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钣金设计

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钣金件概述
钣金件就是钣金工艺加工出来的产品,我们生活到处都离不开钣金件。钣金件是通过灯丝电源绕组、激光切割、重型加工、金属粘结、金属拉拔、等离子切割、精密焊接、辊轧成型、金属板材弯曲成型、模锻、水喷射切割、精密焊接来制作的。
国外某专业期刊上的一则定义可以将钣金定义为:钣金是针对金属薄板(通常在6mm以下)一种综合冷加工工艺,包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型(如汽车车身)等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。
钣金特点
钣金件具有重量轻、强度高、导电(能够用于电磁屏蔽)、成本低、大规模量产性能好等特点,在电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等领域得到了广泛应用,例如在电脑机箱、手机、MP3中,钣金件是必不可少的组成部分。
随着钣金的应用越来越广泛,钣金件的设计变成了产品开发过程中很重要的一环,机械工程师必须熟练掌握钣金件的设计技巧,使得设计的钣金既满足产品的功能和外观等要求,又能使得冲压模具制造简单、成本低。 
钣金材料
适合于冲压加工的钣金材料非常多,广泛应用于电子电器行业的钣金材料包括:
1. 普通冷轧板 SPCC
SPCC是指钢锭经过冷轧机连续轧制成要求厚度的钢板卷料或片料。SPCC表面没有任何的防护,暴露在空气中极易被氧化,特别是在潮湿的环境中氧化速度加快,出现暗红色的铁锈,在使用时表面要喷漆、电镀或者其他防护。
2. 镀锌钢板SECC
SECC的底材为一般的冷轧钢卷,在连续电镀锌产线经过脱脂、酸洗、电镀及各种后处理制程后,即成为电镀锌产品。SECC不但具有一般冷轧钢片的机械性能及近似的加工性,而且具有优越的耐蚀性及装饰性外观。在电子产品、家电及家具的市场上具有很大的竞争性及取代性。例如电脑机箱普遍使用的就是SECC。
3. 热浸镀锌钢板SGCC
热浸镀锌钢卷是指将热轧酸洗或冷轧后之半成品,经过清洗、退火,浸入温度约46°C的溶融锌槽中,而使钢片镀上锌层,再经调质整平及化学处理而成。SGCC材料比SECC材料硬、延展性差(避免深抽设计)、锌层较厚、电焊性差。
4. 不锈钢SUS31
Cr(铬)的含量较SUS34低,耐蚀性较差,但经过冷加工能获得很好的拉力和硬度,弹性较好,多用于弹片弹簧以及防EMI。
5. 不锈钢SUS34
使用最广泛的不锈钢之一,因含Ni(镍)故比含Cr(铬)的钢较富有耐蚀性、耐热性,拥有非常好的机械性能,无热处理硬化现象,没有弹性。
钣金设计
在满足产品的功能、外观等要求下,钣金件的设计应当保证冲压工序简单、冲压模具制作容易、钣金件冲压质量高、尺寸稳定等。详细的钣金件设计指南可参考机械工业出版社出版的《零件结构设计工艺性》和《面向制造和装配的产品设计指南》。
钣金设备
钣金件工厂一般来说基本设备包括剪板机(Shear Machine)、数控冲床(CNC Punching Machine)/激光、等离子、水射流切割机(Laser,Plasma, Waterjet Cutting Machine)/复合机(Combination Machine)、折弯机(Bending Machine)以及各种辅助设备如:开卷机、校平机、去毛刺机、点焊机等。
加工步骤
通常,钣金件工厂最重要的三个步骤是剪、冲/切、折。
钣金有时也作扳金,这个词来源于英文sheet metal,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,铁皮炉,还有汽车外壳都是钣金件。
金属板材加工就叫钣金加工。具体譬如利用板材制作烟囱、铁桶、油箱油壶、通风管道、弯头大小头、天圆地方、漏斗形等,主要工序是剪切、折弯扣边、弯曲成型、焊接、铆接等,需要一定几何知识。
钣金件就是薄板五金件,也就是可以通过冲压,弯曲,拉伸等手段来加工的零件,一个大体的定义就是-
在加工过程中厚度不变的零件. 相对应的是铸造件,锻压件,机械加工零件等,比如说汽车的外面的铁壳就是钣金件,不锈钢做的一些橱具也是钣金件。
钣金工艺
现代钣金工艺包括:是灯丝电源绕组、激光切割、重型加工、金属粘结、金属拉拔、等离子切割、精密焊接、辊轧成型、金属板材弯曲成型、模锻、水喷射切割等。
3D软件中,SolidWorks、UG、Pro/E、SolidEdge、TopSolid等都有钣金件一项,主要是通过对3D图形的编辑而得到板金件加工所需的数据(如展开图,折弯线等)以及为数控冲床(CNC Punching Machine)/激光、等离子、水射流切割机(Laser,Plasma, Waterjet Cutting Machine)/复合机(Combination Machine)以及数控折弯机(CNC Bending Machine)等提供数据。
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