文 /盧杰輝·
隨著科技不斷進(jìn)步,生產(chǎn)力迅速發(fā)展,電梯已從豪宅、CBD寫字樓等高端場所逐漸進(jìn)入到平常民居家庭。舊樓加裝電梯項目的開展,更是讓一些老舊城區(qū)的居民深深感受到了電梯對生活帶來的便利,感受到科技進(jìn)步的魅力。電梯的需求量不斷增加,人們的品質(zhì)需求也不斷提高,電梯的制造工藝不能原地踏步。不斷探索優(yōu)化生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)美觀大方的電梯轎廂以滿足客戶需求,正是我們不斷追求工藝卓越的工匠精神所需。
電梯轎廂主要由門板、壁板、三件套(前壁、操縱壁、門燈橫梁)、吊頂裝飾頂?shù)炔考M成,如圖1所示。其材料一般采用1.0~2.0mm的不銹鋼板或冷軋?zhí)间摪?,加工工藝路線一般是剪床開料然后沖床沖孔或者直接由激光開料沖孔,最后折彎成形。相對于前兩步開料和開孔工藝而言,折彎工藝是鈑金加工中最重要的一道工序,也是最復(fù)雜、最多樣性的一道工序。折彎工藝的優(yōu)劣,將直接影響到產(chǎn)品的成形尺寸、裝配尺寸鏈以及產(chǎn)品的外觀等。如何合理地利用各種折彎工藝,準(zhǔn)確高效地生產(chǎn)出美觀、大方的電梯轎廂是本文講述的重點。
傳統(tǒng)折彎工藝一般是指金屬板材在折彎凸?;虬寄5膲毫ο?,經(jīng)過彈性形變、塑性形變繼而成形的過程,其主要包括點接觸、兩面接觸和三面接觸三種工藝。電梯轎廂部件大部分都是C形或U形結(jié)構(gòu),均可采用傳統(tǒng)折彎工藝成形,如門燈橫梁、前壁、操縱壁、吊頂折彎板、轎頂板等。在傳統(tǒng)折彎中,需要注意以下幾個方面。
電梯轎廂鈑金件結(jié)構(gòu)一般為L形、C形和U形三種,對于上模的選取,我們可根據(jù)工件的不同形狀來選擇。折彎L形件時一般采用直劍刀或彎頭直刀,折彎C形件和U形件時,為了避免干涉可以選取鵝頸形直刀。下模主要有槽寬和V角兩個參數(shù),槽寬主要依據(jù)板厚進(jìn)行選取,一般槽寬為板厚的6倍;V角主要依據(jù)折彎角度進(jìn)行選取。此外,也要綜合考慮金屬板材回彈因素的影響,如,在折彎90°工件時,可選擇折彎角度為88°的V模進(jìn)行折彎。
在折彎工藝中,為保證產(chǎn)品質(zhì)量,需要設(shè)定最小彎曲半徑、最小折彎直邊、最小孔邊距等極值。不同的板材由于其延展率不同,其最小彎曲半徑也有所差異。常用的金屬薄板中,其最小彎曲半徑,如表1所示,其中t為板料厚度。
最小折彎直邊是指板材邊界到折彎邊的距離,其長度太小則可能導(dǎo)致彎曲變形,甚至有損壞模具的風(fēng)險,其距離一般為h>2t。
孔邊距是指在先沖孔后折彎的工藝路線中,孔的位置若在折彎形變區(qū)內(nèi),彎曲時孔會產(chǎn)生變形。當(dāng)t≤2mm時,孔邊距S≥t+r;當(dāng)t≥2mm時,孔邊距S≥1.5t+r,如圖2所示。
制定折彎工藝路線時,折彎順序也是一個重點內(nèi)容。折彎順序不當(dāng)可能會使零件的成形尺寸出現(xiàn)較大偏差,甚至?xí)艿礁缮鎸?dǎo)致無法完成折彎。折彎過程中一般遵循以下四大基本原則:⑴由內(nèi)到外進(jìn)行折彎;⑵由小到大進(jìn)行折彎;⑶先折彎特殊形狀,再折彎一般形狀;⑷前工序成形后對后續(xù)工序不產(chǎn)生影響或干涉。例如在折彎操縱壁時,其折彎遵從由內(nèi)到外原則,折彎順序如圖3所示。
