邵继胜
航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 黑龙江省哈尔滨150060
摘要：钣金凭借其自身的诸多优点随着经济的发展在我国的应用越来越广泛。本文概述了饭金结构设计，又对饭金结构设计在制造业中的重要性, 又分析并给出了相应的钣金结构设计工艺性的优化。为做好钣金结构的设计工作提供一定的指导。
关键词：钣金结构；设计；制造；工艺
1、钣金结构设计概述
在产品制造过程中要强调钣金结构设计，首先要明确钣金是什么。就目前的资料而言，钣金尚没有明确清晰的定义，但是国外的某期刊基于钣金的特点对其进行了基础定义，即针对金属薄板（通常在6mm以下）的一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等[1]。用更通俗的话来解释钣金，所谓的钣金就是对金属薄板的一系列加工。基于钣金的定义理解，钣金结构设计就是对金属薄板的结构进行设计，所以在具体设计的过程中，需要基于金属结构的各种性能进行分析与讨论。
从钣金结构设计实践来看，为了保证设计的科学性和专业性，需要对设计的基本准则进行明确[2]。从目前的实践来看，在设计过程中，需要明确的准则有多个方面，具体包括了简单形状准则、节省原料准则、足够强度刚度准则、可靠冲裁准则、避免粘刀准则等等。简言之，在钣金结构设计实践中需要强调的准则比较多，这些准则的强调对钣金结构自身的设计有效性有积极的意义，对设计实践中的工艺问题解决也有重要的意义。
2、钣金结构设计在制造业中的重要性
随着我国工业化程度的不断增强，钣金结构在制造业各个领域应用范围较广。做好钣金结构的设计工作，对于增强钣金加工制造业的工作效率、提高其品质具有重要意义。饭金结构件具有劳动生产率和材料利用率高、结构灵活、易形成生产力的优点,尤其最近几年, 我国电子技术迅速发展, 各种电子类高科技公司如雨后春笋般地出现, 使得饭金结构在机械行业中所占的比重越来越大, 对从事电子结构设计的人才需求更为迫切, 许多大学生直接进入公司或企事业单位的设计部门, 很少甚至没有在生产一线进行过实践, 使得设计出的产品工艺性不尽合理, 给生产带来极大的困难, 不仅加大了产品的原材料成本、增加的加工成本还使产品的工艺性和美观大打折扣, 而且延长了产品的开发周期, 最终使产品在市场上缺乏竞争力。众所周知, 产品的性能、品质主要取决于设计,结构设计是其最重要的部分。所以，需要保证产品易制造、保证品质的情况下，价格相对便宜. 而想要生产出这样的产品, 钣金结构设计就非常重要和制造工艺就非常重要。
众所周知, 金属钣料折弯以后, 板料截面的形状发生了根本性地变化— 刚性得到大幅度地提高, 截面抗弯惯性矩大大增加。因此, 金属薄板零件的加工经常采用折弯加工工艺。
为了使设计的析弯零件的工艺性较好, 加工制造中不能与板料折弯机的上刀口或下模体发生干涉( 又称之为抗刀) , 设计人员在设计折弯零件的结构形式与尺寸时及工艺人员在审查图纸发解对应折弯机的工艺能力、编制加工工艺过程时, 都必须首先确定和判断其合理的截面形式及相应的尺寸。
3钣金结构设计的工艺性优化
3.1钣金材料的挑选工艺
