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【机械设计】非标自动化系列讲解——非标设备技术规范
关于机械设计里的机械结构优化设计当中的装配工艺设计的注意事项，所做的总结，足够全面，足够专业！
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五金类零件里，常被我们使用的那些，常用的金属材料包含不锈钢，还有铜，以及铝，再者是锌合金，另外还有镁合金，还有钢，以及铁等 。
五金制品，依据加工方式的差异，常常被划分成冷加工以及热加工这两类，不同种类的五金，其成型的方法也是各不相同的情况，冷加工类，像是钣金类材料，主要是借助模具运用冷冲压、折弯、拉深等工艺来实现成型的，热加工类，例如铸造类零件，主要是通过把五金原材料熔化成液态之后利用模具铸造而得以形成的。
普遍觉得，只要是那种厚度始终保持一致的片材类型的金属材质，统统都被概括为钣金 ，经常会用到的钣金材料包含不锈钢 ，还有镀锌钢板 ，以及马口铁 ，另外还有铜 ，再有就是铝 ，最后是 iron了 。
产品厚度均匀的原则
薄板金属材料是那种厚度保持一致的材质，于进行结构设计期间应当予以留意，特别是处于弯折次数较多的部位，极易致使厚度出现不一致的状况。
易于展平的原则
钣金件产品，是为片材经由加工得以形成的制成物，于未经加工之际，原材料呈现为平整状态，因而，于设计钣金件之时，全部折弯以及斜面均需能够展开于形同的平面上，相互间不可存在干涉情况。举例而言，图1-1所展示的钣金件设计并不合格，缘由在于展开之后相互间产生干涉 。
（图1－1钣金件展平后会相互干涉图）
适当地选用板金件厚度原则
钣金件有着从0.03到4.00mm各种各样的厚度规格，然而，厚度越是增大，其加工难度就越是提升，进而越需要体积更大的加工设备，同时不良率也会跟着增加。厚度应当依据产品实际具备的功能去进行选择，在能够满足强度以及功能的前提条件之下，越薄越好，对于大部分的产品而言，钣金件的厚度应当把控在1.00mm以下。
符合加工工艺原则
钣金件制成的物品得契合加工时所运用的工艺，得便于去制造，那些没契合加工工艺的物品是制造不出来的，而这就是不合格的设计 句号 （我们推荐你留意“机械工程师”公众号，在第一时间掌握干货知识、行业信息） 句号。
下面分类探讨钣金类产品设计的工艺要求
钣金
普通冲切结构工艺性
普通冲切：目前应用最多
精密冲切，其需要用到精密的冲切模具，还需高精度的冲切设备，成本相较于普通冲切要高，一般应用于比较精密的产品 。
(1) 冲切件的外形尽量简单，避免细长的悬臂及狭槽
冲切件存在凸出部分，其深度有要求；冲切件存在凹入部分，其宽度有规定，一般情形下，应不小于1.5/t（t是料厚），与此同时，要避免窄长的切口，还要避免过窄的切槽，目的是增大模具相应部位的刃口强度，就如同图1 - 2展示的那样 。
图1—2避免窄长的悬臂和凹槽
(2)冲切件外形尽量使排样时废料最少，从而减少原料的浪费
若把图1 - 3所呈现的设计改良成图1 - 4所展示的设计，便会凭借相同的原料去增加产品的数量，借此减少浪费现象，进而降低成本，。
图1-3原先设计
图1-4改进后设计
(3)冲切件的外形及内孔应避免尖角。
有因尖角，就会对模具的寿命造成影响，所以到了进行产品设计的时候，就得留意要在角落的连接处，去做倒圆角的过渡处理，而且圆角半径R得满足≥ 0.5t（此地之t乃是料厚），具体情况如图1 - 5所示。
图1-5倒圆角设计
(4)冲切件的孔及方孔
将冲切件的孔优选为圆孔，在冲孔时，受限冲头强度，冲孔直径不可过小，否则易损冲头。冲孔最小尺寸关联孔的形状、材料机械性能以及材料厚度，表1-1是常用材料的最小冲孔尺寸，t是钣金材料厚度。
表1-1常用材料最小的冲孔尺寸
(5)冲切的孔间距与孔边距。
制作钣金件进行结构设计时节，需要保证孔与孔之间，以及孔与边距之间，存在足够的料件，避免冲压的时候出现破裂情况。像图1-6展示的，是最小孔间距以及最小孔边距的示意图，其中t代表钣金材料的厚度。
图1-6最小孔间距及最小孔边距示意图
折弯件冲孔时，其孔壁与直壁间要保持一定距离，拉深件冲孔时，同样其孔壁与直壁间也应保持一定距离。
进行拉伸产品冲孔操作时，要保障孔的形状精度，还要保障孔的位置精度，并且为保证模具强度，其孔壁与直壁之间需维持一定距离，如图1-7所示 。 （括号及其中内容为额外信息，不参与句子改写）。
图1-7拉伸产品上冲孔
(7)钣金件在设计时尽量避免缺口尖角的设计。
缺口尖角致使模具冲头变得尖利，进而易于损坏冲头，并且在产品的缺口尖角之处也极易产生裂缝。图1-8(a)所展示的产品存在尖角，图1-8(b)展现的是已然倒了圆角之后的尖角，t代表的是钣金材料的厚度。
