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PRO/E钣金设计资料

来源:弘智培训 作者:弘智教育 时间:09-30

3.3  利用Pro/E软件进行钣金造型

钣金加工就是冲压加工技术。冲压加工技术开始于18世纪末19世纪初,因为为产业革命促成了动力制造技术的发展,以机械化方式来制造金属板就逐渐成为主流。

用钣金加工方法制造的精巧成品出现于19世纪末20世纪初,随着金属板的制造方和和成型技术的改进以及大量生产的需要,冲压加工及所需要的机械已发展到高速且大型化的阶段。今天冲压加工技术仍然在不断地改进,其成长进步的速度更加惊人,尤其在自动化产业的推动下,钣金技术已经广泛应用于汽车、家电、计算机、家庭用品、装饰材料等各个相关的领域中,钣金加工已经成为工业生产中不可或缺的一种机械加工手段。

3.3.1 钣金设计概述

1.     钣金设计要点

钣金只是产品的一部分,因此在加工设计中有以下几个方面需要注意:

(1)造型设计与机械设计两者应该相互平衡,好的造型不一定可以顺利制造,要考虑到加工制造是否容易,是否会增加制造的成本,是否会降低中产效率等问题,这都是一个优秀的设计者应该考虑的问题,应尽量避免设计出一些现有的加工设备无法制造的钣金件造型。

(2)钣金相互连接和固定方式、钣金和塑料件的连接固定方式以及钣金和其他零件的固定和连接方式都是设计考虑的重点,设计不良的连接方式,将直接影响组合装配的效率并增加人工操作的难度。

(3)钣金件的机构设计与强度设计,都是钣金设计的重点,强度的设计将直接影响产占的寿命和耐用性。

(4)钣金组装优先顺序和安装空间,需要从组装合理化和组装便利化的力面来考虑。

(5)钣金的重量及工艺性。钣金是金属材料,当然是轻而强度高最好,但是考虑到成本问题和加工难易程度问题,需要尽量满足产品的功能性能和钣金强度要求的情况下,力求设计简单,减少制造的成本。

(6)维修拆装的难易程度和配合的公差问题是最基本也是比较和重要的设计问题。

2.     钣金成型设备

钣金的成型设备,一般为冲压机械以及专用的工具,即冲压模具,能够对薄钣金属进行冲裁、成型、弯曲、拉伸和压缩等加工,并能制造各种工业用及家庭用的零部件与金属制品。薄钣金属指厚度在3.2mm以下的金属板材,如镀锌铁板、冷轧钢板、拉伸铝板、铜板等。

冲压加工机械依照作用通常分为冲剪机械和冲压机械两大类。

(1)       冲剪机械

冲剪机械一般称为剪床或剪断机。在钣金工作中,首先利用剪断机将金属裁剪成所需要的长度和宽度。其所适用的剪断工作主要为直线状制品的裁剪。除此之外,圆形和曲线状制品的剪断作业也常使用。常见的冲剪机械有:手动剪断机、脚踏剪断机、凹口剪床、方口剪床、圆周剪床、旋转剪床、分条机和排割机以及切片机等。

(2)       冲压机械

    冲压机械以冲床(或称压床)为主体。是指使用两个或两个以上成对的模具,经由传动机构将旋转动力转化成往复运动的力量,以对模具中间的金属材料施加强大的压力,使金属产生断裂、形状改变或塑性变形。而成对构成的模具一般都称为冲压模具或冲压模。

常见的冲压机械有:C形机架单动式曲柄冲床、直壁冲床、复动式机动冲床、关节接合冲床、摩擦冲床、偏心冲床、凸轮冲床、连秆冲床、弯板机、传送冲床、连续冲床。液压冲床、气压冲床以及人力冲床等。由于冲压设备种类繁多,因此设计者需了解制造过程中用到的设备的功能和优缺点,才能使设计和现实相符。钣金产品,不仅要能制造出来,还要知道由哪种设备造出来的成本最低。一个产品的钣金不是都由同一种设备制造出来的,选取哪一种设备来制造决定于设备的成本因素、功能因素和精度要求。