在钣金结构的设计过程中，对板材的选择是极为重要的。板材钣金是一些设施外壳的主要材质，直接影响到了整个设备的安全与稳固性，科学、合理的对钣金材料进行选择，不仅减少了加工过程的时间、难度，而且在一定程度上减少了工艺制作的成本。首先，在材料的选择上，要保证原材料的外形尺寸和零件的展开尺寸不一样。我们所购买的钣金材料的外形并不符合实际要求，当展开的尺寸和外形尺寸一致的时候，就不会有多余的空间，这样就会导致加工的产品尺寸产生很大的误差。其次，在一个结构上的板材厚度标准要少于三种，这样可以有效的提高钣金材料的利用效率，此外，我们能够使用薄板压筋的方法来对强度高的钣金结构进行加工设计。最后，对于非喷涂板材来说，我们可以使用有装饰面的板材，再对纹路方向进行严格要求。对于不外露的零件来说，在加工的过程中要加大保护的力度，并且对焊缝进行有效的处理。在提高钣金材料的利用效率方面，我们可以不使用其他无装饰面的材料。
3.2孔缺结构的设计
在孔缺结构的设计过程中，不仅要与产品的实际需求相适应，同时还要遵循简便加工这一原则，以及在加工完成之后保证美观性和后续工作的顺利进行。首先，保证方孔的位置不会被打到折弯的底部，在折弯之后对钣金材料进行拉伸，会造成方孔的变形，这时使用人工打孔的方法，就会大大的提高加工时的难度。其次，对于螺孔的加工过程，有许多的加工方法可以实现，例如：铆接螺母、钣金材料的直接攻丝以及点焊螺母等等。比如，当板厚为1.0mm，螺孔型号为M5时，可以使用点焊螺母的加工方式；当板厚为2.0mm，螺孔型号为M3时，可以使用基材攻丝的加工方式。总之，针对不同的螺孔大小以及板材的厚度要选择合理的加工方式。
3.3弯曲结构的设计
首先，折弯死边的要求，死边的长度和材料的厚度有很大的关联性，一般情况下，死边的最短距离要大于3.5倍的材料厚度再加上折死边之前工序的最小内折弯半径。其次，对于折弯件的孔边差距，要先进行冲孔，再弯折，孔的位置要在弯折变形区域的外面，避免出现孔变形的现象。最后，对于材料厚度较大的零件，我们要进行工艺缺口的设计，这样可以有效的避免折弯时发生凸起。
3.4焊接结构的设计
在焊接结构的设计中，最好使用角焊缝的方法，焊点焊缝要设计在比较次要的表面上，来保证产品结构设计的工艺性效果。此外，我们还要遵循对称放置焊缝这一原则，使得焊缝之间不产生交叉的情况。除此之外，钣金结构设计的工艺性优化还包括对结构缝隙的设计、表面涂层的设计等等，在设计加工的过程中我们都要遵照生产工艺的相关要求，保证设计加工的工艺性。
4钣金折弯结构工艺算法研究
对于钣金折弯结构加工工艺来说，其很多构成都有相应的算法来进行比例的设计和要求，就如同上文提到的工艺孔、工艺槽和缺口。除此之外，钣金折弯结构工艺还对很多方面有相关的算法要求。钣金折弯结构工艺最重要的就是对钣金材料的弯边进行加工，而一般来说，钣金材料的弯边通常有第一道弯边，第二道弯边，和第三道弯边。不同弯边结构的钣金折弯加工都有不同的算法来进行设定要求，并且弯边与槽口还有着很密切的联系。以第一道弯边为基础，往后的一道或多道弯边的弯曲率都与其相关，受其影响。而第一道弯边的最小高度，一般要大于等于槽口宽度与两倍的折弯角度的比值，如果比例不恰当，就会造成弯边的变形或弯边的曲率不足，直接影响工件的加工，造成加工的失败。
结束语：
综上所述，钣金结构设计在钣金件的具体生产制造实践中发挥着重要的作用，所以必须要强调设计的科学性和有效性。对目前的设计实践进行分析发现钣金结构设计中存在着比较显著的工艺性问题，该问题影响设计的有效性，所以必须要对问题进行解决。文章总结钣金结构设计中的工艺性问题，并就问题的具体解决策略进行讨论，最终的目的是要为现阶段的钣金结构设计实践工作提供指导和参考。
参考文献：
[1]于明强.浅谈钣金折弯结构工艺性设计[J].建筑工程技术与设计,2018,000(018):4245.
[2]刘常德.钣金工艺优化目标下的钣金件结构设计[J].中国高新区,2018,000(003):148.