鈑金加工及展開(kāi)放樣研究

張樹(shù)君

摘 要：運(yùn)用相關(guān)的沖壓工藝方法將鈑金的形狀、尺寸和性能按照一定的要求制成成品零件，這就是鈑金零件。上述所提到的沖壓方式主要是指冷沖壓工藝，這種方式具有高生產(chǎn)率和大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)，所以就導(dǎo)致了在航天航空、汽車(chē)、船舶、機(jī)械等方面鈑金的大量應(yīng)用。鈑金在這些領(lǐng)域的大力應(yīng)用也使鈑金零件成為了零件行業(yè)的重要組成，鈑金加工業(yè)也成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)行業(yè)中的非常重要的部門(mén)。

關(guān)鍵詞：沖壓工藝；鈑金零件；展開(kāi)；冷沖壓工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.023

0 引言

鈑金加工是當(dāng)今機(jī)械加工中常見(jiàn)工序，在我國(guó)的機(jī)械制造領(lǐng)域的作用越來(lái)越重要。鈑金是一種厚度在6mm以下的金屬薄板通過(guò)一定的沖壓工藝方法按照一定的要求將鈑金的形狀、尺寸和性能進(jìn)行加工。通過(guò)相應(yīng)的剪切、沖切合、焊接、拼接等步驟對(duì)鈑金進(jìn)行加工。鈑金的制造過(guò)程中加工工藝的作用是至關(guān)重要的，對(duì)于最后鈑金是否合格起著決定性的作用。

1 有哪些鈑金加工的軟件

鈑金件CAD/CAM系統(tǒng)的重要組成部分就包括鈑金制造，目前應(yīng)用最廣的軟件就是從國(guó)外引進(jìn)的3DCAD/CAM軟件，這些軟件已經(jīng)在鈑金制造行業(yè)中大量使用，這些軟件有鈑金設(shè)計(jì)的模塊，比如有的軟件的鈑金設(shè)計(jì)模塊可以進(jìn)行鈑金三維實(shí)體設(shè)計(jì)，并可以在電腦上觀看鈑金的展開(kāi)放樣圖[1]。運(yùn)用三維建模和二維展開(kāi)自動(dòng)生成的方法可以對(duì)鈑金的設(shè)計(jì)和加工的過(guò)程中起到重要的作用。新的設(shè)計(jì)流程中，三維設(shè)計(jì)是非常重要的。

2 鈑金加工工藝的研究

鈑金的加工工藝有很多，比如說(shuō)鈑金折彎的加工工藝、鈑金的拉伸加工工藝、鈑金的焊接加工工藝等。鈑金的折彎加工工藝在鈑金加工中是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在鈑金的折彎過(guò)程中，要根據(jù)不同的材質(zhì)、不同的大小按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鈑金的折彎[2]。但是在鈑金的折彎過(guò)程中，要緊密的控制彎曲的高度不要小于鈑金材料厚度的兩倍，如果超過(guò)兩倍就會(huì)導(dǎo)致加工難度增加，會(huì)對(duì)工件的質(zhì)量產(chǎn)生影響，在鈑金彎件的基礎(chǔ)上開(kāi)孔應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行。鈑金的拉伸工藝要注意控制拉伸件的圓角半徑、控制矩形拉伸件的相鄰圓角半徑、控制圓形拉伸件的內(nèi)腔半徑等方面的問(wèn)題。拉伸件底部與直壁的圓角半徑控制和拉伸件凸緣與邊壁的圓角控制這是控制拉伸件圓角半徑的控制兩大組成部分。為了保證加工的質(zhì)量，要嚴(yán)格的控制拉伸件底部與直壁的圓角半徑。要嚴(yán)格控制矩形拉伸件的圓角半徑數(shù)值，為了整體的拉伸質(zhì)量可以合格應(yīng)該按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的控制內(nèi)腔直徑。鈑金的焊接工藝也是板金加工過(guò)程中的重要組成部分，在鈑金加工過(guò)程中，焊接的技術(shù)無(wú)處不在，焊接可以滿足連接零件之間的需求，也可以增加鈑金的強(qiáng)度，焊接的技術(shù)技巧有很多，所以要根據(jù)實(shí)際的需求進(jìn)行合適的焊接方法，不同材質(zhì)的鈑金進(jìn)行焊接時(shí)，選擇的焊接方法也是不同的，在鈑金的焊接過(guò)程中，為保障鈑金表面或者質(zhì)量可以符合要求，應(yīng)該十分注重焊接質(zhì)量，同時(shí)也是保障鈑金表面質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量都可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的重要方式[3]。

