钣金件建模和设计时应牢记的六个要点、结合实例说明

 

钣金加工是指对金属板材的加工方法。因此，钣金件必须以均一厚度建模。虽然这一点看似理所当然，但必须特别注意的是折弯部分的建模。应确保折弯外R等于内R加上板厚。

折弯外R=折弯内R+板厚

在某些情况下，如果在建模过程中改变了板材厚度或弯曲R，可能会忘记调整折弯部分的厚度。虽然很麻烦，但也要在提交图纸前进行检查。

确保板厚均一建模

以「0＜折弯内R≤板厚，折弯外R=内R+板厚」进行建模

例）板厚为3.2mm时

最小折弯R取决于所使用的冲头。由于内R不能小于冲头形状，因此不能加工尖角或过小的R形状。建议以「内R≤板厚」为目标。

 

板材进行U形折弯时，必须注意底面尺寸设定。相对折起尺寸，如果底面预留长度不够，则会与模具发生干涉。作为最低限度的标准，折起的顶端与U形折弯的连接角度必须小于45°，也就是说，底面长度必须大于折起的高度。若要确保避免干涉问题，则建议将底面长度设计为折起部分高度的两倍以上。

 

在钣金件上开孔时，如果孔距离端面太近，就无法进行加工。在进行开孔加工时无法充分固定板材；或者在开孔加工时所施加的剪切力将端面拉向孔的方向，会导致板材变形。端面与孔之间的距离限制取决于板材厚度，但在设计阶段就应该充分考虑孔与端面之间的距离。

 

钣金加工中，通常是先进行开孔加工，然后进行折弯加工。在进行折弯加工时，折弯外侧承载拉力的作用，而折弯内侧则承载压缩力的作用。因此如果孔距离折弯部较近，则有被拉向折弯位置的趋势、并发生变形。为了防止孔因承载拉力而变形，必须在孔与折弯之间留出适当的距离。孔与折弯之间的距离目标值应为板厚的4～5倍。

孔与折弯之间的最小距离

另一种解决方法是在折弯处设置开口，以消除孔所承载的拉力作用。折线上开口可有效防止孔的变形，因为孔的周围将不再承载拉力的作用。

折线上的开口（不包括内角小于90°的锐角折弯）

钣金件的折弯加工是利用冲头将金属板材压在凹模上进行加工的。因此，如果工件没有正确地放置在凹模的两端，则无法实现正确折弯。

切口和折弯之间的最小距离

折弯加工是在将工件（加工对象）正确放置在凹模两端上，然后将冲头从上方压下完成加工的。因此，有些形状是不能进行折弯加工的，例如当工件不能正确地放置在模具的两端时。

通常的折弯加工，如果板厚小于等于2mm，则折弯到工件端面的距离至少应为板厚的5倍；如果板厚大于2mm，则该值至少应为板厚的4倍。

0.8 ≦ t ≦2.0 时、h=5t以上

2.3 ≦ t ≦9.0 时、h=4t以上

通常的折弯加工（V形折弯）

这种情况下，应特别注意折弯附近切口部的端面形状

当切口位于折弯外侧时，切口与折弯之间的距离与通常折弯相同。板厚小于等于2mm时，该值至少应为板厚的5倍；板厚大于2mm时，则该值至少应为板厚的4倍。

0.8 ≦ t ≦2.0 时、h=5t 以上

2.3 ≦ t ≦9.0 时、h=4t 以上

外侧切口

对于板厚t，h的极限值如下所示。

0.8 ≦ t ≦2.0 时、极限值=5t

2.3 ≦ t ≦9.0 时、极限值=4t

折弯内侧有切口时的标准与上述情况不同。无论板厚如何，都应考虑至少为板厚的两倍。

内侧切口

对于板厚t，b的保证值和极限值如下所示。

0.8 ≦ t ≦2.0 时、保证值=2t、极限值=t

2.3 ≦ t ≦9.0 时、保证值=无、极限值=2t

 

如上所述，钣金件的折弯部位在折弯外侧受到拉力，而在折弯内侧则受到压缩力的作用。因此，在折弯时肉可能会向外侧溢出，在折弯根部两侧形成凸起。与毛刺一样，它也是一种非预期形状，因此在建模时不会绘制出来。因此我们很容易忽略凸起的存在，但在组装其他零部件时必须小心。如果折弯根部有相邻的零件，则应注意避免干涉。

即使可以绘制3D模型，也不一定意味着可以进行加工。在使用3D CAD模型订购钣金件时，设计制作模型应注意以下几点：折弯部分的板厚以及最小折弯R、折弯U形时折起的高度与底面长度的关系、端面与孔间的最小距离。此外为了防止因金属特性而导致的变形，设计时应注意折弯与孔、折弯与端面之间确保适当的距离，以及折弯跟部两侧产生的凸起等。