數(shù)控機(jī)床鈑金零部件的結(jié)構(gòu)研究

摘 要：鈑金零部件是數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最常用的材料，了解材料的綜合性能和正確的選材，對(duì)產(chǎn)品成本、產(chǎn)品性能、產(chǎn)品質(zhì)量、加工工藝性都有重要的影響。對(duì)于機(jī)柜和一些大的插箱，需要充分考慮降低整機(jī)的重量;除保證零件的功能的前提外，還必須考慮材料的沖壓性能應(yīng)滿足加工工藝要求，以保證制品的加工的合理性和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;鈑金結(jié)構(gòu);零部件

鈑金結(jié)構(gòu)指的是板材通過(guò)拉伸，沖切，折彎，焊接組成的零件、產(chǎn)品，一般是利用模具和折彎?rùn)C(jī)，焊機(jī)成型。鈑金指的是針對(duì)金屬薄板進(jìn)行的一種綜合冷加工工藝，它具有的一個(gè)最顯著的特征，那就是相對(duì)于同一個(gè)零件來(lái)說(shuō)在厚度上要求是一致的。在現(xiàn)代化的工藝制造當(dāng)中，數(shù)控機(jī)床鈑金零部件被廣泛地應(yīng)用于汽車、飛機(jī)的制造行業(yè)當(dāng)中，這就對(duì)整個(gè)數(shù)控機(jī)床鈑金零部件的結(jié)構(gòu)要求提出了比較高的要求，對(duì)于鈑金工藝來(lái)說(shuō)，也能給企業(yè)帶來(lái)了很多好處，例如說(shuō)在廢料的回收方面，生產(chǎn)的安全方面等等都相對(duì)較高。

一、機(jī)床鈑金零部件結(jié)構(gòu)分析

鈑金零部件的外部結(jié)構(gòu)要求有以下幾點(diǎn)：第一，從整體效果來(lái)看，如果保護(hù)罩外門的下方接合縫位置不相同，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)外部形體的分割效果也不同。也就是說(shuō)接合縫的位置直接決定了保護(hù)罩的整體外部結(jié)構(gòu)，從而影響數(shù)控機(jī)床的整體效果。保護(hù)罩外門的下方有兩個(gè)數(shù)控機(jī)床鈑金零部件，他們相互承接，它們的接合縫從視覺(jué)角度看可以承受整個(gè)數(shù)控機(jī)床的作用力，如果我們要把三個(gè)鈑金的零部件放在一塊，承接力會(huì)進(jìn)一步提高，還可以與數(shù)控機(jī)床的整體外觀相一致，看上去會(huì)更協(xié)調(diào)更穩(wěn)定;第二，外觀看起來(lái)要整潔、簡(jiǎn)單。在數(shù)控機(jī)床的正立面兩側(cè)如果有接合縫，機(jī)床就缺乏了整體性。如果在設(shè)計(jì)的時(shí)候接合縫能夠放在側(cè)面，機(jī)床的整體效果就會(huì)好很多;第三，外觀要均衡。如果鈑金零部件的接合縫全部都在機(jī)床的正立面位置，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中又沒(méi)有注意到對(duì)稱性，那么整個(gè)機(jī)床就會(huì)不協(xié)調(diào)，反之，把接合縫放在機(jī)床側(cè)面，視覺(jué)角度看就會(huì)顯的很均衡。

二、鈑金零部件結(jié)構(gòu)特征及要求

鈑金加工具有剪切、折彎、成型、焊接、連接等工序，需要工人設(shè)計(jì)者都有具備一定的幾何知識(shí)，零件的加工原料都是一些具有一定厚度的薄板，薄板的特點(diǎn)是可以通過(guò)各種加工手段對(duì)其進(jìn)行加工，例如說(shuō)彎曲、沖壓、拉伸等等。其實(shí)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是對(duì)一個(gè)厚度不變的薄板進(jìn)行一些剪切、折邊、焊接等工序，使其成為想要達(dá)成的鈑金零部件。下面通過(guò)數(shù)控機(jī)床的防護(hù)罩來(lái)說(shuō)明一下鈑金零部件的基本結(jié)構(gòu)，保護(hù)罩板材一般采用的是具有表面質(zhì)量較好特點(diǎn)的冷軋板。鈑金零部件在展開(kāi)以后它的尺寸必須小于板材尺寸，要盡可能不用板材去焊接。數(shù)控機(jī)床防護(hù)罩通常是利用一些數(shù)控的鈑金設(shè)備同一些手工操作相配合來(lái)完成的。對(duì)于加工的尺寸首先要考慮的是整個(gè)設(shè)備的加工能力如何，只有這樣才能避免由于零件的尺寸超出設(shè)備的加工能力而使加工產(chǎn)生誤差。在對(duì)防護(hù)罩鈑金零件在制造精度上往往沒(méi)有過(guò)多的要求。但是如果鈑金零件過(guò)大的話，這樣手工操作那部分的誤差也會(huì)相對(duì)增大，也就會(huì)相應(yīng)的影響到裝配精度，結(jié)果就是鈑金零件在結(jié)合縫上沒(méi)有一致的寬窄度，從而影響機(jī)床的整體外觀。如果鈑金零件過(guò)小，那么相應(yīng)的零件數(shù)目也就增加了，雖然零件的加工誤差減少了，但是由于零件的數(shù)目增多，所以累積的誤差也會(huì)變大，同樣很難保證各鈑金零件都是平整的。

