機(jī)床鈑金零件設(shè)計及加工的相關(guān)探討

王曉君 王超

（沈陽機(jī)床股份有限公司鈑焊分公司 遼寧沈陽 110000）

機(jī)床鈑金零件設(shè)計及加工的相關(guān)探討

王曉君 王超

（沈陽機(jī)床股份有限公司鈑焊分公司 遼寧沈陽 110000）

由于在數(shù)控機(jī)床當(dāng)中，鈑金零件具有一定的特殊性，沒有辦法像其它零件一樣進(jìn)行批量的加工，沒有特點的模具。所以可以這樣說，一個加工機(jī)床鈑金的設(shè)備的基礎(chǔ)好壞以及工藝師對工藝設(shè)計對整個零件的影響是非常大的。本文分析了機(jī)床鈑金類零件結(jié)構(gòu)的影響因素，然后詳細(xì)闡述了機(jī)床鈑金類零件的加工工藝。

機(jī)床；鈑金；零件

機(jī)床鈑金零部件通常都不采用成型模具批量加工，因此零部件的設(shè)計一定要充分考慮到零部件的可加工性，并使其具有最佳的加工工藝路線，在一定程度上，可以說是設(shè)備的加工能力和工藝路線決定了零部件的具體結(jié)構(gòu)。本文主要闡述了機(jī)床鈑金類零部件的結(jié)構(gòu)及其工藝性，希望能對鈑金類零部件的設(shè)計與加工提供一點參考和借鑒。

1 鈑金類零件結(jié)構(gòu)的基本要求

機(jī)床外觀要求各鈑金零件間的連接螺釘及板材端面不外露，一般相鄰鈑金件向內(nèi)折邊，并且相互包邊，這樣即加強了鈑金件的強度又具有防水的作用，在控制電柜殼體等IP防護(hù)等級要求較高的地方還通常折邊壓密封條的方式，這樣即防水又防塵。機(jī)床外觀要求各面棱邊盡量保持圓滑一致，零件間接合縫均勻一致，因此相鄰鈑金零件間的接縫最好不與棱邊重合，也不能處在圓弧的曲面上。拼焊時一般將接縫位置放在頂面、底面、背面等不外露或看不到的地方，并采用斜接縫，以使三條棱邊均為一致的折彎成形的光滑圓弧。當(dāng)然，機(jī)床外觀和機(jī)床造型對鈑金零件的結(jié)構(gòu)還有其他多方面的要求和限制。

2 鈑金類零件結(jié)構(gòu)加工路線的影響

機(jī)床鈑金類零件的加工工藝路線對零件結(jié)構(gòu)也有很大的影響。例如，具有型腔結(jié)構(gòu)的零件要設(shè)計溢水孔，以免在表面處理過程中將槽液帶出造成各槽液之間相互污染。零件表面噴涂懸掛時應(yīng)盡量借用已有孔，但已有孔不合適或較重的零件還應(yīng)設(shè)計適宜吊裝的工藝孔，并考慮零件重心位置，避免因零件重心偏移傾斜超過噴涂線最大允許通過尺寸而發(fā)生磕碰。對需要焊接的機(jī)床鈑金類零件，設(shè)計時還應(yīng)考慮到焊接的工藝性，盡量使接縫位置不外露，并盡可能使接縫長度最短，這樣可以減少焊接工作量和零件的焊接變形。焊接時應(yīng)優(yōu)先選用點焊（電阻焊）和氣體保護(hù)焊，這兩種焊接方式適于焊接薄板，且零件焊后變形較小。機(jī)床鈑金類零件設(shè)計時還應(yīng)考慮到折彎加工的便利，零件的兩邊A1、B1及A1、B2折彎尺寸均不同，在折彎加工時，需分別定位才可折彎，改進(jìn)為兩邊A、B折彎尺寸相同，則折彎時兩邊可一次定位同時折彎，定位基準(zhǔn)一致，折彎次數(shù)減少。

