Дизайнеры постоянно принимают решения, которые оказывают влияние на последующие этапы производственного процесса. Одним из первых решений при проектировании нового изделия является выбор между листовым металлом и конструкционными профилями. Преимущества проектирования из листового металла включают гибкость, снижение общего веса и возможность создавать формы, которые невозможно получить с помощью уголков и швеллеров. Решения о том, какой материал использовать, какую толщину и какое покрытие выбрать для деталей, принимаются исходя из особенностей изделия и условий его эксплуатации.

На что обратить внимание при проектировании выступов и пазов в листовом металле

Нуждается ли ваша конструкция в усилениях?

При проектировании из листового металла иногда требуется добавить усиления в виде косынок или поперечных балок. В ряде случаев детали должны соединяться без сварки, а их выравнивание требует высокой точности. Часто для изготовления изделия и фиксации деталей во время сварки приходится создавать специальное приспособление. Во многих случаях подобных сложностей можно избежать, если использовать выступы и пазы в лазерно-резаных деталях.

Проектирование с выступами и пазами также обеспечивает большую гибкость конструкции. Кроме того, экономятся время и средства, если не требуется создавать приспособление для сварки и выравнивания деталей. Размеры выступов и пазов можно варьировать так, чтобы только определенная деталь подходила к конкретному месту. Это часто называют пока-ёке, или защитой от ошибок в конструкции.

При проектировании выступов рекомендуем следующее:

Ширина паза

Ширина выступа + двойной допуск на резку материала выступа

Высота паза

Толщина материала выступа + положительный допуск на толщину материала выступа + двойной допуск на резку материала паза.

Ширина и длина паза должны определяться требуемой точностью установки соединяемой детали и тем, будет ли изделие порошково окрашено до сборки. Если детали окрашиваются порошковой краской до сборки, размер паза должен быть меньше. Покрытие добавляет 0,002″–0,005″ на каждую поверхность детали. Таким образом, если ширина выступа 1″, то с учетом порошковой окраски она должна составлять 1,004″–1,010″. Аналогично следует учитывать высоту паза.

Как будет собираться ваше изделие?

Еще один важный момент — способ сборки готового продукта. Полку или косынку невозможно вставить в другую деталь или сборку без достаточного зазора для выступов. На следующих изображениях показаны примеры применения выступов и пазов.

Небольшая фаска или скругление на внешних углах выступа облегчит его установку в паз. Длина выступа также имеет значение в зависимости от назначения детали. Если выступ выходит за пределы сопрягаемой детали, он может быть слишком длинным. Если слишком короткий — может выскользнуть из паза или затруднить сварку. Сварка “в замок” обеспечивает быстрое соединение и удобство работы. Обычно длина выступа должна составлять 0,5–0,75 глубины сопрягаемой детали.

Малогабаритные, не несущие нагрузку конструкции также можно разрабатывать для самостоятельной сборки конечным пользователем.

Жесткости часто применяются между швеллерами и гнутыми деталями для увеличения прочности. Если раньше для этого использовали полосы или уголки, то теперь можно изготовить жесткость из лазерно-резаного листового металла и закрепить её выступами непосредственно в сопрягаемых деталях. Кроме того, варьируя ширину выступов, можно задать единственно возможную ориентацию детали. Использование разных размеров выступов и пазов ускоряет и упрощает сборку. В приведённых примерах жесткость оснащена лазерно-резаным выступом на каждом конце и выступами на загнутом фланце, что увеличивает площадь сварки и жесткость соединения.

Сварку “в замок” можно использовать в местах, где выступы входят в пазы и вырезы.

Включение выступов и пазов в конструкцию листовых металлических деталей увеличивает гибкость проектирования, снижает затраты на производство и делает процесс проектирования более эффективным.

Обратите внимание, что приведённые в статье размеры даны с запасом, и при массовом производстве рекомендуется предварительно протестировать размеры. Также важно учитывать, что более толстые материалы могут усложнить проектирование выступов и пазов. Наконец, при использовании выступов и пазов на гнутых деталях, особенно между двумя фланцами одной детали, обязательно учитывайте допуски на гибку.