商用制冷陈列柜的钣金件结构优化研究
摘要
关键词
商用制冷陈列柜;钣金件;结构优化
正文
引言:在现代社会经济环境下,商用制冷陈列柜的外观和性能会对消费者的购物体验产生直接影响。在整个制冷陈列柜中,钣金件作为重要组成部分,不仅可以使其在外观上结构完整,还能在一定程度上优化其使用性能。因此,可从不同角度加强钣金件结构的优化设计,提高商用制冷陈列柜的整体性能。
1. 钣金件在商用制冷陈列柜中的结构设计特征
钣金通常是指经过冲压成型的金属薄片,在各类产品中对其尺寸和形状提出严格要求,且要求其具备不可恢复原状的性能特征。钣金件结构设计作为商用陈列柜产品生产制造的重要环节,主要包含材料选择与结构设计两个方面的内容,其中,前者会对钣金件的成本和质量产生直接影响,后者对钣金件的刚度与强度具有决定作用。因此,要对商用制冷陈列柜的钣金结构进行优化设计,以提高产品性能。为有效满足商用制冷陈列柜对钣金件的功能要求,通常要采用焊接等加工工艺连接金属薄片,使其形成结构相对复杂的零部件[1]。随着现代化技术的发展,商用制冷陈列柜各部位结构精密度的提升,在其钣金件的结构设计中既要考虑其实用性功能需求,还要从美观性、便捷性、经济性等角度对其设计方案进行不断优化。基于商用制冷陈列柜不同部位对钣金材料性能的差异化要求,为满足其防锈性能要求,通常会选用镀锌板;为满足轻质化和导热性要求,通常会选择铝板;为满足其防腐耐磨、高强度、高硬度性能,通常会选择不锈钢板。在钣金件结构实际的设计过程中,要求相关人员要根据产品要求与钣金工艺采用科学的设计方案。
2. 钣金件在商用制冷陈列柜中的结构优化方案
2.1 合理选择材料种类
商用制冷陈列柜的钣金件结构优化可从成本控制的角度出发,由于材料在其成本中的较高占比,对其材料种类进行合理选择,常用的钣金件原材料包括不锈钢板、热镀锌钢板、电镀锌钢板、冷轧钢板等,这些原材料的价格也存在一定差距。在合理选择材料类型的过程中,工作人员不仅要考虑商业环境下对商用制冷陈列柜钣金件的成本控制要素,还要综合考虑其机械性能、受力情况、设置部位和内外部环境等因素。对于大部分商用制冷陈列柜钣金件来说,不锈钢不仅成本相对较低,且具有良好的强度和耐腐蚀性,通常作为钣金件结构设计的首选材料。与之相比,铜合金与铝合金虽然具有较好的耐腐蚀性与机械性能,但由于其成本较高,通常在特殊需求产品中得到使用。
在钣金件材料种类选择中,可根据受力件的重要程度考虑选择不锈钢板、热镀锌钢板或电镀锌钢板、普通冷轧钢板。如果商用制冷陈列柜的环境相对稳定且干燥,则可选用镀锌钢板或冷轧钢板;若气候环境不够稳定或环境湿度相对较高,则需选用耐腐蚀性更强的不锈钢板。对于位于产品外观面的钣金件可选用原始的冷轧钢板,对其采用进一步的表面处理措施。实际的商用制冷陈列柜钣金件材料选择通常面临更复杂的条件,需要工作人员综合考虑各类因素选择适宜的材料。在确保材料类型满足商用制冷陈列柜钣金件实际使用需求的前提下,如果发现同等尺寸的钣金件材料价格相差两倍以上,则选择价格更低的材料降低其成本。
2.2 优化设计材料厚度
厚度作为钣金件结构的重要参数,也是影响其使用效果和决定商用制冷陈列柜采购和应用成本的主要因素之一。钣金件材料的厚度决定了其重量大小,并在其材料成本中有所体现,同时还会对整机产品后续包装、运输和强度等产生一定程度的影响。因此,在钣金件的结构优化方案中还要重视其厚度参数的优化设计,遵循轻量化设计原则,降低其包装、运输等成本投入。钣金件材料厚度的设计要结合其受力情况明确其设计要求。对于受力和冲击零件或影响使用安全等重要的承重部件,要适当增大材料厚度,选用3mm以上的厚板材料;对于长时间均匀受力的具有一定强度的零件,可选用1.5mm厚度的偏厚板材料;对于部分固定或限位的非重要受力件可选用不超过1mm厚度的薄板材料。
钣金件结构厚度的优化设计可以从商用制冷陈列柜产品外立面部件厚度等方面看出,如果选用厚度更小、质量更强的钣金件可以使产品整体的重量和成本有效降低。随着新技术、新材料、新工艺的出现,在现阶段的商用制冷陈列柜钣金件结构设计中可以采用更轻薄的材料,并对其中薄弱部分追加补强结构,确保其实际强度满足设计要求。
2.3 折弯边的优化设计
钣金件结构设计中,抗弯折设计十分常见。在具体的设计过程中,工作人员通常会结合其具体功能制定相应的设计方案,结合钣金工艺特点综合分析其实际性能和应用效果,达到折弯变优化设计的目的。考虑到最短边更容易对钣金件折弯边的设计效果造成较大影响,对此,工作人员要全面了解折弯边设计过程中对最短边提出的限制性要求,进而对其折弯模具弯曲程度和开口的具体参数作出科学设定与调整。在此基础上,为提高商用制冷陈列柜钣金件的利用效率,还要结合工厂模具的现有规格完成材料的对接设计,使其结构优化设计中折弯边的加工效果得到有效保障。与此同时,在钣金件生产加工期间,既要严格遵守设计规范要求,还要对折弯边相互之间的距离进行严格控制,避免因间距过密导致其在加工过程中出现模具冲突的问题,使其加工生产达到预期的优化设计效果。
2.4 重视强度优化设计
为使钣金件结构的强度可以有效满足商用制冷陈列柜的使用需求,不论在其结构的基本设计还是优化设计中都要提高对强度设计的重视程度。结合钣金件现阶段的强度设计来看,其设计理念还处于相对落后的水平,在强度设计中一味增加钣金件的厚度,缺少对钣金件加工工艺要求的充分考量,不仅无法确保其实际强度得到相应要求,还会增加其材料成本。对比,在钣金件结构强度的优化设计中要采用科学的设计方法,协调钣金件材料种类、厚度、强度等诸多设计要素,避免影响后续加工工艺的实施效果。结合当前钣金件设计与制造技术的发展,在其强度优化设计中可采用冲压凸包、滚筋等多种措施,围绕钣金件的受力分析掌握其关键受力部位,针对各个部位实际的受力情况,实施科学的强度优化设计手段,确保钣金件各部位可以承受较大的压力[2]。针对钣金件结构中部分受力较强的部位,工作人员可通过弯曲平模压平使其局部厚度增加,但不会影响其加工工艺,同时达到优化强度设计的效果。
结论:综上所述,钣金件作为商用制冷陈列柜的重要组成部分,在其结构的优化设计中要综合考虑经济性、实用性等要素,调整其材料选择,优化其参数设置,针对其折弯边和强度设计应用有效的优化措施,改善其在传统结构设计模式下存在的问题,保证钣金件结构的稳定性,满足实际的功能需求。
参考文献:
[1] 张尚奇. 钣金结构件设计冲裁工艺性问题分析[J]. 汽车博览,2022(14):22-24.
[2] 司贵海,黄启钊,孙保涛,等. 基于有限元分析的钣金件结构强度影响因素的研究[J]. 环境技术,2023,41(8):104-107.
...