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【专业知识】钣金设计宝典之功法第二层——材
作者:扑克王app官网下载链接 发布时间:2020-02-07 05:54

  钣金加工主要有三种:冲裁、弯曲、拉伸,不同的加工工艺对板材有不同要求,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。

  软材料(如纯铝、防锈铝、黄铜、紫铜、低碳钢等)具有良好的冲裁性能,冲裁后可获得断面光滑和倾斜度很小的制件;硬材料(如高碳钢、不锈钢、硬铝、超硬铝等)冲裁后质量不好,断面不平度大,对厚板料尤为严重。对于脆性材料,在冲裁后易产生撕裂现象,特别是宽度很小的情况下,容易产生撕裂。

  塑性高的板材,弯曲时不易开裂,较低屈服极限和较低弹性模量的板料,弯曲后回弹变形小,容易得到尺寸准确的弯曲形状。含碳量<0.2%的低碳钢、黄铜和铝等塑性好的材料容易弯曲成形;脆性较大的材料,如磷青铜(QSn6.5~2.5)、弹簧钢(65Mn)、硬铝、超硬铝等,弯曲时必须具有较大的相对弯曲半径(r/t),否则在弯曲过程中易发生开裂。特别要注意材料的硬软状态的选择,对弯曲性能有很大的影响,很多脆性材料,折弯会造成外圆角开裂甚至折弯断裂,还有一些含碳量较高的钢板,如果选择硬质状态,折弯也会造成外圆角开裂甚至折弯断裂,这些都应该尽量避免。

  板材的拉伸,特别是深拉伸,是钣金加工工艺中较难的一种,不仅要求拉伸的深度尽量小,形状尽可能简单、圆滑过渡,还要求材料有较好的塑性,否则,非常容易引起零件整体扭曲变形、局部打皱、甚至拉伸部位拉裂。

  屈服极限低和板厚方向性系数大,板料的屈强比σs/σb 越小,冲压性能就越好,一次变形的极限程度越大。板厚方向性系数1时,宽度方向上的变形比厚度方向上的变形容易。拉伸圆角R 值越大,在拉伸过程中越不容易产生变薄和发生断裂,拉伸性能就越好。常见的拉伸性能较好的材料有:纯铝钣、08Al,ST16、SPCD。

  在钣金结构设计中,经常遇到钣金结构件的刚度不能满足要求,结构设计师往往会用高碳钢或不锈钢代替低碳钢,或者用强度硬度较高的硬铝合金代替普通铝合金,期望提高零件的刚度,实际上没有明显的效果。对于同一种基材的材料,通过热处理、合金化能大幅提高材料的强度和硬度,但对刚度的改变很小,提高零件的刚度,只有通过变换材料、改变零件的形状,才能达到一定的效果。

  常用的几种板材针对数控冲,激光加工,折弯,表面喷涂以及切口防护等性能进行比较,整理后如下表所示。

  注: 1、表中的数据与材料具体的牌号和厂家均有关系,仅作为定性参考之用。

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