3 機(jī)床鈑金類零件設(shè)計中應(yīng)注意的問題

機(jī)床鈑金類零件設(shè)計中還應(yīng)注意以下問題：機(jī)床鈑金類零件設(shè)計中不可盲目加大零件材料厚度來提高零件強度或剛度，應(yīng)首先考慮用增加零件折邊或加大其折邊尺寸的辦法；其次可以考慮增加相應(yīng)的筋板或“幾字形”加強槽鋼的辦法，這樣零件的強度或剛度可以提高很多，而重量卻不會增加太多；對于可以直接折彎成形的零件，切不可人為再拆分成分件進(jìn)行拼焊，設(shè)計時應(yīng)將零件是否能夠直接折彎成形搞清楚，避免過度拆分零件；除配做孔外，對于零件上的各種孔，在拆分分件時，均應(yīng)在分件上給出，以便在進(jìn)行板料加工時由數(shù)控激光切割機(jī)或數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖機(jī)床直接加工完成，避免和減少人為手工配做孔；機(jī)床鈑金類零件設(shè)計時還應(yīng)注意，必要和適當(dāng)?shù)馗淖兞慵Y(jié)構(gòu)，可極大地提高材料利用率。以某立板零件用數(shù)控激光切割機(jī)自動排樣下料為例進(jìn)行對比驗證，雖加工時間有所增加，但節(jié)約的成本遠(yuǎn)高于所增加的費用。

4 機(jī)床鈑金類零件的加工工藝

對于鈑金工藝人員、鈑金制造者以及制造企業(yè)來說，鈑金在制造過程中的加工工藝直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而利用先進(jìn)的現(xiàn)代化設(shè)備及優(yōu)化工藝可有效地解決零件精度要求高、形狀復(fù)雜等問題，更能適應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格多樣化的柔性需求。

4.1 鈑金展開

鈑金展開是加工過程中最重要的一道工序。正確完成鈑金件的設(shè)計工作及準(zhǔn)確得到展開圖樣尺寸是加工鈑金件的前提條件。盡可能地求得成形鈑金件的展開尺寸對降低成本、提高生產(chǎn)效率是至關(guān)重要的。

由鈑金展平長度計算公式可知，影響鈑金展開長度的4個主要因素中，材料厚度t和折彎角度θ兩個因素由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)決定，在一定的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中可以視為常數(shù)。因此在鈑金工程設(shè)計中，是以K因子和折彎內(nèi)圓角R為鈑金展開計算的主要依據(jù)。

在實際加工過程中，鈑金工藝人員根據(jù)飯金材料的屬性、厚度等特征設(shè)置折彎許可中的參數(shù)，從而得出飯金的展開尺寸，但是這些設(shè)置參數(shù)只是經(jīng)驗值，并不一定與實際情況完全對應(yīng)。為得到精確而且合理的展開圖，還應(yīng)結(jié)合SolidWork，Pro/E等三維軟件對鈑金折彎件進(jìn)行設(shè)計。

4.2 鈑金折彎

鈑金折彎應(yīng)盡可能地考慮設(shè)備的加工能力，這直接影響鈑金件成形尺寸及外形美觀。

折彎方式一般分為三種：①自由折彎（也叫懸空折彎）；②壓迫折彎（也稱為模具成形折彎）；③三點折彎，其特點是工件與下模有三點接觸，當(dāng)上模壓迫工件時，中間部分跟隨工件一起移動，將工件位置反饋給計算機(jī)，保證折彎精度。

鈑金折彎工序在整個生產(chǎn)過程中屬于瓶頸，其本身加工速度相對較慢，所以選擇正確的折彎設(shè)備及折彎方式直接影響整個生產(chǎn)效率。

4.3 鈑金焊接

焊接類型有氫弧焊、點焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、焊條電弧焊等。針對機(jī)床鈑金件的結(jié)構(gòu)特點應(yīng)考慮整體焊接方式，機(jī)床關(guān)鍵部位如前圍罩、擋水板等需要滿焊防水處理的，必須在焊接后做試漏；內(nèi)側(cè)加強筋選用幾字型筋，盡量采用塞焊連接；為提高生產(chǎn)效率焊接螺母采用點焊方式等。

焊接后的零件應(yīng)進(jìn)行表面打磨拋光處理，將焊渣磨掉，在圓弧板面對接處應(yīng)打磨至圓角一致。檢查焊接后的零件是否牢固，有無變形，并進(jìn)行有效地修整、修型。

綜上，零件的設(shè)計必須充分考慮到零件的可加工性，在以后的生產(chǎn)中盡可能地優(yōu)化工藝流程，縮短產(chǎn)品的設(shè)計與制造周期，適應(yīng)現(xiàn)代鈑金數(shù)控設(shè)備高效率的加工要求，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的市場競爭能力，以適應(yīng)鈑金制造業(yè)的快速發(fā)展。

[1]張新華.數(shù)控機(jī)床鈑金加工的探析[J].2007（4）.

[2]龔健沖，楊雪玲.數(shù)控機(jī)床零部件加工模式的建立[J].2008.

TG386

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