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        鈑金加工發(fā)展及工藝分析與改進(jìn)研究

        2022-08-22 00:36:48呂義偉鄒劍秋解利偉中國華錄松下電子信息有限公司
        鈑金與制作 2022年8期
        關(guān)鍵詞:形槽鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        文/呂義偉,鄒劍秋,解利偉·中國華錄·松下電子信息有限公司

        導(dǎo) 語

        鈑金加工具有加工靈活、適合小批量生產(chǎn)的特點(diǎn),在機(jī)箱柜體、家電產(chǎn)品、五金制品等多個(gè)行業(yè)制造領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。本文主要針對(duì)小批量生產(chǎn)情況下,如何合理安排加工工藝及在鈑金加工過程中可能出現(xiàn)的工藝問題進(jìn)行分析并提出改進(jìn)方案。

        隨著各種家電、儀器更新?lián)Q代的速度加快,許多產(chǎn)品都是小型化、輕量化生產(chǎn),鈑金加工的優(yōu)勢(shì)盡顯,如何快速滿足各類產(chǎn)品需求是鈑金加工過程中急需解決的問題。鈑金加工工藝也隨著社會(huì)的發(fā)展,不斷突破傳統(tǒng)的加工方式,由最初的手工鈑金演變成沖壓鈑金,直至現(xiàn)階段的數(shù)控鈑金,使得鈑金加工更精準(zhǔn)、更智能。

        鈑金加工發(fā)展趨勢(shì)設(shè)想

        前些年,鈑金加工設(shè)備主要是普通的沖床、激光機(jī)和折彎?rùn)C(jī),其缺點(diǎn)是加工定位精度低,加工尺寸往往依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的鈑金加工操作人員來保證,這對(duì)于加工小而精的產(chǎn)品來說,難度很大。而隨著自動(dòng)化的發(fā)展越來越快,近些年,數(shù)控折彎?rùn)C(jī)和激光沖床復(fù)合機(jī)被廣泛應(yīng)用到鈑金制作行業(yè),且隨之演變出的編程軟件更加提高了鈑金加工的質(zhì)量與加工效率。操作人員只需要調(diào)取編輯好的加工程序即可進(jìn)行加工,對(duì)鈑金加工操作人員的技能要求大大降低,也為加工出精度要求更高的產(chǎn)品提供了充分保障。

        然而,現(xiàn)階段數(shù)控鈑金加工雖已普及,但在折彎工序中仍然以人力為主,在生產(chǎn)尺寸較長(zhǎng)、重量較大的產(chǎn)品時(shí),對(duì)于操作人員來說,勞動(dòng)強(qiáng)度依然較大。雖然現(xiàn)階段有折彎?rùn)C(jī)械手的使用,但是受限于產(chǎn)品的特性,在鈑金制作行業(yè)仍然未被廣泛使用。能否在未來的發(fā)展中,設(shè)計(jì)出一種折彎隨動(dòng)裝置,通過機(jī)床的API接口獲取機(jī)床信號(hào),輔助操作人員進(jìn)行大尺寸產(chǎn)品的生產(chǎn),這將大大降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度?;蛘唠S著自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展,用折彎?rùn)C(jī)械手完全替代人工作業(yè)也將是鈑金制作行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。

        鈑金加工工藝介紹

        鈑金加工主要包括下料、折彎、焊接、鉚接、成形等,而其中主要用到的工藝有下料、折彎和焊接。下文針對(duì)以上三項(xiàng)基礎(chǔ)加工工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹:

