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螺盛盾,钣金加工工艺,从这里学起

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钣金,一种加工工艺,钣金加工工艺是针对金属薄板(其板厚通常在6mm以下)加工的综合冷加工工艺,其中包括冲裁、折弯、焊接和压铆等。钣金件具有重量轻便、强度高、导电、批量生产、成本较低等特点。目前,钣金件在电子电器、通信等领域得到了广泛应用和群众认可。随着人们生活质量逐渐提高,钣金工艺的设计也成为产品开发过程中很重要的一部分。设计师应熟练掌握钣金的工艺特点,主要可以使得钣金满足产品的功能和外观等要求;再者可以简化模型进而简化生产工艺,达成生产成本低以及生产效率高的特点。


钣金工艺冲裁、折弯、压铆和焊接是非常重要4个步骤。东莞螺盛盾小螺针对每一个步骤应注意的工艺要求和设计要求,并提出对钣金产品结构设计的优化方案。


冲裁


冲裁是利用冲模使板料相互分离的工序。冲裁零件的形状应力求简单,尽可能采用圆形或矩形等规则形状并简单对称,以使下料简便和排样时废料最少(见图1)。



冲裁件的外形及内孔


冲裁件的外形和内孔的转角处,应以圆弧过渡,避免尖角,以便于模具加工,减少热处理或冲压时在尖角处开裂的现象;同时也能防止尖角部位刃口的过快磨损。圆弧半径R的大小可由材料壁厚t决定,当尖角α>90°时,取R≥(0.3~0.5)t;当α<90°时,取R≥(0.6~0.7)t。冲裁件圆角半径的最小值如图2所示。


冲孔的最小值


冲孔应优选圆形孔。冲孔时,如果冲裁件上孔的尺寸小,则冲床负荷小,但不能过小。因为孔过小时,凸模单位面积上的压力增大,使凸模材料不能胜任。孔的最小尺寸与孔的形状、材料的力学性能和材料的厚度有关。另外,零件上孔与孔之间或孔与边缘之间的距离a受凸模强度和零件质量的限制,也不能太小。应满足a≥2t,且a>3mm。

冲裁件上的悬臂和凹槽


冲裁件上应避免窄长的悬臂和凹槽,以便增大模具相应部位的刃口强度。悬臂和切口的宽度b应大于板厚t的2倍(b>2t)。冲裁件的悬臂和凹槽如图3所示。


折弯


折弯是指钣金料在折弯机上模或下模的压力下,首先经过弹性变形,然后进入塑性变形的一种工艺过程。应根据零件尺寸和材料厚度确定折弯时所用刀具和刀槽,选用上模避免产品与刀具相碰撞引起变形,选用下模由材料的厚度来确定。


折弯时,零件容易产生局部畸形,影响外观质量,工艺技术人员应先设置工艺切口,这样能有效防止变形。钣金件折弯规律一般是先内后外,先小后大,先复杂后简单。当零件需要多重折弯时,应考虑折弯前工序成型不能影响后续的折弯,以避免相互干涉。大批量折弯时,还应进行工艺验证,通过多次试折弯,检测是否达到图样精度尺寸,并找出折弯机吃料规律。根据延伸后得到结果,工艺人员精确尺寸后明确折弯顺序,以避免批量产品报废,造成损失。


折弯件的最小弯曲半径


在折弯过程中,在材料弯曲的圆角区,其外层受到拉伸,其内层则受到压缩。当钣金料厚度一定时,内侧弯曲半径越小,材料的拉伸和压缩就越严重;当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时,会产生裂缝和折断。在结构设计时,应避免过小的弯曲圆角半径。


折弯件的直边高度


折弯件的直边高度不宜太小,最小高度h应大于2倍的材料厚度t(见图4)。当零件折弯的直边高度h≤2t时,可在弯曲变形区内加工浅槽后,再折弯(见图5)。当折弯件的折弯边带有斜角时(见图6),侧面的最小高度h=(2~4)t,且h>3mm。


折弯件上的孔边距


当零件有折弯且弯边上有孔时,应先冲孔后折弯。孔的尺寸位置应位于弯曲变形区域外,以避免弯曲时孔会产生变形。一般情况下,孔壁至弯边的距离如图7所示。



打死边的设计要求


有需要压死边的零件应先将零件折弯到30°~40°,然后用整平模将其压死。打死边的死边长度(见图8)与材料的厚度有关。一般死边最小长度L≥3.5t+R。其中,t为材料壁厚;R为折弯的最小内折弯半径。


压铆

压铆是由外界压力的作用下使金属发生塑性变形而连接在一起。在钣金工艺过程中,压铆往往用于压铆螺钉、压铆螺母等成品小五金件的加工。其中,压铆螺母外形呈圆形,一端带有压花齿及导向槽。与传统焊接螺母工艺相比,其具有质量更加可控且避免焊伤等优点。目前,压铆螺母常用于机箱机柜、钣金件。在压铆时,应考虑螺母或螺柱的高度,选择不同的模具,然后对压力机的压力进行调整,以保证螺母或螺柱和工件表面平齐,避免螺母或螺柱没压牢或压出超过工件面,造成工件报废。在结构设计时,应注意所选用的压铆五金件的尺寸规范,往往有边距的限制。应注意留出压铆空间(压铆方向无遮挡),并考虑压铆方向,以保证螺钉安装方向利于压铆螺母等压铆件,不易脱出。


焊接


焊接是冷作钣金结构中的重要连接方式。它是在高温或高压条件下,使用焊接材料将2块或2块以上的工件连接成一个整体的操作方法。


焊接方法常用的有氩弧焊、接触点焊、二氧化碳保护焊、手工电弧焊和气焊等。在钣金焊接操作过程中,选择合适的焊接方法,并用优质的填充材料,可获得高机械强度的焊缝。