摘要：随着我国现代工业的不断发展, 人们对工业产品的设计和加工要求越来越多, 尤其是在钣金结构工艺上出现了很多新型应用材料。本文根据以往工作经验, 对钣金结构设计准则和工艺特点进行总结, 并从钣金件的强度设计、钣金折弯边设计、钣金方孔内直角设计、钣金件的整体优化设计四方面, 论述了新材料在钣金结构工艺产品上的应用研究。
关键词：新材料; 钣金结构; 工艺产品;
1 钣金结构设计准则和工艺特点
1.1 设计准则
在钣金实际加工过程中, 很容易出现各种各样的问题。首先, 在钣金加工材料的选择上, 需要与相关使用要求相符。板材钣金一般主要用于设备的外壳以及电气电路安装部分。因此, 板材的选择显得十分重要, 如果在选择方法上能够体现出很强的科学性, 不仅可以提升加工效率, 还能保证在同一效果上的成本降低。为了实现这一目的, 工作人员需要进一步降低换模次数, 而且在同一个板材厚度规格上, 最多不应该超过三种选择, 如果结构要求中的强度较高, 可以通过薄板压筋的形式进行。其次, 还要避免整个零件的展开尺寸和原材料的轮廓尺寸相同。尤其是在市场之中所提供的板材, 在外形上显得不方不正, 但如果展开尺寸与整个零件的外廓相同, 没有预留空余量, 将会导致产品加工尺寸出现误差, 最终影响钣金的正常使用。最后, 如果钣金产品具备装饰面的要求, 人们还需要对板料的装饰面和纹路方向进行考虑。加入不需要对用途进行考虑, 则在装饰面的板材选择上应该以带有纹路方向为主。如果是非外漏的零部件, 整个加工过程需要做好保护工作, 而且在焊接之后也要对焊缝进行有效处理, 这其中涉及到的加工量极大, 为了确保不必要的加工出现, 人们可以对没有装饰面的材料进行考虑。
1.2 工艺特点
钣金工艺形式多种多样, 主要的分类来源于金属薄板零件, 主要包括冲压工艺、折弯工艺和焊接工艺。这三种工艺可以展示出不同的加工特点, 尤其是与传统机械加工工艺相比较下, 这三种加工工艺和形式存在明显的区别。首先, 冲压工艺和折弯工艺能够对具体的模具进行应用, 而焊接工艺则是利用焊接设备来进行工装定位的, 从而实现零件的焊接处理。除此之外, 想要从传统加工工艺向这三种加工工艺转型, 人们首先需要做的便是将传统的结构设计思路和理念改变, 以新型的钣金加工工艺为主, 做好设备选择和模具设计工作, 避免由于设计结果无法突破对整个工作产生限制。另外, 人们还可以根据钣金的工艺特点, 做好钣金件的结构设计工作, 这样一来, 整个产品的加工工艺要求和成品质量均能与标准相符。
1.3 孔缺结构设计准则
在孔的设计过程中, 除了满足产品要求之外, 还应为后续的加工工作提供一定的便利条件, 或者在整个加工工作完成之后, 不会对后续美观程度等产生影响。首先, 应尽量避免将方孔开至折弯根部, 而且在折弯操作之后, 还要做好板材拉伸工作, 但在此项操作上, 如果稍有不慎, 便会引发孔的变形情况, 如果以手工做孔为主, 加工难度也会进一步增加。其次, 在螺纹孔加工方式选择上, 可以通过不同的方式实现, 如板材上的直接攻丝、翻边攻丝, 以及点焊螺母等, 而且由于板材厚度和螺孔大小不同, 相关的设计方法也不同。如果各个翻边孔与板材之间的距离过小, 板材扭曲现象将会更加明显, 进而对加工效果产生影响[1]。
2 新材料在钣金结构工艺产品上的应用研究
由于钣金工艺具备很强的特殊性, 在具体的结构设计过程中, 可以通过新材料的应用, 将设计之中的相关问题避免, 尤其是在具体的加工成本花费以及耗时效率上, 需要与加工件的批量要求相符, 这也是相关材料能够做到的, 实现钣金结构的有效优化。而在实际设计上, 很多钣金结构设计人员并不具备较强的专业素养, 实践知识和经历不足, 在传统加工结构设计上也会出现一些误区。所以说, 在新材料应用之前, 相关管理人员需要对这些误区问题进行明确, 指导工作人员进行正确的设计操作, 促使钣金件结构工艺水平与相关标准相符。
