汪楠

摘 要：鈑金件在人們的生活中隨處可見，已經(jīng)變得毫不陌生。然而鈑金件的設計與成型的優(yōu)劣嚴重的影響到了使用的安全與可靠性。本文從家用空調鈑金件的分類、設計、成型、防腐等方面進行討論，并且利用有限元軟件對其可靠性、強度進行理論性分析。

關鍵詞：鈑金件;設計;成型;強度;可靠性;有限元分析

1 鈑金件的種類及其特點

鈑金件依據(jù)其成型特點可以分為數(shù)控件與開模件兩大類。數(shù)控件一般是成型簡單、工序簡便對產(chǎn)能以及強度要求不高的零件，此時才會選用數(shù)控件開發(fā)。而開模件一般成型復雜或者對產(chǎn)能要求很大，對強度可靠性要求很高的零件多用開模件開發(fā)。數(shù)控件具有開制周期短，成本低，成型方便的特點，因此目前應用很廣泛。模具件需要開制模具，雖然成本較數(shù)控件高，但是開制后生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)穩(wěn)定，可靠性高。因此兩種鈑金件在生活中的用處都是非常的廣泛，只能依據(jù)其零件的功能、特點選擇合適的開制方式，并無優(yōu)劣之分。

2 鈑金件的制作流程與選材簡介

一個成品鈑金件可能由多個簡單的鈑金件組合而成，而單一的鈑金件主要通過下料、剪裁、折彎、疊邊、翻邊、拉伸等幾道工序。而復雜的成品鈑金件會采用點焊、點焊、鉚接等連接方式進行組裝。目前常用的材料主要有熱鍍鋅板、冷軋板、不銹鋼板等等。根據(jù)零件的結構和受力情況選取材料的厚度，零件的受力大小決定零件材料的厚度。根據(jù)零件的使用環(huán)境選擇是否具備防腐性能，對于容易生銹的環(huán)境必須采取防腐工藝。

3 鈑金件的設計原則

3.1 零件特征簡單形狀原則（適用數(shù)控零件）

切割幾何特征越簡單，切割下料就越方便，切割路徑就越短，切割量就越小;如直線比曲線容易下料，規(guī)則圖形比不規(guī)則圖形易下料。

3.2 零件特征節(jié)省原料原則

節(jié)省原材料意味降低制造成本，零碎的下腳料常作廢料處理，因此在鈑金結構設計中，要盡量減少下腳料，特別是在大批量生產(chǎn)時，會有比較明顯的效果，不過在日常工作中，我們對此方面考慮的也比較少，減少下腳料的方法如下： 合理設計計算零件結構，減少零件排布時，兩個零件之間的距離;

3.3 零件特征足夠強度原則

由于薄板的料厚很小，所以剛度很低（剛度的具體解釋見附件）;尖角的剛度不足，應以鈍角取代，并且尖角的應力集中，零件容易疲勞斷裂，且生產(chǎn)過程中也存在安全隱患;

3.4 零件孔邊與折彎邊不靠近原則

彎曲棱邊與孔或者其他特征的形狀邊要有一定的距離，推薦尺寸是兩倍料厚，一般建議不小于4mm。在彎曲的區(qū)域受力較復雜，且強度相對較低，在零件需要有特征比較靠近彎曲區(qū)域時，應考慮此特征貫穿此區(qū)域，見下圖

4 鈑金件的加強設計要點

為了提高鈑金件的強度、剛度，設計時應考慮增加加強筋、壓包、翻邊等結構，以達到在保證零件質量和使用要求的情況下可以降低材料厚度、節(jié)約成本的目的。

4.1增加三角壓筋

為減輕折彎角度回彈，提高折彎邊強度，會在折彎邊處增加三角筋進行加強。建議根據(jù)裝配位置、特征尺寸進行均排布。三角筋一般分為3X3、3X5、5X5、7X7四種常見規(guī)格。

4.2增加整體壓筋壓包、疊邊

對于起到支撐作用、連接作用對強度、可靠性要求較高的零件，一般建議增加整體的壓筋、壓包。可以提供零件的整體剛度，減少運輸過程中的變形，更好的起到保護、連接作用。也可以防止零件本體出現(xiàn)扭曲變形。

5 鈑金件的有限元分析

有限元的軟件的應用與鈑金設計模塊是相輔相成的，利用有限元軟件可以鮮明的對比方案的優(yōu)劣，告別過去的實物驗證，減少了制作手板、裝機驗證的過程?？梢愿咚儆行У母嬖V設計者，方案的抉擇。以如下隔板的折頁為例，結合上述文中第四點中的2、3要點，方案2在原有壓筋的基礎上增加了一條整體壓筋，通過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，強度、剛性有了大幅度的提升。在相同載荷等附加條件下對比，方案2的變形量減少如下：

變形量：7.3784-2.3617=5.0167e-5，理論上方案1優(yōu)于方案2.

在鈑金設計中，避免零件單獨的支撐，特別的是懸臂較長的支撐臂，否則容易出現(xiàn)變形、斷裂。為增加強度和可靠性，可以通過有效連接、增加折彎邊等特征進行改善。如下，方案1的懸臂沒有支撐，在受到壓力以及撞擊的情況下容易出現(xiàn)變形甚至是斷裂。而方案2通過增加疊邊，將懸臂與主體有效的連接起來，這樣增加了懸臂的支撐能力，通過有限元軟件的模擬分析，驗證減少了開發(fā)成本的浪費。

6 結語

本文從鈑金件的應用、材料的選型、設計的規(guī)則、以及有限元軟件的輔助分析等方面闡述了鈑金件的設計要點。文中都是作者自身的工作經(jīng)驗總結，會存在一定的缺失與不足，歡迎多多交流。

參考文獻：

[1] 項端祈主編.空調系統(tǒng)消聲與隔振設計[M].北京：機械工業(yè)出版社.2005年

[2] 劉衛(wèi)華等.制冷空調新技術及進展.北京：機械工業(yè)出版社.2005

[3] 耿寶寒，程永甫.家用空調人性化功能設計方法[r].第九屆全國空調器、電冰箱（柜）及壓縮機學術交流會，2008.