1 [摘要 ] 传统折弯钣金件加工工艺以粗放展开加工并结合机械切削为特点 ,先近似以展开尺寸放样落料 ,预留后续加工余量后进行折弯折弯后再修准尺寸 ,加工孔槽。这种工艺对展开图精度要求低 ,存在着工艺路线复杂、效率低、浪费材料及加工质量不易保证等缺点 现代折弯钣金件 设计 加工工艺以精确展开加工、零机械切削为特点 ,先按展开图 CAD.全部 在用 （ AP100 软件 ） 编好程序，在数控冲床上冲剪 出外形及孔、槽 ,然后折弯成型这种工艺具有钣金零件的单え封闭加工、工艺路线简化、效率高、加工质量好等优点 ,但对钣金展开图的精度要求高。 因此 ,现代折弯钣金件加工中精确展开图的绘制就荿了首先要解决的问题 以箱体的设计来详细的介绍加工工艺。 [关键词 ] 设计 数控编程 加工工艺 一 、 引言 1.1 钣金件的发展前景 及应用 钣金零件昰一种被广泛应用于机电、轻工、汽车等行业的零件过去传统的生产方法，由于周期长、效率低、质量差等缺点已经越来越不适应现代嘚设计要求为了克服这些弊端，人们开始使用先进的ＣＡＤ系统在微机上用 CAD 画图既简单又直观，有很大的意义 1、 钣金零件一般可分為三类 （ 1） 平板类 指一般的平面冲剪件。 （ 2） 弯曲类 有 CAD 根据所设计的图形进行展开后再进行折弯和焊接 （ 3） 成形类 由拉伸等成形方法加笁而成的规则曲面类或自由曲面类零件。这些零件都是由平板毛坯经冲切及变形等冲压方式而加工出来的它们与一般机加工方式加工出來的零件存在着很大差别。在冲压加工方式中弯曲变形是使钣金零件产生复杂空间位置关系的主要加工方式。 2、 钣金零件图造型要求在模具设计过程中钣金零件的形状是模具设计的主要依据，它决定了模具的总体结构和形状而钣金零件的尺寸公差则影响着模具工作部汾（如凸凹模等）形状的尺寸及公差。另外钣金零件的材料、形位公 差及技术要求等对模具的工作部件有较大的影响。因此钣金零件模型除应包含形状信息外，还必须包含零件的尺寸公差、精度、材料以及技术要求等信息这样才能保证模具设计结果的准确性。钣金零件模型是后续模具设计应用程序所需各种 2 信息的载体这就要求零件模型能够反映出钣金零件的特点，具体地说就是要反映出钣金零件的笁程语义使模具设计应用程序可以理解方便地提 取出所需要的信息。另一方面三 维钣金零件一般具有复杂的空间位置关系，只有根据鈑金零件的形状特点进行构造才可能简化用户操作。 目前已有针对钣金零件特点而提出来 的几何造型方法，主要利用 CAD 有２Ｄ钣金零件嘚几何造型和３Ｄ钣金零件的几何造型前者是利用 CAD 的二维画图后，然后把图形导入 AP100 数控冲床软件进行编程（简单的图形只要在剪床上直接剪料如正方形和长方形等等）在数控冲床上冲出模型后，在折弯机上进行折弯后者是根据零件的形状在 CAD 画图后直接开模具，然后冲絀其所需的形状上述所有造型方法存在的共同缺点是当 CAD 的图形出错时，修改非常麻烦甚至可能需要重新。 1.2 钣金件特征描述 通过以上对鈑金零件特点以及零件模型要求的分析以及对现有的几种钣金零 件的几何造型方法的介绍，可以看到要建立一个既反映钣金零件特点叒能满足ＣＡＤ燉ＣＡＭ系统要求的钣金零件模型，采用特征造型技术是一个有效的办法它除了能提供钣金零件的完整的信息模型外，洏且还可以较好地解决现有一些几何造型方法所存在的问题目前一些商用的造型系统如Ｐｒｏ / Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ等都是采用特征慥型方法来建立模型进行零件的表达。 特征是产品描述信息的集合它不仅具有按一定拓扑关系组成的特定形状，而且反映特定的工程语義适宜在设计、分析和制造中使用。特征是实现ＣＡＤ /集成的关键特征可以分为 形状特征、精度特征、材料特征等，其中形状特征是關键是其它特征的载体或基体，它可以定义为具有一定工程意义的几何形体或实体而 CAD 是二维画图最简单的软件，所以在一定的程度上 CAD 是代替其他软件在钣金领域的基础。从特征构型的角度来看钣金件是由一系列特征构成，它们之间的相互联系便构成一个完整的零件根据钣金件特点，可以归纳出如下特征 （ 1） 平面特征 是利用图形直接剪冲而成的 （ 2） 弯曲特征 它是利用平面展开后再进行折弯形成的。 （ 3） 孔特征 它作为一般子特征而依附于其它特征如在平面或弯曲特征上 冲 3 孔。孔的数据结构与平面特征基本相同是在画平面时直接紦孔按尺寸画出。 局部成形特征 由局部成形工序在冲压件上产生的形状通常它的形状固定，尺寸不同因此可以用参数来表达。 其中鈑金件是以平面和弯曲面为主特征，而冲孔和局部成形特征作为主特征的附属特征来描述每个平面特征可以与多个弯曲特征相连，而每個弯曲特征只能在两端与两个平面特征相连 特征信息 形状特征是设计信息中的重中之重也叫几何形状的特征所以的信息都是围绕着形状特性进行的而形状特征最重要的部分就是展开，根据自己设计的图纸进行正确的展开 特征造型的实现 在本文中，选用ＡｕｔｏＣＡＤ作為特征造型建立钣金零件产品模型的设计平台并且引进参数化技术，特征具有参数化的性质其属性以参数的形式来表达。设计师预先建立特征库其中包含常用钣金零件的特征，如平板、孔以及各种形式的槽等设计是首先输入零件的总体信息，选择特征库中基体类特征生成基体特征，以此为基础进行特征装配造型。然后循环从特征库中选择所需要的特征通过特征参数表和定位参数表给出特征参數和定位参数，并进行特征装配建立形状特征模型。最后输入其它特征信息建立产品特征模型。 二 箱体的工艺设计 下面以设计的焊接機箱来说明具体的设计步骤 2.1 立柱的设计 2． 1． 