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满满的干货!钣金外壳设计知识分享
2020-12-30

  意品深蓝是一家专业的工业设计公司,提供产品外观设计、钣金外壳设计等服务。下面,主要和大家分享钣金外壳设计的一些知识,欢迎大家交流探讨。

  折弯是利用压力迫使材料产生塑性变形,从而形成有一定角度和曲率形状的一种冲压工序,常用的折弯包括V形折弯、Z形折弯和反者压平等。

  1、折弯高度

  钣金折弯高度至少为钣金厚度的2倍加上折弯钣金,即H≥2t+R,如下图所示,钣金折弯高度太低,钣金折弯时容易变形扭曲,不容易得到理想的零件形状和理想的尺寸精度。




  当折弯为斜边时,最容易发生因折弯高度太小而造成折弯扭曲变形的情况,如下图所示,在原始的设计中,由于最左侧折弯高度太小,折弯时容易发生扭曲变形,造成折弯质量低,在改进的设计中,可以增加左侧折弯的高度或者去除折弯高度的最小部分,这样钣金折弯时不会发生扭曲变形,折弯质量高。

  2、折弯半径

  为保证折弯强度,钣金折弯半径应大于材料最小折弯钣金,各种常用钣金材料的最小折弯半径如下表所示:




  当然,钣金折弯半径也不是越大越好,折弯半径越大,折弯反弹越大,折弯角度和折弯高度越不容易控制,因此钣金半径需要合理取值。

  另外,钣金模具制造商倾向于折弯半径为零,这样钣金折弯后不容易反弹,折弯高度和折弯角度的尺寸比较容易控制,但折弯半径为零的折弯很容易造成钣金折弯外部破裂甚至这段,同时钣金折弯强度相对较低,特别是对硬质的钣金材料,而且在生产一段时间之后模具上的直角会逐渐变圆滑,折弯尺寸也会变得难以控制

  为了降低折弯力和保证折弯尺寸,钣金模具制造商采用另一种办法是在折弯工序之前预先增加压线工序,如下图所示,这样的设计同样也会造成钣金折弯强度相对较低和易断裂等缺陷。压线工序是强行局部排挤材料,在钣金上面挤出一条沟槽,以利于折弯,确保折弯精度的一种冲压工序。




  3、折弯方向

  钣金折弯时应尽量垂直于金属材料纤维方向,当钣金折弯平行于金属材料纤维方向时,在钣金折弯处容易产生裂纹,折弯强度较低,容易断裂,如下图所示:




  4、避免因折弯根部不能压料而造成折弯失败

  钣金折弯时,常因为其他特征与钣金折弯根部距离太近,造成不能压料而无法折弯或者折弯严重变形,一般来说,在钣金折弯根部上方至少需要保证2倍钣金厚度加上折弯半径的距离上没有其他特征阻挡钣金折弯时的压料,如下图所示,在原始的设计中,反折压平位置太靠近钣金折弯根部,造成钣金折弯时不能压料而折弯失败,再比如,钣金抽芽太靠近折弯根部而造成折弯无法进行,此时可以把抽牙移动到原理钣金根部的位置,如下面改进设计中的第一个设计,如果因为设计要求,抽牙和折弯的位置都无法移动,那么可以早抽牙对应的折弯根部增加一个工艺切口,从而保证折弯顺利进行,如改进的设计中的第二个设计。




  5、保证折弯间隙,避免折弯干涉

  由于钣金折弯公差的存在,在钣金折弯的运动方向上,需要保证一定的折弯间隙,以避免折弯时干涉而造成折弯失败,如下图所示是一个具有复杂折弯钣金件的简化图,折弯顺序为上侧边先折弯,右侧边后折弯,在原始的设计中,两个折弯边没有间隙,当上侧边折弯完成后,再讲右侧边折弯时,因为钣金折弯公差的存在,很可能造成右侧边在折弯过程中与上侧边干涉,在改进的设计中,右侧边与上侧边至少保留0.2mm间隙,可以有效避免折弯干涉。

  6、保证折弯强度

  钣金折弯时需要保证折弯强度,长而窄的折弯强度低,短而宽的折弯强度高,因此钣金折弯尽量附着在比较长的边上,如下图所示,同样功能的一个折弯,原始的设计中因为折弯附着在比较短的边上而折弯强度低,改进的设计中折弯附着在比较长的边上而折弯强度高。

  7、减少钣金件折弯工序及避免复杂的折弯

  钣金件折弯工序越多,模具成本就越高,折弯精度就越低,因此,钣金设计应尽量减少折弯工序,如下图所示,原始的设计中,钣金需要两个折弯工序,在改进的设计中,钣金只需要一个折弯工序就可以同时完成两个边的折弯。




  同样的,钣金折弯工序越复杂,可能造成零件的材料浪费,因此,当钣金具有复杂的折弯时,可以考虑将复杂的折弯拆分成两个零件,尽管这违背了减少零件数量的原则,但这更可能带来产品成本的降低和产品质量的提高,当然,这样的设计需要通过严密的计算来验证,如下图所示,具有复杂折弯的钣金件被拆分成两个零件,两个两件通过拉钉、自铆或点焊的方式装配在一起

  8、多重折弯上的孔很难对齐

  很多工程师一定有这样的痛苦经历,为什么钣金折弯上的螺钉或拉钉孔总是对不齐,以至于无法固定螺钉和拉钉。

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