淺談工程機(jī)械覆蓋件的結(jié)構(gòu)與加工工藝

陳龍

摘 要：進(jìn)入20世紀(jì)以來，世界經(jīng)濟(jì)一體化加劇，工程機(jī)械市場競爭加劇，國內(nèi)工程機(jī)械面臨和國際優(yōu)秀工程機(jī)械越來越多的正面交鋒，客戶也對工程機(jī)械產(chǎn)品提出了越來越高的要求，特別是主功能以外的外觀造型要求，而覆蓋件成品外觀的優(yōu)良，是造型設(shè)計(jì)優(yōu)劣的最直接體現(xiàn)。所以，工程機(jī)械覆蓋件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)已越來越受到重視。本文主要闡述了工程機(jī)械覆蓋件結(jié)構(gòu)與加工工藝的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；覆蓋件；結(jié)構(gòu)與加工工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.024

0 引言

工程機(jī)械覆蓋件大部分屬于駕駛室、機(jī)罩等部件，所以對于覆蓋件不僅需要具有設(shè)計(jì)所要求的基本功能，而且還需要能夠體現(xiàn)整機(jī)的造型藝術(shù)甚至是體現(xiàn)出廠商的品牌家族式設(shè)計(jì)，而且有它特有的設(shè)計(jì)生產(chǎn)特點(diǎn)和技術(shù)要求，特別是薄板件成型技術(shù)與一般小型薄板沖壓件在質(zhì)量要求和成型工藝方法等方面具有不同特點(diǎn)。由于工程機(jī)械產(chǎn)品覆蓋件的形狀比較復(fù)雜，生產(chǎn)過程還有大量的理論與技術(shù)問題需要深入細(xì)致的研究。

1 工程機(jī)械覆蓋件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與質(zhì)量要求

1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①輪廓尺寸較大：如某廠商壓路機(jī)駕駛室頂蓋尺寸大約為1300mmX1200mm。②相對厚度?。汗こ虣C(jī)械覆蓋件厚度一般為3mm左右，相對厚度（板厚與毛坯最大尺寸之比）可達(dá)0.001。③設(shè)計(jì)形狀日趨復(fù)雜：即使是平面空間結(jié)構(gòu)，也往往需要多次折彎才能形成所需要的空間結(jié)構(gòu)。④工程機(jī)械外覆蓋件多采用小圓角直線型或斜線型造型。

1.2 質(zhì)量要求

工程機(jī)械覆蓋件的制造質(zhì)量應(yīng)滿足以下基本要求：

①保證與設(shè)計(jì)尺寸一致。包括輪廓尺寸、孔位尺寸以及局部形狀尺寸等，并且必須保證裝配或焊接的準(zhǔn)確、美觀。例如，例如不同焊接方法得到的外觀質(zhì)量有較大差別，產(chǎn)品質(zhì)量要求較低時(shí)可選用焊條電弧焊、氣焊；要求質(zhì)量高，則選用氬弧焊、激光焊、電子束焊等。②覆蓋件表面不允許有明顯毛刺、凹陷等缺陷，成型筋應(yīng)平直，輪廓線應(yīng)圓滑并均勻過渡。③保證強(qiáng)度。覆蓋件成型后的金屬組織和力學(xué)性能盡量優(yōu)于原始坯料，保證零件具有足夠的強(qiáng)度，避免在行駛和作業(yè)中受振產(chǎn)生噪聲甚至斷裂失效。

2 工程機(jī)械覆蓋件的加工工藝

2.1 彎曲加工成型

工程機(jī)械大部分覆蓋件主要采用拉彎、折彎、單模壓彎成型，即彎曲加工成型。這是因?yàn)楣こ虣C(jī)械很多屬于力量型機(jī)械，整體造型并不要求速度與動感。例如，目前裝載機(jī)、壓路機(jī)等工程機(jī)械的覆蓋件造型仍以直線為主，局部采用小圓角過渡，以體現(xiàn)機(jī)械挺拔有力的特點(diǎn)。當(dāng)然，采用直線型結(jié)構(gòu)也具有工藝簡單的特點(diǎn)，這也是與我國工程機(jī)械現(xiàn)有生產(chǎn)裝備水平和生產(chǎn)成本有關(guān)。彎曲加工是將金屬板材、管材或型材經(jīng)輥彎、壓彎、拉彎或折彎等自由彎曲方法成型，所得的零件壁厚均勻并具有一定角度。這種加工方法適宜零件形狀相對簡單，小批量或單件生產(chǎn)加工，是工程機(jī)械駕駛室覆蓋件的主要壓力加工方法。