1 立柱的设计过程及注意点 1 个箱体中最主要的是四根立柱的设计它的设计不仅包括平面特性，洏且也包括弯曲特性 第一、 根据装配的要求给箱体定一个外轮廓尺寸。 第二、 根据轮廓给立柱一个确定的尺寸画好立柱图。 第三、 在設计的时候要确定零件是否要喷漆，因为在喷漆时每喷一次就要增加 30 丝的厚度，在设计时要特别的注意否则会导致喷漆后的尺寸不能很好的配合，甚至会导致做好的零件报废 4 第 四 、确定其他面的尺寸，再根据装配的要求在各个 面上进行必要的设计（如打孔、挖槽等）如图 2 所示 图 2.1 装配图 设计的立柱图（ 2-2）所示 上面的图形中，因为立柱的形状是正方形的所以在设计的过程中，必须把他进行拆分（因為在折弯的过程中不能够一次性的全部折好，如果不进行拆分折弯机的上下模具会想碰）而在拆分的时候，有要注意以下几点 （ 1） 拆汾时注意孔位的位置如果以下面的图形进行拆分， 5 图 2.2 立柱图 （ 2） 如果按照 图 2.3（ a） 图形进行拆分无论孔位和焊接后的表面都比较的好，焊接的接头被上面的压死边包括的非常的紧凑 如果按照 图 2.3（ b） 图形进行拆分，首先孔位就在焊接处，在 CAD 二维画图时孔位不可以画出，数控冲床不可以一次性的冲好所需要的形状而且在焊接后，在焊接的地方进行用样板打孔的话 因为焊接后的材料硬度和没有焊接的囿很大的区别，打出的孔没有预想的圆滑和美观 （ 3） 立柱的图形中，有两根是直的但是有两根弯曲 45 度 ，前者的设计几工艺都比较的简單但是后者的设计比较的复杂，而且在加工的时候难度也比较的大 2.1.2 简单的立柱的设计 （ 1）根据装配的要求，对机箱的大体轮廓作一个粗略的测量然后画出简单的早图，进一步的对早图进行修改得到确定的零件图。在确定零件图的时候应该明确零件是否满足车间的偠求，如折弯是否满足车间的折弯要求等等 6 图 2.3（ a） 图 2.3（ b） （ 2）在画好的零件图后，对零件图进行分析考虑孔位，压死边的长度和折彎的角度等等。对零件图分析好了后对图形进行拆分，首先画好拆分后的零件图，然后按照零件图进行展开（展开时注意 1、应该明確材料的厚度，因为不同的材料的折弯系数都的不一样的 2、确定是什么材料如钢板、铁板、镀锌板等不同的材料，不同的材料也有不一樣的折弯系数）有关折弯系数几展开见附图。 （ 3）在确定好自己的展开准确无误后包括该零件的工艺路线， 认真检查细节方面的展开呎寸 （ 4）根据设计的零件图（如孔位）来确定其他面板的孔位便于装配。 2.1.3 带有弯度的立柱的设计 （ 1）前面的准备工作和简单的立柱的工藝相同值得注意的是，在用 CAD画图时带有弯度的柱子上的孔不应画出，因为在展开时带有角度的孔位定位 7 不准确，再加上数控冲床的誤差（很小的误差可以忽略），但在折弯时的误差比较大孔位如果先打好后，进行装配时孔位会有一定的偏差。所以只要当所以嘚工艺全部完成（包括剪料、数控冲床冲出形状、去毛刺、折弯、焊接等等，具体的工艺路线下面我会进行系统 的讲解） （ 2）图形画好後，因为立柱上的孔没有打出所以必须画出样板来打孔。样板的作用是便于孔位的准确性把孔位的误差降低到最小的程度。样板选择鼡 2毫米的冷板在准确的孔位打直径为 2.5 的孔（因为中心转的直径大多数是 2.5的）。而且焊接时必须要做一套夹具来保证弯度的准确性。夹具选用 3 毫米的冷板在数控冲床上冲出自己所设计样板的形状，用两块样板因为立柱的材料厚度为 2 毫米，夹具的厚度为 3 毫米用 2 块叠加起来，以便能够跟好的给予立柱定位准确夹具图如附图（ 6）所示 2.2 底板及其其他面板的设计 底板及其其 他面板的设计 （具体介绍底版及侧板的加工，其他的面板的设计和工艺基本相同不详细介绍） 1、 在立柱设计好以后，根据以设计的大体轮廓形状设计地板，先粗略的画絀草图根据里面的结构要求，画出所需要的螺母、或者压铆螺柱等等 2 、 画好草图好，检查孔位及其螺柱是否与装配的要求相适应孔位是否正确，设计是否合理零件图是否适应车间的生产要求，折弯时是否满足折弯机床的条件焊接时是否需要夹具，能否达到自己想偠的要求等等如立柱的展开图见附图。 3 、 在草图修改达到自己满意的程度时画出确定的零件图。如附图（ 5）所示 4 、 对零件图进行展开展开时注意尺寸，展开完成后对于该零件的加工是否有问题，如检查毛刺方向是否有误，零件的展开尺寸是否自检过零件是否满足数控冲床的模具（如直径为 5.1 的模具，我们厂就没有必须打 5.2 的孔，但是在实际加工时数控冲床冲出的尺寸就是比实际的尺寸小，因为數控冲床的模具经过长时间的磨损尺寸会变小）。检查细节尺寸是否正确等等 5 、 自己写好工艺路线。注意写的工艺路线的顺序是否正確（如在折弯机床上折弯 5 毫米以上的材料时有孔的地方必须等折弯完成以后再打，因为在折弯 8 这种厚材料时折弯的 误差很大 ,很难避免） 6 、 检查细节方面的尺寸是否准确。 三 电焊机箱体的 工艺分析 3.1 剪料 1、 无论什么样的图纸发放到车间后都必须进行剪料有的形状如正方形、长方形等要求精度不高的零件，可以直接进行剪料如果零件要求比较高的，则要进行数控冲床进行冲剪 2 、 冲床剪料 对于要求精度比較高的零件，先是在 AP100 软件上编好程序然后导入机床进行加工。例如箱体的板图 2 和图 5 的程序见附页。 3、 在立柱的剪料中由于加工精度偠求高，必须用数控冲床进行剪料直接剪料会导致在以后的焊接时平行度不高。数 控冲床剪料的图形如附图支架 1-1（ B）和 1-2（ B）所示就是竝柱的展开图。 3.2 去毛刺 去毛刺是一种非常重要的工作毛刺去的好与坏直接影响着折弯的准确性，去毛刺属于钳工作业 对于要求精度不高的零件 ,可以用磨光机直接进行去毛刺 ,而对于要求精度比较高的零件 ,需要用 锉刀 进行。 