浅论常见钣金的设计规范

陆伟华

摘 要：钣金件常见的加工方式主要是冲裁、折弯、成形，每个步骤都有对应的工艺要求。目的：为了保证钣金件的加工质量，方法：根据冲裁、折弯、成形的工艺要求，制定了钣金结构设计规范，结果：使设计的钣金件符合加工要求，结论：符合工艺要求的钣金设计是零件品质的保证。

关键词：钣金;工艺要求;设计规范

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.035

1 引言

由于钣金件的加工成本较低、结构相对简单，所以仪器设备多采用钣金作为结构件。但钣金件的加工精度不高，若是设计不合理，即使加工出来，零件质量也不高，从而影响产品的整体质量。为了避免这种情况，制定一套钣金设计常用的设计规范，以保证加工工艺。

2 加工过程的分析

钣金件的基本加工方式，主要有冲裁、折弯、成形等。其中冲裁和折弯是加工过程中最常用的工序，也是最重要的工序。冲裁是板材加工的第一道工序，板材的幾何形状、尺寸和精度对后续的工艺影响很大。折弯通常是板材加工的第二道工序。钣金在折弯的过程中材料会发生变形，折弯内侧的材料被压缩，折弯外侧的材料被拉伸，板材的中性线保持不变，折弯的质量直接影响模具使用寿命[1]。

3 钣金设计规范

3.1 冲裁

钣金冲裁的孔不能距离零件的外边沿太近，而且不同形状的孔距离边沿的尺寸也不同。当孔的边沿与零件的外边沿不平行时，最小距离a≥t，平行时，最小距离b≥1.5t[2]。

3.2 毛刺高度极值和压毛边位置

钣金件在冲裁的过程中会产生毛刺，毛刺高度必须控制在一定的范围内，毛刺高度的极值与材料厚度和材料的抗拉强度有关，具体参考GB/T33217-2016。毛边会划伤操作工人或消费者的手，所以对于操作工人和消费者容易触碰的边要进行压毛边处理，而且在钣金件设计时就要标识清楚。压毛边的位置通常是零件外边沿的切口、容易触碰到的锐角边、穿过管路或线路的孔等位置。

3.3 折弯

钣金在进行折弯时，折弯边外侧受拉伸作用，内侧则被压缩。假设材料厚度t不变，折弯内侧圆角半径越小，折弯边内外两侧受到的作用力越大，当外侧受到的作用力大于材料本身的拉伸极限时，容易发生断裂。折弯处的弯曲半径与材料属性、板材厚度t直接相关，在设计钣金件结构时要防止过小的弯曲半径。常用材料折弯半径的设计规范如表1所示。

其中表1 M表示退火状态、Y表示硬状态、Y2表示1/2硬状态。

3.4 冲压加强筋

当平板面积过大时，零件的刚性不高，在平板上冲压出凸起的筋，可以有效的提高结构刚性。常用的加强筋有打筋和打凸2种，对应的尺寸如表2所示。

4 总结

根据钣金加工的工艺要求，制定了一套钣金加工常用的设计规范，避免了不合理的结构设计可能会导致的加工缺陷，有利于节省材料、减少工序、提高产品质量。

参考文献：

[1]王孝培.冲压手册[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]刘华刚.冲压工艺与模具[M].北京：化学工业出版社，2007.

[3]许国红，刘荣，赵静等.冲压工艺与模具设计[M].北京：清华大学出版社，2016.

[4]马朝兴.冲压模具设计手册[M].北京：化学工业出版社，2009.