2.2 模具成型

空間曲面覆蓋件采用沖壓成型，即模具成型。沖壓成型是工程機(jī)械覆蓋件生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，因?yàn)闆_壓既能夠生產(chǎn)小零件，又能夠制造大型零件；既能夠制造一般尺寸公差零件，又能夠制造精密零件。沖壓件剛度好，尺寸公差由模具保證，質(zhì)量穩(wěn)定，一般沖壓后無須機(jī)加即可使用，且沖壓件表面光滑美觀，沖壓工藝生產(chǎn)率高、材料利用率高，最主要是能夠獲得更復(fù)雜優(yōu)美造型。目前著名工程機(jī)械制造廠商生產(chǎn)的挖機(jī)、壓路機(jī)等工程機(jī)械的駕駛室、機(jī)罩均大面積采用沖壓件，使原來的直線棱角風(fēng)格轉(zhuǎn)變?yōu)閳A弧、曲面流線型風(fēng)格。

3 覆蓋件結(jié)構(gòu)與工藝性設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 功能設(shè)計(jì)

重要覆蓋件結(jié)構(gòu)形式必須滿足相應(yīng)功能。例如，駕駛室設(shè)計(jì)必須保證操作人員的舒適性，并能從人機(jī)工程學(xué)角度優(yōu)化設(shè)計(jì)，例如安全性、便捷性、效率、美觀等；發(fā)動機(jī)罩除了對發(fā)動機(jī)系統(tǒng)提供必要的包容保護(hù)外，還應(yīng)有隔離部分聲源的功能，設(shè)計(jì)時(shí)還需要兼顧發(fā)動機(jī)散熱和維修保養(yǎng)方便的要求。

3.2 剛度和強(qiáng)度設(shè)計(jì)

覆蓋件剛度和強(qiáng)度的增強(qiáng)主要靠板件的不同結(jié)構(gòu)形式（如壓筋、折邊、箱型）和填加不同形式的加強(qiáng)筋，采用曲面和棱線等造型方法實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)筋應(yīng)注意對于平面零件，加強(qiáng)筋布置最好不交叉，避免應(yīng)力集中。

3.3 工藝性設(shè)計(jì)

覆蓋件的生產(chǎn)工藝性設(shè)計(jì)關(guān)系到整機(jī)設(shè)計(jì)意圖體現(xiàn)，也關(guān)系到制造效率與成本。覆蓋件生產(chǎn)工藝應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：在設(shè)計(jì)壓型件時(shí)，應(yīng)考慮現(xiàn)有模具的利用率和設(shè)計(jì)的繼承性；折彎內(nèi)圓角半徑應(yīng)盡量統(tǒng)一；對于形體較大的壓型件，還可考慮采用沖壓與焊接復(fù)合工藝，使加工更方便，用較簡單工藝制造出更復(fù)雜零件。

4 小結(jié)

工程機(jī)械產(chǎn)品是屬于多品種、多規(guī)格、小批量生產(chǎn)，這就決定了工程機(jī)械覆蓋件成型不可能像汽車那樣采用大批量的沖壓成型技術(shù)生產(chǎn)線；對于大多數(shù)直線平面結(jié)構(gòu)覆蓋件，多數(shù)是采用機(jī)械折彎成型或單模具壓型，而只對少數(shù)空間曲面結(jié)構(gòu)采用沖壓成型，這樣做大大降低成本，當(dāng)然也會降低制造精度和外觀質(zhì)量，只要精心操作，不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝，還是能滿足使用要求。從長遠(yuǎn)考慮，建立專業(yè)化的生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)覆蓋件專業(yè)化和機(jī)械化生產(chǎn)是提高工程機(jī)械外觀質(zhì)量的一個(gè)值得研究的課題。

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