鈑金件建模和設計時應牢記的六個要點、結合實例說明

發布日期: 2024-06-27

3D CAD工具非常非常有用。近年來,在訂購鈑金件時,僅提供3D模型而不使用2D圖紙的情況越來越多,給人的印象是3D模型創建的形狀就是實際零件的樣子。然而,3D模型只是對形狀的模擬。使用3D工具進行鈑金件建模時,必須注意并不是“3D可建模=可加工”,以及金屬特性可能會導致意外變形。

本節將介紹設計鈑金件時需要特別注意的六種情況。

 

?板厚均一

鈑金加工是指對金屬板材的加工方法。因此,鈑金件必須以均一厚度建模。雖然這一點看似理所當然,但必須特別注意的是折彎部分的建模。應確保折彎外R等于內R加上板厚。

折彎外R=折彎內R+板厚

在某些情況下,如果在建模過程中改變了板材厚度或彎曲R,可能會忘記調整折彎部分的厚度。雖然很麻煩,但也要在提交圖紙前進行檢查。

確保板厚均一建模

以「0<折彎內R≤板厚,折彎外R=內R+板厚」進行建模

以「0<折彎內R≤板厚,折彎外R=內R+板厚」進行建模

例)板厚為3.2mm時

最小折彎R取決于所使用的沖頭。由于內R不能小于沖頭形狀,因此不能加工尖角或過小的R形狀。建議以「內R≤板厚」為目標。

最小折彎R取決于所使用的沖頭。由于內R不能小于沖頭形狀,因此不能加工尖角或過小的R形狀。建議以「內R≤板厚」為目標。

 

?U形折彎中避免與模具的干涉

板材進行U形折彎時,必須注意底面尺寸設定。相對折起尺寸,如果底面預留長度不夠,則會與模具發生干涉。作為最低限度的標準,折起的頂端與U形折彎的連接角度必須小于45°,也就是說,底面長度必須大于折起的高度。若要確保避免干涉問題,則建議將底面長度設計為折起部分高度的兩倍以上。

板材進行U形折彎時,必須注意底面尺寸設定。

 

?指定端面與孔之間的最小距離

在鈑金件上開孔時,如果孔距離端面太近,就無法進行加工。在進行開孔加工時無法充分固定板材;或者在開孔加工時所施加的剪切力將端面拉向孔的方向,會導致板材變形。端面與孔之間的距離限制取決于板材厚度,但在設計階段就應該充分考慮孔與端面之間的距離。

鈑金加工中,通常是先進行開孔加工,然后進行折彎加工。

 

?確??着c折彎之間距離的合理性

鈑金加工中,通常是先進行開孔加工,然后進行折彎加工。在進行折彎加工時,折彎外側承載拉力的作用,而折彎內側則承載壓縮力的作用。因此如果孔距離折彎部較近,則有被拉向折彎位置的趨勢、并發生變形。為了防止孔因承載拉力而變形,必須在孔與折彎之間留出適當的距離??着c折彎之間的距離目標值應為板厚的4~5倍。

孔與折彎之間的最小距離

另一種解決方法是在折彎處設置開口,以消除孔所承載的拉力作用。

另一種解決方法是在折彎處設置開口,以消除孔所承載的拉力作用。折線上開口可有效防止孔的變形,因為孔的周圍將不再承載拉力的作用。

折線上的開口(不包括內角小于90°的銳角折彎)

鈑金件的折彎加工是利用沖頭將金屬板材壓在凹模上進行加工的。

?確保板材端面與折彎之間距離的合理性

鈑金件的折彎加工是利用沖頭將金屬板材壓在凹模上進行加工的。因此,如果工件沒有正確地放置在凹模的兩端,則無法實現正確折彎。

切口和折彎之間的最小距離

折彎加工是在將工件(加工對象)正確放置在凹模兩端上,然后將沖頭從上方壓下完成加工的。因此,有些形狀是不能進行折彎加工的,例如當工件不能正確地放置在模具的兩端時。

通常的折彎加工,如果板厚小于等于2mm,則折彎到工件端面的距離至少應為板厚的5倍;如果板厚大于2mm,則該值至少應為板厚的4倍。

通常的折彎加工,如果板厚小于等于2mm,則折彎到工件端面的距離至少應為板厚的5倍;如果板厚大于2mm,則該值至少應為板厚的4倍。

0.8 ≦ t ≦2.0 時、h=5t以上

2.3 ≦ t ≦9.0 時、h=4t以上

通常的折彎加工(V形折彎)

當切口位于折彎外側時,切口與折彎之間的距離與通常折彎相同。

這種情況下,應特別注意折彎附近切口部的端面形狀

當切口位于折彎外側時,切口與折彎之間的距離與通常折彎相同。板厚小于等于2mm時,該值至少應為板厚的5倍;板厚大于2mm時,則該值至少應為板厚的4倍。

0.8 ≦ t ≦2.0 時、h=5t 以上

2.3 ≦ t ≦9.0 時、h=4t 以上

外側切口

對于板厚t,h的極限值如下所示。

折彎內側有切口時的標準與上述情況不同。無論板厚如何,都應考慮至少為板厚的兩倍。

0.8 ≦ t ≦2.0 時、極限值=5t

2.3 ≦ t ≦9.0 時、極限值=4t

折彎內側有切口時的標準與上述情況不同。無論板厚如何,都應考慮至少為板厚的兩倍。

內側切口

對于板厚t,b的保證值和極限值如下所示。

如上所述,鈑金件的折彎部位在折彎外側受到拉力,而在折彎內側則受到壓縮力的作用。

0.8 ≦ t ≦2.0 時、保證值=2t、極限值=t

2.3 ≦ t ≦9.0 時、保證值=無、極限值=2t

 

?注意折彎根部的凸起

如上所述,鈑金件的折彎部位在折彎外側受到拉力,而在折彎內側則受到壓縮力的作用。因此,在折彎時肉可能會向外側溢出,在折彎根部兩側形成凸起。與毛刺一樣,它也是一種非預期形狀,因此在建模時不會繪制出來。因此我們很容易忽略凸起的存在,但在組裝其他零部件時必須小心。如果折彎根部有相鄰的零件,則應注意避免干涉。

與毛刺一樣,它也是一種非預期形狀,因此在建模時不會繪制出來。因此我們很容易忽略凸起的存在,但在組裝其他零部件時必須小心。如果折彎根部有相鄰的零件,則應注意避免干涉。

?總結

即使可以繪制3D模型,也不一定意味著可以進行加工。在使用3D CAD模型訂購鈑金件時,設計制作模型應注意以下幾點:折彎部分的板厚以及最小折彎R、折彎U形時折起的高度與底面長度的關系、端面與孔間的最小距離。此外為了防止因金屬特性而導致的變形,設計時應注意折彎與孔、折彎與端面之間確保適當的距離,以及折彎跟部兩側產生的凸起等。

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