2.1 钣金件的强度设计
在钣金件强度设计上, 应该确保其应用在设备加工之中的强度与相关要求相符, 进而确保应用设备的质量品质得到有效保障。在实际设计过程中, 很多设计人员往往会单纯的对应用材料进行考虑, 并通过材料厚度的提升来进一步提升强度, 最终结果往往是适得其反, 根本问题也无法得到解决, 而且还容易造成钣金件在成本和规格上无法与基本要求相符。除此之外, 还应该根据冲压工艺和折弯工艺, 在不改变原有钣金材料厚度的同时, 进而实现加工工艺的全面升级, 使其整体达到焊接要求。另外, 工作人员还可以通过冲压凸包和滚筋, 对钣金结构件进行受力分析, 此时人们可以根据具体的强度要求来选择新型材料, 最终实现钣金强度的全面提升。除此之外, 人们还可以通过折弯压平以及工艺操作的同步执行来强化钣金的强度, 在此过程中, 厚度也会同步提升[2]。
2.2 钣金折弯边设计
在该项设计过程中, 首先人们需要对弯边工艺设计特点进行全面掌握, 并以相关的工艺要求为主, 实现具体的设计优化。其次, 人们还需要对折弯边之中的最短边限制情况进行了解, 并通过折弯模具的开口制定情况, 将相关标准明确出来, 最终实现标准数值的有效明确。在此过程中, 人们可以根据具体的工厂折弯规模, 对材料设计进行转变, 最终将设计优化效果展示出来, 如此一来, 人们可以确保原材料对接设计与原有的模具规格相符, 提升材料的利用率。最终, 相关工作人员还需要控制好折弯边之间的距离设计, 避免之间的相互距离过近, 让折弯边以及折弯模具之中出现不必要的冲突, 进而无法对钣金件进行正常的生产和加工。
2.3 钣金方孔内直角设计
在钣金件结构设计过程中, 其中包含了一些钣金方孔内的直角设计。另外, 在冲压加工之中, 其钣金件可以通过方孔成型冲模, 最终在钣金件之中形成一个新的直角方孔, 但在此过程中, 工作人员还需要对其中的直角作进一步优化, 从而满足整个钣金件的应用要求。首先, 人们应该以工厂生产过程中的具体模具应用作为参考条件, 并以尺寸状况和样式为基础, 将方孔之中的直角相应参数确定出来, 进而实现工艺设计与实际应用的契合度提升, 在避免生产成本增加的同时, 让生产工期和客户需求不出现过大差异。
2.4 钣金件的整体优化设计
在前期各项基础设计完善之后, 人们还应该根据具体的钣金件结构后期设计要求对材料进行选择, 确保整个钣金结构工艺产品能够发挥出更大作用。由于钣金件在加工过程中需要以焊接和打磨操作为主, 可能引起钣金件在外观上出现很大瑕疵, 对其整体品质产生影响。在此种要求之下, 人们应该以具体的材料加工工艺为基础, 与焊接工艺一起整个在优化设计之中, 在确保钣金件质量的同时, 使其外观与具体要求相符。除此之外, 人们应该利用好薄板折弯工艺, 与钣金折弯工艺结合在一起, 与相关的零件生产工艺结合在一起, 最终利用组合工艺实现具体的零件合成操作, 让钣金件更具有应用价值。该种优化方式能够确保产品质量, 还能提升钣金件的整体美观性, 而且在加工成本和周期上, 也没有产生增加量, 为钣金件的后续应用创造了基础条件[3]。
3 总结
综上所述, 在具体钣金结构设计过程中, 需要将钣金工艺全面提升, 并与钣金件设计生产需求和现实条件结合在一起, 将具体的结构水平优化, 提升经济效益和美观程度。从现阶段新材料应用情况来看, 相应的机械加工工艺很多。因此, 在工艺升级上, 人们还要做好传统加工和现代工艺对接, 避免设计工作受到影响。
参考文献
[1]李成才, 何银龄, 单倍雄.数控机床外防护钣金结构与生产工艺探讨[J].内燃机与配件, 2018 (13) :95-96.
[2]贾振旺.从钣金工艺优化角度论钣金件结构设计[J].现代制造技术与装备, 2018 (03) :91, 93.
[3]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 (03) :148.
