吕松亮 胡骞 陈忠

摘 要：激烈的市场竞争和更新速度日益较快的市场需求都是在设计产品时的难点，因此，为了提高设计效率，提高品质，缩短开发周期，覆盖件冲压成型工艺与模具技术得到广泛的应用。在上述技术已成熟的基础上，该项技术的研究重心已经从单纯的计算机仿真而进一步转移到工业优化，产品实验及品质控制方面，从而进一步缩短设计周期，提高产品质量。

关键词：钣金模具;模具工艺;过渡设计

0 引言

钣金工艺的重要性和优化条件，在一定程度上避免了设计或工艺缺陷，但是为了得到更好的产品，依旧需要总结出更多钣金工艺优化设计的方法。而钣金模具工艺过渡面的设计方法就是其中一种。钣金模具是在工业造型的基础上进行的结构设计，首先要看有无相似的产品计件，再看对产品，对零件有详尽的功能分解确定零件的各种拆分等工艺问题

1 钣金材料

钣金材料是通信产品结构设计中最常用的材料，了解材料的综合性能和正确的选材，对产品成本，产品性能，产品质量，加工工艺性都有着重要的影响。一般在选择板筋材料的条件下，我们会尽可能的选择常见的金属材料，以减少材料规格品种。在同一种产品中，尽可能会减少材料的品种和板材厚度规格。除了保证零件的功能的前提外，还必须考虑到材料的冲压性能满足加工工艺要求，以保证制品的加工的合理性和质量。钣金的加工主要有三种，冲裁，弯曲，拉伸，不同的加工工艺对板材有着不同的要求。钣金的选材也应该根据产品的大致形状和加工工艺考虑板材的选择。各项工艺对材料也有着一定的影响。例如，弯曲加工需要弯曲加工的材板材应该有足够的塑性较低的，较低的屈服极限，塑性高的板材弯曲时不容易开裂，较低屈服极限和较低弹性模量的板料弯曲后回弹变形小，容易得到尺寸精确的弯曲形状。同时要特别注意材料的硬软状态的选择，对性能弯曲有很大影响。还有一些含碳量较高的钢板，如果选择硬质状态弯折，折弯时也会造成外圆角开裂，甚至折弯断裂。另外，在钣金结构设计中也经常会遇到钣金结构件的刚度不能满足要求的。因此，在选择的时候通过变换材料改变零件的状态，达到效果可以大幅提高材料的硬度和强度。

2 钣金产品设计原则

钣金类材料属于五金制品中的加冷工类主要是通过模具冲压，折弯，拉伸等工艺而制成型的。对于厚度均匀的片状类金属，我们一般统称为钣金。因此，日常生活中，我们经常能看到板筋材料如不锈钢，铜，铝等材料。如概念所说，厚度均匀是钣金的一大特点之一，因此在结构设计时要特别注意，尤其在折弯的地方，很容易造成厚度不均匀。由于钣金件是由片材加工而成的，因此在没有加工前，原材料并不是。这样的，在设计钣金材料时，所有的折弯和斜面都要展开在一个平面上，相互之间不能干涉。钣金材料各种厚度的都有，当然厚度越大越难加工，越需要大的加工设备，同时它的不良率也会随著增加。因此虽说厚度是根据产品的实际功能来选择的，但是在满足强度及其功能的前提下，越薄自然是最好的。钣金件结构设计孔与孔之间，孔与边壁之间应该有足够的料件，以免冲压时破裂。在折弯处及拉深件冲孔时，其孔壁之间应该保持一定的距离。合理设计的钣金材料能够将损伤减少至最小。且减少构件尺寸的偏差和残余应力。但是同时要求材料有足够的强度，刚度且满足精度要求。为了提升该材料的该材料模具的设计效率，避免大量人为的重复性设计工作，充分利用现有的设计知识和经验，提高模具设计质量，缩短设计研发周期 发展复合型材料设计意义重大。

3 钣金模具工艺过渡面

钣金加工工艺是针对金属薄板加工的综合冷加工工艺。钣金件具有轻便，强度高，可批量生产的特点。随着钣金件的应用越来越广，钣金工艺的设计也成为产品开发过程中很重要的一部分。设计师应该很熟练的掌握钣金的工艺特点，一方面可以使本机满足产品的功能和外观等要求。另一方面也可以简化模型，进而简化生产工艺，达到生产成本低以及生产效率高等要求。钣金的基本加工方式有冲切，弯折，拉伸和成型等。在钣金模具工艺过渡面的设计上，要注意以防止工件在折弯时变形，因为大工件的外形较大，所以一般只在内部会发生折弯现象，利用刀具很难将其复原。因此，为了避免以上情况的发生，可以在加工的纵方向加一定的位点，有两个方向定位加工是加工，定位方便。提高安全性，避免损坏，提升生产效率。工艺过渡面的设计首先要形成轮廓线双重轮廓线，之后根据轮廓线，设计首先要找出相邻两条轮廓线之间在零件形状面仪压料面上的分界线，构造曲面。不同种类轮廓线之间过渡时，首先把具有相似特征的部分构造出相同的曲面。若轮廓线上无对应部分，与之相连接，则构造曲面，生成曲面后用原始曲面边界边的节点作为约束，进行曲面的网格化，之后进行曲面网格的渲染。传统的钣金过渡艺术是对板料进行冲孔或切边做的，然后在冲裁过程中影响冲裁件断面质量的因素会导致拉应力增大，材料破损等问题，且，切充余量过大，模具冲头在下行过程中也会受到拉应力较大的现象。压料力的大小对冲裁件断面质量的影响也不容忽视。工作完成后，压力释放材料会出现收缩的现象，才产品尺寸出现偏差。但随着数字化技术，网络技术的不断发展，国内外学者对钣金模具设计制度制作技术进行了深入研究，对于尺寸较大的构件模型进行的研究和开发，提出了钣金模具过渡面设计的技术，能够最大限度的减少设计者的劳动，重复劳动工作，缩短模具的设计周期，提高模具设计质量。同时将设计数据，进行数字化保存与管理，丰富专家的知识库。随着计算机技术的发展，以数值模拟技术实现工艺的虚拟设计，是基于设计师经验与工艺实验的处理模式朝数据分析的方向进行完善。

4 结束语

工艺过渡面设计是钣金模具设计的关键情节，是设计与实际经验相结合的创造性过程。当前该设计方法已经成功应用于软件中运行结果，可靠方便，品质也较好，达到了设计要求。

参考文献：

[1]汝奕，陈文亮，翟建军.钣金模具工艺过渡面的设计方法[J].机械制造与自动化，2003（01）：37-38+41.

[2]李凤华.冲压与钣金制作行业技术观察与思考[J].锻造与冲压，2020（16）：43-47+61.

[3]王盈学.基于钣金制造工艺的机械自动化控制技术研究[J].内燃机与配件，2020（15）：137-138.

作者简介：吕松亮（1980-），男，浙江绍兴人，大专，初级工程师，研究方向：钣金模具。