周 訥

（城林環(huán)保技術(shù)（上海）有限公司，上海 200000）

鈑金件是一種通過鈑金工藝加工得出的產(chǎn)物，當前鈑金件的應用十分廣泛，在金屬控制柜、電池包等領(lǐng)域當中都受到了人們的高度使用。同時，當前機械加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷加快，因此對于鈑金工藝而言提出了更高的要求，選擇一種最為恰當?shù)拟k金工藝，提高鈑金件的質(zhì)量和生產(chǎn)標準，是當前相關(guān)領(lǐng)域研究人員重點關(guān)注的話題。傳統(tǒng)鈑金件加工工藝需要使用的加工設(shè)備較多，并且針對不同類型的鈑金件需要配備不同的處理方法[1]。由于不同處理方法在實際應用中會造成鈑金件的質(zhì)量以及性能都存在巨大差異，因此最終生產(chǎn)的同一批鈑金件之間都會出現(xiàn)不同質(zhì)量和性能，造成整個鈑金件加工工藝的水平無法達到規(guī)定標準[2]。由于當前部分鈑金件加工工藝設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)和水平都有待提升，相關(guān)企業(yè)也沒有對工藝技術(shù)升級給予更多的重視，因此也造成了加工效率低、質(zhì)量不過關(guān)的問題。由于上述各種原因的存在，使得當前機床鈑金件加工工藝始終無法得到有效的發(fā)展[3]?；诖耍疚拈_展機床鈑金件加工工藝的優(yōu)化設(shè)計研究。

1 機床鈑金件加工工藝的優(yōu)化設(shè)計

1.1 構(gòu)建鈑金件加工工藝信息模型

為了確保對機床鈑金件加工工藝的優(yōu)化設(shè)計具備有效性，可采用構(gòu)建鈑金件加工工藝信息模型的方式，為加工工藝的實施提供充足的信息作為支撐。在構(gòu)建模型過程中，需要對模型構(gòu)建信息進行獲取，獲取的信息應包括鈑金件的幾何數(shù)據(jù)、鈑金件構(gòu)成材料、加工鈑金件所需要控制的精度、執(zhí)行加工工藝過程中涉及的相關(guān)信息。綜合上述分析，也可將建立本章提出模型的過程為將信息進行簡化處理的過程[4]。常規(guī)情況下，對設(shè)計模型過程中涉及信息的有效表達是一件較為困難的工作，而產(chǎn)生此種問題的原因主要在于與鈑金件加工的相關(guān)信息結(jié)構(gòu)較為復雜，倘若直接將鈑金件信息進行簡化表達，又無法有效的為后期工作實施做出支撐。因此，在設(shè)計模型過程中，應選擇一個信息的平衡切入點，以較為簡單的信息數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)一種較為復雜的鈑金件加工過程。

目前，金屬加工市場內(nèi)較為常用的鈑金件信息描述方法包括：零構(gòu)件編碼方法、元素性能描述方法等，而本章模型將集成多種方法所具備的優(yōu)勢，對鈑金件特征進行描述，并根據(jù)不同定義間的拓撲關(guān)系，對鈑金件加工工藝信息進行描述。綜合上述分析，對本章提出的模型結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，如下圖1所示。

圖1 鈑金件加工工藝信息模型示意圖

按照上述圖1所示的結(jié)構(gòu)，在完成對鈑金件加工工藝信息的相關(guān)描述后，對不同信息進行特征分類，考慮到在此過程中的特征信息存在固定性較強的特點，因此，可也在描述中采用鏈式碼的方式，對模型進行表達。除此之外，在對信息進行詮釋與描述的過程中，應盡量采用柔性的方式，對信息進行多維度的詮釋[5]。例如，針對鈑金件加工某個環(huán)節(jié)中的具體零構(gòu)件，可從其設(shè)計精度（0.01范圍內(nèi)）、設(shè)計幾何面數(shù)量、設(shè)計尺寸等層面進行分別描述，通過此種方面，確保模型中提供信息的全面性。

1.2 鈑金件幾何形狀特征描述

為實現(xiàn)對鈑金件的高精度加工，本文采用特征批核的方法對鈑金件幾何形狀特征進行描述。首先，將鈑金件劃分為多個具有簡單特征的結(jié)構(gòu)，通過簡單結(jié)構(gòu)的組合表示該辦幾件的幾何形狀特征。在實際應用過程中，由于不同類型鈑金件當中包含的幾何形狀特征通常差異較大，因此建立統(tǒng)一的鈑金件加工工藝信息模型會造成大量信息冗余問題產(chǎn)生[6]。在優(yōu)化設(shè)計過程中，鈑金件的幾何形狀特征對加工方法的選擇、工序的確定有著較大的影響。因此在對鈑金件進行描述時，還需要從工藝性的相似度角度出發(fā)。在采用上述特征描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合決策樹，構(gòu)建幾何形狀特征樹結(jié)構(gòu)，并對其分別進行操作編碼。表1為鈑金件不同幾何形狀特征樹定義表。

