基于SolidWorks倒角機(jī)機(jī)身鈑金折彎結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)

朱紅萍 徐曉宇

摘? 要：該文重點(diǎn)對(duì)直徑115 mm倒角機(jī)機(jī)身部分鈑金結(jié)構(gòu)的折彎工藝的設(shè)計(jì)研究。運(yùn)用SolidWorks、AutoCAD等工具軟件，對(duì)初步設(shè)計(jì)出的倒角機(jī)的整體結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行三維、二維設(shè)計(jì)。同時(shí)，借助SolidWorks軟件，從折彎內(nèi)彎角，工藝槽或孔，最小彎邊高度等方面對(duì)機(jī)身整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。并對(duì)初步設(shè)計(jì)出的機(jī)身主要鈑金件的結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，分析得出最佳折彎工序。最后，對(duì)該倒角機(jī)的機(jī)身進(jìn)行了試制、裝配。

關(guān)鍵詞：倒角機(jī)機(jī)身;折彎結(jié)構(gòu)工藝;鈑金;SolidWorks

中圖分類號(hào)：TG936? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

鈑金件的加工質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)械設(shè)備是否美觀。該文主要借助SolidWorks軟件的鈑金設(shè)計(jì)模塊，對(duì)直徑115 mm倒角機(jī)機(jī)身整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，對(duì)該機(jī)身鈑金結(jié)構(gòu)的折彎角度、折彎半徑等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，為后續(xù)機(jī)身鈑金件折彎奠定基礎(chǔ)。

1 倒角機(jī)機(jī)身鈑金整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)倒角機(jī)整機(jī)工作原理的分析，初步確定出倒角機(jī)機(jī)身的整體結(jié)構(gòu)。該機(jī)身結(jié)構(gòu)主要由左后板、后面板上拼板、門框上板、門框下板、控制箱面板、前門下板、控制箱左板、控制箱右板、右前面板、前門以及左門等幾部分裝配而成，每件鈑金件都需要通過(guò)板料折彎工藝得到。

1.1 倒角機(jī)機(jī)身鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的主要因素

鈑金件在折彎過(guò)程中，需要考慮3個(gè)方面因素。

首先，折彎內(nèi)彎角半徑。必須合理選擇折彎內(nèi)彎角半徑，避免設(shè)置過(guò)小的彎曲圓角半徑，產(chǎn)生彎裂現(xiàn)象。

其次，工藝孔、槽和缺口。在實(shí)際折彎過(guò)程中，為了防止彎曲范圍內(nèi)的材料發(fā)生裂紋和寬度變寬現(xiàn)象，需要根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理設(shè)置工藝孔、槽或缺口等結(jié)構(gòu)。

最后，彎邊最小高度。鈑金折彎時(shí)，如果有多個(gè)折彎角時(shí)，需要安排每一道折彎邊的先后順序和折彎高度。通常，以板料折彎零件結(jié)構(gòu)以折彎“V”形件為例，第一道彎邊最小高度 W1min主要取決于折彎下模體 “V” 形槽槽口寬度以及折彎成形精度，通常，W1min≥3t+r（t是板料厚度，r是折彎半徑）。第二道彎邊最小高度應(yīng)滿足條件。1）第二道彎邊高度一般應(yīng)大于折彎模上模體刃口尺寸 S，即 W2>S。2）第二道彎邊高度一般應(yīng)大于第一道彎邊高度，即 W2>W1，兩道彎邊形成角度 A 一般應(yīng)小于 45°。

除了以上提及的主要參數(shù)外，折彎設(shè)備的調(diào)整時(shí)間和工件的操作時(shí)間也會(huì)影響制造成本。多角折彎時(shí)，應(yīng)在避免干涉的基礎(chǔ)上，考慮模具更換次數(shù)、工件翻面和掉頭次數(shù)的因素，找到最佳的折彎次序，降低制造成本，提高工作效率。

1.2 倒角機(jī)機(jī)身鈑金整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

借助SolidWorks鈑金設(shè)計(jì)模塊，分別對(duì)倒角機(jī)機(jī)身的主要鈑金件結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。倒角機(jī)機(jī)身最終的三維結(jié)構(gòu)圖、左門、右前面板和前門下板的鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如圖1所示，1-前門;2-控制箱面板;3-控制箱左板;4-左門;5-門框下板;6-門框上板;7-D板;8-右前面板;9-控制箱右板;10-前門下板，倒角機(jī)機(jī)身鈑金件折彎高度、折彎角度等參數(shù)均按照折彎工藝要求設(shè)計(jì)。

2 倒角機(jī)機(jī)身鈑金結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過(guò)上述倒角機(jī)機(jī)身主要鈑金結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，為了驗(yàn)證其設(shè)計(jì)結(jié)果的合理性，現(xiàn)以右前面板為例（圖1中8號(hào)件），借助SolidWorks軟件的SimulationXpress分析導(dǎo)向?qū)ζ湔蹚澖嵌群驼蹚澃霃郊右员容^優(yōu)化。

2.1 右前面板折彎半徑的優(yōu)化

根據(jù)初步確定的右前面板圖2箭頭所指處折彎半徑，借助分析軟件分析3種不同折彎半徑下，右前面板的應(yīng)力、應(yīng)變情況，分析結(jié)果如圖2所示。

經(jīng)過(guò)上述3種方案的比較可知，方案二（折彎半徑r=3）折彎時(shí)所受的應(yīng)力最小，見(jiàn)表2。因此右前面板箭頭所指處折彎半徑設(shè)定為3 mm。

2.2 右前面板折彎角度的優(yōu)化

根據(jù)初步確定的右前面板圖3箭頭所指處折彎角度α，借助分析軟件分析三種不同折彎角度下，右前面板的應(yīng)力、應(yīng)變情況，分析結(jié)果如圖3所示。

經(jīng)過(guò)上述3種方案的比較可知，方案一、二（折彎角度α=110°）折彎時(shí)所受的應(yīng)力最小，見(jiàn)表3。

3 倒角機(jī)機(jī)身鈑金試制

通過(guò)試制、裝配，倒角機(jī)機(jī)身鈑金件整體外觀良好，無(wú)彎裂、畸變等不良現(xiàn)象，裝配后，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，取得了較好的結(jié)果，最終試制產(chǎn)品，如圖4所示。

4 結(jié)論

鈑金的折彎工藝一直是鈑金加工工藝中的難點(diǎn)，該文借助Solid Works 軟件對(duì)倒角機(jī)機(jī)身鈑金整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析，縮短了后續(xù)的制造周期，降低了成本。最終，通過(guò)實(shí)際折彎產(chǎn)品，得出了結(jié)構(gòu)合理、外形美觀的倒角機(jī)機(jī)身。同時(shí)，也驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。

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