鈑金件在機械制造領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,時常有一些特殊的產(chǎn)品難以加工。鋼板零件為彎形后進(jìn)行熱處理,最后機加工定尺寸,大批量生產(chǎn)。 1 難點分析及解決方案 1.1 尺寸難以加工和檢驗 設(shè)計者之所以采取這種方式表示產(chǎn)品,主要是依據(jù)零件在裝配焊接結(jié)構(gòu)中的裝配關(guān)系以及零件本身結(jié)構(gòu)要素之間的相互位置關(guān)系。圖1中關(guān)鍵設(shè)計尺寸為空間尺寸450mm及154mm,且兩端面與大平面有6°24'角度,且在下端圓弧內(nèi)側(cè)面有一高為30mm的斜面。此圖尺寸有利于裝配,符合設(shè)計意圖,但是在機械加工過程中無論是劃線、機械加工,還是成品檢驗都有很大的難度。且在彎形R208mm過程中,存在一定的偏差,導(dǎo)致劃線和測量時450mm和154mm難以同時保證。 通過分析,產(chǎn)品圖中的設(shè)計基準(zhǔn)并不適合工藝的要求,因而需在加工過程中將產(chǎn)品圖設(shè)計尺寸轉(zhuǎn)化為工藝尺寸。產(chǎn)品圖為確定裝配相互位置時的尺寸,不利于機加工時劃線、加工和測量。為此,采取將工件放平,通過尺寸轉(zhuǎn)換,將設(shè)計尺寸變?yōu)楣に嚦叽纭4朔椒ɡ碚撋贤耆_,通過兩種方式對比實驗,機加工過程中使用工藝尺寸結(jié)果完全符合產(chǎn)品圖設(shè)計尺寸要求。 1.2 折彎及熱處理變形 折彎R208mm并進(jìn)行熱處理后,由于圓弧R208mm內(nèi)應(yīng)力釋放,除折彎過程中產(chǎn)生的誤差外也產(chǎn)生一定的偏差,從而導(dǎo)致在劃線和測量時設(shè)計所要求的最關(guān)鍵尺寸450mm和154mm難以同時保證。通過分析,采取的工藝措施為除齒形缺口氣割定寸端留有拉筋外,其余3邊均留機加工量2~4mm;然后通過劃線,校驗彎形R208mm偏差情況,并通過劃線找正,確定產(chǎn)品圖上端面位置,即通過劃線確定關(guān)鍵尺寸450mm和154mm。經(jīng)實踐證明,這種下料留量、劃線找正的方法對解決由于彎形誤差而導(dǎo)致的關(guān)鍵尺寸難以同時保證有很好的矯正作用。 1.3 加工方式的選擇 在選擇加工方式時,我們先后考慮過刨床、鏜床和插床加工。產(chǎn)品圖中工件下端為在R208mm圓弧上氣割出齒形缺口,直接定寸導(dǎo)致彎形難以進(jìn)行,因此采取了在外沿增加拉筋的方式。在下端面定寸過程中造成了機加工時為斷續(xù)加工,且裝夾找正都很困難。而且,經(jīng)熱處理的材料加工也較困難。比較3種加工方式: 使用刨床加工,斜面尺寸在圓弧R208mm一端,角度難以保證;且各個工件彎形情況不一,采用的龍門刨床一次只加工一件,造成極大的浪費。 使用鏜床加工,因為齒形缺口和拉筋的存在,導(dǎo)致加工時變形太大;且定位基準(zhǔn)為端面,通過底面大平面找正,加工斜面和端面角度需要多次旋轉(zhuǎn)工作臺面,加工時存在很大的困難。 最終確定的方法為采用插床B5100加工,此機床行程為1000mm,可滿足使用要求。且插削加工時工件受力方向垂直于齒形缺口,使得變形很小。劃線后需要先進(jìn)行倒角加工,使得端面厚度儀為2mm,端面定位找正困難。為此,采取設(shè)計工裝夾具的方法簡化機加工和劃線,采取大平面定位裝夾,設(shè)計對刀樣板,從而保證了加工質(zhì)量。 設(shè)計插床夾具后,劃線時按照工藝尺寸驗證彎形誤差量,然后在彎形內(nèi)輪廓平面內(nèi)按工藝尺寸劃線,就可以保證產(chǎn)品圖尺寸要求,降低了勞動強度,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。插床工人使用夾具后,裝夾方便,能夠保證產(chǎn)品圖尺寸,檢驗時也可以在夾具上直接測量450mm及所有角度,提高了檢驗質(zhì)量和效率。 2 加工方案的確定 對加工難點進(jìn)行分析和提出相關(guān)解決措施,為合格加工此不規(guī)則鈑金件奠定了良好的基礎(chǔ)。最后編制合理的冷熱加工工藝如下: (1)下料鋼板尺寸為812mm×530mm×605mm; (2)調(diào)質(zhì)熱處理; (3)劃線:劃線借料,劃兩端面線及倒角4-5×45°,劃上端端面線、沖壓找正線及沖點(為沖壓留量2~4mm); (4)刨:按主視圖(圖1)兩端面定寸并倒角4-5×45°,刨左視圖(圖1)圖上端面見平,保持距沖壓找正線距離不小于3mm; (5)鉗工:打毛刺,清理,打印記; (6)沖壓折彎R208mm; (7)熱處理正火; (8)劃線校正; (9)插:插兩端面倒角及斜面; (10)鉗工:清理,打毛刺,倒鈍銳邊; (11)在夾具上在線檢測產(chǎn)品圖尺寸。 3 結(jié)語 不規(guī)則鈑金件的機械加工,需要考慮的因素很多,裝夾方式、變形校正,加工方式的選擇等。本文對這一特殊的鈑金件的加工進(jìn)行分析和采取相應(yīng)的措施,如設(shè)計尺寸與工藝尺寸的轉(zhuǎn)換,折彎及熱處理變形的解決和加工方式的選擇等,很好地解決了此零件的加工難題。 |
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