機(jī)床鈑金類零件的結(jié)構(gòu)和工藝性

劉星+于海波+劉萍

摘 要：本文重點(diǎn)針對(duì)機(jī)床鈑金類零件的具體結(jié)構(gòu)和加工技術(shù)工藝相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，從而指出機(jī)床鈑金類零件加工時(shí)需要注意的相關(guān)問(wèn)題。本文給出了機(jī)床鈑金類零件加工時(shí)常用的一些簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)計(jì)算方式，旨在進(jìn)一步改善機(jī)床鈑金類零件的結(jié)構(gòu)形態(tài)和提高技術(shù)加工的工藝性。

關(guān)鍵詞：機(jī)床；鈑金類零件；結(jié)構(gòu)；工藝

通常我國(guó)工業(yè)加工中機(jī)床鈑金類零件一般都是單件小批量生產(chǎn)，主要采用數(shù)控剪鈑機(jī)以及數(shù)控激光切割機(jī)和數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)等相關(guān)的鈑金加工設(shè)備，對(duì)機(jī)床鈑金類零件進(jìn)行加工生產(chǎn)。在此加工過(guò)程中，技術(shù)人員還需對(duì)需要焊接的機(jī)床鈑金類零件進(jìn)行人工加工成形，然后再對(duì)其進(jìn)行表面噴漆處理。一般而言，機(jī)床鈑金類零件不宜采用成形模具進(jìn)行批量化加工與生產(chǎn)，所以機(jī)床鈑金類零件的設(shè)計(jì)與加工需要充分考慮零件的可加工性，同時(shí)需要設(shè)計(jì)一條最佳的工件加工工藝路線。因此，機(jī)床鈑金類零件的工件結(jié)構(gòu)和加工形態(tài)是由加工設(shè)備的工藝路線以及加工能力所決定的。

1.機(jī)床鈑金類零件的結(jié)構(gòu)和加工工藝要求

機(jī)床鈑金類零件的展開(kāi)尺寸應(yīng)小于現(xiàn)有板材的供貨尺寸，在不影響機(jī)床零件外觀質(zhì)量的前提下，要保證其加工零件的展開(kāi)材料尺寸更小。通常情況下，在加工之前，技術(shù)人員需要采用以下計(jì)算方式，對(duì)鈑金類材料的具體加工尺寸進(jìn)行計(jì)算分析。具體而言，需要采用如下幾種計(jì)算方式進(jìn)行加工尺寸換算：

（1）計(jì)算法。通過(guò)將“板材折彎成形后中心層的長(zhǎng)度不變”這一理論作為加工技術(shù)基礎(chǔ)，從而按照具體公式：

進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，其中中心層的實(shí)際半徑以及加工材料的彎曲內(nèi)半徑和加工板材的實(shí)際厚度分別采用 進(jìn)行科學(xué)表示。

（2）另外一種加工尺寸計(jì)算方式是采用查表法進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。在此計(jì)算基礎(chǔ)上，需要綜合考慮影響折彎件展開(kāi)尺寸精確度的有關(guān)影響因素，比如彎曲內(nèi)半徑R以及折彎度等，通過(guò)直接求得工件展開(kāi)補(bǔ)償參數(shù)值，從而對(duì)機(jī)床類鈑金加工工件的結(jié)構(gòu)以及具體的加工工藝進(jìn)行科學(xué)分析。

（3）最科學(xué)的一種計(jì)算分析方式就是采用軟件分析法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。將機(jī)床鈑金參數(shù)輸入設(shè)計(jì)軟件，從而自動(dòng)生成相關(guān)的三維實(shí)體模型，再對(duì)其進(jìn)行加工處理。

總之，在對(duì)機(jī)床類鈑金材料進(jìn)行加工處理時(shí)，需要科學(xué)對(duì)加工工件的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，從而提升技術(shù)加工的精確度。但是，以上三種不同加工計(jì)算方式適宜對(duì)大批量鈑金類零件進(jìn)行加工計(jì)算。我國(guó)工業(yè)加工過(guò)程中關(guān)于機(jī)床鈑金類零件的加工種類較多，而且形態(tài)功能各異，但總體加工數(shù)量較少，且零件加工的精度較低。因此通常情況下，需要加工的機(jī)床鈑金類零件的材料尺寸與型號(hào)分別為1mm-4mm和Q235的鋼板。對(duì)此，可用一般通用性的模板就可進(jìn)行加工。

綜上幾種不同的加工標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方式，本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及科學(xué)的加工理論總結(jié)出如下具體計(jì)算方式[2]：

L=A+B+C+......X-N（2S-0.5）

在上式中，工件的毛坯展開(kāi)尺寸采用L表示，A、B、C......X分別表示工件的折彎長(zhǎng)度；而工件的料厚采用s表示，工件的折彎次數(shù)通過(guò)N表示。因此，機(jī)床鈑金類零件各折彎彎邊長(zhǎng)度均包含材料厚度在內(nèi)，具體的工件折彎斷面形狀示意圖如下所示：

