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鈑金加工的工藝優化方法,實用!
發布時間::2019-01-23
導讀

鈑金零件工藝有其固有特點。工藝理論的歸納與總結有助于提升工藝人員對鈑金加工的運用能力,有利于設計出更優化的工藝流程與加工方案。在現有設備加工能力和產品結構基本定型的前提下,從工藝角度進行結構優化,立足于生產動態平衡、靈活協調,制定出最優化的工藝方法是鈑金工藝人員的主要職責。


鈑金零件特點

        鈑金零件具有自身薄、易成形等特點,可以成形為各種形狀的零部件。隨著焊接、組裝、拉鉚等工藝的應用,給予了產品實現多結構的可能性。同時,這些特點也使鈑金件在加工過程中會或多或少地發生不同程度的變形,如彎曲變形、扭轉變形、凹凸變形等。這些變形使得整個構件的尺寸或形狀發生變化,造成質量問題。但鈑金零件生產工藝又有其固有規律,對同類型產品,根據現有的設備、人力等,可以靈活調整加工的先后順序,給出合理的加工工藝。所以選擇正確的工藝路線,是對這一類問題有效的預防和解決的措施。


鈑金工藝路線設定基本原則

        工藝路線的制定必須結合產品的形狀和公司現有的加工設備,以滿足產品質量要求為前提,最終實現經濟效益最大化為目標。一般工藝路線的制定可遵循以下原則:⑴滿足產品質量要求,⑵產品工藝路線經濟,⑶為后續工序提供優化,⑷便捷加工。工藝人員對質量的考慮著重點來源于對產品結構功能性與外觀的把握,以及對設備加工能力掌握的熟練程度。考慮整機累計誤差配合關系、優化產品加工方法以降低加工難度、批量生產時設定相對穩定的工藝路線是工藝編制需考慮的三個方向。

整機累計誤差配合

        累計誤差配合是產品本身制造累計公差在組立上的綜合反映,在進行工藝分析時,應做相應的公差分配,保證累計誤差在可控范圍內。如我公司生產的交流電控機柜為此種情況的典型產品,現以此為例展開詳述。

  交流電控機柜一般可加工成拼裝機柜和焊接機柜。較為常見的是拼裝機柜,拼裝機柜的典型主體結構由頂框、底框、立柱、前門、后門和側門(板)組成。



        處理好這幾種組成零件的加工工藝,基本上就能保證機柜產品的加工質量。一般客戶對機柜總裝后整體外形尺寸有一定要求,要求對角線尺寸X1與X2、X3與X4尺寸差小于2mm,根據安裝使用狀況,客戶對寬度尺寸L3有管控,但對高度和厚度尺寸要求不嚴。由于客戶設計時,一般用本體造型至所需尺寸,未考慮涂覆膜厚,致使工件噴涂后組裝,機柜外形尺寸會超差。因此需要對各個組成零件調整涂覆余量,以滿足寬度尺寸L3,同時也要保證尺寸L1、L2,通常采用頂框、底框和立柱配合調整方式,根據裝配不同,調整量有差異。前后門、側門一般嵌入安裝在上下門楣之間,故外形尺寸一般取負偏差。

  涂覆余量需根據噴涂種類的不同做相應的調整,考慮裝配間隙和其它因素,一般在管控尺寸取下偏差的基礎上再調噴涂余量(通常門板類取負偏差且再留0.5~1mm涂覆層余量)。


優化產品加工方法

        加工方法的優化在于對其加工順序的調整或工藝的改進,通過一個簡單的例子來分析說明。如某一種門板展開圖,此門板單件加工時可著重考慮其質量和時間,一般的工藝方案是:剪床下料→沖床沖外形及內孔→折床折彎→焊接四角。這樣的工藝方案省時省力,但若大批量生產對沖床刀具的損壞會加劇,大大增加了機床的維護成本。另外,若編程程序稍有問題將會造成不可挽回的損失。由于這類門板異型處的作用是為了安裝門吸,所以大批最生產這類門板時通常采用如下加工方案:剪床下料(三個門吸小片另下料)→沖床沖內孔→剪角→折床折考→焊接四角及三個門吸小片。該方案的改進不僅省下了原材料、設備維護成本,還大大降低了編程的出錯率。


工藝路線的穩定性選擇

        工藝路線的穩定性選擇應與生產批量相匹配,工藝路線會因生產批量的變化而面臨不同的選擇,產品處于試制階段時的工藝路線會與小批量生產有所不同。試制階段側重于產品整體結構驗證及加工時效性,對工藝加工成本不敏感,小批量生產則側重于工藝路線驗證,對于單件結構進行局部優化以及適量模具準備。批量生產所選擇的工藝會以成本為最優先考慮項,盡可能優化工藝,節約成本。下面以一個小彎角件為例說明:

  工藝路線Ⅰ:剪床下料→折床折彎→劃線打孔并攻絲;

  工藝路線Ⅱ:剪床下料(可好幾件單品合并)→沖床沖底孔→剪床剪裁成單品→折床折彎→鉗工攻絲;

  工藝路線Ⅲ:制作模具加工。

  通過以上三種工藝路線的對比,發現這三種方案均能有效地達到客戶的要求,但每一種方案又有各自的特點。工藝路線Ⅰ因需人工多且耗時間(劃線打孔),造成大比例制程損耗,一般只適合下單件產品的加工,批量生產不建議用此方案;工藝路線Ⅱ用機床的過程多,在時間上要稍快些,且一次可出多件產品,適合于中小批最生產,但其沖完后需再進行剪裁,可能會造成孔位的少量位移;工藝路線Ⅲ針對其制作出合適的模具加工,適用于大批量生產加工,省時省力。


       通過以上的探討,可見工藝路線的選擇對加工過程損耗的影響與生產批量息息相關,我認為工藝路線的選擇應綜合考慮各種因素,所以根據不同的生產狀況恰當選擇工藝路線尤為重要。


結語

        鈑金零件的加工工藝是一個較為復雜的問題。本文簡單闡述一般鈑金零件工藝設定的基本原則,以期找出工藝設定的基本方法,總之,作為一名工程師,應該樹立成本觀念,融合成本于工藝中,從整體全局的角度,看待工藝設定的過程。  

文章來源于鍛造與沖壓


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