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钣金产品在进行工业设计的时候,需要了解钣金的加工材料特性和表面处理工艺,利用有限的材料特性来设计钣金产品,与铸、锻件相比,钣金件所做成的产品有较高的强度、较轻的结构重量;加工简便,所用的设备简单;外形平整,加工余量少,可减轻重量,缩短生产周期,降低成本。比如人们常见的有机箱钣金设计、大型机械钣金设计加工,工业钣金外观设计等。
钣金类产品设计的工艺要求
工艺性:产品在各种加工过程中如冲切、折弯等的难易程度
工艺要求:设计钣金类产品时应符合这些工艺性。
基本加工方式有:冲切、折弯、拉伸、成型等。
橙子工业设计——坚持原创设计,深耕钣金产品设计,紧贴行业发展,积累了钣金设计多年设计经验,总结出钣金设计的16大经验,包括1:明确标识毛边方向,2:孔间距及散热孔设计,3:凸出物与折弯边的距离4:孔与折弯边的距离,5:螺丝孔设计,6:EMI弹片材料,7:折弯半径,8:折弯高度,9:冲孔与模具尺寸,10:转角R角,11:折弯补强肋,12:凸肋补强,13:标签在机箱上的标记,14:服务器机箱中墙,15:凸点定位,16:止裂槽等。
根据加工方式不同,通常将钣金加工分为两类:
非模具加工:通过NCT(数控冲床),镭射(激光切割机),数控折弯机床,铆钉机等加工工具对钣金进行加工的工艺方式,一般用于样品制作,成本较高。
模具加工:通过固定的模具,对钣金进行加工,一般有下料模,成型模,主要用于批量生产,成本较低。
通常,钣金工艺要经历图纸分析&展开,下料,加工成型,表面处理等多个步骤。
设计&图纸展开
得到需求后,首行合理的图纸设计,并根据客户要求不断完善图纸。图纸完成后,对图纸进行展开,并以确定加工方案。需要注意的是,图纸设计及展开的质量直接影响到终成品是否符合要求,所以在设计&展开时要符合各项要求,同时尽量减少消耗与材料浪费。
下料
下料是将材料根据展开切割成所需要的形状。下料的方法很多,按机床类型和工作原理可分为剪切,冲切,激光切割。
加工成型
加工成形是钣金工艺中重要的一步,可分为手工成形和机器成形两种。
手工成形往往作为补充加工或修整工作,很少采用。但在加工些形状较为复杂或易发生变形的料件时,仍离不开手工成形。手工成形是利用一些简单的工装夹具来完成。主要采用以下方法:弯曲、放边、收边拱曲、卷边以及校形等。
表面处理
表面处理对产品表面所起的装饰及防护作用被许多行业所认可。在钣金工艺中,通常采用的表面处理方式有电镀、喷涂及其它的一些表处方式。
组装
钣金件是由许多零件组合起来的,零件之间通过一定的方式联接,才能构成完整的产品。常用的联接方法有焊接、铆接螺纹连接和胀接等,具体的组装方法根据不同的零件形状而定。如薄板之间可采用机械咬口组装,而薄板与管道之间可采用胀接的方法链接。
钣金有时也作扳金,一般是将一些金属薄板通过手工或模具冲压使其产生塑性变形,形成所希望的形状和尺寸,并可进一步通过焊接或少量的机械加工形成更复杂的零件,比如家庭中常用的烟囱、铁桶、油箱油壶、通风管道、漏斗形等,再比如电气柜、各种设备的外壳、电脑机箱、汽车外壳等,都是钣金件。
钣金设备结构设计与生产工艺息息相关,随着钣金设备自动化程度的提高,需要我们不断地了解和接触新的钣金知识,为以后设计零件有较好的加工工艺性提供了保障。在满足产品性能的条件下,使设计出的零件尽可能达到好的加工工艺,在产品质量的同时,为企业降低加工成本,从而提升企业在行业内的竞争力。
钣金件结构设计主要起到三个作用,一是设备的承重件,需要承受主体的重力(包括其在运动过程中产生的力);二是设备的活动连接件,需要根据应用软件的要求进行协调性和一致性运行;三是主体外框架,需要体现柔性硬件的特点。因此,钣金设备需要结合材料学、力学、机械工程学、工业设计等多方面学科进行综合设计,方能满足其功能性和外观工艺要求。
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