李冰
许继集团有限公司 河南许昌 461000
摘要：随着经济的发展，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。文章以钣金件的工艺优化为目标，对其结构的设计过程进行了分析。
关键词：钣金件；结构设计；工艺优化；折弯；焊接工艺
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。
一、钣金件结构设计概述
1.1 钣金件结构设计的特点
钣金通常指的是通过冲压成型的金属薄片。这种金属薄片为了得到要求的形状和尺寸，在性能方面要求金属片具备不可恢复原状的特性。通过焊接或者其他方式将金属薄片相互连接，加工成结构更加复杂的部件，以满足产品的功能要求。比如，汽车的制造过程中大量应用到了钣金工艺。钣金件的结构设计一方面要满足产品的实用性功能需求，另一方面需满足加工的便捷性、美观性等需求。对钣金件的结构来说，不同产品的结构设计不尽相同，不同的结构设计之间的性能也不尽相同。总的来说，钣金件的结构设计没有固定的形式，需要根据产品的要求和钣金工艺的实际情况进行设计，也是钣金件结构设计的难点所在。
1.2 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。
二、钣金结构设计的内容
2.1钣金件的强度设计
在强度设计中，设计师经常受到传统观念的影响和束缚，在对钣金零件材料的选择上，经常通过增加钣金件的厚度，以保证钣金件的设计强度。但是这么做不仅浪费了材料，也在无形之中增加了钣金件的重量，在对钣金件的强度进行设计的过程中，可以通过相关公式进行计算，或者通过ANSYS等有限元仿真软件进行仿真验证，在保证结构强度的前提下，尽量实现轻量化的设计目标。与此同时，也要全面改善加工工艺，并确保焊接工艺能够满足技术要求。设计人员需要搞清楚钣金结构件的载荷分布与应力集中的基本特点，在受力较大的位置，可以采用设计加强筋的方法，以保证钣金件的结构强度，也可利用折弯压平的方法，实现进一步提高钣金件的强度。
2.2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。
2.3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。
三、钣金件结构设计及工艺的误区和优化措施
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钣金件的优化设计
钣金件结构如果选用焊接加工工艺，在焊接完成之后，还需要对焊缝进行打磨，这不仅会消耗很大的人力，也会使加工的时间延长，单件生产还可以承受，但是在大批量生产的过程中，会对加工效率和经济成本带来很大的影响。因此为了保证焊接的美观性，减少焊接和焊缝打磨的时间，需要对焊接工艺进行优化，在保证表面平整度和表面质量的前提下，可以将焊接工艺换成利用薄板折弯工艺配合钣金折弯加工工艺，当钣金件初步加工完成之后，再将加工完成的零部件进行整合，形成一个新的钣金件整体。这么做不仅使工作量大幅度下降，也会提高钣金件的美观性，从整体上实现了加工工艺优化的效果。
四、结语
综上所述，随着现代工业化的发展，钣金工艺获得了大幅提升，但是钣金件结构设计依然存在很多问题，严重阻碍了钣金产品的生产。为了有效改善这一状况，钣金件结构设计应当基于钣金工艺的实际情况进行设计，才能保障钣金件的结构稳定，促使钣金产品能够满足其功能需求。
参考文献：
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