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1、鈑金件加工淺述摘要本文主要根據(jù)鈑金件的工藝特性,從選材,到具體尺寸的設(shè)計(jì)進(jìn)行了一個(gè)概述。列舉了一些鈑金件設(shè)計(jì)中常用到的參數(shù)指標(biāo),可以供鈑金設(shè)計(jì)人員進(jìn)行參考,文中所列舉的參數(shù)適用于大多數(shù)情況,但是針對不同的設(shè)計(jì)情況,可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儎?dòng)。關(guān)鍵詞:選材折彎角設(shè)計(jì)孔設(shè)計(jì)止裂槽設(shè)計(jì)螺紋設(shè)計(jì)引言:隨著社會(huì)的飛速發(fā)展,輕質(zhì)量,高強(qiáng)度,高效率,低成本的概念越來越深入機(jī)械加工行業(yè),鈑金件在我們的實(shí)際生活中起到越來越重要的作用。它深入到我們生活的各個(gè)角落,各類儀表,家用電器的箱體等等。鈑金件加工的工藝也在隨著鈑金件的適用范圍的不斷擴(kuò)大而不斷完善。一張優(yōu)秀的鈑金設(shè)計(jì)圖紙,不僅外觀
2、美觀,而且能夠提高加工效率,降低生產(chǎn)成本。由于鈑金的成型方式主要由三種,沖裁、彎曲和拉伸,而不同的成型方式對板材有著不同的要求,因此,鈑金件的選材在鈑金件的加工中有著非常重要的作用。常用的鈑金材料有:鍍鋅鋼材、不銹鋼、馬口鐵、銅及銅合金、鋁及鋁合金、彈簧鋼和鎂合金。1選材1.1對于沖裁加工由于沖裁要求板材應(yīng)具有足夠的塑性,以保證沖裁時(shí)板材不開裂,所以軟材料(如純鋁、防銹鋁、黃銅、紫銅、低碳鋼等)具有良好的沖裁性能,沖裁后可獲得斷面光滑和傾斜度很小的制件;但是硬材料(如高碳鋼、不銹鋼、硬鋁、超硬鋁等)沖裁后質(zhì)量不好,斷面不平度大,對厚板料尤為嚴(yán)重。對于脆性材料
3、,在沖裁后易產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象,特別是寬度很小的情況下,容易產(chǎn)生撕裂。1.2對于彎曲加工由于需要彎曲成形的板材,應(yīng)有足夠的塑性、較低的屈服極限,而塑性高的板材,彎曲時(shí)不易開裂,同時(shí),較低屈服極限和較低彈性模量的板料,彎曲后回彈變形小,容易得到尺寸準(zhǔn)確的的彎曲形狀。含碳量<0.2%的低碳鋼、黃銅和鋁等塑性好的材料容易彎曲成形;脆性較大的的材料,如磷青銅(QSn6.5~2.5)、彈簧鋼(65Mn)、硬鋁、超硬鋁等,彎曲時(shí)必須具有較大的相對彎曲半徑(r/t),否則在彎曲過程中易發(fā)生開裂。特別要注意材料的硬軟狀態(tài)的選擇,對彎曲性能有很大的影響,很多脆性材料,折彎會(huì)造成外圓
4、角開裂甚至折彎斷裂,還有一些含碳量較高的鋼板,如果選擇硬質(zhì)狀態(tài),折彎也會(huì)造成外圓角開裂甚至折彎斷裂,這些都應(yīng)該盡量避免。1.3對于拉伸加工板材的拉伸,特別是深拉伸,是鈑金加工工藝中較難的一種,不僅要求拉伸的深度盡量小,形狀盡可能簡單、圓滑過渡,還要求材料有較好的塑性,否則,非常容易引起零件整體扭曲變形、局部打皺、甚至拉伸部位拉裂。屈服極限低、板料的屈強(qiáng)比σs/σb越小,沖壓性能就越好,一次變形的極限程度越大。拉伸圓角R值越大,在拉伸過程中越不容易產(chǎn)生變薄和發(fā)生斷裂,拉伸性能就越好。常見的拉伸性能較好的材料有:純鋁鈑、08Al,ST16、SPCD(日本牌號(hào),相
5、當(dāng)于中國的08Al)。2尺寸設(shè)計(jì)選材是鈑金件設(shè)計(jì)很重要的一步,材料的選擇關(guān)乎到產(chǎn)品的外觀質(zhì)量,強(qiáng)度,重量,壽命以及產(chǎn)品的成本。對于鈑金件具體尺寸的設(shè)計(jì),則需要對鈑金加工的工藝和成型原理有進(jìn)一步的了解。2.1折彎設(shè)計(jì)折彎是鈑金件的一個(gè)重要的成型工藝。鈑金折彎有兩種方法:一種方法是模具折彎,用于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,體積較小、大批量加工的鈑金結(jié)構(gòu);另一種是折彎機(jī)折彎,用于加工結(jié)構(gòu)尺寸比較大的或產(chǎn)量不是太大的鈑金結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用模具折彎時(shí),應(yīng)注意盡量設(shè)計(jì)圓角,以延長模具的使用壽命,彎邊高度也不能設(shè)計(jì)的過小,過小會(huì)不利于成型。通常彎邊高度L≥3t(包括壁厚)。但是如果有特殊設(shè)計(jì)
6、要求L≤3t時(shí),首先要加大彎邊高度,折彎后再通過其他加工方式去除多余高度。折彎半徑是鈑金件設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的參數(shù),折彎半徑的選擇不宜過大,也不宜過小。折彎半徑過大,會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品反彈,折彎半徑過小,會(huì)導(dǎo)致折彎開裂。不同的材料折彎半徑見下表:材料退火狀態(tài)冷作硬化狀態(tài)彎曲線方向與纖維方向的對應(yīng)位置垂直平行垂直平行08、10、0.1t0.40.40.8t15、20、0.1t0.5t0.5t1.0t25、30、0.2t0.6t0.6t1.2t45、500.5t1.0t1.0t1.7t65Mn1.0t2.0t2.0t3.0t鋁0.1t0.35t0.5t1.0t紫銅0.1t0
7、.35t1.0t0.8t軟黃銅0.1t0.35t0.35t1.2t半硬黃銅0.1t0.35t0.5t3.0t磷青銅————1.0t3.0t如果設(shè)計(jì)必須大的折彎角,又想避免回彈,則可以在彎曲區(qū)壓制加強(qiáng)筋,不僅可以提高工件的剛度,也有利于抑制回彈。2.2鈑金件孔的設(shè)計(jì)鈑金件的孔通常有以下幾種加工方式:沖裁、激光切割,線切割。對于采用沖裁加工的孔,孔與孔之間的距離和孔距邊的尺寸不宜過小,其值見下圖根據(jù)鈑金件孔的加工時(shí)間不同,可以分為折彎前加工孔和折彎后加工孔。對于折彎前加工孔,若要保持孔的不變形,,孔與彎邊的最小距離應(yīng)滿足X≥2t+R。2.3止裂槽的設(shè)計(jì)一般情況下
8、,對于一條邊的一部分折彎,為了避免撕裂和畸變,應(yīng)開止