3.     钣金的加工方式

(1)冲裁加工

冲裁加工是指将钣金片材裁剪成需要的形状与尺寸,以做进一步的加工,是与传统的切削加工方式地然不同的一种加工方法。因其适用于各种机械加工用零件以及冲压加工用的坯料,而被广泛应用。冲裁本身属于一种简单的工作,然而利用此种加工一方法制造的各类机械零部件,有着极高的精密度与互换性,这是此种加工的一大特色。冲裁加工_的主要种类有:落料、冲孔、冲口、切断、剪断、分断、切边。切舌、刮缘以及精密落料等。

(2)弯曲加工

    弯曲加工是指将板材或板状半成品压弯成需要的形状的一种加工方式。在加工过程中,材料的变形都发生在弯曲的中性层直轴周围,而且垂直于板材的纵长方向。同时其金属流动都在塑性范围内生成。因此,外力去除后,材料仍然能够保持永久变形,但通常都会出现回弹现象。弯曲的内侧承受压应力,外侧承受拉应力的作用。弯曲加工的主要种类有:V形弯曲、U形弯曲、L形弯曲、卷边加工。管材成型、接缝弯曲以及管子的弯曲等。

(3)拉伸加工

拉伸加工也称抽引、袖形、拉长、预制,是指在不生成显著的皱纹、变薄或裂痕的情况下,将预先冲裁好的平钣金属坯料(半成品容器)加工形成所需要的空心容器的形状。拉伸的主要种类包括;圆筒形拉伸、锥筒形拉伸、角筒形拉伸、异形筒拉伸、球形筒拉伸、

再拉伸、反向再拉伸、变薄拉伸、颈锁拉伸、 伸展成型、凸胎成型以及孔凸缘成型

(4)压缩加工

压缩加工是将板材或坯料放在压缩加工的冲头和凹模之间,再利用冲床施加作力,以  制造各种需求产品的加工方法。此种加工方法起源于古代的高炼锻造和高温挤压, 后来随着冲床加工技术的提高、模具的进步和冲压机械的高容量化,逐渐演变成常温挤压,并陆续开发出各种类型的崭新的加工方法。压缩加工的主要种类有:浮花压制、压印加工、锻压加工、挤压加工以及螺纹滚制等。

(5)冲压模具

    模具是指制造零部件时使用的各种剪切仲裁、成型用的模型工具或能够按照预先设计好的图纸或格式,制造出固定形状的制品实样模型或工具。

    在钣金冲压加工模具方面,其应用的模具泛称冲压模具或冲床模具,简称冲模。 以薄金属板的仲裁与成型为主要加工内容。同时,塑料板、皮革、纸板、布料、橡胶、软木、云母等非金属材料的剪切仲裁。落料以及冲孔也经常使用冲模。

4.     钣金设计考虑重点

(1)造型设计与机械设计两者应该相互平衡。好的造型不一定可以顺利制造,

(2)钣金件和相互连接和固定的方式。这是钣金件设计的重点之一。设计不良的连接和固定方式,将直接导致组装的困难。

(3)提供现场装配的调整空间。这是为了方便组装的考虑。

    (4)钣金件安装的优先顺序。组装钣金件的顺序与合理化工作有关。优秀的钣金件设通常具备合理安装顺序。

(5)加工机器的加工范围。此点与车间现有的设备有关。设计师应先知道这些情况,才能在设计时,先考虑避开一些现有加工设备无法制造的造型设计。

    (6)单一钣金件重量的考虑。钣金件的材料是金属,轻又坚固当然最好,但是这就涉及到成本和加二难易度的问题。如且在两者之中取得平衡点,将是设计师要考虑衡量的。

    (7)维修拆装容易性问题。这也是钣金件设计的重点之一。良好的设计应该在经多次的拆装移动后,仍能轻易拆装;不良的设计在拆装几次后,铁板就会变形或卡死。而这些都是在设计时,需要考虑的。

(8)配合公差问题。这是最基本,也是很重要的设计考虑。

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