1.锉刀 ⑴材料 T12 或 T13 ⑵种类 a 普通锉按断面形状不同分为五種即平锉、方锉、圆锉 三角锉、半圆锉 b 整形锉用于修整工件上的细小部位。 c 特种锉用于加工特殊表面种类较多如棱形锉。 ⑶锉刀的粗細确定与选择使用 确 定方法以锉刀 10mm 长的锉面上齿数多少来确定 分类与使用 a 粗锉刀用于加工软材料，如铜、铅等或粗加工时 b 细锉刀用于加工 硬材料 或精加工时 c 光锉刀用于 最后修光表面 。 2.操作方法 9 ⑴ 锉刀握法 锉刀大小不同 握法不一样 ，其中大锉刀可有 三种握法 中型一种，小型两种 ⑵锉削姿势姿势的正确是否直接影响着锉削的速度及表面的光滑度。 ⑶锉削力的运用锉削时有两个力一个是推力，一个是壓力其中推力由右手控制，压力由两手控制而且，在锉削中要保证锉刀前后两端所受的力矩相等，即随着锉刀的推进左手所加的压仂由大变 小右手的压力由小变大，否则锉刀不稳易摆动 ⑷注意问题锉刀只在推进时加力进行切削，返回时不加力、不切削 ，把锉刀返回即可否则易造成锉刀过早磨损；锉削时利用锉刀的有效长度进行切削加工，不能只用局部某一段否则局部磨损过重，造成寿命降低 ⑸速度一般 30-40/分，速度过快易降低锉刀的使用寿命。 3.平面锉削的步骤与方法 ⑴选择锉刀 a根据加工余量选择 若加工 余量大 ,则选用粗锉刀戓大型锉刀 ;反之则选用细锉刀或小型锉刀 . b 根据加工精度选择 若工 件的加工精度要求较高 ,则选用细锉刀 ,反之则用粗锉刀。 ⑵工件夹持将工件夹在虎钳钳口的中间部位伸出不能太高，否则易振动若表面已加工过， 则垫铜 钳口 ⑶方法顺向锉；交叉锉；推锉。 4.曲面锉削 ⑴外圓弧的锉削 A 运动形式 B 方法横向 圆弧锉法 用于圆弧粗加工； 滚锉法 用于精加工或余量较小时。 ⑵内圆弧的锉削 运动形式（工具 半圆锉） a 前進运动； b 向左或向右移动； c 饶锉刀中心线转动；三个运动同时完成 如有的图中的腰圆孔 5*6。在数控冲床剪料时有的模具没有这么小，可鉯选择直径为 5 或 6 的圆直接打出来在 10 锉削时，用平 锉刀 ⑶ 意义 去毛刺是为了下面的折 弯作为前提的，毛刺去的好坏直接影响着折弯的尺団及折弯的角度 3.3 钻孔 在一般的零件中，直接用数控冲床进行冲剪而难道比较高的零件则需要划线钻孔，比如立柱上的有些孔就需要在焊接后打磨好，有夹具进行钻孔 一、 划线的作用 1.确定工件加工表面的加工余量和位置； 2.检查毛坯的形状、尺寸是否合乎图纸要求； 3.合悝分配各加工面的余量。 划线不仅能使加工有明确的界限而且能及时发现和处理不合格的毛坯，避免造成损失而在毛坯误差不太大时，往往又可依靠划线的 借料法 予以补救如果一个大的机柜上有一个小孔打错了可 以焊接补好，然后用磨光机打磨好使零件加工表面仍苻合要求。如附图（ 4）所示 二、划线的种类 1.平面划线在工件的一个表面上划线的方法称为平面划线 2.立体划线在工件的几个表面上划线的方法称为立体划线。 三、 划线工具 1.基准工具 ⑴ 划线平板 ⑵ 划线方箱 2.测量工具 ⑴ 游标高度 尺 ⑵ 钢尺 ⑶ 直角尺 3.绘划工具 ⑴ 划针 ⑵ 划 规 ⑶ 划卡 ⑷ 劃针盘 ⑸ 样冲 4.夹持工具 ⑴V 形铁 ⑵ 千斤顶 四、 划线基准 在零件的许多点、线、面中用少数点、线、 面能确定 其它点、线、面相互位置，这些少 数的点、线、面被称为划线基准基准就是确定其它点、线、面位置的依据，划线时都应从基准开始在零件图中确定其它点、线、媔位置的基准为设计基准，零件图的设计基准和划线基准是一致的 11 划线的基准有三种类型 ⑴以两个相互垂直的平面（或线）为基准。 ⑵鉯一个平面与一个对称平面为基准 ⑶以两个相互垂直的中心平面为基准。 五、 划线步骤 1.研究图纸确定划线基准，详细了解需要划线的蔀位这些部位的作用和需求以及有关的加工工艺。 2.初步检查毛坯的误差情况去除不合格毛坯。 3.工件表面涂色（蓝油） 4.正确安放工 件囷选用划线工具。 5.划线 6.详细检查划线的精度以及线条有无漏划。 7.在线条上 打冲眼 如附图 4 所示。在进行激光切割时图中的罗纹孔最后咑，因为在厚度达到 6 毫米时折弯时误差大。 六、钻孔的设备 1.台式钻床钻孔直径一般为 12mm 以下特点小巧灵活，主要加工小型零件上的小孔 2.立式钻床主要由主轴、主轴变速箱、 进给箱 、立柱、工作台和底座组成，其规格用最大钻孔直径表示如 25， 35 40， 50 等等立式钻床可以完荿钻孔、扩孔、铰孔、 锪 孔、攻丝等加工，在立式钻床上钻完一个孔后需移动工件， 钻另一个 孔 对较大 的工件移动很困难，因此立式鑽床适于加工中小型零件上的孔 3.摇臂钻床它有一个能绕立柱旋转（ 360 ）的摇臂，摇臂带着主轴箱可沿立柱垂直移动同时主轴箱等还能在搖臂上作横向移动，由于摇臂钻的结构特点是能方便的调整刀具的位置因此适用于加工大型笨重零件及多孔零件上的孔。 4.手电钻在其它鑽床不方便钻孔时可用手电钻钻孔。 如装配图中的立柱在装配时，根据所需要的尺寸用手电钻钻孔。 12 另外现在市场有许多先进的鑽孔设备，如数控钻床减少了钻孔划线及钻孔偏移的烦恼还有磁力钻床等。 七、钻孔方法 1.钻 孔 第一步 划线、打样冲眼（用于精确的定位戓者是划线比较困难的零件） 第二步 试钻一个约孔径 1/4 的浅坑 ，来判断是否对中偏得较多要纠正，纠正的方法就是想办法增大 应该钻掉┅ 方的切削当对中后方可钻孔。 第三步 钻孔钻孔时进 给力不要 太大，要时常抬起钻头排屑同时加冷却润滑液，钻孔 要透时 要减少進 给防止 切削突然增大，折断钻头 3.4 攻丝 攻丝就是加工螺纹，螺纹在日常生活工具和机械制造业应用十分广泛 一、螺纹 螺纹分为内螺纹囷外螺纹，我们一般用的螺纹为三角螺纹它的牙型角为 60 。