钣金结构设计的工艺性问题研究

重要的三个步骤是剪、冲、折。根据钣金结构设计的工艺性问题的分析，结合优化设计中的实际问题，可以有效的提高设计人员对钣金结构设计的水平，保证结构设计的工艺性。

         1 钣金结构设计的工艺性分析

         钣金加工就是对金属板材的加工，钣金件是钣金加工的主要工艺品，例如生活中常见的烟囱、铁皮炉以及汽车的外壳等都是钣金件，用不锈钢做的一些厨具也是钣金件的一种。钣金件对结构没有过多的要求，大多数是依据产品的需要进行设计的，在设计过程中，要尽量做到成本低、操作简便、外形美观等要求。钣金结构设计中要用到剪板机、数控冲床、折弯机、点焊机、开卷机、去毛刺机等各种基本设备，制作流程工艺较复杂，且对钣金件的质量要求极高，需要独立于生产的品质检验。现代钣金工艺包括：是灯丝电源绕组、激光切割、重型加工、金属粘结、金属拉拔、等离子切割、精密焊接、辊轧成型、金属板材弯曲成型、模锻、水喷射切割、精密焊接等。此外，钣金结构的设计没有相应的框架应用，
必须根据产品的不同需求来进行设计，这就大大增加了钣金结构设计的工艺性难度。

        2 钣金结构设计的工艺性优化

        2.1 钣金材料的挑选工艺

        在钣金结构的设计过程中，对板材的选择是极为重要的。板材钣金是一些设施外壳的主要材质，直接影响到了整个设备的安全与稳固性，科学、合理的对钣金材料进行选择，不仅减少了加工过程的时间、难度，而且在一定程度上减少了工艺制作的成本。

        首先，在材料的选择上，要保证原材料的外形尺寸和零件的展开尺寸不一样。我们所购买的钣金材料的外形并不符合实际要求，当展开的尺寸和外形尺寸一致的时候，就不会有多余的空间，这样就会导致加工的产品尺寸产生很大的误差。

        其次，在一个结构上的板材厚度标准要少于三种，这样可以有效的提高钣金材料的利用效率，此外，我们能够使用薄板压筋的方法来对强度高的钣金结构进行加工设计。

       最后，对于非喷涂板材来说，我们可以使用有装饰面的板材，再对纹路方向进行严格要求。对于不外露的零件来说，在加工的过程中要加大保护的力度，并且对焊缝进行有效的处理。在提高钣金材料的利用效率方面，我们可以不使用其他无装饰面的材料。

       2.2 孔缺结构的设计

         在孔缺结构的设计过程中，不仅要与产品的实际需求相适应，同时还要遵循简便加工这一原则，以及在加工完成之后保证美观性和后续工作的顺利进行。

         首先，保证方孔的位置不会被打到折弯的底部，在折弯之后对钣金材料进行拉伸，会造成方孔的变形，这时使用人工打孔的方法，就会大大的提高加工时的难度。其次，对于螺孔的加工过程，有许多的加工方法可以实现，例如：铆接螺母、钣金材料的直接攻丝以及点焊螺母等等。比如，当板厚为 1.0mm，螺孔型号为 M5 时，可以使用点焊螺母的加工方式；当板厚为 2.0mm，螺孔型号为 M3 时，可以使用基材攻丝的加工方式。总之，针对不同的螺孔大小以及板材的厚度要选择合理的加工方式。

        2.3 弯曲结构的设计

        首先，折弯死边的要求，死边的长度和材料的厚度有很大的关联性，一般情况下，死边的最短距离要大于3.5 倍的材料厚度再加上折死边之前工序的最小内折弯半径。其次，对于折弯件的孔边差距，要先进行冲孔，再弯折，孔的位置要在弯折变形区域的外面，避免出现孔变形的现象。最后，对于材料厚度较大的零件，我们要进行工艺缺口的设计，这样可以有效的避免折弯时发生凸起。

        2.4 焊接结构的设计

        在焊接结构的设计中，最好使用角焊缝的方法，焊点焊缝要设计在比较次要的表面上，来保证产品结构设计的工艺性效果。此外，我们还要遵循对称放置焊缝这一原则，使得焊缝之间不产生交叉的情况。

         除此之外，钣金结构设计的工艺性优化还包括对结构缝隙的设计、表面涂层的设计等等，在设计加工的过程中我们都要遵照生产工艺的相关要求，保证设计加工的工艺性。

3 结语

        通过对钣金结构设计的工艺性问题研究，钣金结构的设计过程与工艺性的生产有着密切的联系，我们要根据钣金结构工艺的具体需求，设计出具有工艺性的钣金结构零部件，从而减少加工时的成本消耗，提高钣金产品的质量和使用效率。