钣金结构件设计冲裁工艺性问题分析

邵燕 赵岩

（1、东软集团股份有限公司，辽宁 沈阳110000 2、沈阳名华模塑科技有限公司，辽宁 沈阳110000）

在当今的医疗器械领域之中，钣金结构件已经得到了越来越广泛的应用。因此，钣金结构件的生产工艺也就越来越受到当今社会的关注与重视。基于这一情况，本文对其设计冲裁工艺进行分析，希望可以为当今医疗领域之中钣金结构件的生产和加工提供出相应的帮助。

1 激光切割工艺

1.1 工艺特征

在实际的应用之中，激光切割工艺的特征主要包括以下的几个：第一，在借助于该技术，可以进行多种形状的切割，且材料形状在冲裁过程中并不会发生很大变化。第二，该工艺的切口位置会十分细致。第三，该工艺有着较高的切割质量和切割精度，且切割过程中不会产生太多噪声污染，对刀具的伤害也不大。第四，该技术的应用不需要考虑材料硬度问题，所以在大型零件和多样化形状零件的加工之中十分适用。

1.2 设计规范

在应用激光切割工艺进行医疗用钣金机构件的设计与处理过程中，一定要对以下的几点设计规则予以遵守：首先，如果其他的冲裁技术不能与磨具有效适应，或者是无法满足零件形状方面的切割需求时，可以考虑通过该技术进行切割。其次，在进行数控冲裁之中，如果由于各种因素导致钣金结构件的一些特定需求无法得到满足时（比如特殊的外形要求或者是异形孔加工），可以考虑到通过该技术进行切割。同时，在通过该技术进行切割时，密孔变形的情况十分常见，所以在具体应用中，不建议进行密孔切割[1]。另外，由于数控技术容易划伤产品表面，影响产品外观，所以如果产品有着较高的外观需求，则可以应用该技术进行切割。最后，该技术仅仅适用于钣金结构件切割，其他的切割作业不建议采用该技术。

2 数控冲裁分离工艺

2.1 工艺特征

通过数控冲床分离工艺，可以有效进行各种样式冲孔的冲裁，且在材料、切角、打包、冲斜边以及冲桥型散热孔等的这些方面都有着很高的优越性。此技术在钣金结构件的加工之中有着很高的适应能力，因此，将该技术应用到医疗领域钣金结构件的生产制造之中，将会实现生产效率的显著提升，同时也可以有效保障作业精度，让钣金结构件的生产和加工质量得到良好保障。但是该技术仅仅在简单的钣金结构件生产加工之中比较适用，并不适合对具有复杂结构的医疗用钣金产品进行冲裁处理。

2.2 设计规范

在通过数控冲床和冲裁分离工艺对医疗领域钣金结构件进行设计时，一定要对相应的设计规范予以遵循。首先，在数控冲床技术的应用过程中，如果是通过步进法来进行冲孔处理，则应该重点把握作业的能力范围和冲孔磨具的配套设施。其次，在对数控冲床技术以及冲裁分离技术同时应用时，钣金结构件表面形状需要尽量保持规整和统一，并保障其结构的简单性，冲裁作业面积也不能太大。同时，在该技术的应用过程中，应该尽量避免冲孔太过窄小或者是切槽太深的情况；如果板条形状属于细长型，并不具备足够高的刚度，所以在冲裁过程中就很容易产生裂纹，特别是会对让刀具受到比较严重的磨损，因此这种结构的钣金构建并不适合通过该方法进行加工处理[2]。另外，在通过数控冲床技术以及冲裁分离技术进行铜板的加工时，很容易造成铜板变形，所以如需进行铜板加工，不建议采用该技术。最后，该技术在PC 产品加工以及PVC 产品加工方面的精度都比较低，所以这些材质的加工也不建议应用该技术。

3 冷冲压冲孔与落料工艺

3.1 工艺特征

通常情况下，冷冲压冲孔以及落料工艺可以一次性实现对目标形状的有效处理，该技术有着很高的作业效率，且通过该技术的应用，可以保障冲裁产品的一致性，这对于冲裁成本的降低十分有利。在该方法的应用过程中，冲裁磨具也有着十分广泛的应用范围，比如弯曲模、冲裁模以及压延模等[3]。

