Verbesserung der Konstruktion von Blechteilen – Richtlinien für die Blechkonstruktion

Verbesserung der Konstruktion von Blechteilen – Richtlinien für die Blechkonstruktion

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Beim Entwerfen von Produktteilen ist es wichtig, die einfache Herstellung zu berücksichtigen.Versuchen Sie, Möglichkeiten zu finden, um die Verarbeitung zu vereinfachen, aber auch Material einzusparen und die Festigkeit ohne Ausschuss zu erhöhen.Daher sollten Konstrukteure die folgenden Herstellungsaspekte beachten

Die Bearbeitbarkeit von Blechteilen bezieht sich auf den Schwierigkeitsgrad beim Schneiden, Biegen und Dehnen der Teile.Ein guter Prozess sollte dafür sorgengeringerer Materialeinsatz, weniger Arbeitsschritte, einfacher Aufbau der Form, hohe Lebensdauer und stabile Produktqualität.Im Allgemeinen haben die Anforderungen an Materialleistung, Teilegeometrie, Größe und Genauigkeit den größten Einfluss auf die Verarbeitbarkeit von Blechteilen.

Um die Anforderungen und Besonderheiten des Verarbeitungsprozesses bei der Gestaltung der Struktur von Dünnblechbauteilen vollständig zu berücksichtigen, werden hier einige Konstruktionsrichtlinien empfohlen.

1 einfache Geometrierichtlinien

Je einfacher die geometrische Form der Schneidfläche ist, desto bequemer und einfacher ist das Abschneiden, desto kürzer ist der Schneidweg und desto kleiner ist das Schneidvolumen.Zum Beispiel,Eine gerade Linie ist einfacher als eine Kurve, ein Kreis ist einfacher als eine Ellipse und andere Kurven höherer Ordnung, und eine regelmäßige Form ist einfacher als eine unregelmäßige Form(siehe Abbildung 1).

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 1)

Die Struktur von Fig. 2a ist nur dann sinnvoller, wenn das Volumen groß ist;andernfalls ist das Schneiden beim Stanzen mühsam;daher ist die in Fig. 2b gezeigte Struktur für die Produktion kleiner Mengen geeignet.

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Figur 2)

2 Materialeinsparrichtlinie (Formrichtlinie für Stanz- und Schneidteile)

Rohstoffeinsparung bedeutet Reduzierung der Herstellungskosten.Verschnitte werden oft als Abfall entsorgt, so dass bei der Konstruktion von Dünnblechbauteilender Verschnitt sollte minimiert werden.Stanzausschuss wird minimiert, um Materialverschwendung zu reduzieren.Gerade im Volumen großer Bauteile ist der Materialeffekt erheblich, den Verschnitt auf folgende Weise zu reduzieren:

1) Verringern Sie den Abstand zwischen zwei benachbarten Bauteilen (siehe Abbildung 3).

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Figur 3)

2) Geschickte Anordnung (siehe Abb. 4).

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Figur 4)

3) Materialabtrag an großen Ebenen für kleinere Elemente

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 5)

3 Richtlinien für ausreichende Festigkeitssteifigkeit

1) Die Biegekante mit abgeschrägter Kante sollte den Verformungsbereich vermeiden

(Abbildung 6)

2) Wenn der Abstand zwischen den beiden Löchern zu klein ist, besteht die Möglichkeit, dass es beim Schneiden reißt.

Die Gestaltung vonDas Stanzen von Löchern auf dem Teil sollte in Betracht gezogen werden, um einen geeigneten Lochkantenabstand und Lochabstand zu lassen, um Stanzrisse zu vermeiden.Der Mindestabstand zwischen Stanzlochkante und Form des Teils wird durch die unterschiedlichen Formgebungen von Teil und Loch begrenzt.Wenn die Kante des Stanzlochs nicht parallel zur Kante der Teileform verläuft, sollte der Mindestabstand nicht kleiner als die Materialdicke t sein;parallel sollte es nicht weniger als 1,5 t betragen.Die Mindestlochrandabstände und Lochabstände sind in der Tabelle aufgeführt.

(Abbildung 7)

DerDas runde Loch ist am solidesten und am einfachsten herzustellen und zu warten, und die Öffnungsrate ist gering.Das quadratische Loch hat die höchste Öffnungsrate, aber da es sich um einen Winkel von 90 Grad handelt, kann die Eckkante leicht abgenutzt werden und zusammenbrechen, wodurch die Form repariert und die Produktionslinie gestoppt wird.Und das sechseckige Loch, das seinen 120-Grad-Winkel größer als 90 Grad öffnet, ist fester als das quadratische Loch, aber die Öffnungsrate in der Kante als das quadratische Loch ist etwas schlechter.

3) Auch dünne und lange Lamellen mit geringer Steifigkeit können beim Schneiden leicht Risse erzeugen, besonders starker Verschleiß am Werkzeug.

