鈑金結構件設計沖裁工藝性問題分析

邵燕 趙巖

（1、東軟集團股份有限公司，遼寧 沈陽110000 2、沈陽名華模塑科技有限公司，遼寧 沈陽110000）

在當今的醫(yī)療器械領域之中，鈑金結構件已經得到了越來越廣泛的應用。因此，鈑金結構件的生產工藝也就越來越受到當今社會的關注與重視?；谶@一情況，本文對其設計沖裁工藝進行分析，希望可以為當今醫(yī)療領域之中鈑金結構件的生產和加工提供出相應的幫助。

1 激光切割工藝

1.1 工藝特征

在實際的應用之中，激光切割工藝的特征主要包括以下的幾個：第一，在借助于該技術，可以進行多種形狀的切割，且材料形狀在沖裁過程中并不會發(fā)生很大變化。第二，該工藝的切口位置會十分細致。第三，該工藝有著較高的切割質量和切割精度，且切割過程中不會產生太多噪聲污染，對刀具的傷害也不大。第四，該技術的應用不需要考慮材料硬度問題，所以在大型零件和多樣化形狀零件的加工之中十分適用。

1.2 設計規(guī)范

在應用激光切割工藝進行醫(yī)療用鈑金機構件的設計與處理過程中，一定要對以下的幾點設計規(guī)則予以遵守：首先，如果其他的沖裁技術不能與磨具有效適應，或者是無法滿足零件形狀方面的切割需求時，可以考慮通過該技術進行切割。其次，在進行數(shù)控沖裁之中，如果由于各種因素導致鈑金結構件的一些特定需求無法得到滿足時（比如特殊的外形要求或者是異形孔加工），可以考慮到通過該技術進行切割。同時，在通過該技術進行切割時，密孔變形的情況十分常見，所以在具體應用中，不建議進行密孔切割[1]。另外，由于數(shù)控技術容易劃傷產品表面，影響產品外觀，所以如果產品有著較高的外觀需求，則可以應用該技術進行切割。最后，該技術僅僅適用于鈑金結構件切割，其他的切割作業(yè)不建議采用該技術。

2 數(shù)控沖裁分離工藝

2.1 工藝特征

通過數(shù)控沖床分離工藝，可以有效進行各種樣式沖孔的沖裁，且在材料、切角、打包、沖斜邊以及沖橋型散熱孔等的這些方面都有著很高的優(yōu)越性。此技術在鈑金結構件的加工之中有著很高的適應能力，因此，將該技術應用到醫(yī)療領域鈑金結構件的生產制造之中，將會實現(xiàn)生產效率的顯著提升，同時也可以有效保障作業(yè)精度，讓鈑金結構件的生產和加工質量得到良好保障。但是該技術僅僅在簡單的鈑金結構件生產加工之中比較適用，并不適合對具有復雜結構的醫(yī)療用鈑金產品進行沖裁處理。

2.2 設計規(guī)范

在通過數(shù)控沖床和沖裁分離工藝對醫(yī)療領域鈑金結構件進行設計時，一定要對相應的設計規(guī)范予以遵循。首先，在數(shù)控沖床技術的應用過程中，如果是通過步進法來進行沖孔處理，則應該重點把握作業(yè)的能力范圍和沖孔磨具的配套設施。其次，在對數(shù)控沖床技術以及沖裁分離技術同時應用時，鈑金結構件表面形狀需要盡量保持規(guī)整和統(tǒng)一，并保障其結構的簡單性，沖裁作業(yè)面積也不能太大。同時，在該技術的應用過程中，應該盡量避免沖孔太過窄小或者是切槽太深的情況；如果板條形狀屬于細長型，并不具備足夠高的剛度，所以在沖裁過程中就很容易產生裂紋，特別是會對讓刀具受到比較嚴重的磨損，因此這種結構的鈑金構建并不適合通過該方法進行加工處理[2]。另外，在通過數(shù)控沖床技術以及沖裁分離技術進行銅板的加工時，很容易造成銅板變形，所以如需進行銅板加工，不建議采用該技術。最后，該技術在PC 產品加工以及PVC 產品加工方面的精度都比較低，所以這些材質的加工也不建議應用該技術。

3 冷沖壓沖孔與落料工藝

3.1 工藝特征

通常情況下，冷沖壓沖孔以及落料工藝可以一次性實現(xiàn)對目標形狀的有效處理，該技術有著很高的作業(yè)效率，且通過該技術的應用，可以保障沖裁產品的一致性，這對于沖裁成本的降低十分有利。在該方法的應用過程中，沖裁磨具也有著十分廣泛的應用范圍，比如彎曲模、沖裁模以及壓延模等[3]。