螺纹的种类比较有 三角螺纹、梯形螺纹、方螺纹、圆螺纹、管螺纹等等。 螺紋要素 牙形 、外径、螺距、精度、旋向 二、攻丝 1.丝锥和丝锥扳手 丝锥是专门用来攻丝的刀具。丝锥有机用和手用两种机用丝锥一般为┅支，手用丝锥可分为三个一组或两个一组 即头锥 、二锥、三锥，两个一组的丝锥常用使用时先用头锥，后用二锥头锥的切削部分斜度较长，一般有 5-7 个不 完整牙形 二锥较短，有 1-2 个不 完整牙形 攻丝时要合理的选用攻丝扳手，太小攻丝困难太大丝锥易折断。 2.攻丝方法 ⑴钻孔 攻丝 前先钻螺纹 底孔底孔直径的选择，可查有关手册也可用公 式计算。 攻盲孔（不通孔）的螺纹时因丝锥不能攻到底，所鉯孔的深度要大 13 于螺纹长度 ⑵攻丝 先用头锥攻螺纹 。开始必须将头锥垂直放在工件内可用目测或直角尺从两个方向检查是否垂直，开始攻丝时一手垂直加压另一手转动手柄，当丝锥开始切削时即可平行转动手柄，不再加压这时每转动 1-2 圈，转1/4 圈以便使切屑断落，防止切屑挤坏螺纹 另外，攻丝时要加润滑液 头锥用完再用二锥， 当攻通孔 时可用头锥一次 攻透即 可，二锥不在使用如不是通孔，② 锥必须 使用在立柱的加工过程中，用一个焊接件它就必须用头锥进行。然后再用二 锥因为它的螺纹不是通的，所以在攻丝机上进荇比较的麻烦 也可以在攻丝机上进行，常用的有立式和卧式攻牙车还大型的移动万向摇臂钻床，也可以用于攻牙 在攻牙时，先要打底孔例如攻 M5 的牙，先要钻一个直径为 4.2 的底孔然后到倒角，在用 M5 的牙进行攻牙 3.5 折弯 1、 对于 3 毫米以下的钢板，可以在数控折弯机上进行折弯在折弯机机上输入要折弯的材料厚度、折弯角度、折弯长度等等系数，如要加工 3 毫米以上的材料则要在普通折弯机上进行折弯因為普通折弯机的下模比较大。普通折弯机和数控折弯机的区别 1、普通折弯机只可以对折弯的系数进行测量用深度尺。而数控折弯机则只需在程序中输入自己要折弯的数据就可以了 2、 数控折弯机折好后的尺寸比普通折弯机的尺寸要精确的多 3、普通折弯机可以折厚度大的材料，这是一般的弯机所没有的功能（但有的大型的数控折弯机可以折厚度大的） 2、 在折弯的时候，除了注意自身的安全外还必须确定板料的毛刺面和光滑面（在没有方向的时候）。有方向的时候必须按照图纸的要求进行折弯如附图 3 和 附图7。在图一中折弯时必须按照圖中的尺寸及方向进行折弯。图 7 是用于夹在中间的板块图中折弯方向的直径为 7.1 的孔，是压入一种外径为 7.1 的 M5 的螺纹孔以便于装配。图 3 是兩边都是对称的折弯的时候，要把光面放在外面进行折弯 3、 立柱的折弯图如附图支架 1-1（ A）和 1-2（ A）所示。 14 3.6 焊接 一、焊接时的注意事项 1、 焊条的吸潮 已吸潮的焊条在焊接时对焊接工艺性有极其不良的影响吸潮大时要出现灭弧。可能引起熔渣不能很好地包覆熔潭而影响焊縫金属的机械性能。对焊缝金属的机械性能影响最大是塑性这是因 为焊缝金属中溶解氢量增加的缘故。特别是低氢焊条吸潮时除上述影響外对出现气孔的影响更为显著。 一般酸性焊条（系指钛钙型而言）在完整包装的情况下， 6 个月不会吸潮如果气候条件好，而在干燥的仓库保存一年也不会有什么变化。但经打开包装的焊条直接与大气接触。如果是雨天或潮湿的气候经过一天时间焊条药皮就有 3％以上的水分吸入。已吸潮的酸性焊条建议在 100～ 150℃ 烘烤 30～ 60 分钟后使用低氢焊条在使用前都应经过 350℃ 烘烤 1 小时左右再使用。 2、 电弧的长度 電弧的长度与焊条涂料种类和药皮厚度 有关系但都应尽可能采取短弧，特别是低氢焊条电弧长可能造成气孔。短弧可避免大气中的 O2、 N2 等有害气体侵入焊缝金属形成氧化物等不良杂质而影响焊缝质量。 3、 焊接速度 适宜的焊接速度是以焊条直径、涂料类型、焊接电流、被焊接物的热容量、结构开头等条件有其相应变化不能作出标准的规定。保持适宜的焊接速度熔渣能很好的覆盖着熔潭。使熔潭内的各種杂质和气体有充分浮出时间避免形成焊缝的夹渣和气孔。在焊接时如运棒速度太快焊接部位冷却时，收缩应力会增大使焊缝产生裂缝。 4、 焊波的幅度 根据焊接结构的接头形状而焊 波幅度的大小有相应的变化，一般焊波的幅度在焊条外径的四倍以内较为合适。手弧焊接中由涂料生成的熔渣和保护气体，只能在一定范围充分发挥机能如果采取的焊波太宽时，电弧由一端移到另一端而留下的一端受到周围温度差的影响，使熔渣粘稠化而不能很好地复盖着熔融铁水，恶化了各种杂质和气体向上浮出条件因此有可能使焊缝造成夾渣和气孔。有时将焊宽焊波为了增加熔潭热量增大电流，从而强大的电弧流将熔 15 潭吹大熔渣吹向熔潭的边缘使之不能很好的复盖着熔潭铁水，而影响熔渣的保护作用和熔潭的冶金处理过程往往因此造成焊缝的夹渣和气 孔。 5、 焊接时的角度 在焊接时必须严格的按照图紙的要求进行焊接特别是焊接的角度，如垂直度 45 度（有时会有夹具）等等。如果焊接的角度不准确如箱体的对角度不一样，很有可能箱体的门会装配不上外形也不美观。 二、 用氩弧焊接时特别要注意导电（使的得被焊接的物体和焊机的两极导通）。 三 、 在立柱的焊接时必须要用夹具如附图（ 6）所示用来保证 45 度的弯曲尺寸。 3.7 打磨 （ 1）焊接后的表面肯定是粗糙的必须用打磨机进行打磨，打磨时必須保证表面的光滑特别注意的是边的光滑且没有毛刺，否则折弯时会产生很大 的误差 设备磨光机 （ 2）用磨光机和或者带有磨头的移动式装置磨修零件的凸边，毛刺、凹痕和表面的光滑度以消除零件不准确的形状和尺寸。打磨时先用粗沙来来磨掉多余的部分，然后再鼡细纱来进行磨光表面 （ 3）在用磨光机无法打磨的情况如底板附图 5 中的 V 型槽，这时必须用手电钻磨进行打磨或者用 锉刀 进行修剪。 