、成型等

普通衝切結構(gòu)工藝性

普通衝切:目前應用最多

精密衝切(qiē):需(xū)要精(jīng)密的(de)衝切模具及高精度的衝(chōng)切設備,成本要高於普(pǔ)通衝切,一般應(yīng)用於比較精密的產品。

(1) 衝切件的外形盡量簡單,避免細長的(de)懸(xuán)臂及狹槽(cáo)

衝切件的凸出或凹入部分的(de)深度和寬度,一般情況下,應不小於1.5/t(t為料厚),同(tóng)時(shí)應該避免窄長的切口與過窄的切槽,以便增大模具相應部位的刃口強度,如(rú)圖1-2所示。

圖(tú)1—2避免窄長的懸臂(bì)和凹槽

(2)衝切件外(wài)形盡量使排樣時廢料最少,從(cóng)而減少原料的浪費

將圖1-3所示(shì)的設計改進成圖1-4所示(shì)的設計,就會以相同的原料增加產品數量,從而減少浪費,降低成本。

圖1-3原先設計

圖1-4改進後設計

(3)衝切件的外形及內孔應避免尖(jiān)角。

尖角會影響模具的壽命,在產品設計時要注意在角落連接(jiē)處倒圓角過渡,圓角半徑(jìng)R≥ 0.5t (t為料厚(hòu)),如圖1-5所(suǒ)示。

圖1-5倒圓角設計

(4)衝切件的孔及(jí)方孔

衝切件(jiàn)的孔(kǒng)優先選用圓孔,衝孔時(shí),受(shòu)到(dào)衝頭強度的限製(zhì),衝孔的直徑不能太小,不然容易損壞衝頭。衝孔(kǒng)最(zuì)小尺寸與孔的形狀、材料機械性能和材料厚度有關,表1-1是(shì)常(cháng)用材料(liào)最小的(de)衝孔尺寸,t為鈑金材料厚度。

表1-1常用材料最小的衝孔尺寸

  • 衝孔最小尺寸設計時(shí)一般不小(xiǎo)於0.40mm,小於0.40mm的孔一般采用其他方式加工,如腐蝕、激光打孔等。

(5)衝切的孔間距(jù)與孔邊距。

鈑金件結構設計時孔(kǒng)與孔之間、孔與邊距之間應有足夠的料件,以免衝壓時破裂。如圖1-6所示是最小孔間距及最小孔邊(biān)距示意圖,t為鈑金(jīn)材料厚度。

圖1-6最小孔間距及最小孔邊距示意圖

(6)折彎件及(jí)拉深件衝孔時,其孔壁(bì)與直壁之間應保(bǎo)持(chí)一定的距離。

在拉伸產品上衝孔時,為(wéi)保證孔的(de)形狀及位置精度,也為了保證模具的強度,其(qí)孔壁與直壁(bì)之(zhī)間應保持一定(dìng)的距離,如圖1-7所示。

圖1-7拉伸產品上衝孔

(7)鈑金件在設計時盡量避免缺口尖角的設計。

缺口尖角會造成模具衝頭(tóu)尖利,容易損壞衝頭,在產品的缺口尖角處也容易產生裂縫(féng)。圖1-8(a)所示產品有尖角,圖1-8(b)所示是倒了圓角後的尖角,t為鈑金材料厚度(dù)。

圖1-8缺口(kǒu)尖角的處理

折彎

  • 折彎的原理:是指在鈑金件上做直(zhí)邊、斜邊、彎曲等形狀,如將鈑金件彎(wān)成L形、U 形、V形等。
  • 模(mó)具(jù)折(shé)彎:一般用於外形複雜、尺(chǐ) 寸較小、產量多的鈑(bǎn)金產品。
  • 折彎機折彎:一(yī)般用於產(chǎn)品(pǐn)外形尺寸較大、小批量生產的(de)鈑金產品。

(1)鈑(bǎn)金折彎件最小的彎曲半徑

材料彎曲時,在圓角區上,外層受到拉伸,內層則受到壓縮。當材料厚度一定時,內層圓角越小,材料的拉伸和壓縮就越嚴(yán)重;當外(wài)層圓角(jiǎo)的拉(lā)伸應力超過材料的極限強度時,就會產生裂縫和折斷;如(rú)果彎曲圓(yuán)角過大,則會受到材料回彈(dàn)的影響,產品的精度及形狀(zhuàng) 得不到保證。設計折彎件最小的彎曲半徑可參考(kǎo)表1-2。

表1-2常用材(cái)料最小的彎曲半徑

(2)彎曲(qǔ)件的直邊高度

彎曲(qǔ)件的直邊高度(dù)不(bú)能太小,否則很難達到產品的精(jīng)度要求。一般(bān)情況下,最小直邊高(gāo)度按圖1-9所示要求來設計。

圖1-9最小直邊高度設計

如果彎曲件直邊高(gāo)度因為產品結構需要而小(xiǎo)於最小直邊高(gāo)度設計時(shí),可以在彎曲變形區內加工淺槽後再進行折(shé)彎,如圖1-10所示。這種方式的缺點就是降(jiàng)低了產品強度,如果鈑金材料太(tài)薄也不適用。