3.2 設計規(guī)范

在應用冷沖床沖孔與落料工藝進行醫(yī)療領域鈑金結構件的沖裁加工處理過程中，需要對以下的幾點設計規(guī)范加以遵循：首先，如果需要對鈑金結構件進行批量生產，且零件的尺寸并不是很大，則可以考慮應用該技術進行沖裁處理。其次，在應用該技術進行醫(yī)療用鈑金結構件的沖裁處理之中，應該注意結構件盡量不要出現(xiàn)尖角，這樣才可以有效保障磨具的使用壽命，并進一步提升鈑金結構件的完整性和美觀性。

4 鈑金結構設計工藝的優(yōu)化

4.1 材料挑選工藝的優(yōu)化

在對鈑金材料進行設計的過程中，一項重要的內容就是鈑金材料的合理選擇，只有保障材料的合理性，才可以降低加工的難度，減少加工的時間，節(jié)約加工的成本。在具體的材料選擇之中，首先，應該對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開尺寸略大一些，這樣才可以保障加工過程中擁有足夠的多余空間，避免出現(xiàn)較大的誤差。其次，在同一個鈑金結構上，材料的厚度標準應該有三種以上，這樣才可以實現(xiàn)材料利用效率的顯著提升。最后，在對非噴涂鈑金材料進行加工的過程中，我們可以對具有裝飾面的鈑金材料進行合理選擇，并嚴格對材料的紋路加以把握。如果鈑金材料的零件不能外露，加工之中應該加大力度對其進行保護，并做好焊縫的處理，以此來實現(xiàn)材料利用率的有效提升。

4.2 孔缺結構設計的優(yōu)化

在對孔缺結構進行設計的過程中，不僅應該全面考慮到鈑金醫(yī)療器械的實際應用需求，也應該對加工的簡便性加以全面考慮，并保障加工的連續(xù)性以及產品的美觀性。首先，應該保障方孔位置不能達到彎折底部，并對彎折之后的鈑金材料做好拉伸處理，注意防止方孔變形情況發(fā)生。其次，在進行螺孔的加工過程中，可以通過很多方法來進行加工，比如，在板厚度是1 毫米、型號是M5 的情況下，可以通過螺母點焊的方法進行加工；在板厚度是2 毫米、型號是M3 的情況下，可以通過基材攻絲的方法進行加工。總之，在具體的加工過程中，應該根據(jù)板材的厚度以及螺孔的大小來進行加工方式的合理選擇。

4.3 彎折結構設計的優(yōu)化

首先，應該注重死邊彎折的優(yōu)化，死邊長度與材料厚度之間的關聯(lián)性很大，通常來講，最短的死邊距離應該超過材料厚度的3.5 倍與上彎折死邊前一道工序之中最小的內折彎半徑之和。其次，應該對折彎件邊孔之間的差距加以重視，避免邊孔變形的情況發(fā)生。最后，在對有著較大厚度的材料進行設計時，應該對工藝缺口進行合理設計，以此來避免折彎過程中凸起現(xiàn)象的發(fā)生。

4.4 焊接結構設計的優(yōu)化

在進行鈑金結構的焊接過程中，角焊縫是一種最佳的焊接方法，其焊縫應該在次要表面上進行設計，以此來保障鈑金醫(yī)療器械的工藝效果。另外，在進行焊接的過程中，也應該注重焊縫放置的對稱性，不可以出現(xiàn)焊縫交叉現(xiàn)象。

除此之外，在進行鈑金醫(yī)療器械的設計與制作過程中，還應該注重結構縫隙的優(yōu)化以及表面涂層的優(yōu)化等，這樣才可以有效保障鈑金醫(yī)療器械的設計效果，簡化其加工工藝，縮短其加工時間，并實現(xiàn)器具美觀性的進一步提升。

綜上，在應用沖裁工藝進行醫(yī)療用鈑金結構件的設計、生產與加工之中，適應性與可操作性是兩項需要重點把握的內容。無論是鈑金結構件沖裁結構、沖裁形狀、沖裁偏差以及尺寸大小等方面的原因，都會影響到整個沖裁工藝的質量。因此，在應用沖裁工藝進行醫(yī)療用鈑金結構的設計生產之中，設計一定要全面了解沖裁工藝及其設計規(guī)范，這樣才可以保障沖裁工藝的合理應用，并保障醫(yī)療用鈑金結構件的設計、生產和加工質量。這對于鈑金結構件沖裁工藝使用效果的保障、醫(yī)療用鈑金結構件生產效率與生產質量的提升以及當今醫(yī)療器械行業(yè)的良好發(fā)展都將有著十分深遠的意義。