陈杰超
江 门中车轨道交通装备有限公司 529100
摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，人们的物质生活水平得到了明显提升，人们对钣金产品的需求也越来越大。为了满足市场对钣金产品的需求，钣金工艺在发展过程中得到了有效提升，钣金工艺水准上升到了新的高度，已经能够很大程度满足钣金件的加工需求。随着钣金工艺的优化提升，对钣金件的结构设计提出了更高的要求。在激烈的市场竞争下，对钣金工艺优化目标下的钣金件结构设计进行探究有着十分深刻的现实意义。
关键词：钣金件结构设计;工艺优化
引言
钣金件的用途十分广泛，在电器柜、金属控制箱、电池包等领域都有着普遍的应用。随着机械行业对钣金工艺的要求不断提高，相关技术人员需要不断调整工作方向，进一步优化钣金件的结构设计，选择最为恰当的钣金工艺，使钣金件能够符合相关技术标准的要求。
1钣金件结构设计的特征和要点分析
1.1钣金件结构设计的特征
钣金工艺的分类基于金属薄板零件的分类，可具体分为冲压工艺、折弯工艺和焊接工艺三种。三种工艺的加工特点不同，尤其较传统的机械加工工艺而言，三种的加工工艺和方法各有区别。首先，冲压工艺和折弯工艺利用相应模具进行加工，焊接工艺则利用焊接设备作定位工装，对零件进行焊接处理。要从传统加工工艺转向此三种加工工艺，应当首先改变传统结构设计的思路和方向，基于钣金加工工艺中应用的设备和模具进行相应设计，避免设计结果无法突破加工工艺的局限性。结合钣金工艺特点作钣金件的结构设计，才能设计出符合加工工艺要求和成品质量要求的钣金件结构。
1.2钣金件结构设计要点分析
在进行钣金件结构设计的时候，首先需要考虑的问题是钣金件的材料。材料的选择是钣金产品生产过程中很重要的一个环节。正确选择材料能够为之后的钣金加工提供很大的便利，能在满足产品功能的前提下节约一定的成本。其次，要尽量避免原材料和钣金件的尺寸大小不同，即便尺寸相同也不能直接使用，避免为后续的加工带来不便。再次，在钣金件上面打孔是常见的操作，为了美观方面的需求，要尽量避免在弯曲部进行打孔设计，因为板材弯曲后很容易造成孔形变，影响美观和加工工序。最后，对螺丝的加工要尽量采用不同的方式，尽可能避免在加工过程中造成板材变形影响加工效果。
2钣金件结构设计准则及注意问题
钣金件一般用于设备的外壳，所以选择钣金件的材料非常重要，选择得当，不仅有利于加工，还可以在保证强度的前提下降低成本。为保证板材的利用率，同一零件结构的最大厚度不超过三种规格。与此同时，应避免零件和原料尺寸大小相同，通常而言，市场板材并不方正，即便两者外形大小极为类似，也要避免直接使用以免影响实际运用。对于孔的设计，除满足产品需求外，还应符合加工方便的特性、不影响工序，且外观要美观。而且，尽量避免将方孔打到弯曲根部，这是因为板材弯曲后，板的拉伸将会使孔变形。可以通过不同的方法实现螺孔加工，诸如直接攻、翻边攻丝等工艺。需要注意，为防止出现翻边孔与板材之间距离过小，从而导致板材发生塑性形变，影响加工效果，要按照最小值进行设计。对于折弯件上的孔边距，为防止出现孔的弯曲变形，应在变形区外设置孔的位置，同时在设计折弯死边时，要把握好死边长度与材料的厚度之间的关系，通常而言，死边最小长度L>3.5t+R，其中，板材厚度为t，最小内折弯半径为R，对于板材厚度在2.5mm以上的钣金件其宽度设计为1～1.5t的范围。
3钣金件结构设计及工艺优化分析
3.1钣金件结构设计存在的误区
在对钣金件进行结构设计时，设计人员应该确定所选择的加工工艺的特点和可行性，与此同时，还需要明确钣金件在加工的过程中所消耗的人力成本和时间成本。但是在实际应用的过程中，很多设计人员没有明确不同钣金工艺对应的特征，这就导致了加工效率不高、钣金件质量不合格等问题的出现。在采用焊接工艺时需要特别注意焊接的可行性，例如在对钣金箱体的内部进行焊接过程中，要考虑箱体内部空间是否能够放入焊枪，以及焊接人员的可操作性和方便性，这直接影响到钣金件能否最终完成和焊接的速度与方便性。目前，很多钣金件设计人员的专业素质仍有待进一步提高，相关企业没有重视对员工的培训和技术升级，这也会导致加工效率不高、质量不过关等问题的出现。设计人员也应该不断总结钣金件的加工经验，走出设计的思维误区，不断对结构设计进行优化，保证设计出的钣金件具有较强的可加工性和较好的工艺性能。
3.2钣金件结构设计中方孔内直角设计优化
方孔内直角的设计是钣金件结构设计中很重要的部分。方孔内直角的形成是在钣金件加工过程中，通过长方形或者正方形的模具冲压形成。方孔内直角设计作为一个重要的设计要点，对其进行优化十分必要。方孔内直角的设计要依靠钣金加工工厂的模具规格进行优化设计，根据模具的尺寸和实际状况，确定钣金件方孔内直角的各项参数，实现设计和实际加工的相互契合，确保钣金件的加工符合规定的标准要求，满足钣金产品的功能需求。
3.3钣金件的强度设计
设计者无法摆脱机械零件的设计思想，为提高钣金件的设计强度，不从钣金件的冲压工艺和弯曲工艺中提高设计强度，会出现盲目增加钣金件厚度的情况。对于同一钣金件设计，应尽量使用具有相同厚度的材料，从而保证生产、制备、加工、焊接过程的顺利进行。通过冲压凸包、滚筋，可大大提高钣金件的强度，对钣金件进行结构设计时，可以对结构件进行应力分析，计算零件的应力集中点和危险部位，从而有效承受应力。对弯曲平模压平，使钣金件局部厚度增加双倍，而其强度会远比双倍厚度的钣金件材料强度大得多。
3.4钣金件的折弯边设计
在钣金折弯边的设计中，根据技术要求和折弯边的特性，执行相应的工艺优化措施，需要明确折弯边的最短边缘限制的存在，确定弯曲模具开口的设计和弯曲程度。与此同时，设计人员还应该根据当前工厂弯曲模具规格进行相应的设计优化，提高相关设备和模具的原始利用率。必须注意限制折弯边之间的距离，避免距离太近，防止折弯边和弯曲模具之间发生碰撞。
3.5折弯边设计
钣金折弯边设计当中，应依据折弯边的工艺要求和特点进行对应的工艺设计优化。明确折弯边最短边限制的存在，进而在折弯模具的开口和折弯度设计上进行标准确定，明确具体的数值。同时，根据工厂当前折弯下模的规格，进行对应的设计优化，保证模具所使用原材料对接设计，提升原来的使用率。此外，应当重视折弯边和折弯边之间的距离限制问题，避免相互之间距离过近，防止出现折弯边和折弯模具相互冲突的问题。
结语
综上所述，钣金加工是机械制造常用的加工方法，钣金加工工艺具有不同的类型，相应的类型也具有不同的特点，在对钣金件进行设计的过程中，要充分考虑加工工艺的可行性，不断优化加工工艺，使钣金件的美观性、实用性、加工效率以及使用性能都得到全面的提升，推动我国机械加工行业的健康稳定发展。
参考文献
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