三、材料對(duì)鈑金零部件加工的影響

鈑金加工主要有三種：沖裁、彎曲、拉伸，不同的加工工藝對(duì)板材有不同要求，鈑金的選材也應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品的大致形狀和加工工藝考慮板材的選擇。

（一）材料對(duì)沖裁加工的影響

沖裁要求板材應(yīng)具有足夠的塑性，以保證沖裁時(shí)板材不開(kāi)裂。軟材料（如純鋁、防銹鋁、黃銅、紫銅、低碳鋼等）具有良好的沖裁性能，沖裁后可獲得斷面光滑和傾斜度很小的制件;硬材料（如高碳鋼、不銹鋼、硬鋁、超硬鋁等）沖裁后質(zhì)量不好，斷面不平度大，對(duì)厚板料尤為嚴(yán)重。對(duì)于脆性材料，在沖裁后易產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象，特別是寬度很小的情況下，容易產(chǎn)生撕裂。

（二）材料對(duì)彎曲加工的影響

需要彎曲成形的板材，應(yīng)有足夠的塑性、較低的屈服極限。塑性高的板材，彎曲時(shí)不易開(kāi)裂，較低屈服極限和較低彈性模量的板料，彎曲后回彈變形小，容易得到尺寸準(zhǔn)確的彎曲形狀。含碳量<0.2%的低碳鋼、黃銅和鋁等塑性好的材料容易彎曲成形;脆性較大的材料，如磷青銅（QSn6.5～2.5）、彈簧鋼（65Mn）、硬鋁、超硬鋁等，彎曲時(shí)必須具有較大的相對(duì)彎曲半徑（r/t），否則在彎曲過(guò)程中易發(fā)生開(kāi)裂。特別要注意材料的硬軟狀態(tài)的選擇，對(duì)彎曲性能有很大的影響，很多脆性材料，折彎會(huì)造成外圓角開(kāi)裂甚至折彎斷裂，還有一些含碳量較高的鋼板，如果選擇硬質(zhì)狀態(tài)，折彎也會(huì)造成外圓角開(kāi)裂甚至折彎斷裂，這些都應(yīng)該盡量避免。

（三）材料對(duì)拉伸加工的影響

板材的拉伸，特別是深拉伸，是鈑金加工工藝中較難的一種，不僅要求拉伸的深度盡量小，形狀盡可能簡(jiǎn)單、圓滑過(guò)渡，還要求材料有較好的塑性，否則，非常容易引起零件整體扭曲變形、局部打皺、甚至拉伸部位拉裂。屈服極限低和板厚方向性系數(shù)大，板料的屈強(qiáng)比σs/σb越小，沖壓性能就越好，一次變形的極限程度越大。板厚方向性系數(shù)gt;1時(shí)，寬度方向上的變形比厚度方向上的變形容易。拉伸圓角R值越大，在拉伸過(guò)程中越不容易產(chǎn)生變薄和發(fā)生斷裂，拉伸性能就越好。常見(jiàn)的拉伸性能較好的材料有：純鋁鈑、 08Al， ST16、 SPCD。

四、結(jié)束語(yǔ)

在鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常遇到鈑金結(jié)構(gòu)件的剛度不能滿足要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師往往會(huì)用高碳鋼或不銹鋼代替低碳鋼，或者用強(qiáng)度硬度較高的硬鋁合金代替普通鋁合金，期望提高零件的剛度，實(shí)際上沒(méi)有明顯的效果。對(duì)于同一種基材的材料，通過(guò)熱處理、合金化能大幅提高材料的強(qiáng)度和硬度，但對(duì)剛度的改變很小，提高零件的剛度，只有通過(guò)變換材料、改變零件的形狀，才能達(dá)到一定的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊德濤.關(guān)于數(shù)控機(jī)床鈑金加工的探析[J].科技與企業(yè)，2014.

[2]李曉琦.數(shù)控機(jī)床零部件加工模式探究[J].企業(yè)文化，2015.