機(jī)床鈑金加工工藝探究

陳本林

摘要：近些年來(lái)，伴隨數(shù)控機(jī)床技術(shù)的持續(xù)提高，數(shù)控機(jī)床在軍事工業(yè)以及汽車(chē)等行業(yè)領(lǐng)域得到了較為廣泛的運(yùn)用。我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的深入，使機(jī)床防護(hù)受到各生產(chǎn)方的關(guān)注，這也對(duì)機(jī)床鈑金結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)提出了新的更高的要求。本文通過(guò)論述機(jī)床鈑金結(jié)構(gòu)件的加工工藝，為零件的設(shè)計(jì)與加工提供可靠的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鈑金；加工工藝；機(jī)械加工；機(jī)床；激光切割

鈑金是相對(duì)于金屬薄板而言的一類(lèi)加工工藝，包含折彎、沖孔、拉伸、焊接、拼接、成型等，其明顯的特點(diǎn)便是同一種零件的厚度相同。并具有重量輕、精密度高、剛度好、結(jié)構(gòu)靈活以及外形美觀的特點(diǎn)，也是生產(chǎn)機(jī)床內(nèi)外部防護(hù)的有效方法。伴隨數(shù)控機(jī)床等設(shè)備的日益普及，鈑金加工工藝獲得了質(zhì)的飛躍。本文分別論述機(jī)床鈑金各類(lèi)加工工藝的要點(diǎn)。

1.鈑金折彎的加工工藝

1.彎曲直邊的高度及彎曲半徑要保持適中

在鈑金折彎的過(guò)程中，彎曲直邊的高度切不可過(guò)小，不然會(huì)增加加工的困難，也直接關(guān)乎到結(jié)構(gòu)件的剛度。一般情形下，鈑金折彎的直邊高度≥板材實(shí)際厚度的2倍。彎曲半徑的最小值要緊密依照規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格明確。

2.折彎結(jié)構(gòu)件的孔邊距需合乎操作規(guī)程

由于結(jié)構(gòu)件自身的特征，折彎開(kāi)孔無(wú)法徹底避免，為確保結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度及開(kāi)孔品質(zhì)的達(dá)標(biāo)，一般要確保折彎結(jié)構(gòu)件上的孔邊距合乎規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)為圓孔時(shí)，板材的厚度≤2mm，孔邊距需不小于彎曲半徑與板厚之和；當(dāng)板材厚度超過(guò)2mm時(shí)，孔邊距要不小于彎曲半徑與板厚之和的1.5倍；另外，當(dāng)孔為橢圓形孔時(shí)，孔邊距的實(shí)際數(shù)值要>圓孔。

2.鈑金落料的加工工藝

1.沖孔過(guò)程中要合理設(shè)置孔間距及孔邊距

孔間距及孔邊距的精確設(shè)定，可使鈑金加工更好地依照標(biāo)準(zhǔn)要求操作。在激光切割時(shí)，原材料的選擇要使冷軋板及熱軋板的厚度最大值≤20mm，不銹鋼厚度的最大值≤10mm，網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)件切忌采用激光切割的途徑加以實(shí)現(xiàn)。

2.落料方式的選取

由于數(shù)控機(jī)床設(shè)備的廣泛運(yùn)用，激光切割技術(shù)逐步成為新的技術(shù)戰(zhàn)略要點(diǎn)，鈑金的落料方式已逐步從傳統(tǒng)意義上的半自動(dòng)切割朝著激光切割及數(shù)控沖床的加工方向轉(zhuǎn)變。在具體加工時(shí)，所采用的加工工藝要合乎激光切割板材厚度的基本要求。

3.鈑金拉伸的加工工藝

1.合理控制拉伸件為圓形時(shí)的內(nèi)腔直徑

拉伸件是圓形時(shí)，為保障工件整體的拉伸效果，一般要將內(nèi)腔直徑控制在不小于圓形直徑與10倍板厚之和的范圍，以切實(shí)避免拉伸件內(nèi)產(chǎn)生皺折現(xiàn)象。

2.科學(xué)把控拉伸件邊壁及凸處的圓角半徑

拉伸件的邊壁及凸處的圓角半徑與下底及直壁的圓角半徑相仿，圓角半徑的最大值要維持在8倍板厚以?xún)?nèi)，然而在圓角半徑的最小值上，要超過(guò)板厚的2倍。

3.當(dāng)拉伸件是矩形時(shí)的相鄰圓角半徑的調(diào)整和控制

拉伸件是矩形時(shí)，相鄰近的兩壁之間的圓角半徑應(yīng)為：r3≥3t，為盡可能減少拉伸的次數(shù)，可取r3≥H/5，這樣即可一次性的拉出。因此，需對(duì)相鄰圓角半徑的值加以準(zhǔn)確控制。