3.2 设计规范

在应用冷冲床冲孔与落料工艺进行医疗领域钣金结构件的冲裁加工处理过程中，需要对以下的几点设计规范加以遵循：首先，如果需要对钣金结构件进行批量生产，且零件的尺寸并不是很大，则可以考虑应用该技术进行冲裁处理。其次，在应用该技术进行医疗用钣金结构件的冲裁处理之中，应该注意结构件尽量不要出现尖角，这样才可以有效保障磨具的使用寿命，并进一步提升钣金结构件的完整性和美观性。

4 钣金结构设计工艺的优化

4.1 材料挑选工艺的优化

在对钣金材料进行设计的过程中，一项重要的内容就是钣金材料的合理选择，只有保障材料的合理性，才可以降低加工的难度，减少加工的时间，节约加工的成本。在具体的材料选择之中，首先，应该对原材料的尺寸以及外形等做到良好把握，保障其比零部件的展开尺寸略大一些，这样才可以保障加工过程中拥有足够的多余空间，避免出现较大的误差。其次，在同一个钣金结构上，材料的厚度标准应该有三种以上，这样才可以实现材料利用效率的显著提升。最后，在对非喷涂钣金材料进行加工的过程中，我们可以对具有装饰面的钣金材料进行合理选择，并严格对材料的纹路加以把握。如果钣金材料的零件不能外露，加工之中应该加大力度对其进行保护，并做好焊缝的处理，以此来实现材料利用率的有效提升。

4.2 孔缺结构设计的优化

在对孔缺结构进行设计的过程中，不仅应该全面考虑到钣金医疗器械的实际应用需求，也应该对加工的简便性加以全面考虑，并保障加工的连续性以及产品的美观性。首先，应该保障方孔位置不能达到弯折底部，并对弯折之后的钣金材料做好拉伸处理，注意防止方孔变形情况发生。其次，在进行螺孔的加工过程中，可以通过很多方法来进行加工，比如，在板厚度是1 毫米、型号是M5 的情况下，可以通过螺母点焊的方法进行加工；在板厚度是2 毫米、型号是M3 的情况下，可以通过基材攻丝的方法进行加工。总之，在具体的加工过程中，应该根据板材的厚度以及螺孔的大小来进行加工方式的合理选择。

4.3 弯折结构设计的优化

首先，应该注重死边弯折的优化，死边长度与材料厚度之间的关联性很大，通常来讲，最短的死边距离应该超过材料厚度的3.5 倍与上弯折死边前一道工序之中最小的内折弯半径之和。其次，应该对折弯件边孔之间的差距加以重视，避免边孔变形的情况发生。最后，在对有着较大厚度的材料进行设计时，应该对工艺缺口进行合理设计，以此来避免折弯过程中凸起现象的发生。

4.4 焊接结构设计的优化

在进行钣金结构的焊接过程中，角焊缝是一种最佳的焊接方法，其焊缝应该在次要表面上进行设计，以此来保障钣金医疗器械的工艺效果。另外，在进行焊接的过程中，也应该注重焊缝放置的对称性，不可以出现焊缝交叉现象。

除此之外，在进行钣金医疗器械的设计与制作过程中，还应该注重结构缝隙的优化以及表面涂层的优化等，这样才可以有效保障钣金医疗器械的设计效果，简化其加工工艺，缩短其加工时间，并实现器具美观性的进一步提升。

综上，在应用冲裁工艺进行医疗用钣金结构件的设计、生产与加工之中，适应性与可操作性是两项需要重点把握的内容。无论是钣金结构件冲裁结构、冲裁形状、冲裁偏差以及尺寸大小等方面的原因，都会影响到整个冲裁工艺的质量。因此，在应用冲裁工艺进行医疗用钣金结构的设计生产之中，设计一定要全面了解冲裁工艺及其设计规范，这样才可以保障冲裁工艺的合理应用，并保障医疗用钣金结构件的设计、生产和加工质量。这对于钣金结构件冲裁工艺使用效果的保障、医疗用钣金结构件生产效率与生产质量的提升以及当今医疗器械行业的良好发展都将有着十分深远的意义。