钣金件结构设计准则一1引言薄板指板厚和其长宽相比小得多的钢板。它的横向抗弯能力差,不宜用于受横向弯曲载荷作用的场合。薄板就其材料而言是金属,但因其特殊的几何形状厚度很小,所以薄板构件的加工工艺有其特殊性。和薄板构件有关的加工工艺有三类:(1)下料:它包括剪切和冲裁。(2)成形:它包括弯曲、折叠、卷边和深拉。(3)连接:它包括焊接、粘接等。薄板构件的结构设计主要应考虑加工工艺的要求和特点。此外,要注意构件的批量大小。薄板构件之所以被广泛采用是因为薄板有下列优点:(1)易变形,这样可用简单的加工工艺制造多种形式的构件。(2)薄板构件重量轻。(3)加工量小,由于薄板表面质量高,厚度方向尺寸公差小,板面不需加工。(4)易于裁剪、焊接,可制造大而复杂的构件。(5)形状规范,便于自动加工。2结构设计准则如何在薄板构件结构设计时充分考虑加工工艺的要求和特点,这里推荐几条设计准则并给出相应的例子。2.1简单形状准则切割面几何形状越简单,切割下料越方便、简单、切割的路径越短,切割量也越小。如直线比曲线简单,圆比椭圆及其它高阶曲线简单,规则图形比不规则图形简单(见图1和图2以及图3)。图4a的结构只有在批量大时方有意义,否则冲裁时,切割麻烦,因此,小批量生产时,宜用图b所示结构。2.2节省原料准则节省原材料意味着减少制造成本。零碎的下角料常作废料处理,因此在薄板构件的设计中,要尽量减少下脚料。特别在批量大的构件下料时效果显著,减少下角料的途径有:(1)减少相邻两构件之间的距离(见图5和图6)。(2)巧妙排列(见图7)。(3)将大平面处的材料取出用于更小的构件(见图8和图9)。2.3足够强度刚度准则薄板由于很小的壁厚,所以刚度是很低的。尖角刚度不足,应以钝角取代之(见图10)。两孔之间的距离若太小,则在切割时有产生裂纹的可能(见图11)。细长的板条刚度低,也易在剪裁时产生裂纹,特别是对刀具的磨损严重,可见这样的薄板结构应避免(见图12)。2.4可靠冲裁准则图13a所示的半圆切线结构冲裁加工很难。因为这要求准确地确定刀具和工件之间的相对位置。准确测量定位不仅费时,更重要的是,刀具由可磨损和安装的误差,精度通常达不到这么高的要求。这样的结构一旦加工稍有偏差,质量很难保证,且切割外观差。所以应采用图b所示的结构,它可保证可靠的冲裁加工质量。2.5避免粘刀准则在构件中间冲裁切割时会出现刀具和构件粘接交紧的问题。解决的办法:(1)留有一定的坡度;(2)切割面连通(见图14和图15)。2.6弯曲棱边垂直切割面准则薄板在切割加工以后,一般...
