机床钣金零件设计及加工的相关探讨

王晓君 王超

（沈阳机床股份有限公司钣焊分公司 辽宁沈阳 110000）

机床钣金零件设计及加工的相关探讨

王晓君 王超

（沈阳机床股份有限公司钣焊分公司 辽宁沈阳 110000）

由于在数控机床当中，钣金零件具有一定的特殊性，没有办法像其它零件一样进行批量的加工，没有特点的模具。所以可以这样说，一个加工机床钣金的设备的基础好坏以及工艺师对工艺设计对整个零件的影响是非常大的。本文分析了机床钣金类零件结构的影响因素，然后详细阐述了机床钣金类零件的加工工艺。

机床；钣金；零件

机床钣金零部件通常都不采用成型模具批量加工，因此零部件的设计一定要充分考虑到零部件的可加工性，并使其具有最佳的加工工艺路线，在一定程度上，可以说是设备的加工能力和工艺路线决定了零部件的具体结构。本文主要阐述了机床钣金类零部件的结构及其工艺性，希望能对钣金类零部件的设计与加工提供一点参考和借鉴。

1 钣金类零件结构的基本要求

机床外观要求各钣金零件间的连接螺钉及板材端面不外露，一般相邻钣金件向内折边，并且相互包边，这样即加强了钣金件的强度又具有防水的作用，在控制电柜壳体等IP防护等级要求较高的地方还通常折边压密封条的方式，这样即防水又防尘。机床外观要求各面棱边尽量保持圆滑一致，零件间接合缝均匀一致，因此相邻钣金零件间的接缝最好不与棱边重合，也不能处在圆弧的曲面上。拼焊时一般将接缝位置放在顶面、底面、背面等不外露或看不到的地方，并采用斜接缝，以使三条棱边均为一致的折弯成形的光滑圆弧。当然，机床外观和机床造型对钣金零件的结构还有其他多方面的要求和限制。

2 钣金类零件结构加工路线的影响

机床钣金类零件的加工工艺路线对零件结构也有很大的影响。例如，具有型腔结构的零件要设计溢水孔，以免在表面处理过程中将槽液带出造成各槽液之间相互污染。零件表面喷涂悬挂时应尽量借用已有孔，但已有孔不合适或较重的零件还应设计适宜吊装的工艺孔，并考虑零件重心位置，避免因零件重心偏移倾斜超过喷涂线最大允许通过尺寸而发生磕碰。对需要焊接的机床钣金类零件，设计时还应考虑到焊接的工艺性，尽量使接缝位置不外露，并尽可能使接缝长度最短，这样可以减少焊接工作量和零件的焊接变形。焊接时应优先选用点焊（电阻焊）和气体保护焊，这两种焊接方式适于焊接薄板，且零件焊后变形较小。机床钣金类零件设计时还应考虑到折弯加工的便利，零件的两边A1、B1及A1、B2折弯尺寸均不同，在折弯加工时，需分别定位才可折弯，改进为两边A、B折弯尺寸相同，则折弯时两边可一次定位同时折弯，定位基准一致，折弯次数减少。

3 机床钣金类零件设计中应注意的问题

机床钣金类零件设计中还应注意以下问题：机床钣金类零件设计中不可盲目加大零件材料厚度来提高零件强度或刚度，应首先考虑用增加零件折边或加大其折边尺寸的办法；其次可以考虑增加相应的筋板或“几字形”加强槽钢的办法，这样零件的强度或刚度可以提高很多，而重量却不会增加太多；对于可以直接折弯成形的零件，切不可人为再拆分成分件进行拼焊，设计时应将零件是否能够直接折弯成形搞清楚，避免过度拆分零件；除配做孔外，对于零件上的各种孔，在拆分分件时，均应在分件上给出，以便在进行板料加工时由数控激光切割机或数控转塔冲机床直接加工完成，避免和减少人为手工配做孔；机床钣金类零件设计时还应注意，必要和适当地改变零件结构，可极大地提高材料利用率。以某立板零件用数控激光切割机自动排样下料为例进行对比验证，虽加工时间有所增加，但节约的成本远高于所增加的费用。

4 机床钣金类零件的加工工艺

对于钣金工艺人员、钣金制造者以及制造企业来说，钣金在制造过程中的加工工艺直接影响产品的质量，而利用先进的现代化设备及优化工艺可有效地解决零件精度要求高、形状复杂等问题，更能适应产品规格多样化的柔性需求。

4.1 钣金展开

钣金展开是加工过程中最重要的一道工序。正确完成钣金件的设计工作及准确得到展开图样尺寸是加工钣金件的前提条件。尽可能地求得成形钣金件的展开尺寸对降低成本、提高生产效率是至关重要的。

由钣金展平长度计算公式可知，影响钣金展开长度的4个主要因素中，材料厚度t和折弯角度θ两个因素由产品结构决定，在一定的产品结构中可以视为常数。因此在钣金工程设计中，是以K因子和折弯内圆角R为钣金展开计算的主要依据。

在实际加工过程中，钣金工艺人员根据饭金材料的属性、厚度等特征设置折弯许可中的参数，从而得出饭金的展开尺寸，但是这些设置参数只是经验值，并不一定与实际情况完全对应。为得到精确而且合理的展开图，还应结合SolidWork，Pro/E等三维软件对钣金折弯件进行设计。

4.2 钣金折弯

钣金折弯应尽可能地考虑设备的加工能力，这直接影响钣金件成形尺寸及外形美观。

折弯方式一般分为三种：①自由折弯（也叫悬空折弯）；②压迫折弯（也称为模具成形折弯）；③三点折弯，其特点是工件与下模有三点接触，当上模压迫工件时，中间部分跟随工件一起移动，将工件位置反馈给计算机，保证折弯精度。

钣金折弯工序在整个生产过程中属于瓶颈，其本身加工速度相对较慢，所以选择正确的折弯设备及折弯方式直接影响整个生产效率。

4.3 钣金焊接

焊接类型有氢弧焊、点焊、二氧化碳气体保护焊、焊条电弧焊等。针对机床钣金件的结构特点应考虑整体焊接方式，机床关键部位如前围罩、挡水板等需要满焊防水处理的，必须在焊接后做试漏；内侧加强筋选用几字型筋，尽量采用塞焊连接；为提高生产效率焊接螺母采用点焊方式等。

焊接后的零件应进行表面打磨抛光处理，将焊渣磨掉，在圆弧板面对接处应打磨至圆角一致。检查焊接后的零件是否牢固，有无变形，并进行有效地修整、修型。

综上，零件的设计必须充分考虑到零件的可加工性，在以后的生产中尽可能地优化工艺流程，缩短产品的设计与制造周期，适应现代钣金数控设备高效率的加工要求，降低生产成本，提高企业的市场竞争能力，以适应钣金制造业的快速发展。

[1]张新华.数控机床钣金加工的探析[J].2007（4）.

[2]龚健冲，杨雪玲.数控机床零部件加工模式的建立[J].2008.

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