Die Tiefe und Breite des vorstehenden oder vertieften Teils des Stanzteils sollte im Allgemeinen nicht weniger als 1,5 t (t ist die Materialdicke) betragen und sollte auch schmale und lange Ausschnitte mit zu engen Rillen vermeiden, um sie zu erhöhen die Kantenfestigkeit des entsprechenden Teils der Matrize.Siehe Abbildung (8).

Für allgemeinen Stahl A ≥ 1,5 t;für legierten Stahl A ≥ 2t;für Messing, Aluminium A ≥ 1,2t;t – die Dicke des Materials.

Abbildung 8)

4 Zuverlässige Stanzrichtlinien

Abbildung 9a gezeigt inDie halbkreisförmige Tangentenstruktur-Stanzverarbeitung ist schwierig.Denn es bedarf einer genauen Bestimmung der relativen Position zwischen Werkzeug und Werkstück.Eine genaue Messung der Positionierung ist nicht nur zeitaufwändig, sondern vor allem kann das Werkzeug durch Verschleiß und Einbaufehler die Genauigkeit in der Regel nicht so hohe Anforderungen erreichen.Sobald eine solche Struktur geringfügig von der maschinellen Bearbeitung abweicht, ist die Qualität schwer zu garantieren und das Schnittbild ist schlecht.Daher sollte die in Fig. 9b gezeigte Struktur verwendet werden, die eine zuverlässige Stanzverarbeitungsqualität sicherstellen kann.

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 9)

5 Vermeiden Sie klebrige Messerrichtlinien (die Konfigurationsrichtlinien der Penetrationsteile)

In der Mitte des Bauteilstanzens und -schneidens taucht das Problem der kreuzdichten Verbindung von Werkzeug und Bauteil auf.Die Lösung:(1) eine bestimmte Steigung verlassen;(2) Schneidfläche verbunden(siehe Abbildung 10 und Abbildung 11).

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur (a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 10) (Abbildung 11)

Wenn die Überlappung in einem Verfahren mit Stanz- und Schneideverfahren in 90° Biegekante hergestellt wird, sollte bei der Materialauswahl darauf geachtet werden, dass das Material nicht zu hart sein sollte, da es sonst bei der rechtwinkligen Biegung leicht brechen kann.Sollte in der Position der gekrümmten Kante geschnitten werden, um ein Reißen an der Ecke der Falte zu verhindern.

(Abbildung 12)

6 Biegekante vertikale Schnittflächenrichtlinien

Blech im Schneidprozess nach dem allgemeinen weiteren Umformprozess, wie z. B. Biegen.Die Biegekante sollte senkrecht zur Schnittfläche stehen, da sonst die Gefahr einer Rissbildung an der Schnittstelle erhöht ist.Können die vertikalen Anforderungen aufgrund anderer Restriktionen nicht erfüllt werden,die Schnittfläche und der Schnittpunkt der Biegekante sollten als abgerundete Ecke gestaltet sein, deren Radius größer als die doppelte Dicke der Platte ist.

7 Schonende Biegerichtlinien

Steiles Biegen erfordert Spezialwerkzeuge und hohe Kosten.Außerdem neigt ein zu kleiner Biegeradius zu Rissbildung und Faltenbildung auf der Innenfläche (siehe Abbildung 13 und Abbildung 14).

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 13)

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 14)

8Richtlinien zur Vermeidung kleiner kreisförmiger Rollkanten

Die Kanten von dünnen Blechbauteilen sind oft gerollte Kantenstrukturen, was eine Reihe von Vorteilen hat.(1) verstärken die Steifheit;(2) Vermeiden Sie die scharfen Kanten;(3) schön.Allerdings sollte der Rollrand auf zwei Punkte achten, zum einen sollte der Radius größer als das 1,5-fache der Blechdicke sein;2. ist nicht vollständig rund, so dass die Bearbeitung schwierig ist, Fig. 15b zeigt den Rollrand als den jeweiligen Rollrand, der leicht zu bearbeiten ist.

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 15)

9 Schlitzkante nicht Biegeleitlinien

Biegekante und Langlochkante müssen einen bestimmten Abstand haben, empfohlener Wert ist der Biegeradius plus die zweifache Wandstärke.Der Biegebereich wird durch den Kraftzustand kompliziert und die Festigkeit ist gering.Auch die Kerbwirkung des Langlochs sollte aus diesem Bereich ausgenommen werden.Sowohl das gesamte Langloch weg von der Biegekante, als auch das Langloch über die gesamte Biegekante (siehe Abbildung 16).

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 16)

10 Herstellungsrichtlinien für komplexe Strukturkombinationen

Raumstruktur ist zu komplexe Komponenten, vollständig durch Biegen ist das Umformen schwierig.Deshalb,Versuchen Sie, die Struktur so einfach wie möglich zu gestalten, im Falle einer unkomplizierten, verfügbaren Kombination von Komponenten, d. h. einer Anzahl einfacher dünner Plattenkomponenten, die durch Schweißen, Verschrauben und auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.Die Struktur von Fig. 20b ist einfacher zu verarbeiten als die Struktur von Fig. 17a.

