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【MFC推荐】不规则钣金件加工

2019-10-17 10:49:02 来源: 网络,如有侵权请联系我们!
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导读: 对一不规则钢板零件的加工方法进行分析,此钢板零件设计时摆放位置主要考虑装配要求,在机械加工和检验时有很大的难度,容易产生变形尺寸。分别从设计基准与工艺基准转换和选择加工方式、装夹方式来解决加工和检验难题

钣金件在机械制造领域应用非常广泛,时常有一些特殊的产品难以加工。图 1 所示钢板零件为弯形后进行热处理,最后机加工定尺寸,大批量生产。

难点分析及解决方案

1、尺寸难以加工和检验

设计者之所以采取这种方式表示产品,主要是依据零件在装配焊接结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的相互位置关系。图 1 中关键设计尺寸为空间尺寸 450 mm 及 154 mm,且两端面与大平面有 6°24'角度,且在下端圆弧内侧面有一高为 30 mm 的斜

面。此图尺寸有利于装配,符合设计意图,但是在机械加工过程中无论是划线、机械加工,还是成品检验都有很大的难度。且在弯形 R208 mm 过程中,存在一定的偏差,导致划线和测量时 450 mm 和 154 mm 难以同时保证。

通过分析,产品图中的设计基准并不适合工艺的要求,因而需在加工过程中将产品图设计尺寸转化为工艺尺寸。产品图为确定装配相互位置时的尺寸,不利于机加工时划线、加工和测量。为此,采取将工件放平,通过尺寸转换,将设计尺寸变为工艺尺寸。此方法理论上完全正确,通过两种方式对比实验,机加工过程中使用工艺尺寸结果完全符合产品图设计尺寸要求。工艺尺寸如图 2 所示。

2、折弯及热处理变形

折弯 R208 mm 并进行热处理后,由于圆弧 R208mm 内应力释放,除折弯过程中产生的误差外也产生一定的偏差,从而导致在划线和测量时设计所要求的最关键尺寸 450 mm 和 154 mm 难以同时保证。通过分析,采取的工艺措施为除齿形缺口气割定寸端留有拉筋外,其余 3 边均留机加工量 2 ~4 mm;然后通过划线,校验弯形 R208 mm 偏差情况,并通过划线找正,确定产品图上端面位置,即通过划线确定关键尺寸 450mm 和 154 mm。经实践证明,这种下料留量、划线找正的方法对解决由于弯形误差而导致的关键尺寸难以同时保证有很好的矫正作用。

3、加工方式的选择

在选择加工方式时,我们先后考虑过刨床、镗床和插床加工。产品图中工件下端为在 R208 mm 圆弧上气割出齿形缺口,直接定寸导致弯形难以进行,因此采取了在外沿增加拉筋的方式。在下端面定寸过程中造成了机加工时为断续加工,且装夹找正都很困难。而且,经热处理的材料加工也较困难。比较 3 种加工方式:使用刨床加工,斜面尺寸在圆弧 R208 mm 一端,角度难以保证;且各个工件弯形情况不一,采用的龙门刨床一次只加工一件,造成极大的浪费。

使用镗床加工,因为齿形缺口和拉筋的存在,导致加工时变形太大;且定位基准为端面,通过底面大平面找正,加工斜面和端面角度需要多次旋转工作台面,加工时存在很大的困难。

最终确定的方法为采用插床 B5100 加工,此机床行程为 1 000 mm,可满足使用要求。且插削加工时工件受力方向垂直于齿形缺口,使得变形很小。划线后需要先进行倒角加工,使得端面厚度仅为 2 mm,端面定位找正困难。为此,采取设计工装夹具的方法简化机加工和划线,采取大平面定位装夹,设计对刀样板,从而保证了加工质量。设计的插床夹具如图 3。

设计插床夹具后,划线时按照工艺尺寸验证弯形误差量,然后在弯形内轮廓平面内按工艺尺寸划线,就可以保证产品图尺寸要求,降低了劳动强度,提高了产品质量。插床工人使用夹具后,装夹方便,能够保证产品图尺寸,检验时也可以在夹具上直接测量 450 mm及所有角度,提高了检验质量和效率。

加工方案的确定

对加工难点进行分析和提出相关解决措施,为合格加工此不规则钣金件奠定了良好的基础。最后编制合理的冷热加工工艺如下:

(1)下料钢板尺寸为 δ12 mm ×530 mm ×605 mm;

(2)调质热处理;

(3)划线:划线借料,划两端面线及倒角 4 - 5 ×

45°,划上端端面线、冲压找正线及冲点(为冲压留量 2~4 mm);

(4)刨:按主视图(图 1)两端面定寸并倒角 4 - 5×45°,刨左视图(图 1)图上端面见平,保持距冲压找正线距离不小于 3 mm;

(5)钳工:打毛刺,清理,打印记;

(6)冲压折弯 R208 mm;

(7)热处理正火;

(8)划线校正;

(9)插:插两端面倒角及斜面;

(10)钳工:清理,打毛刺,倒钝锐边;

(11)在夹具上在线检测产品图尺寸。

结语

不规则钣金件的机械加工,需要考虑的因素很多,装夹方式、变形校正,加工方式的选择等。本文对这一特殊的钣金件的加工进行分析和采取相应的措施,如设计尺寸与工艺尺寸的转换,折弯及热处理变形的解决和加工方式的选择等,很好地解决了此零件的加工难题。

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