數(shù)控機床鈑金零部件的結構研究

摘 要：鈑金零部件是數(shù)控機床結構設計中最常用的材料，了解材料的綜合性能和正確的選材，對產品成本、產品性能、產品質量、加工工藝性都有重要的影響。對于機柜和一些大的插箱，需要充分考慮降低整機的重量;除保證零件的功能的前提外，還必須考慮材料的沖壓性能應滿足加工工藝要求，以保證制品的加工的合理性和質量。

關鍵詞：數(shù)控機床;鈑金結構;零部件

鈑金結構指的是板材通過拉伸，沖切，折彎，焊接組成的零件、產品，一般是利用模具和折彎機，焊機成型。鈑金指的是針對金屬薄板進行的一種綜合冷加工工藝，它具有的一個最顯著的特征，那就是相對于同一個零件來說在厚度上要求是一致的。在現(xiàn)代化的工藝制造當中，數(shù)控機床鈑金零部件被廣泛地應用于汽車、飛機的制造行業(yè)當中，這就對整個數(shù)控機床鈑金零部件的結構要求提出了比較高的要求，對于鈑金工藝來說，也能給企業(yè)帶來了很多好處，例如說在廢料的回收方面，生產的安全方面等等都相對較高。

一、機床鈑金零部件結構分析

鈑金零部件的外部結構要求有以下幾點：第一，從整體效果來看，如果保護罩外門的下方接合縫位置不相同，就會導致整個外部形體的分割效果也不同。也就是說接合縫的位置直接決定了保護罩的整體外部結構，從而影響數(shù)控機床的整體效果。保護罩外門的下方有兩個數(shù)控機床鈑金零部件，他們相互承接，它們的接合縫從視覺角度看可以承受整個數(shù)控機床的作用力，如果我們要把三個鈑金的零部件放在一塊，承接力會進一步提高，還可以與數(shù)控機床的整體外觀相一致，看上去會更協(xié)調更穩(wěn)定;第二，外觀看起來要整潔、簡單。在數(shù)控機床的正立面兩側如果有接合縫，機床就缺乏了整體性。如果在設計的時候接合縫能夠放在側面，機床的整體效果就會好很多;第三，外觀要均衡。如果鈑金零部件的接合縫全部都在機床的正立面位置，在設計的過程中又沒有注意到對稱性，那么整個機床就會不協(xié)調，反之，把接合縫放在機床側面，視覺角度看就會顯的很均衡。

二、鈑金零部件結構特征及要求

鈑金加工具有剪切、折彎、成型、焊接、連接等工序，需要工人設計者都有具備一定的幾何知識，零件的加工原料都是一些具有一定厚度的薄板，薄板的特點是可以通過各種加工手段對其進行加工，例如說彎曲、沖壓、拉伸等等。其實簡單來說就是對一個厚度不變的薄板進行一些剪切、折邊、焊接等工序，使其成為想要達成的鈑金零部件。下面通過數(shù)控機床的防護罩來說明一下鈑金零部件的基本結構，保護罩板材一般采用的是具有表面質量較好特點的冷軋板。鈑金零部件在展開以后它的尺寸必須小于板材尺寸，要盡可能不用板材去焊接。數(shù)控機床防護罩通常是利用一些數(shù)控的鈑金設備同一些手工操作相配合來完成的。對于加工的尺寸首先要考慮的是整個設備的加工能力如何，只有這樣才能避免由于零件的尺寸超出設備的加工能力而使加工產生誤差。在對防護罩鈑金零件在制造精度上往往沒有過多的要求。但是如果鈑金零件過大的話，這樣手工操作那部分的誤差也會相對增大，也就會相應的影響到裝配精度，結果就是鈑金零件在結合縫上沒有一致的寬窄度，從而影響機床的整體外觀。如果鈑金零件過小，那么相應的零件數(shù)目也就增加了，雖然零件的加工誤差減少了，但是由于零件的數(shù)目增多，所以累積的誤差也會變大，同樣很難保證各鈑金零件都是平整的。

三、材料對鈑金零部件加工的影響

鈑金加工主要有三種：沖裁、彎曲、拉伸，不同的加工工藝對板材有不同要求，鈑金的選材也應該根據(jù)產品的大致形狀和加工工藝考慮板材的選擇。

（一）材料對沖裁加工的影響

沖裁要求板材應具有足夠的塑性，以保證沖裁時板材不開裂。軟材料（如純鋁、防銹鋁、黃銅、紫銅、低碳鋼等）具有良好的沖裁性能，沖裁后可獲得斷面光滑和傾斜度很小的制件;硬材料（如高碳鋼、不銹鋼、硬鋁、超硬鋁等）沖裁后質量不好，斷面不平度大，對厚板料尤為嚴重。對于脆性材料，在沖裁后易產生撕裂現(xiàn)象，特別是寬度很小的情況下，容易產生撕裂。

（二）材料對彎曲加工的影響

需要彎曲成形的板材，應有足夠的塑性、較低的屈服極限。塑性高的板材，彎曲時不易開裂，較低屈服極限和較低彈性模量的板料，彎曲后回彈變形小，容易得到尺寸準確的彎曲形狀。含碳量<0.2%的低碳鋼、黃銅和鋁等塑性好的材料容易彎曲成形;脆性較大的材料，如磷青銅（QSn6.5～2.5）、彈簧鋼（65Mn）、硬鋁、超硬鋁等，彎曲時必須具有較大的相對彎曲半徑（r/t），否則在彎曲過程中易發(fā)生開裂。特別要注意材料的硬軟狀態(tài)的選擇，對彎曲性能有很大的影響，很多脆性材料，折彎會造成外圓角開裂甚至折彎斷裂，還有一些含碳量較高的鋼板，如果選擇硬質狀態(tài)，折彎也會造成外圓角開裂甚至折彎斷裂，這些都應該盡量避免。

（三）材料對拉伸加工的影響

板材的拉伸，特別是深拉伸，是鈑金加工工藝中較難的一種，不僅要求拉伸的深度盡量小，形狀盡可能簡單、圓滑過渡，還要求材料有較好的塑性，否則，非常容易引起零件整體扭曲變形、局部打皺、甚至拉伸部位拉裂。屈服極限低和板厚方向性系數(shù)大，板料的屈強比σs/σb越小，沖壓性能就越好，一次變形的極限程度越大。板厚方向性系數(shù)gt;1時，寬度方向上的變形比厚度方向上的變形容易。拉伸圓角R值越大，在拉伸過程中越不容易產生變薄和發(fā)生斷裂，拉伸性能就越好。常見的拉伸性能較好的材料有：純鋁鈑、 08Al， ST16、 SPCD。

四、結束語

在鈑金結構設計中，經(jīng)常遇到鈑金結構件的剛度不能滿足要求，結構設計師往往會用高碳鋼或不銹鋼代替低碳鋼，或者用強度硬度較高的硬鋁合金代替普通鋁合金，期望提高零件的剛度，實際上沒有明顯的效果。對于同一種基材的材料，通過熱處理、合金化能大幅提高材料的強度和硬度，但對剛度的改變很小，提高零件的剛度，只有通過變換材料、改變零件的形狀，才能達到一定的效果。

參考文獻：

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