        下料

        鈑金下料可分為沖切加工和激光加工兩種。沖切加工是利用沖床結(jié)合模具進(jìn)行加工的工藝。其優(yōu)點(diǎn)是,加工的孔的尺寸精度和相對(duì)位置精度高,對(duì)于多孔的產(chǎn)品來說,加工效率高。但需要注意的是,使用的加工模具的間隙需要根據(jù)材料厚度及材料性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整,若模具間隙過大,則沖切過后產(chǎn)品毛刺較大;若模具間隙過小,則會(huì)影響模具的使用壽命,嚴(yán)重時(shí),造成模具損壞。進(jìn)行產(chǎn)品的外形尺寸沖切時(shí)會(huì)有“接刀點(diǎn)”的殘留,影響產(chǎn)品的外觀。這樣對(duì)于加工來說就會(huì)具有一定的局限性。而激光加工是利用聚焦的高功率光束照射到材料表面使其熔化,再利用輔助氣體將熔融殘?jiān)档舻倪^程。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省購買加工模具的成本、加工速度快、切割不易變形、切割縫隙小且美觀。隨著激光沖床復(fù)合機(jī)的引入,大大提高了加工效率,且能更好地保證加工制品的尺寸精度,使得鈑金下料工藝更精準(zhǔn),更高效。

        折彎

        鈑金折彎要控制好最小折彎半徑和折彎的延展系數(shù)。對(duì)于最小折彎半徑而言,若半徑過小,會(huì)使得材料拉伸延展性變強(qiáng),當(dāng)延展達(dá)到極限狀態(tài)時(shí),材料就會(huì)發(fā)生斷裂。而對(duì)于折彎的延展系數(shù),不同材料、不同V形槽寬度的折彎下模(圖1)都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。就現(xiàn)階段常用到的三種材料:鋁板、鋼板、不銹鋼板來說,對(duì)于同種厚度,使用同種規(guī)格V形槽的折彎下模折彎時(shí),不銹鋼的延展系數(shù)最大,鋁板的延展系數(shù)最小。且同種材料,選用的V形槽寬度不同,其折彎的延展系數(shù)也不同,通常V形槽寬度越大,延展系數(shù)越大。所以,要想折彎尺寸合格,在選用合適規(guī)格V形槽的前提下,計(jì)算好材料的延展系數(shù)是關(guān)鍵。但由于板材會(huì)有折彎回彈的屬性,因此在折彎刀具的角度選擇上,通常要選擇小于折彎需求角度的刀具。現(xiàn)階段最普遍的90°折彎,通常會(huì)選用86°的折彎刀具。

        圖1 不同V形槽寬度的折彎下模

        焊接

        在鈑金加工過程中,為了增強(qiáng)連接處的強(qiáng)度,通常會(huì)進(jìn)行焊接工藝處理。在鈑金加工中常用到的焊接有氣體保護(hù)焊、激光焊和電阻焊。但三種焊接的工藝不同,前兩種焊接通常情況下會(huì)用到焊絲,但兩者相比,后者的焊接效果更美觀,但價(jià)格更高,且兩種焊接的板材受熱變形量大。電阻焊是利用上下電極頭接觸加熱、加壓的方式進(jìn)行焊接的,如圖2所示,其特點(diǎn)是不需要焊絲,焊接后板材變形量小。若零件焊接位置形狀復(fù)雜,會(huì)對(duì)電極頭形狀有較高要求。

        圖2 電阻焊鈑金件

        鈑金加工中的難點(diǎn)

        在鈑金加工過程中,無論是下料、折彎還是焊接工藝,都需要根據(jù)產(chǎn)品的特性,設(shè)計(jì)出合理、最優(yōu)的加工工藝順序,以確保產(chǎn)品在加工完成后符合產(chǎn)品的外觀及質(zhì)量要求。隨著社會(huì)的快速發(fā)展,產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)逐漸向結(jié)構(gòu)件的少量化、單個(gè)結(jié)構(gòu)件的復(fù)雜化方向發(fā)展,因此,對(duì)鈑金加工工藝的技術(shù)要求也越來越高。對(duì)于下料工藝而言,需要特別注意產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的特殊工藝,如拉深工藝、凸包工藝等,這些工藝的成形方向、成形尺寸不同,機(jī)床在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)其結(jié)構(gòu)的影響也不同,需要根據(jù)制品結(jié)構(gòu)工藝的特點(diǎn)特殊處理;而對(duì)于折彎和焊接工藝,隨著結(jié)構(gòu)件的復(fù)雜化,非標(biāo)刀具的使用也會(huì)越來越多,因此在加工編程中,要打破常規(guī)思維,可能需要設(shè)計(jì)出形式不同、非固定、非模式化的加工工藝程序。這就給鈑金加工提出了許多難題,也成為了鈑金加工工藝提升的難點(diǎn)。

