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。基于這一情況，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 設計規范

在應用激光切割工藝進行醫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，其他的切割作業不建議采用該技術。

2 數控沖裁分離工藝

2.1 工藝特征

通過數控沖床分離工藝，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，將該技術應用到醫療領域鈑金結構件的生產制造之中，將會實現生產效率的顯著提升，同時也可以有效保障作業精度，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療用鈑金產品進行沖裁處理。

2.2 設計規范

在通過數控沖床和沖裁分離工藝對醫療領域鈑金結構件進行設計時，一定要對相應的設計規范予以遵循。首先，在數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的能力范圍和沖孔磨具的配套設施。其次，在對數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整和統一，并保障其結構的簡單性，沖裁作業面積也不能太大。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對目標形狀的有效處理，該技術有著很高的作業效率，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 設計規范

在應用冷沖床沖孔與落料工藝進行醫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化

4.1 材料挑選工藝的優化

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，以此來實現材料利用率的有效提升。

4.2 孔缺結構設計的優化

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 彎折結構設計的優化

首先，應該注重死邊彎折的優化，死邊長度與材料厚度之間的關聯性很大，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象的發生。

4.4 焊接結構設計的優化

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，不可以出現焊縫交叉現象。

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

綜上，在應用沖裁工藝進行醫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范，這樣才可以保障沖裁工藝的合理應用，并保障醫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、醫療用鈑金結構件生產效率與生產質量的提升以及當今醫療器械行業的良好發展都將有著十分深遠的意義。