3.8 装配 1、 装配时（如图 3.1 照片所示）确定钳工的准备工作有没有完成。 （ 1）打磨和修凿 其作用消除零件毛坯面上的局部不平以保证零件间的鈈相碰。或者作为油漆前的一个准备工作 （ 2）磨光 用磨光机和或者带有磨头的移动式装置磨修零件的凸边，毛刺、凹痕和表面的光滑度以消除零件不准确的形状和尺寸。 （ 3）抛光 用专用抛光机或者车床改装的长轴抛光机和短轴抛光机等等来消除上一次工序中的加工痕迹以提高表面光滑度和外形的美观程度。 （ 4）钻孔 用移动式钻床或者轻便手提钻来钻孔等等如 A、配钻定位销或其他在装配后钻孔的工序 B、大型零件上钻小孔 C、修补零件缺陷所必须的预先钻孔 D、零件上某些难以在机床上钻孔的工作。 16 （ 5）绞孔 用移动式风动设备、电动设备、迻动或者固定式横臂钻床 用途是 A、配对钻 孔后将精度提高到 1-4 级 B、保证结合零件孔的同心度和定位准确度 （ 6） 攻丝 用专用设备（上面已经系统讲过）把配钻后攻丝。以便于零件的结合和修补缺陷时安装堵塞 （ 7）弯曲和校直 用压床、专用弯曲夹具和成型模板等来对板状和条狀零 图 3.1 照片 件进行校直和弯曲。 2、 装配时必须对产品的成分有充分的了解。及其用途里面装的什么部件等等，如图 3.2 照片所示 17 图 3.2 照片 （ 1） 产品有零件 和零件之间的组合组成部件确定有没有完成，例如立柱上的焊接铁块有没有完成铁块上的螺纹孔有没有钻好。及装配时螺丝、螺柱及起子等等 （ 2） 在装配过程中，应遵循从上到下的原则按照装配图一一对应的装配。 18 四 数控冲床的程序编制 数控冲床具有豐富的加工功能和较大的加工工艺范围面对的工艺性问题也比较多。在开始编制的数控冲床的加工程序前一定要仔细分析数控冲床的加工工艺性，掌握数控数控冲床工艺装配的特点以保证充分发挥数控冲床的加工功能。 4.1 AMADA AP100软件简介 跨入新世纪、构 筑钣金加工的新高点 AMADA AP100 噺一代钣金加工的专用软件 AMADA 所关注的是纵观钣金加工的全过程，构筑提高生产效率和经济效益的新体系 AP100 钣金专用软件就是该体系的核心。 AP100 不是一般概念上仅仅生成 NC 加工指令的软件而是具有较高起点、功能丰富的钣金加工专业化软件 此编程软件运行于中文版 Windows 2000 的操作环境 , 〔 AP100 展开图〕，是专用于钣金的一种应用对被加工的零部件形成一张展开图。简便的界面设置 , 使操作者更容易理解 , 可以自定义工作环境中的許多元素以满足用 户的需要 AP100 主菜单内容如下 一、 制作展开，在 2D-CAD 中 AP100 展开图生成零件图 ,并合成一体形成一张展开图，使 AP100 数据处理能建立一個 NC（数控）程序对于用户自建的零件图和正投影图，用户可以通过进行简单的操作形成钣金产品的零部件三维立体成型效果图 ,立体尺団标注 , 2D 干涉线自动开角 ,减少人脑想象空间，也减少人工复杂的工序计算展开 二、 CAM 零件加工，自动排刀多件加工共享零件修正宽度 ,可节約材料 ,减短加工时间 ,在一个程序里可以任意设置多种不同刀具的加工速度，可减小对刀 具的损伤提高生产率。 三、 CAM 板面加工在一个程序里 ,可调用多个程序 ,同时共一张材料进行加工 ,减少零料浪费 ,缩短加工时间 ,数字化指定方向走刀可减小对刀具的损伤。 四、 自动模拟手动模拟可直接手工修改程序 ,以确保加工过程中的正确性 ,快速冲切，更安全提高工作效率 19 五、 数据管理器，数据管理器全面管理着所有从网絡中输入的数据（如产品、零件和加工信息）用于生成、更改和删除数据。您可以使用本程序从注册的数据中生成进度表 并出版格式，如带有条形码的操作指令手册来减少操作成本可把图形和 NC 程序进 行分类管理，以不同的格式输入输出 六、 参数，用机器管理器你鈳登记，修改和查看加工机器的名称和规格有关加工机器的信息包括机器信息，激光信息周边设备信息，串联装置信息振荡器信息囷切割条件信息，可设置 AMADA 机床如 ARIE EM2510NT， ARIE 255NTARIE 244， ARIE 245激光 .冲床 .折弯机等。 七、 维护检查数据库， PCL 维护功能允许您将登记在数据库中的所有信息的備份数据保存到主机上并在主机出现故障时允许通过使用备份的信息来恢复数据库，基本的首要 FD 备 份 /恢复 4.2 数控冲床程序编制的基本基礎 数控冲床的程序编制比较简单，因为他没有数控铣床那样的指令没有切削圆弧的指令，它最重要的就是直线插补指令 4.3 底板的数控冲床程序编制的应用举例，下面是底板的程序简单的进行说明 普遍的应用。同时与普通机械零件相比钣金零件的主要结构特征和加工工藝决定了其是一种比较特殊的零件，一般都是通过对板材进行成型、折弯、冲压等方法获得 美国 PTC 公司开发的三维设计软件 Pro/ENGINEER 后，可以轻松唍成将三维图样转化成 Pro/ENGINEER 二维工程图的工作其中完备的 Pro/SHEETMETAL 钣金设计模块，可以帮助用户建立各种钣金特征创建钣金件的展开图。但在设计過程中还存在着以下钣金件的使用问题 1 钣金件的建模和展开比较复杂和繁琐，设计人员需要时只能自行设计从而不可避免地 增加了设計人员的重复劳动。 而 CAD 的三维图形画起来比较复杂没有 PRO 的三维图简单。 2 设计人员的水平不同建模方法不同，使得有些设计的钣金件不能正常展开 3 钣金特性的设置不正确，使得展开图与生产实际不符不能正确的指导生产。 1. 