鈑金零件工藝有其固有特點(diǎn)。工藝理論的歸納與總結有助于提升工藝人員對鈑金加工的運用能力,有利于設計出更優(yōu)化的工藝流程與加工方案。在現有設備加工能力和產(chǎn)品結構基本定型的前提下,從工藝角度進(jìn)行結構優(yōu)化,立足于生產(chǎn)動(dòng)態(tài)平衡、靈活協(xié)調,制定出Z優(yōu)化的工藝方法是鈑金工藝人員的主要職責。
鈑金零件特點(diǎn)
鈑金零件具有自身薄、易成形等特點(diǎn),可以成形為各種形狀的零部件。隨著(zhù)焊接、組裝、拉鉚等工藝的應用,給予了產(chǎn)品實(shí)現多結構的可能性。同時(shí),這些特點(diǎn)也使鈑金件在加工過(guò)程中會(huì )或多或少地發(fā)生不同程度的變形,如彎曲變形、扭轉變形、凹凸變形等。這些變形使得整個(gè)構件的尺寸或形狀發(fā)生變化,造成質(zhì)量問(wèn)題。但鈑金零件生產(chǎn)工藝又有其固有規律,對同類(lèi)型產(chǎn)品,根據現有的設備、人力等,可以靈活調整加工的先后順序,給出合理的加工工藝。所以選擇正確的工藝路線(xiàn),是對這一類(lèi)問(wèn)題有效的預防和解決的措施。
鈑金工藝路線(xiàn)設定基本原則
工藝路線(xiàn)的制定必須結合產(chǎn)品的形狀和公司現有的加工設備,以滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量要求為前提,最終實(shí)現經(jīng)濟效益最大化。一般工藝路線(xiàn)的制定可遵循以下原則:⑴滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量要求;⑵產(chǎn)品工藝路線(xiàn)經(jīng)濟;⑶為后續工序提供優(yōu)化;⑷便捷加工。工藝人員對質(zhì)量的考慮著(zhù)重點(diǎn)來(lái)源于對產(chǎn)品結構功能性與外觀(guān)的把握,以及對設備加工能力掌握的熟練程度??紤]整機累計誤差配合關(guān)系、優(yōu)化產(chǎn)品加工方法以降低加工難度、批量生產(chǎn)時(shí)設定相對穩定的工藝路線(xiàn)是工藝編制需考慮的三個(gè)方向。
整機累計誤差配合
累計誤差配合是產(chǎn)品本身制造累計公差在裝配上的綜合反映,在進(jìn)行工藝分析時(shí),應做相應的公差分配,保證累計誤差在可控范圍內。如我公司生產(chǎn)的交流電控機柜為此種情況的典型產(chǎn)品,現以此為例展開(kāi)詳述。
交流電控機柜一般可加工成拼裝機柜和焊接機柜。較為常見(jiàn)的是拼裝機柜,拼裝機柜的典型主體結構由頂框、底框、立柱、前門(mén)、后門(mén)和側門(mén)(板)組成(圖1)。
處理好這幾種組成零件的加工工藝,基本上就能保證機柜產(chǎn)品的加工質(zhì)量。一般客戶(hù)對機柜總裝后整體外形尺寸有一定要求,如圖2所示,要求對角線(xiàn)尺寸X1與X2、X3與X4尺寸差小于2mm,根據安裝使用狀況,客戶(hù)對寬度尺寸L3有管控,但對高度和厚度尺寸要求不嚴。由于客戶(hù)設計時(shí),一般用本體造型至所需尺寸,未考慮涂覆膜厚,致使工件噴涂、組裝后,機柜外形尺寸會(huì )超差。因此需要對各個(gè)組成零件調整涂覆余量,以滿(mǎn)足寬度尺寸L3,同時(shí)也要保證尺寸L1、L2,通常采用頂框、底框和立柱配合調整方式,根據裝配不同,調整量有差異。前后門(mén)、側門(mén)一般嵌入安裝在上下門(mén)楣之間,故外形尺寸一般取負偏差。