3 鈑金表面的展開(kāi)方法有哪些

鈑金表面的展開(kāi)方法主要有作圖法、計(jì)算法、系數(shù)法、程序法、計(jì)算機(jī)輔助繪圖法、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法、有限元法等七個(gè)方法。

作圖法就是根據(jù)實(shí)際需要的表面展開(kāi)零件的形狀進(jìn)行全面的分析和研究，把這一個(gè)整體分成若干個(gè)小的基本件，然后根據(jù)基本件的表面分割出可以供零件展開(kāi)的表面實(shí)際形狀，然后根據(jù)投影變換方法按照基本件的視圖求出表面實(shí)行的線段長(zhǎng)度，然后畫(huà)出一個(gè)表面的實(shí)際形狀，將畫(huà)出的表面實(shí)際形狀畫(huà)在平面上，這就是作圖法。

根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)進(jìn)行分析，通過(guò)相關(guān)的計(jì)算得出一套可以求出表面實(shí)際形狀所有臨邊線長(zhǎng)度的公式，這就是計(jì)算法。先是根據(jù)零件給出的已知條件求出實(shí)際形狀所有臨邊線長(zhǎng)度，然后根據(jù)畫(huà)出一個(gè)表面的實(shí)際形狀畫(huà)出展開(kāi)圖。但是由于零件的計(jì)算公式是非常復(fù)雜的，一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致有誤差的存在，工作會(huì)很麻煩，出錯(cuò)率也高。在計(jì)算法基礎(chǔ)上產(chǎn)生的系數(shù)法計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單，受到了工人師傅的歡迎[4]。

程序法是事先運(yùn)用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編輯好一個(gè)程序，然后通過(guò)相關(guān)的已知數(shù)據(jù)計(jì)算出各線段的實(shí)際長(zhǎng)度，然后畫(huà)出一個(gè)表面的實(shí)際形狀畫(huà)出展開(kāi)圖。這種方法簡(jiǎn)單快速，準(zhǔn)確率高，但是需要一定的計(jì)算機(jī)技能才能完成，對(duì)工人的要求比較高。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法是結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助繪圖法和程序法結(jié)合產(chǎn)生的。根據(jù)事先編輯好的計(jì)算機(jī)程序，使用Solidworks工具繪制出零件的三維圖，但是在計(jì)算之前要事先知道零件表面實(shí)際形狀所有臨邊線長(zhǎng)度，運(yùn)行軟件然后得出各線段的實(shí)際長(zhǎng)度，再通過(guò)繪圖命令將展開(kāi)圖繪制在計(jì)算機(jī)上，這是一種高效率、高準(zhǔn)確率、比較主觀的計(jì)算方法。

對(duì)曲面零件的空間拉伸主要運(yùn)用有限元法。鈑金在加工過(guò)程中的變形程度是過(guò)軟件進(jìn)行分析，然后計(jì)算出展開(kāi)面的形狀。這是一種操作性難度大但是精度高的方法。

4 總結(jié)

鈑金加工是當(dāng)今機(jī)械加工中常見(jiàn)工序，在我國(guó)的機(jī)械制造領(lǐng)域的作用越來(lái)越重要。鈑金的制造過(guò)程中加工工藝的作用是至關(guān)重要的，對(duì)于最后鈑金是否合格起著決定性的作用。鈑金的加工工藝有很多，比如說(shuō)鈑金折彎的加工工藝、鈑金的拉伸加工工藝、鈑金的焊接加工工藝等。鈑金表面的展開(kāi)方法主要有作圖法、計(jì)算法、系數(shù)法、程序法、計(jì)算機(jī)輔助繪圖法、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法、有限元法等七個(gè)方法。鈑金表面方法要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的選擇，要根據(jù)工人師傅的技術(shù)能力和實(shí)際選擇合理的方式。

參考文獻(xiàn)：

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