Улучшение конструкции деталей из листового металла — Руководство по проектированию деталей из листового металла

Улучшение конструкции деталей из листового металла — Руководство по проектированию деталей из листового металла

Расчетное время чтения: 9 минут 48 секунд.

При проектировании деталей изделия важно учитывать простоту изготовления.Попытайтесь придумать способы упростить обработку, а также сэкономить материал и повысить прочность без брака.В результате дизайнеры должны обратить внимание на следующие аспекты производства.

Обрабатываемость деталей из листового металла относится к степени сложности резки, гибки и растяжения деталей.Хороший процесс должен обеспечиватьменьшее использование материала, меньшее количество процессов, простая конструкция пресс-формы, длительный срок службы и стабильное качество продукции.В целом, наиболее существенное влияние на технологичность деталей из листового металла оказывают характеристики материала, геометрия детали, требования к размерам и точности.

Как полностью учесть требования и характеристики процесса обработки при проектировании конструкции компонентов из тонкого листового металла, здесь рекомендуется несколько рекомендаций по проектированию.

1 простая инструкция по геометрии

Чем проще геометрическая форма поверхности реза, тем удобнее и проще вырубка, тем короче путь реза и меньше объем реза.Например,прямая линия проще кривой, круг проще эллипса и других кривых более высокого порядка, а правильная форма проще неправильной формы(см. рис. 1).

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 1)

Структура рис. 2а имеет смысл только при большом объеме;иначе при штамповке резать хлопотно;следовательно, структура, показанная на рис. 2b, подходит для мелкосерийного производства.

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Фигура 2)

2 Руководство по экономии материала (руководство по формированию штамповочных и режущих деталей)

Экономия сырья означает снижение производственных затрат.Обрезки часто утилизируются как отходы, поэтому при проектировании тонколистовых компонентовобрезки должны быть сведены к минимуму.Отходы штамповки сведены к минимуму, чтобы уменьшить отходы материала.Особенно в объемах крупных компонентов влияние материала значительно, сокращайте обрезки следующими способами:

1) Уменьшите расстояние между двумя соседними элементами (см. рис. 3).

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 3)

2)Умелая компоновка (см. рис. 4).

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 4)

3) Удаление материала на больших плоскостях для более мелких элементов

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 5)

3 Рекомендации по достаточной прочности и жесткости

1) кромка изгиба со скошенной кромкой должна избегать зоны деформации

(Рисунок 6)

2) если расстояние между двумя отверстиями слишком маленькое, существует вероятность растрескивания при резке.

ДизайнПри пробивке отверстий на детали следует учитывать подходящее расстояние до края отверстия и расстояние между отверстиями, чтобы избежать образования трещин.Минимальное расстояние между краем пробивного отверстия и формой детали ограничено различными формами детали и отверстия.Когда край пробивного отверстия не параллелен краю формы детали, минимальное расстояние должно быть не менее толщины материала t;при параллельном должно быть не менее 1,5 т.Минимальное расстояние до края отверстия и расстояние между отверстиями указаны в таблице.

(Рисунок 7)

круглое отверстие является наиболее прочным и простым в изготовлении и обслуживании, а скорость открытия низкая.Квадратное отверстие имеет самую высокую скорость открывания, но поскольку оно имеет угол 90 градусов, угловая кромка легко изнашивается и разрушается, что приводит к ремонту пресс-формы и остановке производственной линии.И шестиугольное отверстие, открывающееся под углом 120 градусов, больше, чем на 90 градусов, чем квадратное отверстие, отверстие более твердое, но скорость открытия на краю, чем квадратное отверстие, немного хуже.

3) тонкие и длинные ламели с низкой жесткостью также легко дают трещины при резке, особенно серьезный износ инструмента.

Глубина и ширина выступающей или утопленной части пробивной части, как правило, должны быть не менее 1,5т (t - толщина материала), а также следует избегать узких и длинных вырезов с и слишком узких канавок с целью увеличения кромочная прочность соответствующей части штампа.См. рисунок (8).