        鈑金加工改進(jìn)措施

        鈑金加工材料選擇

        在加工材料選擇時(shí),首先要確保所使用材料符合產(chǎn)品的材質(zhì)及厚度要求。材料的厚度要在來料時(shí)做好測(cè)量確認(rèn),確保材料厚度在合理的公差范圍內(nèi)。在選擇材料尺寸規(guī)格時(shí),首先應(yīng)考慮材料利用率,盡可能確保材料的高利用率;同時(shí)也要根據(jù)所加工同種材質(zhì)、同厚度的產(chǎn)品綜合考慮,同種材質(zhì)、同厚度的板材規(guī)格最好不要多于三種,避免出現(xiàn)材料嚴(yán)重浪費(fèi),間接增加加工成本。其次,應(yīng)從加工產(chǎn)品的實(shí)際情況出發(fā),選取與其外形、輪廓尺寸相符的材料,確保整體產(chǎn)品的一體性和統(tǒng)一性;最后,為了進(jìn)一步利用材料,大尺寸零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的廢料部分可作為小尺寸零件的加工材料,這樣可進(jìn)一步提高材料利用率,節(jié)省加工材料。

        孔缺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        孔缺結(jié)構(gòu)在鈑金加工中不可或缺,在孔缺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),既要考慮產(chǎn)品的外觀要求,同時(shí)也要滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求,便于加工的進(jìn)行。應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品的具體用途進(jìn)行孔缺設(shè)計(jì),要對(duì)孔缺位置、尺寸、形狀、數(shù)量等作精準(zhǔn)定位,為加工工序做好設(shè)計(jì)規(guī)劃;為了更好地保證產(chǎn)品的強(qiáng)度質(zhì)量,在孔缺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要保證孔邊距在兩倍料厚之上;其次,應(yīng)當(dāng)依據(jù)具體問題具體分析,制定針對(duì)性優(yōu)化加工工藝。如圖3所示,在進(jìn)行孔缺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要控制好孔缺位置與折彎位置的距離,以免造成折彎后孔缺位置由于材料的延展而造成孔缺變形。

        圖3 孔缺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括多個(gè)方面:首先,在鈑金結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)做好預(yù)留空間設(shè)計(jì),避免出現(xiàn)空間不足的問題,導(dǎo)致焊接質(zhì)量出現(xiàn)問題。其次,要做好焊接時(shí)間與焊接接縫的設(shè)計(jì)處理,避免鈑金薄板發(fā)生變形,焊點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)稱且避免與焊縫距離過大,以保證美觀的同時(shí)保證鈑金件的承力達(dá)標(biāo)。

        九短之一 一種是與斧類似又叫斧鉞,一種是比較近的鴛鴦鉞

        前生: 武器禮器

        此生: 鉞

        優(yōu)點(diǎn): 騎兵克星(斧鉞)

        暗殺、近戰(zhàn)(鴛鴦鉞)

        解讀: 商殷大斧禮武器 唐宋長(zhǎng)柄破騎兵

        清末易裝八卦門 近搏殺招步步藏

        結(jié) 束 語

        鈑金加工已經(jīng)與我們現(xiàn)階段的生活密不可分。在現(xiàn)如今多樣化市場(chǎng)的驅(qū)使下,我們要對(duì)鈑金加工原理和工藝進(jìn)行深入研究,逐步優(yōu)化鈑金加工工藝,用最短的時(shí)間設(shè)計(jì)、加工出高質(zhì)量的鈑金產(chǎn)品,讓鈑金制作行業(yè)朝著更好的發(fā)展不斷前進(jìn)。

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