此種加工尺寸計(jì)算方式主要適用于折彎角度在70°-110°之間的工藝零件加工計(jì)算，但不適用于大圓弧折彎件的加工計(jì)算分析。因此，在機(jī)床鈑金類零件結(jié)構(gòu)加工過(guò)程中，可針對(duì)相關(guān)的加工工藝路線進(jìn)行修正。如下圖結(jié)構(gòu)所示，假設(shè)該機(jī)床鈑金類零件的結(jié)構(gòu)尺寸A為12mm，B、C、D的尺寸均為20mm，而E、S的長(zhǎng)度分別為30mm與2mm，因此可按照上述計(jì)算公式求得：

L=A+B+C+......X-N（2S-0.5）

=12+20+20+20+30-4×（2×2-0.5）mm

=102-4×3.5mm=88mm，即該機(jī)床鈑金類零件的毛坯實(shí)際展開(kāi)尺寸為88mm。

2.機(jī)床加工設(shè)備對(duì)鈑金類零件結(jié)構(gòu)的影響

機(jī)床鈑金類零件加工的外觀要求是保證各鈑金類零件的連接螺釘以及板材端面不外露。具體加工折彎時(shí)，可以按照如下圖中的示意圖對(duì)機(jī)床鈑金類零件的相鄰鈑金件向內(nèi)進(jìn)行折邊處理，而且要相互折邊。采用這種方式進(jìn)行加工設(shè)計(jì)不但可以起到良好的防水作用，而且大大提升了鈑金結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。在此過(guò)程中，在控制電柜殼體等IP防護(hù)等級(jí)要求較高的地方，還可通過(guò)如下圖表中所示的折邊壓密封條方式進(jìn)行防水防塵設(shè)計(jì)加工[3]。

3.加工工藝對(duì)鈑金類零件的影響

機(jī)床鈑金類零件的技術(shù)加工工藝路線會(huì)對(duì)零件的總體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響，比如型腔類結(jié)構(gòu)的機(jī)床鈑金類加工零件在技術(shù)加工過(guò)程中，需要設(shè)置溢水孔，從而可以有效防止在對(duì)加工工件的表面進(jìn)行加工處理時(shí)槽液被帶出，從而導(dǎo)致各個(gè)不同的機(jī)床鈑金類零件的加工槽之間相互受到污染。

在加工零件的表面噴涂懸掛時(shí)，應(yīng)該盡可能采用已有孔，但已有孔如果不適合對(duì)機(jī)床鈑金類零件進(jìn)行技術(shù)加工，此時(shí)需要對(duì)較重的鈑金類加工零件的加工線路進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，重新設(shè)計(jì)較為適宜吊裝的零件加工工藝孔。與此同時(shí)，需要在加工過(guò)程中著重考慮機(jī)床鈑金類零件的加工重心位置，從而防止零件在加工過(guò)程中重新產(chǎn)生嚴(yán)重的偏移情況，從而導(dǎo)致不同加工組件之間碰撞。

在此過(guò)程中，比如在對(duì)機(jī)床類鈑金零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)加工時(shí)，需要對(duì)焊接機(jī)的機(jī)床鈑金零件的工藝路線進(jìn)行改進(jìn)，保證接縫位置不外露，而且盡可能使接縫長(zhǎng)度最短，從而不斷提升工件加工的精確性與減少工件加工的工作量。在實(shí)際焊接過(guò)程中，盡可能選擇電阻焊以及氣體保護(hù)焊的焊接方式，但是以上這兩種焊接方式一般都適用于對(duì)較薄的焊接材料進(jìn)行焊接，而且焊接之后機(jī)床類鈑金材料的實(shí)際結(jié)構(gòu)變形度很小。

結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐研究表明，鈑金類零件在機(jī)床加工時(shí)，并非采用成形模具進(jìn)行流水線統(tǒng)一加工。因此，在具體加工過(guò)程中，零件結(jié)構(gòu)形態(tài)會(huì)受加工技術(shù)工藝行進(jìn)路線及加工技術(shù)工藝的影響。本文在上述分析基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)鈑金類零件的加工影響進(jìn)行了分析，從而希望在工業(yè)加工制造過(guò)程中，結(jié)合企業(yè)的加工設(shè)備及相關(guān)加工零件進(jìn)行全面衡量，結(jié)合具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析，從而不斷在實(shí)踐過(guò)程中進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)加工工藝，改進(jìn)機(jī)床鈑金類零件的加工工藝路線，以此提升工業(yè)加工的技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]張艷，王海波.機(jī)床鈑金零件基礎(chǔ)構(gòu)造與其工藝[J].科技傳播，2012，02

[2]孫巖，生宏偉.鈑金零件用真空夾持工裝研制[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2012，04