第1篇 基础知识篇
第1章 钣金设计基础
1.1 钣金设计概述
钣金在工业界一直扮演着非常重要的角色,不论是家用电器、汽车工业,还是电子产品行业等都大量使用钣金零件。钣金零件与人们的日常生活密不可分。
1.1.1 钣金设计的基本概念
简单地说,钣金就是厚度均匀的金属薄板,通过剪床、折床和冲床将二维的薄板加工成为立体形状,最后用点焊机或利用螺钉、铆钉将其组合起来构成最后的成品。
常见钣金加工的定义有以下几种表述形式。
(1)钣金加工指利用金属的可塑性,将薄金属钣做成各种零件的加工。
(2)钣金加工是使用在常温时材质柔软且延展性大的软钢钣、铜钣、铝钣及铝合金钣等材料,利用各种钣金加工机械和工具,施以各种加工方法,以制造各种各样的零件。
(3)钣金零件是钣金设计的主体部分,通常可分为平板类零件、弯曲类零件和曲面成形类零件等。运用钣金成形加工法则来设计产品有以下几个特点。
·成形加工容易,且有利于复杂成形品的加工。
·产品有薄壁中空特征,所以重量既轻又坚固。
·零件组装便利。
·成本价格低,适合少样多量的生产。
·成形品表面光滑美观,表面处理与后处理容易。
基于以上各个特点,钣金零件在航空、航天、汽车、船舶、机械、化工、粮食加工机械等工业中应用十分广泛,在目前的零件加工行业中逐渐成为一个重要的组成部分。
钣金零件传统的设计方法是钣金工程师在大脑里构思三维的产品,再通过大脑的几何投影,把产品表现在二维图样上,工程师有一大半的工作量是在三维实体和二维工程图的相互转化和烦琐的查表、计算中。而制造工人又要把二维的图样在大脑中反映出三维的实体然后进行加工——画线(放样展开)、裁料、成形、连接和装配。
近年来,金属塑性成形产业基于降低生产成本、减轻产品重量、简化零件设计与制造及提升产品附加价值等目的,正积极朝向高精度零件制造技术发展,先进国家已有非常成熟的冲压与冷问锻造技术,通过对金属的塑性流动进行精确控制的手段,不仅可提升产品尺寸精度,更可以在零件不同部位将材料大幅度变形,而获得不同厚度尺寸的需求加工出高价值、复杂形状的制品。
随着CAD技术的出现,设计人员可以在计算机上生成钣金件的多视图,随时可以展开为平面模式或折弯回去。这使得设计过程中不再充满繁杂的平面线段,呈现在设计人员面前的是形象的立体成品。
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