面向板金設計者的制圖基礎、包括繪制、識圖、常見問題和對策等制圖要點

發布日期: 2024-05-27

制造業中會生產大量的板金產品,其中加工圖紙起著至關重要的作用。對于設計人員、加工人員而言好的加工圖紙是怎樣的呢?本節將介紹一下制圖的基礎知識、常用符號、常見問題和對策等。
制造業中會生產大量的鈑金產品,其中加工圖紙起著至關重要的作用。

 

 

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?圖紙在板金加工中的作用
加工人員必須根據設計者繪制的加工圖紙來把握加工方法、成品尺寸精度等。
加工人員必須根據設計者繪制的加工圖紙來把握加工方法、成品尺寸精度等。加工困難的情況下要進行協商,以圖紙為基準與設計人員溝通。為了彼此達成共識,圖紙必須按照共通的規則繪制??梢哉f,加工圖紙是設計者和加工者的通用語言。設計者在圖紙中向加工者指示零件的尺寸精度、形狀和材料等條件。圖紙上的內容是加工者必須要實現的規格。

?板金件從設計到制造的流程
鈑金件從設計到制造包括多個工程。下面介紹一下整體流程。
板金件從設計到制造包括多個工程。下面介紹一下整體流程。
1.概念設計
機械零件的設計過程始于概念設計。在這一步驟中,設計人員將所需的功能以及為實現該功能所需的形狀形象化。通過手繪草圖等,向相關人員演示、分享設計者腦海中的圖像。
板金件的功能包括覆蓋作用(如蓋板)、支撐作用(如框架)或輸送作用(如冷卻空氣通道)等。設計時需要對所需功能進行考慮和構思。
2.詳細設計
接下來是在CAD中創建模型。目前,大多數開發機構可能都是在使用 3D CAD 進行設計。確定材料和厚度并創建形狀。創建3D模型后,使用2D CAD功能繪制圖紙。
3.訂購、加工協商
根據繪制的圖紙,設計人員和制造人員開會討論是否可以進行加工。如果在確認圖紙階段沒有問題,則無需召開協商會議。這個階段,設計人員可能會被要求更改公差或形狀。還可能討論成本和交貨安排。例如,可以通過改用加工商既有在庫材料,以加快交貨時間。
4.加工制造
協商結束后,所有條件都已商定并落實到位,開始進入制造階段。板金加工會用到激光加工機、折彎機、焊接設備等。
5.檢驗和交貨
檢驗的目的是確認零部件是否按照加工圖紙完成。形狀復雜的零部件需要使用三次元測量儀進行檢測。如果檢測結果在公差范圍內,則產品合格交付。
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?板金件加工圖紙繪制時的注意點
加工圖紙中包含上述的公差和幾何形狀等各種信息。但僅此并不能使其成為好的圖紙,還需要注意以下幾點。
?遵守標準規則(如JIS)
JIS是Japanese Industrial Standards的縮寫,是日本工業標準。它對加工圖紙的圖紙尺寸、投影方法、比例尺和局部圖紙的標注方法等都有明確規定,請根據標準規則進行加工圖紙的繪制。
?創建標題欄
標題欄是一個包含零件編號、零件名稱、材料、公差等級、材料厚度等信息的表格。不同公司的標題欄內容略有不同。
?指示尺寸基準
明確指示零部件的基準。即使是復雜的幾何形狀,許多尺寸也是由基準決定的?;鶞释ㄟ^基準符號指示。
?尺寸盡可能集中在主視圖
圖紙中可能會包括多個投影視圖,如主視圖(必須)、右視圖、俯視圖等。尺寸應盡量集中在主視圖,以便于閱讀和理解。
?毛刺處理
對于板金件,在鉆孔或輪廓切割過程中更容易產生毛刺。需要在圖紙上指示保留毛刺還是去除毛刺,以及允許的毛刺高度等。
?設定可加工公差
可加工公差取決于加工方法、材料、尺寸等。對于板金件的加工,孔間距公差約為±0.05,孔到折彎部位之間的距離公差約為±0.15。請注意不要設置不合理的公差。
?需要考慮折彎部側面的凸起變形
L型折彎鈑金的側面并非平面,根部會略微凸起,這在CAD模型中是不易發現的。例如,厚度為2mm的L型彎折的側面并非是寬2mm的L型平面,因此如果在設計上,該平面與某個零件貼合連接,就可能會就會產生浮起等組裝缺陷,需要特別注意。
最近,一些CAD工具具備了可預先考慮折彎變形修正展開圖的功能。
最近,一些CAD工具具備了可預先考慮折彎變形修正展開圖的功能。
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?折彎內R指示
可以指示折彎內側是否設置內R。如果沒有內R,就會產生應力集中,折彎部就更容易斷裂。因此在承受載荷時,必須要設置內R。
?折彎高度不能太低
如果折彎高度太低,則無法使用折彎設備進行加工。建議確保高度為板厚的4倍以上。例如,如果板材厚度為2mm,則要求設計指示最低折彎高度為8mm。

