鈑金件加工工藝分析

李小懷

摘 要：鈑金件具有品種多、光潔度高和外形復(fù)雜等特點(diǎn)，其加工工藝難度較大，在加工過程中常會(huì)因某些細(xì)節(jié)控制不當(dāng)而對(duì)整個(gè)構(gòu)件的加工質(zhì)量造成影響，因此，要做好對(duì)加工細(xì)節(jié)的管理。分析了鈑金件加工的特點(diǎn)，并對(duì)其加工工藝進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：鈑金件；加工工藝；激光切割；細(xì)節(jié)控制

中圖分類號(hào)：TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.089

文章編號(hào)：2095-6835（2015）15-0089-02

加工鈑金件，即采取冷加工方法對(duì)金屬薄板進(jìn)行處理，最終獲取所需且厚度相同的零件，整個(gè)處理過程主要包括剪切、折彎、鉚接、焊接和拼接成型等。加工時(shí)利用手工或模具沖壓使薄板材料變形，達(dá)到設(shè)計(jì)的形狀和尺寸，并通過進(jìn)一步的焊接和機(jī)械加工形成復(fù)雜的零部件。整個(gè)加工過程的復(fù)雜性較大，加工時(shí)必須做好工藝中各個(gè)細(xì)節(jié)的控制，以確保工藝的規(guī)范性。

1 鈑金件加工工藝

1.1 下料

在對(duì)鈑金件進(jìn)行加工時(shí)，下料設(shè)備有剪床、沖床、鋸床和數(shù)控等，在選擇上以滿足實(shí)際需求、提高加工效率為根本要求。

1.1.1 剪床

通過剪床設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對(duì)各簡(jiǎn)單料件的剪切處理，一般情況均利用模具落料成形完成準(zhǔn)備加工，通常用于加工精度要求較小的無孔、無切角塊料和條料的加工中，具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。

1.1.2 沖床

利用沖床采取一步或多步的處理方式，在板材上將零件展開后的平板件沖栽成各種形狀的料件，具有加工效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)。如果選擇此種下料方式加工，需要提前制訂相應(yīng)的模具。

1.1.3 NC數(shù)控下料

根據(jù)零件展平圖編寫程序，并確保能被數(shù)控加工機(jī)床識(shí)別。加工處理時(shí)，可根據(jù)程序要求在平板上剪裁出相應(yīng)形狀的料件。

1.2 翻邊

對(duì)料件進(jìn)行翻邊加工時(shí)，主要通過抽孔對(duì)比較小的基孔進(jìn)行處理，形成較大的孔，最后進(jìn)行攻絲處理，又可稱為“抽孔”和“翻孔”處理，常用于比較薄的鈑金件加工中。對(duì)于比較薄的鈑金件，其孔周圍正常的淺翻邊加工不會(huì)對(duì)其厚度造成影響，且在30%～40%的變薄程度下，翻邊處理后的高度可擴(kuò)大40%～60%.

1.3 沖床

此環(huán)節(jié)利用專門的模具實(shí)現(xiàn)對(duì)料件的成形處理，將料件加工成要求的形狀，對(duì)精度的要求比較高。實(shí)際加工程序?yàn)闆_孔、落料、沖撕裂、抽孔和成形等，常用的加工模具有沖孔落料模、撕裂模和成型模等。在此環(huán)節(jié)中，必須做好對(duì)操作方向的控制。

1.4 壓鉚

壓鉚有壓鉚螺母、松不脫和螺釘?shù)龋靡簤簤恒T機(jī)或沖床進(jìn)行加工處理，將其鉚接到鈑金件上，在加工時(shí)需要做好對(duì)加工方向的控制。

1.5 折彎

在此環(huán)節(jié)中，將平板料件折彎成3D零件，要利用專門的折床或折彎模具加工。實(shí)際加工中，應(yīng)遵循“上一刀不會(huì)對(duì)下一刀造成干擾”的原則，嚴(yán)格按照加工規(guī)定順序處理。常見的折床模具有直刀、彎刀，需結(jié)合實(shí)際情況選擇。在對(duì)鋁板進(jìn)行折彎加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋，可通過增加下模槽寬、上模折彎處內(nèi)圓角的半徑解決。此外，對(duì)于折彎和壓鉚加工而言，一般情況下先進(jìn)行壓鉚加工，后進(jìn)行折彎處理，但也存在部分料件在壓鉚加工后會(huì)產(chǎn)生干涉問題，可先折彎處理后進(jìn)行壓鉚加工，或邊折彎邊壓鉚。