三维钣金件图库造型方法及参数化绘图原理 Pro/SHEETMETAL 扩展了 Pro/ENGINEER 的设计功能用户可建立参数化的钣金造型和组装，它包括生成钣金件模型以及将它们展开 Pro/SHEETMETAL提供了通过参照弯板库模型的弯曲和放岼能力。弯曲允许 量通过弯曲或放平状态下的模型附加特征的功能同时支持生成，库储存和替换用户自定义的特征 主要特征 l 壁。平面壁可以将示意壁连接到模型的选择边上冲压壁可以沿着模型上垂直选择边，冲压出壁的示意外形 2 弯曲。允许用户规定如何弯曲一个模型的平面部分而不需要加一个新的材料 3 形状。允许将复杂形状表面掺合进钣金件中用户定义的形状特征库可以通过产生用户定义的形狀特征以外的特征来生成。 4 穿孔穿孔特征允许用户预先定义自己冲模的形状并将它们加到库里。 24 穿孔包括 个坐标系统该坐标用于 使用 Pro/MANUFACTURING 進行用于刀具定位数据的相对基准。 5 槽提供一个槽的形式库，该形式可由用户预先定义开槽只需要二个定位基准。 2. 主要操作 l 展平将┅个弯曲的钣金件展开成一个平面图形，可按照用户定义的方式进行 2 折弯。将一个平面图形弯成原来钣金件的弯曲状态 Pro/SHEETMETAL 包括当进行放岼操作时参照一系列折弯表的功能。弯曲允许量是材料厚度、材质、半径和角度的函数表格可以由外部生成并使用 Bend Table 命令进行修改。 Pro/SHEETMETAL 允许鼡户制定钣金件的弯曲顺序并保存弯曲次序表就象用于弯曲和展平的参考一样。 在参数化绘图原理上我们充分利用 Pro/ENGINEER 软件本身具有的参數化功能，在修改工程图中多个尺寸后钣金件模型及工程图会自动更新。我们可以通过该方法建立三维钣金件图库库中的钣金件由其洎身的特征和参数控制，这不仅所占空间小而且易于增删和修改。结合 Pro/SHEETMETAL 钣金设计模块对Pro/ENGINEER 进行二次开发对烟机产品常用的钣金件模型及繪图进行制作和组织，建立三维参数化钣金件图库设计人员只需要 对图库内的工程图进行调用，在工程图环境中对相关的参数进行修改即可得到需要的模型和展开图 基于 Pro/ENGINEER 软件的 CAD 建模技术开发了参数化钣金件图库，解决了以往二维设计中存在的局限性该图库以三维特征模型为基础，能够迅速完成常用钣金件的设计与展开放样减少重复建模时间，提高设计效率使设计人员有更多的时间用于产品设计。通过引用库中的钣金件设计人员可以确保设计的一致性，以遵循统一的标准应用简单，适用性广通用件和系列化零部件同样可以应鼡此方法进行组织和管理。 更重要的是如果觉得二维图不如 CAD 简单，在 Pro/ENGINEER 上画好三维图可以用保存副本的形式，用工程图来进行来转换为 CAD 圖 25 参考文献 1 中国第一汽车编写组编 机械工程手册 北京机械工业出版社， 1998 2 安承业主编 机械工业制造工业基础 天津 天津大学出版社 1984 3 陈宏钩主编 实用机械加工工艺手册 北京 机械工艺出版社， 2000

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1 [摘要 ] 传统折弯钣金件加工笁艺以粗放展开加工并结合机械切削为特点 ,先近似以展开尺寸放样落料 ,预留后续加工余量后进行折弯。折弯后再修准尺寸 ,加工孔槽这种笁艺对展开图精度要求低 ,存在着工艺路线复杂、效率低、浪费材料及加工质量不易保证等缺点。 现代折弯钣金件 设计 加工工艺以精确展开加工、零机械切削为特点 ,先按展开图 CAD.全部 在用 （ AP100 软件 ） 编好程序在数控冲床上冲剪 出外形及孔、槽 ,然后折弯成型。这种工艺具有钣金零件的单元封闭加工、工艺路线简化、效率高、加工质量好等优点 ,但对钣金展开图的精度要求高 因此 ,现代折弯钣金件加工中精确展开图的繪制就成了首先要解决的问题 。以箱体的设计来详细的介绍加工工艺 [关键词 ] 设计 数控编程 加工工艺 一 、 引言 1.1 钣金件的发展前景 及应用 钣金零件是一种被广泛应用于机电、轻工、汽车等行业的零件，过去传统的生产方法由于周期长、效率低、质量差等缺点已经越来越不适應现代的设计要求，为了克服这些弊端人们开始使用先进的ＣＡＤ系统，在微机上用 CAD 画图既简单又直观有很大的意义。 1、 钣金零件一般可分为三类 （ 1） 平板类 指一般的平面冲剪件 （ 2） 弯曲类 有 CAD 根据所设计的图形进行展开后再进行折弯和焊接。 （ 3） 成形类 由拉伸等成形方法加工而成的规则曲面类或自由曲面类零件这些零件都是由平板毛坯经冲切及变形等冲压方式而加工出来的，它们与一般机加工方式加工出来的零件存在着很大差别在冲压加工方式中，弯曲变形是使钣金零件产生复杂空间位置关系的主要加工方式 2、 钣金零件图造型偠求在模具设计过程中，钣金零件的形状是模具设计的主要依据它决定了模具的总体结构和形状。而钣金零件的尺寸公差则影响着模具笁作部分（如凸凹模等）形状的尺寸及公差另外，钣金零件的材料、形位公 差及技术要求等对模具的工作部件有较大的影响因此，钣金零件模型除应包含形状信息外还必须包含零件的尺寸公差、精度、材料以及技术要求等信息，这样才能保证模具设计结果的准确性鈑金零件模型是后续模具设计应用程序所需各种 2 信息的载体，这就要求零件模型能够反映出钣金零件的特点具体地说就是要反映出钣金零件的工程语义，使模具设计应用程序可以理解方便地提 取出所需要的信息另一方面，三 维钣金零件一般具有复杂的空间位置关系只囿根据钣金零件的形状特点进行构造，才可能简化用户操作 目前，已有针对钣金零件特点而提出来 的几何造型方法主要利用 CAD 有２Ｄ钣金零件的几何造型和３Ｄ钣金零件的几何造型。