?板金件加工圖紙中的常用符號
在加工圖紙中會用到各種符號,以下是一些主要符號。
?倒角
板金加工件的拐角部非常尖銳,使用時非常危險,因此需要對該部位進行切倒角。使用“C”符號表示倒角,例如“C3”。
鈑金加工件的拐角部非常尖銳,使用時非常危險,因此需要對該部位進行切倒角。使用“C”符號表示倒角,例如“C3”。
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?R角
與倒角一樣,為了避免劃傷設置R角。還可用于指示折彎部的R。使用“R”符號表示,如“R5”。
與倒角一樣,為了避免劃傷設置R角。還可用于指示折彎部的R。使用“R”符號表示,如“R5”。
?邊緣指示符號
邊緣指示符號用法見 JISB0051。如果要消除毛刺,請使用負值指示。如下圖所示,該孔不允許有毛刺,但允許有-0.05~-1mm的尺寸縮減。
"邊緣指示符號用法見 JISB0051。如果要消除毛刺,請使用負值指示。如圖所示,該孔不允許有毛刺,但允許有 -0.05~-1mm的尺寸縮減。"
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?直徑
直徑符號在加工圖紙中非常常見。例如孔直徑的標注,包括定位孔、螺紋底孔和配重孔等等。
直徑符號在加工圖紙中非常常見。例如孔直徑的標注,包括定位孔、螺紋底孔和配重孔等等。
?基準
加工圖紙上的基準使用基準符號進行指示?;鶞史栔甘驹诿婊蛘呖椎妮S線等。
加工圖紙上的基準使用基準符號進行指示?;鶞史栔甘驹诿婊蛘呖椎妮S線等。
?幾何公差 位置度
位置度是幾何公差的一種,但在鈑金加工中并不常用,它表示從基準點開始的位置公差。四角形中的數字尺寸稱為“理論精確尺寸”,通常與位置度一起使用。
位置度是幾何公差的一種,但在鈑金加工中并不常用,它表示從基準點開始的位置公差。
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?幾何公差 垂直度
直角度常用于指示面(線)與面(線)垂直程度的公差。在鈑金加工圖紙中,用角度尺寸公差比用垂直度表示更為常見。它也是幾何公差的一種,用于表示與基準(面或線)的垂直程度。如下圖,垂直度與位置度上下排列標注在主視圖,也可以將垂直度標注在指示基準A的右側視圖上。
直角度常用于指示面(線)與面(線)垂直程度的公差。
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?板金加工現場常見的問題及對策
在鈑金加工過程中,會出現其他加工過程中不會發生的問題。 以下是鈑金加工中可能會出現的一些問題。
?回彈導致折彎部垂直度偏離
回彈是指板材在沖壓過程中被沖頭壓制為目標角度后,當沖頭松開時,板材會稍微張開并試圖回到初始位置的現象。針對這種問題的對策包括兩次折彎、擊打、V形凹槽和附加加強筋(楔形)等。
兩次折彎是指第一次折彎到一定的目標角度,然后再進行一次折彎精加工工序的方法。擊打是一種在折彎根部形成凹痕的方法,而V形凹槽是在折彎根部壓制V形凹痕的方法。
鈑金加工現場常見的問題及對策
附加加強筋(楔形)是指在折彎根部添加三角筋的加工方法。如下圖表示的折彎部的2條加強筋。
附加加強筋(楔形)是指在折彎根部添加三角筋的加工方法。如圖表示的折彎部的2條加強筋。
?折彎部附近的孔發生變形
在開孔后進行折彎的情況下,如果孔距離折彎部太近,折彎時孔可能會變形。為避免變形,建議孔與折彎部之間的距離至少應為板厚的4倍。如果無法確保足夠的距離,則應在折彎后再開孔。不過,這樣會增加加工工序,從而增加了加工成本。
?折彎展開時發生干涉無法加工
折彎展開時發生干涉是3D CAD中的常見問題。即使CAD中的形狀很規則,折彎展開時也可能會出現干涉。所以建議在創建模型后,展開折彎部分檢查是否存在干涉的情況。
?無法確保有效的螺紋深度
在薄板上加工螺紋孔時,要注意是否能確保螺紋的有效深度。因為肉厚較薄,即使加工螺紋,也只能嚙合一個螺距,很快就會松動。對于薄板,建議通過凸緣加工工藝來確保螺紋的有效深度。
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?總結
我們已經討論了在設計板金件時創建加工圖紙的要點、常見問題和對策。如果設計者單方面通過圖紙進行加工指示,可能會出現無法進行加工的情況。而另一方面,如果按照加工者的意見增加公差,則可能會影響零部件的功能性。所以建議盡量使用圖紙這一通用語言進行有效溝通,以確保良好的制造品質。

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