圖1-10

(3)折彎件的最小孔邊距。

折彎件上的孔加工方(fāng)式有兩種,一種是先折彎後衝孔;另一種是先衝孔後折彎。先(xiān)折彎後衝孔邊距的設計參照衝切件的要求;先衝孔後折彎應讓孔處於折彎的變形區外,不然會造成孔的(de)變形及開孔處易裂,其(qí)基(jī)本設計要求如圖1-11所示。

圖1-11折彎件的最小孔邊距

(4)在靠近折彎圓角邊的鄰近(jìn)邊折彎時,折彎邊應與圓角保持(chí)一定的距離(lí),如圖1-12所示,距離L≥0.5t,其中(zhōng)t是(shì)鈑金厚度。

圖1-12

(5) 彎曲件的工藝缺口設計

如果一條邊隻(zhī)有(yǒu)一部分折彎(wān),為了防止裂開(kāi)及畸形(xíng),應設計有工藝切口,工藝切口寬度不小於1.5t,工藝缺口深度不小於2.0t+R,其中t是鈑金厚度,如圖1-13所示。

圖1-13工藝缺(quē)口設計

(6)折彎件打(dǎ)死邊的設(shè)計。

折彎(wān)件打死邊是指折彎的(de)麵與底麵平(píng)行,俗稱打死(sǐ)邊。打死邊的前道工序是(shì)將折彎邊 折彎成一定的角度(dù),然後打死貼合。

打死(sǐ)邊的死邊長度與材料的厚度有關,一般死邊最小長度L≥3.5t+R,其中t為鈑(bǎn)金材料厚度,R為打死邊前道工序的最小內折彎半徑,如圖1-14所示。

圖1-14打死邊的長度設計

(7)彎(wān)曲件的工藝孔設計

在設計U形彎曲件時,兩彎曲邊(biān)最好一樣長,以免彎(wān)曲(qǔ)時(shí)產品偏移而產生(shēng)廢(fèi)品,如果因為結構設計不允許兩邊一(yī)樣長,為保證產品在模具(jù)中準確定位,應預先在設計時添加工藝定位孔,特別是多次彎曲成型的零件,必須設計工藝孔為定位基準,以減少累計誤(wù)差,保證產品質量,如圖1-15所示。

圖1-15彎曲件的(de)工藝孔設計

拉伸

一、含義

鈑金件拉伸:將鈑金件拉深成四周有側壁的圓(yuán)形或(huò)者方形、異形(xíng)等(děng)形狀的工藝, 如鋁製的洗臉盆(pén)、不鏽鋼杯等。

二、鈑金件拉伸(shēn)注意(yì)事項

(1) 拉伸件的底與(yǔ)壁(bì)之間的最小圓角(jiǎo)半徑應大(dà)於板厚(hòu),即r1>t;為了使拉(lā)伸進行得更順利,一般取r1=(3~5)t,最大圓角半徑應小於板厚的8倍,即r1<8t。

拉深件圓角半徑大(dà)小要求如表所(suǒ)示

拉深(shēn)件(jiàn)圓角半徑大小

(2) 拉伸件凸緣與壁之(zhī)間的最小圓角半徑應大於板厚的2倍,即r2>2t;為了使(shǐ)拉伸進行得更(gèng)順利,一般取r2=5t,最大圓角半徑應小於(yú)板厚的8倍,即r1<8t。(例如圖1-16)

圖1-16圓形無凸(tū)緣拉深件一次成型時高度與直徑(jìng)的尺寸關係

(3) 矩形拉伸件相鄰兩壁間的最小圓角半徑應取r3≥3t,為了減少拉伸次數,盡可能取r3≥1/5H,以(yǐ)便一次拉伸完成。

(4) 拉伸件由於各處所受應力不同(tóng),使拉伸後,材料厚度發生變(biàn)化。一般(bān),底部中央(yāng)保(bǎo)持原來厚度(dù),底部圓角處材料變薄,頂部靠近凸緣處材料變厚;矩形拉伸件四周圓(yuán)角(jiǎo)處(chù)材(cái)料(liào)變厚。在設計拉伸產品時,在圖紙上明確(què)注(zhù)明必須保證(zhèng)外部尺寸或內外部尺寸,不能同時標注內外尺寸。

(5) 拉伸件之材料厚度,一般都考慮(lǜ)工藝變(biàn)形(xíng)中的上下(xià)壁厚(hòu)不相等的(de)規律(即上厚下薄)。圓(yuán)形無凸緣拉伸件一次成形時,高度H和直徑D之比應小於或等於0.4。

總的來說,在設計拉伸件時注意(yì)拉伸件形狀應盡量簡(jiǎn)單,外形上盡量對稱,拉伸深度不宜太大(dà)。

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