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    不規(guī)則鈑金件加工

    2012-10-23 10:02:58胡宏亮劉瑞然賈智敏
    制造技術(shù)與機(jī)床 2012年2期
    關(guān)鍵詞:鈑金件機(jī)加工劃線

    胡宏亮 劉瑞然 賈智敏 韓 微

    (齊齊哈爾北方機(jī)器有限公司,黑龍江齊齊哈爾 161000)

    鈑金件在機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,時(shí)常有一些特殊的產(chǎn)品難以加工。圖1所示鋼板零件為彎形后進(jìn)行熱處理,最后機(jī)加工定尺寸,大批量生產(chǎn)。

    1 難點(diǎn)分析及解決方案

    1.1 尺寸難以加工和檢驗(yàn)

    設(shè)計(jì)者之所以采取這種方式表示產(chǎn)品,主要是依據(jù)零件在裝配焊接結(jié)構(gòu)中的裝配關(guān)系以及零件本身結(jié)構(gòu)要素之間的相互位置關(guān)系。圖1中關(guān)鍵設(shè)計(jì)尺寸為空間尺寸450 mm及154 mm,且兩端面與大平面有6°24'角度,且在下端圓弧內(nèi)側(cè)面有一高為30 mm的斜面。此圖尺寸有利于裝配,符合設(shè)計(jì)意圖,但是在機(jī)械加工過程中無論是劃線、機(jī)械加工,還是成品檢驗(yàn)都有很大的難度。且在彎形R208 mm過程中,存在一定的偏差,導(dǎo)致劃線和測量時(shí)450 mm和154 mm難以同時(shí)保證。

    通過分析,產(chǎn)品圖中的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)并不適合工藝的要求,因而需在加工過程中將產(chǎn)品圖設(shè)計(jì)尺寸轉(zhuǎn)化為工藝尺寸。產(chǎn)品圖為確定裝配相互位置時(shí)的尺寸,不利于機(jī)加工時(shí)劃線、加工和測量。為此,采取將工件放平,通過尺寸轉(zhuǎn)換,將設(shè)計(jì)尺寸變?yōu)楣に嚦叽?。此方法理論上完全正確,通過兩種方式對比實(shí)驗(yàn),機(jī)加工過程中使用工藝尺寸結(jié)果完全符合產(chǎn)品圖設(shè)計(jì)尺寸要求。工藝尺寸如圖2所示。

    1.2 折彎及熱處理變形

    折彎R208 mm并進(jìn)行熱處理后,由于圓弧R208 mm內(nèi)應(yīng)力釋放,除折彎過程中產(chǎn)生的誤差外也產(chǎn)生一定的偏差,從而導(dǎo)致在劃線和測量時(shí)設(shè)計(jì)所要求的最關(guān)鍵尺寸450 mm和154 mm難以同時(shí)保證。通過分析,采取的工藝措施為除齒形缺口氣割定寸端留有拉筋外,其余3邊均留機(jī)加工量2~4 mm;然后通過劃線,校驗(yàn)彎形R208 mm偏差情況,并通過劃線找正,確定產(chǎn)品圖上端面位置,即通過劃線確定關(guān)鍵尺寸450 mm和154 mm。經(jīng)實(shí)踐證明,這種下料留量、劃線找正的方法對解決由于彎形誤差而導(dǎo)致的關(guān)鍵尺寸難以同時(shí)保證有很好的矯正作用。

    1.3 加工方式的選擇

    在選擇加工方式時(shí),我們先后考慮過刨床、鏜床和插床加工。產(chǎn)品圖中工件下端為在R208 mm圓弧上氣割出齒形缺口,直接定寸導(dǎo)致彎形難以進(jìn)行,因此采取了在外沿增加拉筋的方式。在下端面定寸過程中造成了機(jī)加工時(shí)為斷續(xù)加工,且裝夾找正都很困難。而且,經(jīng)熱處理的材料加工也較困難。比較3種加工方式:

    使用刨床加工,斜面尺寸在圓弧R208 mm一端,角度難以保證;且各個(gè)工件彎形情況不一,采用的龍門刨床一次只加工一件,造成極大的浪費(fèi)。

    使用鏜床加工,因?yàn)辇X形缺口和拉筋的存在,導(dǎo)致加工時(shí)變形太大;且定位基準(zhǔn)為端面,通過底面大平面找正,加工斜面和端面角度需要多次旋轉(zhuǎn)工作臺面,加工時(shí)存在很大的困難。

    最終確定的方法為采用插床B5100加工,此機(jī)床行程為1 000 mm,可滿足使用要求。且插削加工時(shí)工件受力方向垂直于齒形缺口,使得變形很小。劃線后需要先進(jìn)行倒角加工,使得端面厚度僅為2 mm,端面定位找正困難。為此,采取設(shè)計(jì)工裝夾具的方法簡化機(jī)加工和劃線,采取大平面定位裝夾,設(shè)計(jì)對刀樣板,從而保證了加工質(zhì)量。設(shè)計(jì)的插床夾具如圖3。

    設(shè)計(jì)插床夾具后,劃線時(shí)按照工藝尺寸驗(yàn)證彎形誤差量,然后在彎形內(nèi)輪廓平面內(nèi)按工藝尺寸劃線,就可以保證產(chǎn)品圖尺寸要求,降低了勞動強(qiáng)度,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。插床工人使用夾具后,裝夾方便,能夠保證產(chǎn)品圖尺寸,檢驗(yàn)時(shí)也可以在夾具上直接測量450 mm及所有角度,提高了檢驗(yàn)質(zhì)量和效率。

    2 加工方案的確定

    對加工難點(diǎn)進(jìn)行分析和提出相關(guān)解決措施,為合格加工此不規(guī)則鈑金件奠定了良好的基礎(chǔ)。最后編制合理的冷熱加工工藝如下:

    (1)下料鋼板尺寸為δ12 mm×530 mm×605 mm;

    (2)調(diào)質(zhì)熱處理;

    (3)劃線:劃線借料,劃兩端面線及倒角4-5×45°,劃上端端面線、沖壓找正線及沖點(diǎn)(為沖壓留量2~4 mm);

    (4)刨:按主視圖(圖1)兩端面定寸并倒角4-5×45°,刨左視圖(圖1)圖上端面見平,保持距沖壓找正線距離不小于3 mm;

    (5)鉗工:打毛刺,清理,打印記;

    (6)沖壓折彎R208 mm;

    (7)熱處理正火;

    (8)劃線校正;

    (9)插:插兩端面倒角及斜面;

    (10)鉗工:清理,打毛刺,倒鈍銳邊;

    (11)在夾具上在線檢測產(chǎn)品圖尺寸。

    3 結(jié)語

    不規(guī)則鈑金件的機(jī)械加工,需要考慮的因素很多,裝夾方式、變形校正,加工方式的選擇等。本文對這一特殊的鈑金件的加工進(jìn)行分析和采取相應(yīng)的措施,如設(shè)計(jì)尺寸與工藝尺寸的轉(zhuǎn)換,折彎及熱處理變形的解決和加工方式的選擇等,很好地解決了此零件的加工難題。

    [1]陳宏鈞.實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.

    [2]馮之敬.機(jī)械制造工程原理[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.

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