大野機(jī)械南通工廠專業(yè)生產(chǎn)混合機(jī),乳化機(jī),分散機(jī),給料閥,混合器,過(guò)濾器,阻火器等非標(biāo)混合設(shè)備.
薄板件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:
薄板指板厚和其長(zhǎng)寬相比小得多的鋼板。它的橫向抗彎能力差,不宜用于受橫向彎曲載荷作用的場(chǎng)合。
和薄板構(gòu)件有關(guān)的加工工藝有三大類:
(1)下料。包括剪切和沖裁;
(2)成形。包括彎曲、折疊、卷邊和深拉;
(3)連接。包括焊接、粘接等。
薄板構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮加工工藝的要求和特點(diǎn)。此外,還要考慮構(gòu)件的批量大小。
薄板構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn):
(1)易變形,可用簡(jiǎn)單的加工工藝制造多種形狀的構(gòu)件;
(2)薄板構(gòu)件質(zhì)量輕;
(3)加工量小,由于薄板質(zhì)量表面質(zhì)量高,厚度方向尺寸公差小,板面不需加工;
(4)易于裁剪、焊接、可制造大而復(fù)雜的構(gòu)件;
(5)形狀規(guī)范,便于自動(dòng)加工。
充分考慮了加工工藝要求和特點(diǎn)的薄板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:
1)簡(jiǎn)單形狀準(zhǔn)則: 切割面幾何形狀越簡(jiǎn)單,切割下料越方便、簡(jiǎn)單,切割的路徑越短,切割量也越小。如直線比曲線簡(jiǎn)單,圓比橢圓及其他高階曲線簡(jiǎn)單,規(guī)則圖形比不規(guī)則圖形簡(jiǎn)單。
2)節(jié)省材料準(zhǔn)則: 節(jié)省原材料意味著減少制造成本。零碎的下腳料常做廢料處理,因此在薄板構(gòu)件的設(shè)計(jì)中,要盡量減少下腳料。特別是在批量大的構(gòu)件下料時(shí)效果顯著。
減少下腳料的途徑有:
(1)(排樣時(shí))減少相鄰兩構(gòu)件之間的距離;
(2)巧妙排列(結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮下料排樣時(shí)零件共邊(切割時(shí)公共邊));
(3)將大平面的材料取出用于更小的構(gòu)件。
3)足夠強(qiáng)度剛度準(zhǔn)則: 薄板由于很小的壁厚,所以剛度是很低的。尖角剛度不足,應(yīng)以鈍角取代之。兩孔之間的距離若太小,則在切割時(shí)有產(chǎn)生裂紋的可能。細(xì)長(zhǎng)的板條剛度低,也易在剪裁時(shí)產(chǎn)生裂紋,特別是對(duì)刀具的磨損嚴(yán)重,可見(jiàn)這樣的薄板結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免。
4)可靠沖裁準(zhǔn)則:
5)避免粘刀準(zhǔn)則:
在構(gòu)件中間沖裁切割時(shí)會(huì)出現(xiàn)刀具和構(gòu)件粘接咬緊的問(wèn)題。
解決的辦法:
(1)留有一定的坡度;
(2)切割面連通;
6)彎曲棱邊垂直切割面準(zhǔn)則:
薄板在切割加工以后,一般還要進(jìn)一步進(jìn)行成形加工,如彎曲。彎曲棱邊應(yīng)垂直于切割面,否則交匯處產(chǎn)生裂紋的危險(xiǎn)升高。若因其他限制垂直要求不能滿足時(shí),應(yīng)在切割面和彎曲棱邊交匯處設(shè)計(jì)一個(gè)圓角,其半徑大于板厚的兩倍。
7)平緩彎曲準(zhǔn)則:
陡峭的彎曲需特殊的工具,且成本高。此外,過(guò)小的彎曲半徑易產(chǎn)生裂紋,在內(nèi)側(cè)面上還會(huì)出現(xiàn)皺折。
8)避免小圓形卷邊準(zhǔn)則:
薄板構(gòu)件的棱邊常用卷邊結(jié)構(gòu)。
卷邊結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn):
(1)加強(qiáng)了剛度;
(2)避免了鋒利的棱邊;
(3)美觀。
卷邊的注意事項(xiàng):
(1)半徑應(yīng)大于1.5倍的板厚;
(2)不要完全的圓形,因?yàn)閳A形加工困難。
9)槽邊不彎曲準(zhǔn)則:
彎曲棱邊和槽孔棱邊要相距一定的距離,推薦值是彎曲半徑加上2倍的壁厚。彎曲區(qū)受力狀態(tài)復(fù)雜,且強(qiáng)度較低。有缺口效應(yīng)的槽孔應(yīng)排除在這個(gè)區(qū)域以外。既可以將整個(gè)槽孔遠(yuǎn)離彎曲棱邊,也可以讓槽孔橫跨整個(gè)彎曲棱邊。
10)復(fù)雜結(jié)構(gòu)組合制造準(zhǔn)則:
空間結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu),完全靠彎曲成形比較困難。因此盡量將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單一些,在非復(fù)雜不可的情況下,可用組合構(gòu)件,即將多個(gè)簡(jiǎn)單的薄板構(gòu)件用焊接、螺栓連接等方式組合在一起。
11)避免直線貫穿準(zhǔn)則:
薄板結(jié)構(gòu)有橫向彎曲剛度較差的缺點(diǎn)。大平板結(jié)構(gòu)易屈曲失穩(wěn)。進(jìn)一步還會(huì)彎曲斷裂。通常使用壓槽來(lái)提高其剛度。壓槽的排列方式對(duì)提高剛度的效果影響很大,壓槽排列基本原則是避免無(wú)壓槽區(qū)域直線貫通。貫通的低剛度窄帶易成為整個(gè)板面屈曲失穩(wěn)的慣性軸。失穩(wěn)總是圍繞一個(gè)慣性軸。因此,壓槽的排列要切斷這種慣性軸,使它越短越好。不規(guī)則排列是避免直線貫穿的有效方法。
12)壓槽連通排列準(zhǔn)則:
壓槽的重點(diǎn)疲勞強(qiáng)度低,是薄弱環(huán)節(jié),如果壓槽連通,其部分終點(diǎn)將消失。陡峭的壓槽端面應(yīng)避免,可能的情況下讓壓槽延伸至邊界。壓槽的貫通消除了薄弱的端部。但壓槽的交匯處要有足夠大的空間,使得各壓槽之間的相互影響減少。
13)空間壓槽準(zhǔn)則:
空間結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)不只限于某一方面,因此,只在一個(gè)平面上設(shè)置壓槽不能達(dá)到提高整個(gè)結(jié)構(gòu)抗失穩(wěn)能力的效果。解決這一問(wèn)題的方法是將壓槽設(shè)計(jì)成空間的結(jié)構(gòu)。
14)局部松弛準(zhǔn)則:
薄板上局部變形受到嚴(yán)重阻礙時(shí)會(huì)出現(xiàn)皺折。解決的辦法是在皺折附近設(shè)置幾個(gè)小的壓槽,這樣減低局部剛度,減少變形阻礙。 |