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        關(guān)于可調(diào)底座優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討

        2020-03-28 01:25:37何洲紅
        青年生活 2020年6期
        關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        摘要:在鈑金結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),經(jīng)常遇到焊接組件的設(shè)計(jì),如何設(shè)計(jì)出加工性能最優(yōu)的焊接組件,需要設(shè)計(jì)工程師在對(duì)鈑金件加工工藝和焊接工藝有一定了解的基礎(chǔ)上才能做到。本文以可調(diào)底座焊接組件為例,提出了三種設(shè)計(jì)方案,并從零件的拆分、組件焊接時(shí)的拼接便利性、焊縫數(shù)量以及材料利用率等方面對(duì)三種方案進(jìn)行了分析,從中選出了最優(yōu)方案。本文對(duì)鈑金焊接結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。

        關(guān)鍵詞:可調(diào)底座;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);焊接優(yōu)化

        一、問(wèn)題的提出

        可調(diào)底座一次性加工了300套,焊接人員反饋可調(diào)底座的焊接量較多,能否優(yōu)化一下。

        二、GP011100000A機(jī)柜可調(diào)底座結(jié)構(gòu)介紹

        可調(diào)底座(圖1)由下底座(圖2)和上底座(圖3)組成,主要用于在機(jī)房將機(jī)柜墊高,便于地上走線。

        工程使用時(shí),根據(jù)機(jī)房設(shè)計(jì)圖,劃線將下底座固定,再將上底座插入下底座,調(diào)節(jié)至所需的高度,并對(duì)準(zhǔn)上下底座豎梁上的孔,然后通過(guò)螺釘和螺母將上下底座固定成一體,最后將機(jī)柜安裝在底座上。

        其中,下底座由五種零件組成,每種零件各兩件,如圖2所示。上底座由另外五種零件組成,每種零件各兩件,如圖3所示。

        三、零件優(yōu)化方案探討

        由于上、下底座結(jié)構(gòu)形式類似,只是尺寸不一樣,這樣,只分析其中一種底座即可,下面以上底座為例進(jìn)行分析。

        下面列出幾種方案,將分別從焊接焊縫數(shù)量、零件種類和數(shù)量、材料利用率等方面綜合對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行分析。

        (1)方案一(已有方案)

        已有方案的上底座由五種零件焊接生成,底座的四個(gè)角一共有5條焊縫,中間的兩根豎梁分別有3條焊縫,這樣總共有26(4*5+2*3)條焊縫。焊接時(shí),零件上有拼裝定位凸耳或凹陷缺口,這樣方便拼裝,為了方便焊接和保證組件尺寸,設(shè)計(jì)了工裝定位。本方案的優(yōu)點(diǎn)是材料利用率高,缺點(diǎn)是零件品種和數(shù)量較多,拼接相對(duì)不方便,焊縫較多,焊接工作量較大,容易變形。

        (2) 方案二

        將底座底部的橫梁組合做成一個(gè)底板零件(圖4),其由鋼板沖出孔位和外形,然后再折彎成型,其余三種支架零件與方案一相同,焊接成一個(gè)組件(圖5)。

        此方案的優(yōu)點(diǎn)是,減少了四道焊縫,減少了零件的數(shù)量和種類,減少了焊接拼接的難度,缺點(diǎn)是,材料利用率降低了(盡管底板的中空部分可以套排零件)。

        (3)方案三

        將上底座的前橫梁和前部的兩個(gè)支架做成一個(gè)U形零件,如圖6所示。這樣上底座就由三種零件(每種零件各兩件)組成(前后黃色U形零件為一種零件),如圖7所示。

        此方案的優(yōu)點(diǎn)是零件品種數(shù)和總數(shù)量均減少(零件品種數(shù)由5種減少至3種,總數(shù)量由10個(gè)減少至6個(gè)),焊接拼接更方便,減少了4道焊縫,材料浪費(fèi)較少,利用率較高。

        當(dāng)然,還可以將上底座的左橫梁和左部的兩個(gè)支架做成一個(gè)U形零件,方案類同上方案,零件數(shù)量由5種減少至3種,數(shù)量由10個(gè)減少至6個(gè),拼接、焊縫和材料利用率同上。

        四、結(jié)論

        通過(guò)對(duì)以上三種方案進(jìn)行比較可知,方案三是較優(yōu)的方案,主要是該方案的零件品種數(shù)和總數(shù)量均有減少,焊接拼接更方便,減少了4道焊縫,材料浪費(fèi)較少,利用率較高。

        在焊接組件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),可從零件種類和數(shù)量(拆分和拼接方式)、焊接焊縫數(shù)量、材料利用率等方面進(jìn)行綜合考慮,從中選擇其中最佳的一種方案。

        基金項(xiàng)目:

        本文系武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道機(jī)車車輛學(xué)院何洲紅與校外企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作的研究成果。

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