金屬制品結(jié)構(gòu)設(shè)計與滑移線法

金屬制品結(jié)構(gòu)設(shè)計的不正確決定了材料利用率較低，并且由于金屬制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計造成的材料利用率低而無法提升，金屬制品的造型決定了材料利用率的上限，因此金屬制品與否決定著后期材料利用率的高低。

一、金屬制品造型正確：

通過SE工程對金屬制品結(jié)構(gòu)研討、排樣布置等方式盡可能優(yōu)化每件金屬制品的材料可利用率，材料，造型的材料利用率低，常規(guī)設(shè)計的材料。因此金屬制品設(shè)計階段選擇正確的造型結(jié)構(gòu)重要，也直接影響著整車制造成本。

二、金屬制品分件正確：

通過與部門的研討，在金屬制品前期的設(shè)計階段達(dá)到金屬制品性能的前提下盡可能優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到零件的大的材料利用率。金屬制品數(shù)據(jù)兩端凸出，不利于后期模具工藝的制定，也很大的影響了材料利用率。

金屬制品的彎曲成形是一種塑性變形工藝。任意金屬制品的塑性變形都要經(jīng)過彈性變形階段。金屬制品的彎曲變形等于在力的作用下發(fā)生的彈性變形與塑性變形之和，當(dāng)外力去掉后彈性變形部分就會發(fā)生彈性恢復(fù)，彈性變形消失會使用其保留下的變形量小于加載時的變形量。這種卸載前后的變形不相等的現(xiàn)象稱為回彈。

金屬制品彎曲出現(xiàn)回彈的表現(xiàn)形式：會使工件的圓角半徑增大；會使彎曲件的彎曲中心角增大。金屬制品彎曲時的回彈會造成彎曲的角度和工件的尺寸發(fā)生誤差。因此，金屬制品廠家，在設(shè)計和加工沖壓彎曲件時，都會采取相應(yīng)的措施來避免或減小這種現(xiàn)象的發(fā)生。

在設(shè)計金屬制品結(jié)構(gòu)時，要注意的一些細(xì)節(jié)：

一、曲折件外形應(yīng)盡量對稱，曲折半徑不能小于原材料容許的小曲折半徑，若曲邊過短則不易成形。

二、料件的形狀和沖孔件的孔形應(yīng)力求簡樸、對稱。盡可能采用圓形或矩形等規(guī)矩外形；

三、沖裁件的構(gòu)造尺度需要思考原材料的厚度。沖裁件上直線與直線、曲線與直線的交接處，均使用圓角弧連接，以避免交角處應(yīng)力會集而發(fā)生裂紋。

四、五金沖壓加工應(yīng)避免長槽或細(xì)長懸臂構(gòu)造。

金屬制品表面質(zhì)量檢測方法可分為外觀檢剛方法和尺寸檢剛方法兩種類型。外觀檢剛可通過觀察者表面目視、檢查員觸摸檢查及表面油石打磨金屬制品等方式進(jìn)行。尺寸檢剛則需通過借助剛量工具進(jìn)行檢剛，如利用檢具，檢剛金屬制品外形和尺寸精度；或使用三坐標(biāo)剛量儀，對金屬制品孔的位置進(jìn)行剛量。

在金屬制品滑移線法的基本假設(shè)為：

板料法蘭厚度不變，且處于平面應(yīng)變狀態(tài)，材料各向同性，無硬化，不考慮摩擦力分布對塑性流動的影響。從對滑移線法的敘述表明，只有形狀相對簡單的金屬制品才能建立相應(yīng)的滑移線場。并且只有在特別簡單的邊界條件下才能從特征方求解中給出滑移線的數(shù)學(xué)表達(dá)式。一般情況下，需利用特征方程的數(shù)值積分，根據(jù)給定的邊界條件，逐點(diǎn)遞推，求得近似滑移線場，這種方法是以變換特征線微分方程為有限差分關(guān)系式，并利用滑移線的特征作為基礎(chǔ)的。因此滑移線法由于數(shù)學(xué)運(yùn)算比較復(fù)雜而較難在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。該方法主要基于一些經(jīng)驗(yàn)計算公式，所以其應(yīng)用范圍受到影響，主要應(yīng)用于形狀比較簡單的可展金屬制品（如旋轉(zhuǎn)形件、彎曲件、或由這些簡單形件組合而成的金屬制品）。

總的來說，由經(jīng)驗(yàn)展開板類件自由曲面的方法都是屬于湊合性質(zhì)的方法，其精度受到使用者經(jīng)驗(yàn)的豐富程度、所采用的經(jīng)驗(yàn)公式及具體工藝參數(shù)的選擇等諸多因數(shù)的影響，其準(zhǔn)確度有待進(jìn)一步提升。

模擬法模擬法是在假設(shè)條件下，根據(jù)許多物理問題數(shù)學(xué)描述的相似性，通過數(shù)學(xué)相似理論，采用其它物理介質(zhì)構(gòu)成的模型來模擬板料法蘭的金屬流動。被普遍用于板料的成形當(dāng)中。

電模擬法，利用電解液槽裝置，測量等勢線，可的拉深件的毛坯外形，進(jìn)行測量的工作時間在10min內(nèi)。此方法需要設(shè)計電解液裝置及數(shù)據(jù)測量，因而其精度受到人為因數(shù)的影響。另外一種是流體模擬法，它通過簡單的流體模擬試驗(yàn)和計算機(jī)輔助模擬，來求解多種不規(guī)則形狀拉深件的正確毛坯形狀。根據(jù)虛點(diǎn)匯流動模型，實(shí)現(xiàn)了一種計算機(jī)輔助模擬，用理想流體的點(diǎn)匯場模擬尋求虛點(diǎn)匯場的解，使用微機(jī)自動繪制了不同形狀、不同高度的拉深件正確毛坯外形，并以半圓頭矩形件為例做了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。流體模擬法對模擬介質(zhì)的要求很嚴(yán)格，它要求介質(zhì)連續(xù)均勻，各向同性，易于流動且粘度大于某值。