Для стали общего назначения A ≥ 1,5 т;для легированной стали А ≥ 2т;для латуни, алюминия А ≥ 1,2т;t – толщина материала.

Рисунок(8)

4 Надежные рекомендации по штамповке

Рисунок 9а показан наобработка штамповки полукруглой касательной структуры затруднена.Потому что это требует точного определения относительного положения между инструментом и заготовкой.Точное измерение позиционирования требует не только много времени, но и, что более важно, инструмента из-за возможного износа и ошибок при установке, точность которых обычно не достигает таких высоких требований.Как только такая структура немного отклоняется от механической обработки, трудно гарантировать качество, а внешний вид резки становится плохим.Следовательно, следует использовать структуру, показанную на рисунке 9b, которая может обеспечить надежное качество обработки штамповкой.

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 9)

5 Избегайте указаний по липкому ножу (указания по конфигурации проникающих частей)

В середине штамповки и резки компонента возникает проблема перекрестного соединения инструмента и компонента.Решение:(1) оставить определенный уклон;(2) режущая поверхность соединена(см. Рисунок 10 и Рисунок 11).

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура (а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

（Рисунок 10） （Рисунок 11）

Когда притирка производится методом штамповки и резки с кромкой изгиба под углом 90 °, при выборе материалов следует обращать внимание на то, чтобы материал не был слишком твердым, иначе его легко сломать при изгибе под прямым углом.Должна быть спроектирована в положении криволинейной кромки, чтобы предотвратить разрыв в углу сгиба.

(Рисунок 12)

6 направляющих для вертикальной режущей поверхности кромки изгиба

Лист в процессе резки после общего дальнейшего процесса формирования, такого как гибка.Кромка изгиба должна быть перпендикулярна поверхности реза, в противном случае повышен риск образования трещин в месте пересечения..Если вертикальные требования не могут быть выполнены из-за других ограничений,режущая поверхность и пересечение кромки изгиба должны иметь закругленный угол, радиус которого более чем в два раза превышает толщину пластины.

7 Рекомендации по щадящему изгибу

Крутой изгиб требует специальных инструментов и больших затрат.Кроме того, слишком малый радиус изгиба может привести к растрескиванию и образованию складок на внутренней поверхности (см. рис. 13 и рис. 14).

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рис. 13)

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 14)

8Рекомендации по избеганию маленьких круглых закругленных кромок

Кромки тонколистовых компонентов часто представляют собой прокатанные кромки, что имеет ряд преимуществ.(1) усилить жесткость;(2) избегать острых краев;(3) красивая.Однако при прокатке кромки следует обратить внимание на две точки: во-первых, радиус должен быть более чем в 1,5 раза больше толщины листа;второй не полностью круглый, так что обработка затруднена, на рисунке 15b показана закругленная кромка, чем соответствующая закругленная кромка, которую легче обрабатывать.

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 15)

9 Кромка паза не сгибается.

Изгибная кромка и кромка отверстия должны быть разделены определенным расстоянием, рекомендуемое значение равно радиусу изгиба плюс удвоенная толщина стенки.Область изгиба осложнена силовым состоянием, а прочность низкая.В этой области также следует исключить эффект выемки щелевого отверстия.Как все отверстие прорези вдали от кромки изгиба, так и отверстие прорези по всей кромке изгиба (см. рис. 16).

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 16)

10 Руководства по изготовлению комбинаций сложных конструкций

Пространственная структура состоит из слишком сложных компонентов, полностью изгибающихся формировать сложно.Поэтому,постарайтесь спроектировать структуру как можно проще, в случае несложной, доступной комбинации компонентов, то есть ряда простых тонколистовых компонентов с помощью сварки, болтового соединения и других способов соединения между собой.Структуру рис. 20б легче обрабатывать, чем структуру рис. 17а.

