成型工艺在钣金件造型中的应用

   金属钣金件是指以金属薄板为材料，通过塑性变形而制成的零件或产品。金属板材是一类重要的产品造型材料，钣金件在当代工业产品中应用十分广泛，如汽车、电焊机、加油机、加气机以及一些工业仪器等均是典型的钣金件。放在几年前的国内，除了汽车以外的其他钣金产品多是纯粹的工业品，产品最终面对的是一群"小众"，而非广大的普通消费者，因此是不大讲究外观造型的，从而导致我们所见到的此类工业产品基本都是一些丑陋不堪的玩意儿。然而，随着市场竞争的日渐激烈以及业内人士审美品位的提高，这些原本被认为不需要进行外观设计的产品，其外观造型的质量日益受到业内重视。因而，研究金属钣金件产品的成型工艺与产品造型的关系便显得十分重要而紧迫，这对于相关企业及设计师来说都是非常有意义的。
   
    笔者近年从事了一系列钣金件产品造型设计开发，在尊重钣金件产品的成型工艺的基本原理的基础上进行了一些创新性的运用，本文将在分析成型工艺基本原理的基础上，结合这些设计实践经验，对钣金件的主要成型工艺所成型的产品的造型特征进行系统分析和总结，并探讨一些具体的运用技巧。
   
   1 钣金件典型成型工艺对产品造型的影响
   
    钣金件的常用成型工艺一般包括以下几类:折弯、拉深、旋压、特种成型等，其中，对产品外观有直接而重大影响的主要有折弯和拉深工艺，同时，这也是在钣金件中应用最广的两种成型工艺。下面将从这两种工艺的基本原理入手，分析总结其所成型的产品的造型特征的规律，以及对这些规律的运用技巧。
   
   1.1 折弯工艺
   
    折弯工艺常与切割及焊接工艺组合运用，即切割+折弯+焊接工艺。在这组工艺中，折弯是核心工艺，而切割和焊接可认为是辅助工艺。
   
    1.1.1折弯工艺基本原理
   
    折弯工艺也称弯曲工艺，是将板材、型材或管材等弯成一定曲度和角度，形成一定形状的零件的工序。图1所示为折弯工艺原理示意图。图2所示为各种典型弯曲件。这里要讨论的是金属板料的弯曲工艺。
   
    1.1.2采用折弯工艺的产品造型特征
   
    很明显，折弯后，产品仍是以平面构成，只是在折弯处形成了一个圆角R，此圆角取值较大时实际就是一个曲面，只向一个方向弯曲的曲面，可称之为单曲面。因此，折弯工艺所成型的产品造型特征可总结如下:
   
    特征一:折弯后，产品的各个面仍然是平面，因而因而形成挺拔、硬朗的造型风格，但若在外观造型的美学方面控制不好，则会是另一种局面:生硬、呆板。事实上现在很多产品即是如此。
   
    特征二:折弯半径较大时，折弯处可实现单曲面，即只朝一个方向弯曲的曲面。由于无法同时从两个方向折弯，所以折弯工艺无法得到双曲面。
   
    特征三:折弯曲面的最小半径受到板料厚度以及材料种类以及材料纤维方向的影响。具体情况见表l。
   

    特征四:折弯工艺较多地依赖于操作工人的技术，产品的公差较大而且不够稳定，产品的一致性和零件的互换性较差，容易致使产品显得粗陋。