Удосконалення конструкції деталей з листового металу – Рекомендації з проектування листового металу
Приблизний час читання: 9 хвилин 48 секунд.
При проектуванні деталей виробу важливо враховувати простоту виготовлення.Спробуйте придумати, як полегшити обробку, а також заощадити матеріал і збільшити міцність без браку.У зв’язку з цим дизайнери повинні звернути увагу на наступні аспекти виготовлення
Оброблюваність деталей з листового металу означає ступінь складності різання, згинання та розтягування деталей.Хороший процес повинен забезпечитименше використання матеріалу, менша кількість процесів, проста конструкція прес-форми, довгий термін служби та стабільна якість продукції.Загалом, найбільш істотний вплив на здатність до обробки деталей з листового металу мають характеристики матеріалу, геометричні параметри, розмір і вимоги до точності.
Як повністю врахувати вимоги та характеристики процесу обробки під час проектування конструкції компонентів з тонкого листового металу, тут рекомендовано кілька вказівок щодо проектування.
1 прості вказівки з геометрії
Чим простіше геометрична форма ріжучої поверхні, тим зручніше і простіше вирубка, тим коротший шлях різання, тим менше об'єм різання.Наприклад,пряма лінія простіша за криву, коло простіша за еліпс та інші криві вищого порядку, а правильна форма простіша за неправильну форму(див. малюнок 1).
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
(Фігура 1)
Структура на рис. 2а має більше сенсу лише тоді, коли об’єм великий;інакше при пробиванні різання клопітно;отже, структура, показана на рис.2b, підходить для виробництва невеликих обсягів.
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 2）
2 Вказівки щодо економії матеріалу (вказівки щодо конформації деталей для штампування та різання)
Економія сировини означає зниження вартості виробництва.Обрізки обрізків часто утилізуються як відходи, тому при конструюванні тонких листових компонентів,обрізки слід звести до мінімуму.Відбраковані проби зведені до мінімуму, щоб зменшити відходи матеріалу.Особливо в об’ємі великих компонентів під матеріальним ефектом є значним, зменшіть залишки таким чином:
1) Зменшіть відстань між двома сусідніми елементами (див. Малюнок 3).
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 3）
2) Вміле розташування (див. рис. 4).
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 4）
3) Зняття матеріалу на великих площинах для менших елементів
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 5）
3 Рекомендації щодо достатньої міцності та жорсткості
1) край згинання зі скошеним краєм повинен уникати зони деформації
(Малюнок 6)
2) якщо відстань між двома отворами занадто мала, існує ймовірність розтріскування під час різання.
Дизайнслід розглянути можливість пробивання отворів на деталі, щоб залишити відповідну відстань до краю отвору та відстань між отворами, щоб уникнути пробивання тріщин.Мінімальна відстань між краєм отвору для пробивання та формою деталі обмежена різними формами деталі та отвору.Коли край отвору для пробивання не паралельний краю форми деталі, мінімальна відстань має бути не меншою за товщину матеріалу t;при паралельному — не менше 1,5 т.Мінімальна відстань до краю отвору та відстань між отворами наведені в таблиці.
(Малюнок 7)
Theкруглий отвір є найбільш міцним і простим у виготовленні та обслуговуванні, а швидкість відкриття низька.Квадратний отвір має найвищу швидкість відкриття, але оскільки він має кут 90 градусів, кутовий край легко зношується та згортається, що призведе до ремонту форми та зупинки виробничої лінії.І шестикутний отвір відкриває його кут 120 градусів більше, ніж 90 градусів, ніж квадратний отвір, що відкривається більш надійно, але швидкість відкриття на краю, ніж квадратний отвір, трохи гірша.
3) тонкі і довгі рейки з низькою жорсткістю також легко дають тріщини при різанні, особливо серйозний знос інструменту.
Глибина та ширина виступаючої або заглибленої частини штамповної частини, як правило, має бути не менше 1,5 t (t — товщина матеріалу), а також слід уникати вузьких і довгих вирізів із надто вузькими канавками, щоб збільшити міцність краю відповідної частини матриці.Дивіться малюнок (8).