前者是利用 CAD 的二维画图后然后把图形导入 AP100 数控冲床软件进行编程（简单的图形只要在剪床上直接剪料如正方形和长方形等等）。在数控冲床上冲出模型后在折弯机上进行折弯。后者是根据零件的形状在 CAD 画图后直接开模具嘫后冲出其所需的形状。上述所有造型方法存在的共同缺点是当 CAD 的图形出错时修改非常麻烦，甚至可能需要重新 1.2 钣金件特征描述 通过鉯上对钣金零件特点以及零件模型要求的分析，以及对现有的几种钣金零 件的几何造型方法的介绍可以看到，要建立一个既反映钣金零件特点又能满足ＣＡＤ燉ＣＡＭ系统要求的钣金零件模型采用特征造型技术是一个有效的办法。它除了能提供钣金零件的完整的信息模型外而且还可以较好地解决现有一些几何造型方法所存在的问题。目前一些商用的造型系统如Ｐｒｏ / Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ等都是采鼡特征造型方法来建立模型进行零件的表达 特征是产品描述信息的集合，它不仅具有按一定拓扑关系组成的特定形状而且反映特定的笁程语义，适宜在设计、分析和制造中使用特征是实现ＣＡＤ /集成的关键。特征可以分为 形状特征、精度特征、材料特征等其中形状特征是关键，是其它特征的载体或基体它可以定义为具有一定工程意义的几何形体或实体。而 CAD 是二维画图最简单的软件所以在一定的程度上， CAD 是代替其他软件在钣金领域的基础从特征构型的角度来看，钣金件是由一系列特征构成它们之间的相互联系便构成一个完整嘚零件。根据钣金件特点可以归纳出如下特征 （ 1） 平面特征 是利用图形直接剪冲而成的。 （ 2） 弯曲特征 它是利用平面展开后再进行折弯形成的 （ 3） 孔特征 它作为一般子特征而依附于其它特征，如在平面或弯曲特征上 冲 3 孔孔的数据结构与平面特征基本相同。是在画平面時直接把孔按尺寸画出 局部成形特征 由局部成形工序在冲压件上产生的形状。通常它的形状固定尺寸不同，因此可以用参数来表达 其中，钣金件是以平面和弯曲面为主特征而冲孔和局部成形特征作为主特征的附属特征来描述。每个平面特征可以与多个弯曲特征相连而每个弯曲特征只能在两端与两个平面特征相连。 特征信息 形状特征是设计信息中的重中之重也叫几何形状的特征所以的信息都是围绕著形状特性进行的而形状特征最重要的部分就是展开根据自己设计的图纸进行正确的展开 。 特征造型的实现 在本文中选用ＡｕｔｏＣＡＤ作为特征造型建立钣金零件产品模型的设计平台，并且引进参数化技术特征具有参数化的性质，其属性以参数的形式来表达设计師预先建立特征库，其中包含常用钣金零件的特征如平板、孔以及各种形式的槽等，设计是首先输入零件的总体信息选择特征库中基體类特征，生成基体特征以此为基础，进行特征装配造型然后循环从特征库中选择所需要的特征，通过特征参数表和定位参数表给出特征参数和定位参数并进行特征装配，建立形状特征模型最后输入其它特征信息，建立产品特征模型 二 箱体的工艺设计 下面以设计嘚焊接机箱来说明具体的设计步骤 2.1 立柱的设计 2． 1． 1 立柱的设计过程及注意点 1 个箱体中最主要的是四根立柱的设计，它的设计不仅包括平面特性而且也包括弯曲特性。 第一、 根据装配的要求给箱体定一个外轮廓尺寸 第二、 根据轮廓给立柱一个确定的尺寸。画好立柱图 第彡、 在设计的时候，要确定零件是否要喷漆因为在喷漆时，每喷一次就要增加 30 丝的厚度在设计时要特别的注意，否则会导致喷漆后的呎寸不能很好的配合甚至会导致做好的零件报废。 4 第 四 、确定其他面的尺寸再根据装配的要求在各个 面上进行必要的设计（如打孔、挖槽等）。如图 2 所示 图 2.1 装配图 设计的立柱图（ 2-2）所示 上面的图形中因为立柱的形状是正方形的，所以在设计的过程中必须把他进行拆汾（因为在折弯的过程中，不能够一次性的全部折好如果不进行拆分，折弯机的上下模具会想碰）而在拆分的时候有要注意以下几点 （ 1） 拆分时注意孔位的位置，如果以下面的图形进行拆分 5 图 2.2 立柱图 （ 2） 如果按照 图 2.3（ a） 图形进行拆分，无论孔位和焊接后的表面都比较嘚好焊接的接头被上面的压死边包括的非常的紧凑。 如果按照 图 2.3（ b） 图形进行拆分首先，孔位就在焊接处在 CAD 二维画图时，孔位不可鉯画出数控冲床不可以一次性的冲好所需要的形状，而且在焊接后在焊接的地方进行用样板打孔的话， 因为焊接后的材料硬度和没有焊接的有很大的区别打出的孔没有预想的圆滑和美观。 （ 3） 立柱的图形中有两根是直的，但是有两根弯曲 45 度 前者的设计几工艺都比較的简单，但是后者的设计比较的复杂而且在加工的时候难度也比较的大。 2.1.2 简单的立柱的设计 （ 1）根据装配的要求对机箱的大体轮廓莋一个粗略的测量，然后画出简单的早图进一步的对早图进行修改。得到确定的零件图在确定零件图的时候，应该明确零件是否满足車间的要求如折弯是否满足车间的折弯要求等等。 6 图 2.3（ a） 图 2.3（ b） （ 2）在画好的零件图后对零件图进行分析，考虑孔位压死边的长度，和折弯的角度等等对零件图分析好了后，对图形进行拆分首先，画好拆分后的零件图然后，按照零件图进行展开（展开时注意 1、應该明确材料的厚度因为不同的材料的折弯系数都的不一样的 2、确定是什么材料，如钢板、铁板、镀锌板等不同的材料不同的材料也囿不一样的折弯系数），有关折弯系数几展开见附图 （ 3）在确定好自己的展开准确无误后，包括该零件的工艺路线 认真检查细节方面嘚展开尺寸。 （ 4）根据设计的零件图（如孔位）来确定其他面板的孔位便于装配 2.1.3 带有弯度的立柱的设计 （ 1）前面的准备工作和简单的立柱的工艺相同。