钣金零件数控加工分析

邹亚妮

摘 要：机床钣金类零件的结构受到机床外观的需求、加工设备的特点、加工工艺的要求等因素影响。本文分析了机床钣金类零件设计时应注意的问题，给出了机床钣金类零件加工中一些简便实用的经验方法。

关键词：钣金零件；数控；加工

引言

由于机床钣金类零件一般不采用成型模具批量加工，因此零件的设计必须充分考虑到零件的可加工性，并使其具有最佳的加工工艺路线，在某种程度上，可以说是设备的加工能力和工艺路线决定了零件的具体结构。本文论述了机床钣金类零件的工艺性，希望能对机床钣金类零件的设计与加工提供一定的借鉴。

一、机床钣金类的零件的基本设计要求

随着当今科技的飞速发展，对于机床钣金类的的零件的加工工艺也有着巨大的影响。因此，在传统方法之上，计算机也在很大程度上用来完成这些计算工作，就是最基本的模型的钣金零件CAD方法，这种方法十分可靠、高效的，值得我们推广。总体来说有拼合造型操纵方法、特征造型操纵方法、展开操纵方法、计算机辅助坯料排样、数控指令编制、数控冲压指令的优化和仿真等等。CAD和CAM方式具有智力高、知识密集度高、更新速度更快，综合性更强等特点。基于现今机床钣金类零件的特点，几何造型方法分为2D几何造型法和3D几何造型法。2D几何造型法主要包括编码法、面素拼正当和交互尺寸输人法等；3D几何造型法则包括体素拼正当等方法。各种CAD/CAM系统的功能和方式都不一样。具体方式也有区别，例如，其中的目标函数优化排样法，可以使用参数△x（X方向平移△x）、△y（Y方向平移△y）、△φ（旋转△φ），再根据参加排样料块类型和数目关系等得出函数的关系程式，得出目标函数。再使用得出的目标函数按一定的算法进行运算。为了进步工作效率，可以限定部分参数的变动范围。

（1）计算法。公式：ρ=R+Kδ，为中性层半径，R为弯曲内半径，为钣材厚度，K为中性层位置系数。

（2）查表法。查表法是利用《冲模设计手册》等一系列工具书，在理论计算的基础上，直接给出其数据的方法。

（3）利用Solid Works等软件。此方法主要利用软件的钣金功能生成三维实体，在展开获得。

（4）经验公式计算法。公式为：L=A+B+C+……X-N（2δ？0.5）.其中L为毛坯展开长度，A，B，C……X为各个折边长度，δ为料厚，N为折弯次数。0.5为修正系数。

二、机床钣金零件在加工中有何影响

对于机床钣金零件在加工的过程当中其规格只能是在目前机床的生产能力之内，比如说：折弯机可以承受的极强压力和折弯最大的宽度；剪钣机自身的一个刀口的最大宽度；转塔冲本身的冲模尺寸；切割机切割最大跨度和厚度等等。本文就只是针对折弯加工，做一个简单的说明。

2.1如何去计算折弯压力

以Q235型号的钢材举例来说明一下，按计算我们用A来表示折弯的压力大小，单位是千牛；l代表所要加工的板料的折弯宽度是多少，单位是m；要加工的板料厚度则用O来表示，单位是mm；C是代表零件折弯模具中V形开尺寸是多少，单位是mm。可以导出这样的公式：压力A=2×650l＼C。在对板料进行折弯的时候所施加的折弯压力A不能大于折弯机所能承受的压力范围，如果超过了折弯机所能承受的压力范围那么对机床的整个寿命会产生一定的影响和破坏作用。