4.鈑金焊接的加工工藝

1.科學(xué)選擇焊接工藝及方式

機(jī)床鈑金結(jié)構(gòu)件在加工時(shí)，需把若干鈑金件加以組合，而焊接便是最直接有效的組合形式，不但能滿(mǎn)足強(qiáng)度需要，還能最大程度地保障連接要求。在鈑金結(jié)構(gòu)件焊接時(shí)，通常選擇電渣焊、氣焊、熔化焊、物理等離子弧焊以及氬弧焊等。

在焊接時(shí)，要立足于材料的性能與規(guī)格狀況科學(xué)選擇焊接方式。例如，焊接<3mm的低合金鋼、碳鋼等非鐵合金時(shí)，需采用氣焊、氬弧焊等方式完成。

2.時(shí)刻注重焊接品質(zhì)

焊接完畢的零件要開(kāi)展外表打磨拋光處理，把焊渣打磨干凈，在圓弧狀的板面銜接方位要打磨到同圓角相同，并進(jìn)一步檢查焊接之后零件的穩(wěn)固程度，仔細(xì)查看有無(wú)形變，必要時(shí)可立即修整。

5.鈑金展開(kāi)尺寸的計(jì)算方法

作為機(jī)床鈑金結(jié)構(gòu)件加工過(guò)程中的關(guān)鍵一環(huán)，鈑金展開(kāi)工藝的科學(xué)運(yùn)用有著重大意義。精確設(shè)計(jì)鈑金件并得到設(shè)計(jì)圖紙尺寸是鈑金件加工的先決條件，借助于數(shù)學(xué)方法求出鈑金件的展開(kāi)尺寸有助于削減加工成本，提升加工效率。一般而言，鈑金平展的長(zhǎng)度主要取決于材料由平面彎折所要求的長(zhǎng)度，計(jì)算公式可表示為：L=πθ/（2*90°）（R+Kt），其中，L為鈑金展開(kāi)的實(shí)際長(zhǎng)度，單位是mm；θ為鈑金折彎的角度，單位為°；R為折彎位置處的圓角半徑，同折彎設(shè)備及模具相關(guān)；K為折彎因子，取決于折彎中線；t為材料厚度，單位是mm。通過(guò)上述公式不難發(fā)現(xiàn)，折彎的角度θ以及材料厚度t取決于鈑金產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，在固定的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，可將其看做常數(shù)，所以說(shuō)，在鈑金設(shè)計(jì)及加工時(shí)，主要把折彎內(nèi)的圓角半徑R以及折彎因子K作為計(jì)算鈑金展開(kāi)長(zhǎng)度的直接參考數(shù)據(jù)。

在加工實(shí)踐中，鈑金結(jié)構(gòu)件的相關(guān)人員通常依照鈑金材料的基本厚度、屬性等特點(diǎn)設(shè)定折彎可允許的參數(shù)值，進(jìn)而獲得鈑金件展開(kāi)尺寸，然而，這一系列的設(shè)定參數(shù)是僅憑經(jīng)驗(yàn)而決定的，并非同現(xiàn)實(shí)狀況相符合?；诖?，為獲得精準(zhǔn)的展開(kāi)圖，可采用Pro/E等三維系統(tǒng)軟件完成設(shè)計(jì)折彎結(jié)構(gòu)件的任務(wù)。

6.機(jī)床鈑金在設(shè)計(jì)及加工過(guò)程中的注意事項(xiàng)

在數(shù)控機(jī)床鈑金結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首要的任務(wù)便是查看零件能否折彎成型，以杜絕人工焊接、拆分或過(guò)度地拆分。還要科學(xué)設(shè)定鈑金結(jié)構(gòu)的要素，例如形變位置區(qū)、折彎邊高度的最小值等，方能產(chǎn)生工藝及結(jié)構(gòu)精確的鈑金模型。

在鈑金結(jié)構(gòu)件的外表后期加工時(shí)，要充分顧及到結(jié)構(gòu)件酸洗之后的溢水現(xiàn)象，假若酸洗液體加熱后未能徹底排干，會(huì)極易誘發(fā)噴漆脫落的新問(wèn)題，便在零件上部開(kāi)工藝孔，發(fā)揮掛件和排水的功能。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，針對(duì)鈑金加工人員以及鈑金制造方而言，鈑金在制造時(shí)的加工工藝關(guān)乎產(chǎn)品品質(zhì)，為此，需運(yùn)用當(dāng)代前沿的加工器械設(shè)備及先進(jìn)工藝有條不紊地完成各項(xiàng)工藝任務(wù)，以便于提升零件精度，克服零件形態(tài)復(fù)雜所帶來(lái)的問(wèn)題，滿(mǎn)足產(chǎn)品多元化規(guī)格的要求。唯有在加工實(shí)踐中自覺(jué)優(yōu)化工藝，才能減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工周期，提升數(shù)控機(jī)床鈑金結(jié)構(gòu)件的加工效率。

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