表1 鈑金件不同幾何形狀特征樹定義表

采用上述鈑金件不同幾何形狀特征樹定義的方式完成對多種不同幾何形狀特征的描述，并對所定義的幾何形狀特征進行數(shù)值描述。而這些幾何形狀特征的具體數(shù)值通常實在加工過程中進行描述。因此，針對簡單結(jié)構(gòu)可直接進行數(shù)值描述，而針對復雜結(jié)構(gòu)還應當對其設(shè)置相應的幾何形狀特征編碼。針對每一個鈑金件加工設(shè)計圖紙對應一個雙向鏈表，一個幾何結(jié)構(gòu)特征對應一雙向鏈當中的一個節(jié)點，以此完成對鈑金件結(jié)構(gòu)上所有結(jié)合形狀特征的數(shù)值描述。在實際應用中不僅可以有效降低后續(xù)數(shù)控機床加工參數(shù)的計算量，同時還能夠減少數(shù)控機床加工操作程序的開發(fā)工作量。

1.3 鈑金件加工精度誤差補償

考慮到鈑金件加工工藝對于精度的要求較高，此種高精度的需求也是確保鈑金件加工件可實現(xiàn)保質(zhì)保量完成的關(guān)鍵。在進行鈑金件加工工藝精度的分析過程中，倘若忽視了對精度的控制，不僅會對連續(xù)生產(chǎn)行為的實施造成抑制，同時也會在一定程度上影響到鈑金件加工件的脫膜處理行為，從而導致鈑金件加工成本的顯著性提升、鈑金件加工件在投入市場后存在使用壽命等問題。因此，本章將結(jié)合GB/Ti工藝生產(chǎn)標準，對鈑金件加工精度誤差進行補償，通過此種方式實現(xiàn)對鈑金件加工件的高質(zhì)量輸出。

其一，在補償精度誤差過程中，可從鈑金件加工模型的幾何形狀層面入手，對加工的鈑金件在干燥且恒溫的條件下，進行幾何尺寸測量，并按照標準化的計算方式，對鈑金件加工件的延展率與收縮率進行計算。在確保幾何邊平整光滑的前提下，預制補償材料，即在完成對鈑金件的加工后，控制其收縮率，并在鈑金件加工件未完成脫模的前提下，對其進行收縮補償[7]。對加工鈑金件進行脫模處理屬于優(yōu)化工藝的最終環(huán)節(jié)，因此，此步驟誤差補償工作的實施是至關(guān)重要的。

其二，對鈑金件存在的排水、排氣、脫水等造成的現(xiàn)象進行精度補償。常規(guī)情況下，在完成對鈑金件的加工工藝處理后，需要將完成設(shè)計鈑金件進行清潔處理。此過程將涉及到對鈑金件的降溫，而不同鈑金件構(gòu)成材質(zhì)在受到溫度變化的影響下，所產(chǎn)生的誤差問題是不同的，因此，也綜合鈑金件的構(gòu)成材料，分析不同材料的熱脹冷縮性能，以此作為精度誤差補償?shù)臉藴?，從而降低外界相關(guān)影響因素對鈑金件加工處理的精度影響。完成對傳統(tǒng)工藝的優(yōu)化設(shè)計。

2 對比實驗

本文通過上述論述完成對機床鈑金件加工工藝的優(yōu)化設(shè)計，為進一步驗證優(yōu)化后的加工工藝在實際應用中的效果，將優(yōu)化后的加工工藝與優(yōu)化前的加工工藝按照相同的鈑金件圖紙設(shè)計要求對鈑金件進行加工，從而驗證本文優(yōu)化后的加工工藝在實際應用中的優(yōu)勢。為保證本文完成對比實驗后，得出的實驗結(jié)果具有公正性，在分別利用優(yōu)化前和優(yōu)化后的加工工藝進行對鈑金件加工室，除了本文上述優(yōu)化的環(huán)節(jié)存在差異外，其余工藝條件應當保證基本完全相同。同時在實驗過程中，兩種加工工藝均采用統(tǒng)一型號的數(shù)控加工機床。設(shè)置實驗過程中，數(shù)控加工機床的運行電壓控制在22V，主轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速控制在1500 r/min～2000 r/min范圍以內(nèi)，數(shù)控機床加工設(shè)備中的電解液內(nèi)部配置壓力為1.25MPa，脈沖的頻率設(shè)置為27.25kHz。在實驗過過程中，針對兩種加工工藝的規(guī)程，本文利用解析器對其進行解析，以此方便對兩種工藝的工藝效果進行評價。利用測量工具，對兩種加工工藝生產(chǎn)的鈑金件各個結(jié)構(gòu)參數(shù)進行測量，并將其與設(shè)計圖紙進行比較，計算得出加工誤差，將所有結(jié)構(gòu)的加工誤差相加，并繪制成如表2所示的實驗結(jié)果對比表。

表2 兩種加工工藝實驗結(jié)果對比表

從表2中的實驗結(jié)果可以看出，本文加工工藝的加工誤差明顯小于傳統(tǒng)加工工藝的加工誤差。因此通過對比實驗進一步驗證，本文優(yōu)化后的加工工藝具有更高的加工精度。

3 結(jié)束語

相關(guān)鈑金件加工的研究，一直是工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)注重點，為了進一步提升鈑金件加工的精度，本文開展了機床鈑金件加工工藝的優(yōu)化設(shè)計的研究。從多個角度完成對本文方法的設(shè)計后，提出對比實驗，證明了本文設(shè)計的優(yōu)化方法，在對鈑金件進行實際生產(chǎn)與設(shè)計的過程中，設(shè)計成品誤差較傳統(tǒng)方法更低，因此，可認為本文設(shè)計的優(yōu)化方法滿足工業(yè)化生產(chǎn)需求。