图1-8缺口尖角的处理
折弯
(1)钣金折弯件最小的弯曲半径
材料弯曲之际，于圆角区域，外层经受拉伸，内层却遭受压缩。特定厚度条件下，内层圆角越是小，材料拉伸和压缩便越严重；若外层圆角拉伸应力逾越材料极限强度，就会出现裂缝与折断；要是弯曲圆角过于大，就会受材料回弹左右，产品精度乃至形状没法获保证。设计折弯件最小弯曲半径可参照表1-2 。
表1-2常用材料最小的弯曲半径
(2)弯曲件的直边高度
致使弯曲件的直边部位的高度不可过小，不然的话极难达成产品所要求的精度。一般状态下，最小直边高度依据图1-9所示的要求去进行设计。
图1-9最小直边高度设计
要是弯曲件直边高度鉴于产品结构所需而小于最小直边高度设计之时，能够在弯曲变形区内加工浅槽之后再去进行折弯，就如同图1-10所展示的那样。此方式的缺陷便是使得产品强度有所降低，要是钣金材料太薄同样是不适用的。
图1-10
(3)折弯件的最小孔边距。
折弯件之上的孔，有着两种加工方式，有那么一种是先进行折弯，之后再去冲孔；而另外一种则是先冲孔，而后才进行折弯。先折弯后冲孔时边距进行设计可得参照冲切件所需要求；先冲孔后折弯的情形之下，要使得孔处于折弯的变形区域之外，不然的话，就会造成孔呈现变形，以及开孔之处易于产生开裂的现象，其最为基本的设计要求是如图1-11所示的样子。
图1-11折弯件的最小孔边距
在靠近折弯圆角边的邻近边进行折弯操作时，折弯边需要与圆角维持一定的距离，就如同图 1 - 12 所展示的那样，这个距离 L 要大于或等于钣金厚度 t 的 0.5 倍，其中，t 指的是钣金厚度。
图1-12
(5) 弯曲件的工艺缺口设计
若是存在一条边，仅仅有一部分体现出折弯的情况，为了避免出现裂开以及呈现畸形的状况，那么就应当设计出具备工艺切口的样式，工艺切口的宽度至少要不小于1.5t，工艺缺口的深度至少要不小于2.0t与R的和，这里面的t指的是钣金的厚度，就如同图1-13所显示的那样。
图1-13工艺缺口设计
(6)折弯件打死边的设计。
使折弯的面跟底面处于平行状态的这种情况被称作折弯件打死边，也就是俗称的打死边，在打死边之前的那道工序是先把折弯边弯折构成一定的角度，随后进行打死使其贴合 。
关于打死边，其边的长度与材料厚度存在关联，一般地，打死边的最小长度是这样规定的，L要大于或等于3.5t加上R，这里面，t代表着钣金材料的厚度，R表示打死边前道工序的最小内折弯半径，就如同图1-14所展示的那样。
图1-14打死边的长度设计
(7)弯曲件的工艺孔设计
设计 U 形弯曲件之际，两弯曲边最好保持一样之长，以防弯曲之时产品出现偏移进而产生废品。倘若因结构设计没法允许两边一样长，为确保产品于模具里能够准确定位，那应预先在设计之时添加工艺定位孔。特别是针对多次弯曲成型的零件，必须将工艺孔设计成定位基准，以此减少累计误差，保障产品质量，就如同图 1 - 15 所展示的那样。
图1-15弯曲件的工艺孔设计
拉伸
一、含义
钣金件拉伸，把钣金件拉深，使其成为四周带有侧壁的各类形状，比如说圆形、方形、异形等。像铝制洗的脸盆、不锈钢材质的杯子等 。
二、钣金件拉伸注意事项
拉伸件那儿，底跟壁之间最小的那个圆角半径哟，得比板厚要大些，也就是r1大于t ； 为了可以让拉伸能够更加顺利地开展起来，一般情况下会取r1等于(3到5)t ，最大的那个圆角半径呢则要小于板厚的8倍嗯，也就是r1 。
拉深件圆角半径大小要求如表所示
拉深件圆角半径大小
（2）拉伸件当中，凸缘和壁之间的最小圆角半径，应当要大于板厚的2倍，意思就是r2大于2t；为了能够让拉伸开展得更为顺利，通常会取r2等于5t，最大圆角半径应当小于板厚的8倍，也就是r1 。
图1-16圆形无凸缘拉深件一次成型时高度与直径的尺寸关系
在矩形拉伸件当中，相邻存在的两壁之间，其最小的圆角半径是要取r3≥3t 的，目的在于减少拉伸的次数，并且尽可能地去取r3≥1/5H ，这样就方可一次拉伸达成完成。
将拉伸件来看，在拉伸之后，因各处受到的应力存在差异，致使材料厚度出现变化。通常情况下，底部中央维持原来的厚度，底部圆角处的材料变薄，顶部靠近凸缘处材料变厚；矩形形状的拉伸件，使其四周圆角处的材料变厚。当涉足设计拉伸产品之际，务必在图纸上面十分明确地注明，一定要确保外部尺寸或者内外部尺寸，然而不能同时去标注内外尺寸，需有所取舍。最后句号。
(5)拉伸件的材料厚度呢，一般都会把工艺变形里上下壁厚不相等的规律给考虑进去，也就是上厚下薄这种情况。对于圆形无凸缘拉伸件一次成形的时候呀，高度H跟直径D的比值应该小于或者是等于0.4 。
总体而言，于设计拉伸件之际，要留意拉伸件形状需尽可能地简单，在外形方面要尽可能地保持对称，而且拉伸深度不可太大。