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 17)

11 Vermeiden Sie gerade Linien, um Bauteilführungslinien zu durchdringen

Die dünne Plattenstruktur hat den Nachteil einer geringen Biegesteifigkeit in Querrichtung.Große flache Struktur ist leicht zu biegen Instabilität.Weiter wird auch Bruch verbiegen.Verwenden Sie normalerweise eine Druckrille, um die Steifigkeit zu verbessern.Die Anordnung der Nut hat einen großen Einfluss auf den Effekt der Verbesserung der Steifigkeit.Das Grundprinzip der Rillenanordnung besteht darin, einen geraden Durchgang im Bereich ohne Rillen zu vermeiden.Das schmale Band mit geringer Steifigkeit wird leicht zur Trägheitsachse der gesamten Plattenknickinstabilität.Die Instabilität dreht sich immer um eine Trägheitsachse, daher sollte die Anordnung der Drucknut diese Trägheitsachse abschneiden und möglichst kurz machen.Bei der in Fig. 18a gezeigten Struktur sind im Bereich ohne Druckschlitze mehrere schmale Streifen ausgebildet.Um diese Achsen herum wird die Biegesteifigkeit der gesamten Platte nicht verbessert.Die in Fig. 18b gezeigte Struktur hat keine potentiell verbundenen destabilisierenden Trägheitsachsen, und Fig. 19 zeigt die üblichen Rillenformen und -anordnungen, wobei der Steifigkeitsverbesserungseffekt von links nach rechts zunimmt, und die unregelmäßige Anordnung ein effektiver Weg ist, um einen geraden Durchgang zu vermeiden .

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 18)

(Abbildung 19)

12 Richtlinien für die Anordnung der durchgehenden Drucknuten

Die Ermüdungsfestigkeit des Endes der Druckrille ist schwach, und wenn die Druckrille verbunden ist, wird ein Teil ihres Endes eliminiert.Abbildung 20 ist ein Batteriekasten auf einem LKW, es unterliegt dynamischer Belastung, Abbildung 20a Struktur in der Druckrille und Ermüdungsschäden.Die Struktur in Fig. 20b hat dieses Problem nicht.Steile Druckrillenenden sollten vermieden und die Druckrille nach Möglichkeit bis zur Begrenzung verlängert werden (siehe Abbildung 21).Das Durchdringen der Druckrille beseitigt das schwache Ende.Der Schnittpunkt der Druckschlitze sollte jedoch groß genug sein, damit die Wechselwirkung zwischen den Schlitzen reduziert wird (siehe Abbildung 22).

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 20)

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 21)

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 22)

13 Raumdruckrillenkriterium

Die Instabilität der räumlichen Struktur ist nicht auf einen bestimmten Aspekt beschränkt, daher kann das Anbringen einer Druckrille nur auf einer Ebene nicht den Effekt der Verbesserung der Antidestabilisierungsfähigkeit der gesamten Struktur erzielen.Bei den in Fig. 23 gezeigten U- und Z-förmigen Strukturen wird ihre Instabilität beispielsweise in der Nähe der Ränder auftreten.Die Lösung dieses Problems besteht darin, die Drucknut als Zwischenraum zu gestalten (siehe Abb. 23b Aufbau).

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 23)

14 Richtschnur für teilweises Nachlassen

Falten treten auf, wenn eine teilweise Verformung auf der dünnen Platte stark behindert wird.Die Lösung besteht darin, mehrere kleine Druckrillen in der Nähe der Falte anzubringen, um die lokale Steifigkeit zu verringern und die Verformungsbehinderung zu verringern (siehe Abbildung 24).

(a) Irrationale Struktur (b) Verbesserte Struktur

(Abbildung 24)

15 Gestaltungsleitfaden für Stanzteile

1) Mindeststanzdurchmesser bzw. Mindestseitenlänge des Vierkantlochs

Das Stanzen sollte durch die Stärke des Schlags begrenzt werden, undDie Größe des Stempels sollte nicht zu klein sein, sonst wird der Stempel leicht beschädigt.Mindeststanzdurchmesser und Mindestseitenlänge sind der Tabelle zu entnehmen.

* t ist die Dicke des Materials, die Mindestgröße des Stempels beträgt im Allgemeinen nicht weniger als 0,3 mm.

2) Stanzkerbenprinzip

Die Stanzkerbe sollte versuchen, scharfe Ecken zu vermeiden, wie in einer Abbildung gezeigt.Die spitze Form verkürzt leicht die Lebensdauer der Matrize, und die scharfe Ecke erzeugt leicht Risse.Sollte geändert werden wie in Abbildung b gezeigt.

R ≥ 0,5t (t – Materialdicke)

a Abb. b Abb.

Scharfe Ecken in Form und Bohrung des Stanzteils sind zu vermeiden.Beim Anschluss einer Geraden oder Kurve an einen Kreisbogenanschluss ist der Bogenradius R ≥ 0,5t.(t ist die Materialwandstärke)

Blechbiegen mitPROLÄNISCHE TECHNOLOGIE.

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