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 17)

11 Избегайте прямых линий, пересекающих направляющие компоненты

Недостатком конструкции из тонких пластин является низкая жесткость на поперечный изгиб.Большая плоская структура легко изгибается нестабильностью.Дальше будет также прогибаться перелом.Обычно используют нажимную канавку для повышения жесткости.Расположение канавки оказывает большое влияние на эффект повышения жесткости.Основной принцип расположения канавок заключается в том, чтобы избегать прямых сквозных проходов в области без канавок.Узкая полоса низкой жесткости легко становится осью инерции нестабильности потери устойчивости всей пластины.Неустойчивость всегда вращается вокруг оси инерции, поэтому расположение нажимной канавки должно отсекать эту ось инерции и делать ее как можно короче.В конструкции, показанной на рис. 18а, в области без щелей давления сформировано множество узких полос.Вокруг этих осей изгибная жесткость всей пластины не улучшается.Структура, показанная на рис. 18b, не имеет потенциально связанных дестабилизирующих осей инерции, а на рис. 19 показаны общие формы и расположение канавок, при этом эффект повышения жесткости увеличивается слева направо, а неравномерное расположение является эффективным способом избежать прямого прохождения. .

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 18)

(Рисунок 19)

12 Указания по организации непрерывности нажимных канавок

Усталостная прочность конца нажимной канавки слабая, и если нажимная канавка соединена, часть ее конца будет устранена.На рис. 20 показан аккумуляторный ящик на грузовике, подвергающийся динамической нагрузке, на рис. 20а конструкция в конце канавки под давлением, усталостное повреждение.Структура на рисунке 20b не имеет этой проблемы.Следует избегать крутых концов нажимной канавки и, по возможности, нажимную канавку расширять до границы (см. рис. 21).Проникновение нажимной канавки устраняет слабый конец.Однако пересечение нажимных щелей должно быть достаточно большим, чтобы уменьшить взаимодействие между щелями (см. рис. 22).

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 20)

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 21)

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 22)

13 Критерий канавки пространственного давления

Нестабильность пространственной конструкции не ограничивается определенным аспектом, поэтому установка прижимной канавки только в одной плоскости не может обеспечить эффект улучшения антидестабилизирующей способности всей конструкции.Например, в U- и Z-образных конструкциях, показанных на рисунке 23, их неустойчивость будет возникать вблизи краев.Решение этой проблемы состоит в том, чтобы спроектировать нажимную канавку в виде пространства (см. структуру на рис. 23b).

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 23)

14 Рекомендации по частичному ослаблению

Морщины возникают, когда частичная деформация сильно затруднена на тонкой пластине.Решение состоит в том, чтобы создать несколько небольших канавок давления рядом с изгибом, чтобы уменьшить местную жесткость и уменьшить препятствие деформации (см. Рисунок 24).

(а) Иррациональная структура (б) Усовершенствованная структура

(Рисунок 24)

15 Указания по конфигурации штампованных деталей

1) Минимальный диаметр пробивки или минимальная длина стороны квадратного отверстия

Нанесение ударов должно быть ограничено силой удара, иразмер пуансона не должен быть слишком маленьким, иначе пуансон будет легко поврежден.Минимальный диаметр перфорации и минимальная длина стороны указаны в таблице.

* t — толщина материала, минимальный размер пуансона, как правило, не менее 0,3 мм.

2) Принцип вырубки

При пробивке надреза следует стараться избегать острых углов, как показано на рисунке.Заостренная форма легко сокращает срок службы штампа, а острый угол легко дает трещины.Должно быть изменено, как показано на рисунке b.

R ≥ 0,5t (t – толщина материала)

а Рис. б Рис.

Следует избегать острых углов в форме и отверстии штампованной детали.При соединении прямой линии или кривой иметь соединение по дуге окружности, радиус дуги R ≥ 0,5t.(t - толщина стенки материала)

Гибка листового металла с помощьюПРОЛЕАН'ТЕХНОЛОГИЯ.

 В PROLEAN TECH мы увлечены нашей компанией и услугами, которые мы предоставляем нашим клиентам.Таким образом, мы вкладываем значительные средства в последние достижения в области технологий и имеем в вашем распоряжении преданных своему делу инженеров.

Видение Prolean состоит в том, чтобы стать ведущим поставщиком решений для производства по требованию.Мы прилагаем все усилия, чтобы сделать производство простым, быстрым и экономичным от прототипа до производства.