Для загальної сталі A ≥ 1,5 т;для легованої сталі А ≥ 2т;для латуні, алюмінію A ≥ 1,2 т;t – товщина матеріалу.
Малюнок(8)
4 Надійні вказівки щодо штампування
Малюнок 9а показаний наштампування напівкруглої дотичної структури є складним.Тому що це вимагає точного визначення взаємного положення між інструментом і заготовкою.Точне вимірювання позиціонування займає не тільки багато часу, але, що важливіше, інструмент може зношуватися та виникати помилки встановлення, точність зазвичай не відповідає таким високим вимогам.Як тільки така структура трохи відхиляється від механічної обробки, якість важко гарантувати, а зовнішній вигляд різання поганий.Тому слід використовувати структуру, показану на малюнку 9b, яка може забезпечити надійну якість обробки штампування.
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 9）
5 Уникайте вказівок щодо липкого ножа (вказівок щодо конфігурації частин проникнення)
У середині штампування та різання компонента виникне проблема щільного з’єднання інструменту та компонента.Рішення:(1) залишити певний нахил;(2) з’єднана поверхня різання(див. Малюнок 10 і Малюнок 11).
(a) Ірраціональна структура (b) Покращена структура (a) Ірраціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 10 ） （Малюнок 11）
Коли накладка виготовляється в процесі штампування та різання на згинаючий край під кутом 90 °, при виборі матеріалів слід звернути увагу на те, щоб матеріал не був надто твердим, інакше його легко зламати при згині під прямим кутом.Повинен бути розроблений у положенні вигнутого краю, щоб запобігти розриву на куті згину.
(Малюнок 12)
6 Напрямні напрямні вертикальної поверхні різання краю згину
Лист у процесі різання після загального подальшого процесу формування, наприклад згинання.Край згинання повинен бути перпендикулярний поверхні різу, інакше підвищується ризик розтріскування в місці перетину.Якщо вертикальні вимоги не можуть бути виконані через інші обмеження,ріжуча поверхня і перетин згинальної кромки повинні мати округлений кут, радіус якого перевищує подвійну товщину пластини.
7 Рекомендації щодо обережного згинання
Для крутого згинання потрібні спеціальні інструменти і висока вартість.Крім того, надто малий радіус вигину схильний до розтріскування та зморшок на внутрішній поверхні (див. Малюнок 13 і Малюнок 14).
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 13）
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 14）
8Рекомендації щодо уникнення невеликих круглих закатаних країв
Краї тонких листових компонентів часто мають структуру закатаних країв, яка має ряд переваг.(1) посилення жорсткості;(2) уникайте гострих країв;(3) красивий.Однак прокатний край повинен звернути увагу на два моменти, один - радіус повинен бути більшим, ніж у 1,5 рази товщина пластини;друге не є повністю круглим, тому обробка ускладнюється, на малюнку 15b показано закатаний край, ніж відповідний закатаний край, який легко обробити.
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 15）
9 Край слота не згинається
Край згину та край отвору повинні бути розділені на певну відстань, рекомендоване значення – це радіус згину плюс подвійна товщина стінки.Ділянка вигину ускладнена силовим станом, а міцність низька.У цій зоні також слід виключити ефект надрізу отвору.Як весь отвір для щілини від кромки згину, так і отвір для щілини по всій кромці для згинання (див. Малюнок 16).
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 16）
10 Керівництво по виготовленню комбінацій складних структур
Космічна структура - це надто складні компоненти, повністю згинаючи формувати важко.томунамагайтеся спроектувати структуру якомога простіше, у разі нескладної, доступної комбінації компонентів, тобто ряду простих тонких пластинчастих компонентів зі зварюванням, болтами та іншими способами поєднання разом.Структуру на рис. 20b легше обробляти, ніж структуру на рис. 17a.
