钣金件设计初探

摘要 传统的钣金设计中，各个钣金零件的设计、工艺、计划、制造都是相互独立的，这种方式对于以板材为主料的设备有一定的局限性。本文将结合实例介绍一种钣金零件的联合设计方法。

关键词：钣金件；设计；液压支架

Abstract： Sheet metal parts are designed with the traditional method independently and design engineer，process engineer，planning department and manufacture department are personified respective function each other.The method is limited when the machine is manufactured mainly with steel plate .Now we will introduce a new method at a concrete case.

Key words： sheet mental； designing； Hydraulic support；

1.方法概述与理论依据

唯物辩证法认为事物是普遍联系的，世界上的一切事物均处在相互作用、相互影响之中，而事物的联系是有条件的，条件一旦成熟，事物之间的这种联系是相对稳定的，这为本文介绍的联合设计方法提供了哲学基础。联合设计方法即发现各个独立零件之间，在一定条件下存在的相对稳定的联系，在设计时综合考虑，在满足零件各自功能和强度要求的前提下，实现零件制造的简单化。[1]而在目前的一些定型产品中，一些钣金零件的外形大体固定，而规格的大小根据主机型号做相应调整，所以零件之间存在的联系相对稳定，这为联合设计方法提供了现实基础。

2.联合设计在液压支架结构件中的应用

液压支架是井下三机连采机组中重要的产品组成之一，此产品机械主体结构件为高强钢板焊接而成，结构为箱体结构，如图1所示。

图1

其中推移杆前端有两块起加强作用的包板，如图2所示。

图2

此零件由钢板折弯而成，单机数量一般为2件，材质通常为厚度为20的Q460C。由于此处结构限制，给使用通用模具的压弯机压弯造成一定的困难，两直边长度L很短，这就要求模具开口很小。而模具开口小的同时，折弯力随之加大，折弯机负荷加大，对设备的使用寿命有所损伤；同时，通用折弯机的开口往往也达不到制造要求，因此包板的制造工艺通常有两种：二次切割与专用模具压型。传统的二次切割会产生废料，降低材料利用率，而采用专用模具则会相应增加制造的成本。在煤机市场低迷的今天，显然有些不合时宜。[2]

支架的底座主铰点处，一般设有挡轴板，挡轴板的作用只是限制主销轴的轴向窜动，在此前提下，焊缝为主要受力点，而对挡板的外形尺寸要求不是很精确。当采用上述的包板与挡轴板联合设计时，我们发现，底座主铰点的挡轴板与包板有这样的关系，如图3所示。挡轴板的材料与包板的材料一般是相同的，而挡轴板的长度尺寸M与包板的直线段的宽度尺寸b几乎一致。

图3

由此，我们可以设想，挡轴板与包板的联合设计如图4

图4

下料时，两个零件下在一起，待折弯后，通过二切得到包板和挡轴板的最终成品。这种设计使得包板的折弯难题得到解决，虽然仍有二次切割工艺，但已不产生废料，提高了材料的利用率，降低成本。[3]

3.优缺点分析

这种设计方式，可以提高材料利用率，解决一些传统设计方法遇到的一些难题，但是，这种方法对生产流程提出了更高的要求，尤其是对于采用SAP系统的生产厂，由于按照上述方法产生的挡板的数量，不足以满足整机要求，需采用另外一种生产方式以满足整机数量上的要求，生产计划的下达需要分成俩个部分；[4]而对生产工艺而言，同样需要有两套工艺以满足生产要求。

4.结语

本文以液压支架中钣金件的设计为例说明了联合设计的基本思想，并分析其优缺点，指导了实际生产。

参考文献：

[1] 王国法.液压支架技术[M]. 北京：煤炭工业出版社. 1999.

[2] 王爱珍.钣金加工技术[M]. 北京：机械工业出版社. 2008.

[3] 丁静. 钣金件折弯工艺优化系统研究 [D].华中科技大学，2004.： 70-72

[4] 张逸. 金属板料自由折弯模型与实验研究 [D].华中科技大学，2012： 20-23

作者简介：

伍晓红（1965年—），女，汉族，辽宁沈阳人，高级讲师，硕士，毕业于沈阳工业大学，研究方向为机械工程专业，一直从事机械类教学工作。