機床鈑金零件設計及加工的相關探討

王曉君 王超

（沈陽機床股份有限公司鈑焊分公司 遼寧沈陽 110000）

機床鈑金零件設計及加工的相關探討

王曉君 王超

（沈陽機床股份有限公司鈑焊分公司 遼寧沈陽 110000）

由于在數控機床當中，鈑金零件具有一定的特殊性，沒有辦法像其它零件一樣進行批量的加工，沒有特點的模具。所以可以這樣說，一個加工機床鈑金的設備的基礎好壞以及工藝師對工藝設計對整個零件的影響是非常大的。本文分析了機床鈑金類零件結構的影響因素，然后詳細闡述了機床鈑金類零件的加工工藝。

機床；鈑金；零件

機床鈑金零部件通常都不采用成型模具批量加工，因此零部件的設計一定要充分考慮到零部件的可加工性，并使其具有最佳的加工工藝路線，在一定程度上，可以說是設備的加工能力和工藝路線決定了零部件的具體結構。本文主要闡述了機床鈑金類零部件的結構及其工藝性，希望能對鈑金類零部件的設計與加工提供一點參考和借鑒。

1 鈑金類零件結構的基本要求

機床外觀要求各鈑金零件間的連接螺釘及板材端面不外露，一般相鄰鈑金件向內折邊，并且相互包邊，這樣即加強了鈑金件的強度又具有防水的作用，在控制電柜殼體等IP防護等級要求較高的地方還通常折邊壓密封條的方式，這樣即防水又防塵。機床外觀要求各面棱邊盡量保持圓滑一致，零件間接合縫均勻一致，因此相鄰鈑金零件間的接縫最好不與棱邊重合，也不能處在圓弧的曲面上。拼焊時一般將接縫位置放在頂面、底面、背面等不外露或看不到的地方，并采用斜接縫，以使三條棱邊均為一致的折彎成形的光滑圓弧。當然，機床外觀和機床造型對鈑金零件的結構還有其他多方面的要求和限制。

2 鈑金類零件結構加工路線的影響

機床鈑金類零件的加工工藝路線對零件結構也有很大的影響。例如，具有型腔結構的零件要設計溢水孔，以免在表面處理過程中將槽液帶出造成各槽液之間相互污染。零件表面噴涂懸掛時應盡量借用已有孔，但已有孔不合適或較重的零件還應設計適宜吊裝的工藝孔，并考慮零件重心位置，避免因零件重心偏移傾斜超過噴涂線最大允許通過尺寸而發(fā)生磕碰。對需要焊接的機床鈑金類零件，設計時還應考慮到焊接的工藝性，盡量使接縫位置不外露，并盡可能使接縫長度最短，這樣可以減少焊接工作量和零件的焊接變形。焊接時應優(yōu)先選用點焊（電阻焊）和氣體保護焊，這兩種焊接方式適于焊接薄板，且零件焊后變形較小。機床鈑金類零件設計時還應考慮到折彎加工的便利，零件的兩邊A1、B1及A1、B2折彎尺寸均不同，在折彎加工時，需分別定位才可折彎，改進為兩邊A、B折彎尺寸相同，則折彎時兩邊可一次定位同時折彎，定位基準一致，折彎次數減少。

3 機床鈑金類零件設計中應注意的問題

機床鈑金類零件設計中還應注意以下問題：機床鈑金類零件設計中不可盲目加大零件材料厚度來提高零件強度或剛度，應首先考慮用增加零件折邊或加大其折邊尺寸的辦法；其次可以考慮增加相應的筋板或“幾字形”加強槽鋼的辦法，這樣零件的強度或剛度可以提高很多，而重量卻不會增加太多；對于可以直接折彎成形的零件，切不可人為再拆分成分件進行拼焊，設計時應將零件是否能夠直接折彎成形搞清楚，避免過度拆分零件；除配做孔外，對于零件上的各種孔，在拆分分件時，均應在分件上給出，以便在進行板料加工時由數控激光切割機或數控轉塔沖機床直接加工完成，避免和減少人為手工配做孔；機床鈑金類零件設計時還應注意，必要和適當地改變零件結構，可極大地提高材料利用率。以某立板零件用數控激光切割機自動排樣下料為例進行對比驗證，雖加工時間有所增加，但節(jié)約的成本遠高于所增加的費用。

4 機床鈑金類零件的加工工藝

對于鈑金工藝人員、鈑金制造者以及制造企業(yè)來說，鈑金在制造過程中的加工工藝直接影響產品的質量，而利用先進的現代化設備及優(yōu)化工藝可有效地解決零件精度要求高、形狀復雜等問題，更能適應產品規(guī)格多樣化的柔性需求。

4.1 鈑金展開

鈑金展開是加工過程中最重要的一道工序。正確完成鈑金件的設計工作及準確得到展開圖樣尺寸是加工鈑金件的前提條件。盡可能地求得成形鈑金件的展開尺寸對降低成本、提高生產效率是至關重要的。

由鈑金展平長度計算公式可知，影響鈑金展開長度的4個主要因素中，材料厚度t和折彎角度θ兩個因素由產品結構決定，在一定的產品結構中可以視為常數。因此在鈑金工程設計中，是以K因子和折彎內圓角R為鈑金展開計算的主要依據。

在實際加工過程中，鈑金工藝人員根據飯金材料的屬性、厚度等特征設置折彎許可中的參數，從而得出飯金的展開尺寸，但是這些設置參數只是經驗值，并不一定與實際情況完全對應。為得到精確而且合理的展開圖，還應結合SolidWork，Pro/E等三維軟件對鈑金折彎件進行設計。

4.2 鈑金折彎

鈑金折彎應盡可能地考慮設備的加工能力，這直接影響鈑金件成形尺寸及外形美觀。

折彎方式一般分為三種：①自由折彎（也叫懸空折彎）；②壓迫折彎（也稱為模具成形折彎）；③三點折彎，其特點是工件與下模有三點接觸，當上模壓迫工件時，中間部分跟隨工件一起移動，將工件位置反饋給計算機，保證折彎精度。

鈑金折彎工序在整個生產過程中屬于瓶頸，其本身加工速度相對較慢，所以選擇正確的折彎設備及折彎方式直接影響整個生產效率。

4.3 鈑金焊接

焊接類型有氫弧焊、點焊、二氧化碳氣體保護焊、焊條電弧焊等。針對機床鈑金件的結構特點應考慮整體焊接方式，機床關鍵部位如前圍罩、擋水板等需要滿焊防水處理的，必須在焊接后做試漏；內側加強筋選用幾字型筋，盡量采用塞焊連接；為提高生產效率焊接螺母采用點焊方式等。

焊接后的零件應進行表面打磨拋光處理，將焊渣磨掉，在圓弧板面對接處應打磨至圓角一致。檢查焊接后的零件是否牢固，有無變形，并進行有效地修整、修型。

綜上，零件的設計必須充分考慮到零件的可加工性，在以后的生產中盡可能地優(yōu)化工藝流程，縮短產品的設計與制造周期，適應現代鈑金數控設備高效率的加工要求，降低生產成本，提高企業(yè)的市場競爭能力，以適應鈑金制造業(yè)的快速發(fā)展。

[1]張新華.數控機床鈑金加工的探析[J].2007（4）.

[2]龔健沖，楊雪玲.數控機床零部件加工模式的建立[J].2008.

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2016-3-10