1.6 焊接

常見的有熔化焊、壓力焊和釬焊等。其中，熔化焊有氣體焊、氬弧焊和手工焊等；壓力焊有對(duì)焊、點(diǎn)焊和撞焊等；釬焊主要為電鉻焊。在選擇焊接方式時(shí)，應(yīng)從實(shí)際需求出發(fā)，考慮加工料件的材質(zhì)，比如不銹鋼與鋁板的焊接主要選擇氬弧焊的方式，鐵板類則多選用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的方式。

2 鈑金件加工工藝要點(diǎn)分析

2.1 鈑金展開

鈑金展開是鈑金件加工處理中最重要的環(huán)節(jié)，是保證鈑金件設(shè)計(jì)加工準(zhǔn)確性的前提。對(duì)于成形的鈑金件，其精確的展開尺寸對(duì)加工工藝具有較大的推動(dòng)作用，是提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。鈑金件展開的長(zhǎng)度即材料由平面折彎所需的長(zhǎng)度，其計(jì)算公式為：

式（1）中：L為鈑金件展開長(zhǎng)度，mm；R為折彎處內(nèi)圓角半徑，mm；t為材料厚度，mm；θ為折彎角度，°；K為折彎因子，為常數(shù)，一般由折彎中線決定，與鈑金件材料有密切聯(lián)系，默認(rèn)數(shù)值為0.318 31.

從式（1）可得出，材料厚度t與轉(zhuǎn)彎角度主要由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)決定。對(duì)于部分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而言，其為常數(shù)。為了提高鈑金展開的精確度，需要做好對(duì)K因子和折彎內(nèi)圓角半徑R的分析。在對(duì)鈑金板進(jìn)行加工時(shí)，對(duì)于專業(yè)人員而言，以材料屬性、厚底等為設(shè)置折彎許可參數(shù)的依據(jù)，可基本確定鈑金的展開尺寸，然后在估算基礎(chǔ)上利用專業(yè)軟件完成鈑金件的設(shè)計(jì)。

2.2 鈑金折彎

在此處理工藝中，需要重點(diǎn)考慮機(jī)械設(shè)備的加工能力，提高鈑金件加工處理的尺寸精度和外形美觀度，從而提高鈑金件的處理效果。鈑金折彎噸位計(jì)算公式為：

式（2）中：P為折彎壓力，kN；S為板厚，mm；L為板寬，mm；V為下模開口大小，mm。

從鈑金件加工的實(shí)際情況看，比較常見的折彎工藝有自由折彎、壓迫折彎和三點(diǎn)折彎。其中，在應(yīng)用三點(diǎn)折彎工藝時(shí)，鈑金件會(huì)與下模有3點(diǎn)接觸，當(dāng)鈑金件受到上模壓迫時(shí)，中間部分會(huì)與鈑金件一起移動(dòng)，同時(shí)，將鈑金件所處的位置信息反饋給計(jì)算機(jī)，以確保折彎精度滿足加工要求。在整個(gè)加工過程中，此環(huán)節(jié)的難度最大，且加工速度較慢。想要在保證加工質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)效率，就必須結(jié)合實(shí)際需求選擇合適的折彎設(shè)備和折彎方式。

3 結(jié)束語

鈑金件現(xiàn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。在對(duì)其進(jìn)行加工時(shí)，需要確定其加工工藝，并結(jié)合實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)管理要點(diǎn)，采取合理的措施對(duì)整個(gè)加工過程進(jìn)行優(yōu)化，爭(zhēng)取不斷提高加工效果。

參考文獻(xiàn)

[1]唐超.方管鈑金加工工藝研究[D].北京：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2008.

[2]蘭天亮.三維激光切割鈑金件的夾具設(shè)計(jì)方法研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2011.

〔編輯：張思楠〕