涂覆余量需根據噴涂種類(lèi)的不同做相應的調整,考慮裝配間隙和其他因素,一般在管控尺寸取下偏差的基礎上再調噴涂余量(通常門(mén)板類(lèi)取負偏差且再留0.5~1mm涂覆層余量)。
優(yōu)化產(chǎn)品加工方法
加工方法的優(yōu)化在于對其加工順序的調整或工藝的改進(jìn),通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)分析說(shuō)明。如某一種門(mén)板展開(kāi)圖見(jiàn)圖3,此門(mén)板單件加工時(shí)可著(zhù)重考慮其質(zhì)量和時(shí)間,一般的工藝方案是:剪床下料→沖床沖外形及內孔→折床折彎→焊接四角。這樣的工藝方案省時(shí)省力,但若大批量生產(chǎn)對沖床刀具的損壞會(huì )加劇,大大增加了機床的維護成本。另外,若編程程序稍有問(wèn)題將會(huì )造成不可挽回的損失。由于這類(lèi)門(mén)板異形處的作用是為了安裝門(mén)吸,所以大批量生產(chǎn)這類(lèi)門(mén)板時(shí)通常采用如下加工方案:剪床下料(三個(gè)門(mén)吸小片另下料)→沖床沖內孔→剪角→折床折彎→焊接四角及三個(gè)門(mén)吸小片。該方案的改進(jìn)不僅省下了原材料、設備維護成本,還大大降低了編程的出錯率。
工藝路線(xiàn)的穩定性選擇
工藝路線(xiàn)的穩定性選擇應與生產(chǎn)批量相匹配,工藝路線(xiàn)會(huì )因生產(chǎn)批量的變化而面臨不同的選擇,產(chǎn)品處于試制階段時(shí)的工藝路線(xiàn)會(huì )與小批量生產(chǎn)有所不同。試制階段側重于產(chǎn)品整體結構驗證及加工時(shí)效性,對工藝加工成本不敏感,小批量生產(chǎn)則側重于工藝路線(xiàn)驗證,對于單件結構進(jìn)行局部?jì)?yōu)化以及適量模具準備。批量生產(chǎn)所選擇的工藝會(huì )以成本為最優(yōu)先考慮項,盡可能優(yōu)化工藝,節約成本。下面以一個(gè)小彎角件(圖4)為例說(shuō)明:
⑴工藝路線(xiàn)Ⅰ:剪床下料→折床折彎→劃線(xiàn)打孔并攻絲;
⑵工藝路線(xiàn)Ⅱ:
剪床下料(可好幾件單品合并)→沖床沖底孔→剪床剪裁成單品→折床折彎→鉗工攻絲;
⑶工藝路線(xiàn)Ⅲ:制作模具加工。
通過(guò)以上三種工藝路線(xiàn)的對比,發(fā)現這三種方案均能有效地達到客戶(hù)的要求,但每一種方案又有各自的特點(diǎn)。工藝路線(xiàn)Ⅰ因需人工多且耗時(shí)間(劃線(xiàn)打孔),造成大比例制程損耗,一般只適合下單件產(chǎn)品的加工,批量生產(chǎn)不建議用此方案;工藝路線(xiàn)Ⅱ用機床的過(guò)程多,在時(shí)間上要稍快些,且一次可出多件產(chǎn)品,適合于中小批最生產(chǎn),但其沖完后需再進(jìn)行剪裁,可能會(huì )造成孔位的少量位移;工藝路線(xiàn)Ⅲ針對其制作出合適的模具加工,適用于大批量生產(chǎn)加工,省時(shí)省力。
通過(guò)以上的探討,可見(jiàn)工藝路線(xiàn)的選擇對加工過(guò)程損耗的影響與生產(chǎn)批量息息相關(guān),工藝路線(xiàn)的選擇應綜合考慮各種因素,所以根據不同的生產(chǎn)狀況恰當選擇工藝路線(xiàn)尤為重要。
綜上所述,鈑金零件的加工工藝是一個(gè)較為復雜的問(wèn)題。本文簡(jiǎn)單闡述一般鈑金零件工藝設定的基本原則,以期找出工藝設定的基本方法,總之,作為一名工程師,應該樹(shù)立成本觀(guān)念,融合成本于工藝中,從整體全局的角度,看待工藝設定的過(guò)程。