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 17）
11 Уникайте прямих ліній, щоб проникнути через напрямні компоненти
Недоліком тонкої пластинчастої структури є погана поперечна жорсткість на вигин.Велику плоску структуру легко зігнути нестабільністю.Далі буде також згинати перелом.Зазвичай використовують притискну канавку для підвищення її жорсткості.Розташування канавки має великий вплив на ефект підвищення жорсткості.Основним принципом розташування канавок є уникнення прямолінійності в області без канавок.Вузька смуга низької жорсткості через легко стає віссю інерції всієї пластини, що вигинає нестабільність.Нестабільність завжди обертається навколо осі інерції, тому розташування натискної канавки повинно обрізати цю вісь інерції і зробити її якомога коротшою.У структурі, показаній на малюнку 18а, утворюється кілька вузьких смуг в області без щілин тиску.Навколо цих осей жорсткість вигину всієї пластини не покращується.Структура, показана на рис. 18b, не має потенційно пов’язаних дестабілізуючих осей інерції, а рис. 19 показує загальні форми та розташування канавок, причому ефект посилення жорсткості зростає зліва направо, а нерегулярне розташування є ефективним способом уникнення прямого наскрізь .
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 18）
（Малюнок 19）
12 Вказівки щодо організації безперервності напірної канавки
Втомна міцність кінця натискної канавки слабка, і якщо натискна канавка підключена, частина її кінця буде усунена.На малюнку 20 зображено акумуляторну коробку на вантажівці, яка піддається динамічному навантаженню, на малюнку 20a конструкція в канавці під тиском закінчується втомним пошкодженням.Структура на малюнку 20b не має цієї проблеми.Слід уникати крутих кінців натискної канавки і, де це можливо, натискну канавку розширюють до межі (див. Малюнок 21).Проникнення натискної канавки усуває слабкий кінець.Однак перетин щілин тиску має бути достатньо великим, щоб зменшити взаємодію між щілинами (див. Малюнок 22).
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 20）
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 21）
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 22）
13 Критерій канавки просторового тиску
Нестабільність просторової конструкції не обмежується певним аспектом, тому встановлення натискної канавки лише в одній площині не може досягти ефекту покращення антидестабілізаційної здатності всієї конструкції.Наприклад, в U- та Z-подібних структурах, зображених на малюнку 23, їх нестабільність буде відбуватися біля країв.Рішення цієї проблеми полягає в тому, щоб спроектувати натискну канавку як простір (див. конструкцію на рис. 23b).
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 23）
14 Інструкція щодо часткового ослаблення
Зморшки виникають, коли часткова деформація сильно утруднена на тонкій пластині.Рішення полягає в тому, щоб створити кілька невеликих канавок тиску поблизу згину, щоб зменшити локальну жорсткість і зменшити перешкоду деформації (див. Малюнок 24).
(a) Нераціональна структура (b) Покращена структура
（Малюнок 24）
15 Вказівки щодо конфігурації деталей для штампування
1) Мінімальний діаметр пробивання або мінімальна довжина сторони квадратного отвору
Пробивання слід обмежувати силою удару, ірозмір пробійника не повинен бути занадто маленьким, інакше дирокол можна легко пошкодити.Мінімальний діаметр штампування та мінімальна довжина сторони наведені в таблиці.
* t - товщина матеріалу, мінімальний розмір пуансона зазвичай становить не менше 0,3 мм.
2) Принцип пробивання виїмки
Пробиваючи виїмку, слід намагатися уникати гострих кутів, як показано на малюнку.Загострена форма легко скорочує термін служби матриці, а гострий кут легко дає тріщини.Слід змінити на, як показано на малюнку b.
R ≥ 0,5t (t – товщина матеріалу)
a Рис. b Рис.
Слід уникати гострих кутів у формі та отворі перфорованої частини.При з'єднанні прямої або кривої мати дугове з'єднання, радіус дуги R ≥ 0,5t.(t - товщина стінки матеріалу)
Згинання листового металу за допомогоюPROLEAN'TECHNOLOGY.
У PROLEAN TECH ми захоплені своєю компанією та послугами, які ми надаємо нашим клієнтам.Таким чином, ми інвестуємо значні кошти в останні досягнення наших технологій і маємо у вашому розпорядженні відданих інженерів.
Бачення Prolean полягає в тому, щоб стати провідним постачальником рішень для виробництва на вимогу.Ми докладаємо всіх зусиль, щоб зробити виробництво легким, швидким і економним – від прототипу до виробництва.
Час публікації: 30 березня 2022 р