2.2折边尺寸同V形开口之间的联系

还是以Q235型号的钢板为例，在折弯的工程中，模具中的V形开口通常为所要加工的板料厚度的6到8倍左右，那么我们可以得出所要加工的钣金零件的折边尺寸B同模具V形开口是有一定的关系的。我们还是用C来表示V形开口的尺寸、O来表示要加工的板料厚度；系数X是由模具的V处的倒角和要加工的板料的厚度两个因素来决定的，通常我们是将板料的厚度乘以0.5到1作为系数，所以如果零件的板料厚度或者是下模V形开口尺寸是不一样的，那么它的折边尺寸B也是不一样的，通常状况下最小的折边长度如果是在相同的钣金零件板料厚度情况下，那么就会使用最小允许范围的折弯V形开口所可以使有的长度；如果在所要加工的机床零件折边上有孔，那么就要避免在进行折弯动作的时候由于拉伸出现孔变形的状况，在这种状况想最小的折边尺寸就可以由孔的尺寸以及其距板料边沿的加工工艺所允许的一个最小距离数据D来做一下计算。其中D值我们可以通过一些专业的资料来获得。

2.3零件折弯结构同模具自身的联系

机床所加工的模具对钣金零件折弯时候的各折弯的形状以及折边尺寸是有一定的影响和限制的。在钣金零件进行折弯的时侯零件无法同下模之间进行互相干扰，但在一些状态下可以通过存在于下模侧面的一个V形凹槽来使钣金零件加工的尺寸加大一些，同时对钣金零件折弯的顺序来进行一些调整，这样一些具有在结构上有特殊要求的钣金件以在一些折弯要求上就可以进行满足了。但是与之前所说的要求是一样的，钣金零件在进行折弯工序的时候同上模自己都是互相不能干扰的。

三、选择钣金零件结构加工工艺的选择

选择一个合适的机床钣金零件加工工艺对钣金零件结构会产生很大的影响。举例来说明一下，如果我们所要加工的零件是一个型腔结构的钣金零件，那么就一定要在这个零件上设计一个避免在做一些工作的会有槽液溢出的问题，为了避免这种现象的发生就有设计溢水孔。给钣金零件做喷漆的时候在悬挂的时候不要在打多余的孔，我们可以借用之前做的孔，如果零件自身的重量比较重那么就需要考虑此钣金零件重心的位置，这时还是需要一个专门的工艺孔。在进行工艺设计的时候必须要考虑焊接状况的工艺，接缝的位置尽量不暴露出来，同时接缝的长度尺寸也尽可能短，这样做的目的是减少由于焊接所影响的零件变形以及减少工人的焊接工作数量。整个零件在设计工艺中还要想到在进行折弯的时候要具有便利性，如果钣金零件对于折弯尺寸的要求两边是不同的，必须要进行不同定位的来进行折弯，即使是两边折弯的尺寸是一样的，那么在折弯的工程中两边要在同一时间进行折弯。

四、机床钣金零件工艺中要注意的问题

在加工与设计机床钣金类的零件时应注意以下问题：先考虑使用增加零件折边尺寸，或者增加“几何形”加强钢槽，而不是只顾增加零件的厚度，这样就可以很大程度上提高零件的刚度，而不增加零件的实际重量。再设计机床钣金类的零件时，事先标明零件是否能够直接折弯成型，避免人为拆分或焊接或过分拆分。在拆分机床鈑金类的零件时，要在分件上飞出各种孔洞，尽量避免人工制孔，应该由数控激光切割机或者转塔冲机来完成。适当更改零件解构，提高板材的利用率。其他问题。在注意以上问题的同时，还需要注意弹簧的状态，在机床钣金类的零件中，弹簧的状态应该是一种均匀的球状珠光体，尤其是比较小的弹簧，这一点就更为重要。使用的工艺应该以等温球化退火工艺，使用正火加高温回火的方法，这样既可以使其表面的球状珠光体均匀，又可以为下一步工艺做准备，减少加热过程中的过敏感性，使其晶粒细化，提高使用寿命。如不如此，则很容易产生脱碳的现象，降低材料的疲劳强度。

五、结束语

本文对钣金零件的加工设计以及生产工艺进行了分析，总结出了较为详尽与系统的方法与注意问题，对机床钣金类零件的设计生产有着一定的理论支持。帮助进一步完善机床钣金类零件的设计生产工艺。在实际设计过程中，应根据企业加工设备和零件的具体特点进行全面的权衡，在处理具体问题时，还应具体情况具体分析，灵活应用，不断完善和改进设计，才能收到较好的效果。

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