由折彎工藝可知,工件在折彎后,裝飾面折彎棱邊都呈圓弧狀,其半徑大小和金屬板材厚度成正比,板材越厚折彎形成的圓弧半徑越大。在電梯轎廂裝配中,若折彎半徑較大,轎廂壁板、吊頂折彎板會出現(xiàn)拼接縫隙較大的情況,從而影響美觀。對此,在一些有特殊裝配要求的轎廂中,我們一般先對板材進(jìn)行刨槽處理,再進(jìn)行折彎。對金屬板材進(jìn)行刨槽后,其板材剩余厚度將大幅減少,這樣就能使工件折彎半徑大幅降低,裝配縫隙也會得到很好的控制,如圖4所示。由于刨槽后折彎處剩余板厚較薄,折彎時的變形力也會相應(yīng)降低,且不會擴(kuò)散以致于影響到未折彎區(qū)域,因此折彎后工件折彎區(qū)域表面的折光現(xiàn)象也將大幅減少。除上述優(yōu)點以外,刨槽折彎工藝還有降低折彎設(shè)備所需噸位、彎制復(fù)雜工件、較好控制回彈等特點。此外,刨槽工藝也需注意以下幾個要點。
金屬板材的厚度不同,其刨槽深度也有所差異。電梯轎廂刨槽折彎工藝中,刨槽后剩余板材厚度一般為原板材的40%~50%,如,板厚為1.0mm,則刨槽深度為0.5mm,余料厚度為0.5mm;板厚為1.2mm,則刨槽深度為0.7mm,余料厚度為0.5mm;板厚為1.5mm,則刨槽深度為0.9mm,余料厚度為0.6mm;板厚為2.0mm,則刨槽深度為1.2mm,余料厚度為0.8mm。刨槽過淺會使折彎效果不明顯,過深則容易影響工件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
金屬板材在經(jīng)過刨槽工藝后,折彎回彈雖然大幅降低,但仍然存在,因此在刨V形槽時,可根據(jù)工件的折彎角度靈活開槽。一般不銹鋼薄板V形槽的開槽角度要比折彎成形角度大1°~2°,如一個成形角度為90°的工件,其V槽開槽角度一般為92°。這樣就能很好地避免折彎回彈造成的角度誤差了,如圖5所示。
槽刀的種類主要分為菱形頂角槽刀、正方形槽刀、三角形槽刀、圓形槽刀等,刨槽時可根據(jù)V槽的不同形狀和角度來選擇合適的刀具。刨普通V槽時,刀具角度應(yīng)該小于V槽的角度。如,V槽角度為45°~60°時,應(yīng)選擇菱形頂角為35°的槽刀;角度為60°~80°時,應(yīng)選擇正三角形槽刀;角度為80°~90°時,應(yīng)選擇菱形頂角為80°的槽刀;角度大于90°時,應(yīng)選擇正方形槽刀;開圓槽時則選用圓形槽刀。
在折彎過程中發(fā)現(xiàn)潛在問題后,需及時優(yōu)化并解決。在電梯轎廂折彎工藝中,主要存在以下幾個方面的問題。
工件成形尺寸與圖紙不符的原因主要有開料尺寸出錯、折彎定位不準(zhǔn)以及多次折彎累計誤差三個方面。解決措施為:調(diào)整折彎系數(shù),重新計算展開尺寸;調(diào)整定位;選擇合理定位基準(zhǔn),消除累積誤差。若開料尺寸出錯和折彎累計誤差在允許范圍內(nèi),可優(yōu)先保證成形尺寸,將誤差累積到對工件無影響的非裝配邊上。
工件的折彎角度過大或者過小易引起折彎角度偏差,主要原因是下模V口不合適、模具回彈補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置不當(dāng)以及折彎機(jī)壓力不匹配等。解決措施為:參照折彎模具表選擇合適的下模、調(diào)整回彈補(bǔ)償值及折彎機(jī)壓力。
折彎邊出現(xiàn)裂紋的主要原因包括折彎半徑過小、板材紋路與折彎線平行、毛坯的毛刺一面向外、材料可塑性差。解決措施為:增加折彎半徑或進(jìn)行刨槽處理;改變工件的開料排樣方向;改變毛刺方向,將其放在工件的內(nèi)圓角上;重新更換塑性較好的材料。
折彎工藝并不是一成不變的,需要通過長期積累和不斷探索、優(yōu)化,各種折彎工藝都有其優(yōu)劣,合理地利用各種折彎工藝,長短互補(bǔ),方能準(zhǔn)確高效地生產(chǎn)出美觀大方的電梯轎廂。