钣金结构设计的工艺性问题研究

冯哲

摘   要：在我国工业，特别是重工业的发展中，钣金结构的相关设计是重要组成部分，对我国工业的发展有着重要的、直接的影响。而随着我国市场经济的不断发展和科学技术的不断提升，在新时代下，市场对钣金的加工过程提出了更高的要求。文章将结合在钣金加工过程中所遇到的一些问题进行分析，同时简要探究在钣金结构设计过程中的工艺性，并以此为基础，从钣金设计的几个方面总结出比较科学、合理的钣金结构设计的相关准则。

關键词：钣金结构设计;工艺性;研究

通常所说的钣金加工过程是一种具有综合性的、针对相对较薄的金属板的冷加工工艺技术，这种金属板厚度一般在6 mm以下，其中的加工过程包括剪、折、焊接等，具有明显的特征，在同件中拥有一样的厚度。本研究将针对相关钣金工件结构设计的工艺性进行探究，并从实际生产出发，对生产中所出现的加工问题做出简要说明，从而强化相关设计人员对钣金工艺的认识，强化钣金工艺知识在实际中的应用，进一步保证相关产品在加工过程中的工艺性。

1    钣金结构设计工艺的分析

钣金有时也被叫做钣金工件，加工过程中，将比较薄的金属板通过模具进行冲压或通过手工让其产生塑性的变形，从而得到所需要的尺寸和形状，还可以进一步通过相关焊接工程或者是一些较少工作量的机械加工过程，形成更复杂的工程零件。例如，在家庭中通常使用的铁桶油箱、通风管道和烟囱等，在工业生产过程中所使用的电器柜，各种专业设备的外壳、电脑的金属、机箱外壳和汽车的外壳等，这些都是钣金工件。钣金工件拥有一定的自由度，不像其他加工工艺过程中所要求的那些特定结构，通常根据所需要的产品进行设计，立足于满足实际产品的相关功能，在设计过程中遵循尽可能容易加工原则以及以较低成本来生产相对美观和实用的工件的原则。例如，在工业中，电气柜的门可以采用多种形式，比如外挂式和内嵌式。需要根据实际进行选择，不同的结构使得门的设计不同。外挂式的门与内嵌式的门有一定的差别，而其中最大的差别就在于材料的厚度。一般而言，外挂式的门一般比较厚，并且出于实际使用的需要，要进一步加工，比如焊加钢筋，以保证其强度，进而满足实际使用的要求。总而言之，在设计钣金结构时，要根据实际需要的变化而变化，这是钣金设计的特点，也是难点。

2    在钣金结构设计准则中应该注意的问题

钣金的结构设计需要根据实际情况而变化，在实际加工过程中会遇到一些问题，文章将从以下几个方面出发，阐述在钣金结构设计中需要注意的一些问题并给出相应的参考设计准则。

2.1  钣金原材料选用的准则

在生活中，板材板筋一般应用于制造相关设备的外壳和电路电器的安装部分。因此，对于整个钣金设计而言，板材板筋是其重要的组成部分。而在这一过程中，板材的选择是非常重要的。如果在加工过程中选择合理的板材，不仅可以方便加工、减少成本，还能在保证产品质量和强度的前提下，延长其使用寿命。

（1）为了在最大限度上保证钣金材料的利用率和减少指纹换膜的次数，在同一结构上的相关板材厚度的规格，一般不能超过3种。为了达到这一目的，对于对强度要求比较高的结构，可以通过在金属薄板上增加钢筋来实现。

（2）应当尽可能避免零件的展开尺寸与原材料的外观轮廓尺寸相同。市场上的板材供应商所供应的板材，外形并不非常方正，如果产品的展开尺寸与外观轮廓相同，或者极其相近，而没有给零件的加工留够空间的话，在之后的加工过程中，加工出来的产品在尺寸上会存在很大的误差，对实际使用与安装会产生直接影响。

（3）对于有装饰面要求的非喷涂板材，在加工过程中，应充分考虑板材原材料的装饰面和纹路方向。若这种零件没有对其用途作出特定的要求，都可以采用有装饰面的板材，并对其纹路方向提出要求。对于非外漏零部件来说，在加工过程中，要最大限度保证其不被划伤，并且在焊接后合理地处理焊接裂缝，这一过程的加工量很大。为了充分保证材料的利用率，同时减少不必要的加工环节，也可以考虑采用装饰面或其他无装饰面的原材料进行加工。

2.2  孔缺结构设计的相关准则

在钣金结构设计过程中，针对孔的设计，除了满足产品的要求外，还应该让加工过程更加方便，尽可能减少加工工具，同时还要考虑到在加工完成后，尽可能减少对后续工序的影响，保持零件的美观性。

（1）相关工作人员在钣金加工过程中，应当尽可能避免将风孔开到折弯的根部，因为折弯后对板材的拉伸会导致孔洞变形，如果这些孔是手工做成的，就会增加在加工过程中的难度。

（2）螺孔的加工方式可以通过多种手段来实现，包括在板材上直接攻丝或者翻边攻丝、点焊螺母等。不同的板材厚度和螺孔的大小也对应着不同的方法。应根据实际的需要采用合理的螺孔加工方法，需要特别关注的是翻边孔之间以及板材之间的距离如果太小，就会造成板材的变形和扭曲，从而影响加工的效果。在加工时应当按照相关规范进行设计，避免产生较大的误差，进而影响加工效果。

3    结语

板金结构设计的相关工作与生产工艺存在密切的关系。随着我国钣金设备自动化程度的不断提高，为满足新时代的要求，要不断了解和接触相应的钣金知识，更新自己的思想和加工方法。通过上述几个方面的分析与总结，可以为零件的设计提供较好的保障，能够在充分满足产品质量的条件下，在加工零件的过程中，尽可能简化加工工序，降低相应的生产成本。

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