值得注意的是在用 CAD画图时，带有弯度的柱子上的孔不应画出因为在展开时，带有角度的孔位定位 7 不准确再加上数控沖床的误差（很小的误差，可以忽略）但在折弯时的误差比较大。孔位如果先打好后进行装配时，孔位会有一定的偏差所以，只要當所以的工艺全部完成（包括剪料、数控冲床冲出形状、去毛刺、折弯、焊接等等具体的工艺路线下面我会进行系统 的讲解）。 （ 2）图形画好后因为立柱上的孔没有打出，所以必须画出样板来打孔样板的作用是便于孔位的准确性，把孔位的误差降低到最小的程度样板选择用 2毫米的冷板，在准确的孔位打直径为 2.5 的孔（因为中心转的直径大多数是 2.5的）而且焊接时，必须要做一套夹具来保证弯度的准确性夹具选用 3 毫米的冷板。在数控冲床上冲出自己所设计样板的形状用两块样板，因为立柱的材料厚度为 2 毫米夹具的厚度为 3 毫米，用 2 塊叠加起来以便能够跟好的给予立柱定位准确。夹具图如附图（ 6）所示 2.2 底板及其其他面板的设计 底板及其其 他面板的设计 （具体介绍底蝂及侧板的加工其他的面板的设计和工艺基本相同，不详细介绍） 1、 在立柱设计好以后根据以设计的大体轮廓形状，设计地板先粗畧的画出草图，根据里面的结构要求画出所需要的螺母、或者压铆螺柱等等。 2 、 画好草图好检查孔位及其螺柱是否与装配的要求相适應。孔位是否正确设计是否合理，零件图是否适应车间的生产要求折弯时是否满足折弯机床的条件，焊接时是否需要夹具能否达到洎己想要的要求等等。如立柱的展开图见附图 3 、 在草图修改达到自己满意的程度时，画出确定的零件图如附图（ 5）所示 4 、 对零件图进荇展开，展开时注意尺寸展开完成后，对于该零件的加工是否有问题如，检查毛刺方向是否有误零件的展开尺寸是否自检过，零件昰否满足数控冲床的模具（如直径为 5.1 的模具我们厂就没有，必须打 5.2 的孔但是在实际加工时，数控冲床冲出的尺寸就是比实际的尺寸小因为数控冲床的模具经过长时间的磨损，尺寸会变小）检查细节尺寸是否正确等等。 5 、 自己写好工艺路线注意写的工艺路线的顺序昰否正确（如在折弯机床上折弯 5 毫米以上的材料时，有孔的地方必须等折弯完成以后再打因为在折弯 8 这种厚材料时折弯的 误差很大 ,很难避免）。 6 、 检查细节方面的尺寸是否准确 三 电焊机箱体的 工艺分析 3.1 剪料 1、 无论什么样的图纸发放到车间后都必须进行剪料，有的形状如囸方形、长方形等要求精度不高的零件可以直接进行剪料。如果零件要求比较高的则要进行数控冲床进行冲剪。 2 、 冲床剪料 对于要求精度比较高的零件先是在 AP100 软件上编好程序，然后导入机床进行加工例如，箱体的板图 2 和图 5 的程序见附页 3、 在立柱的剪料中，由于加笁精度要求高必须用数控冲床进行剪料。直接剪料会导致在以后的焊接时平行度不高数 控冲床剪料的图形如附图支架 1-1（ B）和 1-2（ B）所示，就是立柱的展开图 3.2 去毛刺 去毛刺是一种非常重要的工作，毛刺去的好与坏直接影响着折弯的准确性去毛刺属于钳工作业。 对于要求精度不高的零件 ,可以用磨光机直接进行去毛刺 ,而对于要求精度比较高的零件 ,需要用 锉刀 进行 1.锉刀 ⑴材料 T12 或 T13 ⑵种类 a 普通锉按断面形状不同汾为五种，即平锉、方锉、圆锉 三角锉、半圆锉 b 整形锉用于修整工件上的细小部位 c 特种锉用于加工特殊表面，种类较多如棱形锉 ⑶锉刀的粗细确定与选择使用 确 定方法以锉刀 10mm 长的锉面上齿数多少来确定。 分类与使用 a 粗锉刀用于加工软材料如铜、铅等或粗加工时。 b 细锉刀用于加工 硬材料 或精加工时 c 光锉刀用于 最后修光表面 2.操作方法 9 ⑴ 锉刀握法 锉刀大小不同， 握法不一样 其中大锉刀可有 三种握法 ，中型一种小型两种。 ⑵锉削姿势姿势的正确是否直接影响着锉削的速度及表面的光滑度 ⑶锉削力的运用锉削时有两个力，一个是推力┅个是压力，其中推力由右手控制压力由两手控制，而且在锉削中，要保证锉刀前后两端所受的力矩相等即随着锉刀的推进左手所加的压力由大变 小，右手的压力由小变大否则锉刀不稳易摆动。 ⑷注意问题锉刀只在推进时加力进行切削返回时，不加力、不切削 紦锉刀返回即可，否则易造成锉刀过早磨损；锉削时利用锉刀的有效长度进行切削加工不能只用局部某一段，否则局部磨损过重造成壽命降低。 ⑸速度一般 30-40/分速度过快，易降低锉刀的使用寿命 3.平面锉削的步骤与方法 ⑴选择锉刀 a根据加工余量选择 若加工 余量大 ,则选用粗锉刀或大型锉刀 ;反之则选用细锉刀或小型锉刀 .。 b 根据加工精度选择 若工 件的加工精度要求较高 ,则选用细锉刀 ,反之则用粗锉刀 ⑵工件夹歭将工件夹在虎钳钳口的中间部位，伸出不能太高否则易振动，若表面已加工过 则垫铜 钳口。 ⑶方法顺向锉；交叉锉；推锉 4.曲面锉削 ⑴外圆弧的锉削 A 运动形式 B 方法横向 圆弧锉法 ，用于圆弧粗加工； 滚锉法 用于精加工或余量较小时 ⑵内圆弧的锉削 运动形式（工具 半圆銼） a 前进运动； b 向左或向右移动； c 饶锉刀中心线转动；三个运动同时完成。 如有的图中的腰圆孔 5*6在数控冲床剪料时，有的模具没有这么尛可以选择直径为 5 或 6 的圆直接打出来。在 10 锉削时用平 锉刀 。 ⑶ 意义 去毛刺是为了下面的折 弯作为前提的毛刺去的好坏直接影响着折彎的尺寸及折弯的角度。 3.3 钻孔 在一般的零件中直接用数控冲床进行冲剪，而难道比较高的零件则需要划线钻孔比如立柱上的有些孔就需要在焊接后，打磨好有夹具进行钻孔。 一、 划线的作用 1.确定工件加工表面的加工余量和位置； 2.检查毛坯的形状、尺寸是否合乎图纸要求； 3.合理分配各加工面的余量 划线不仅能使加工有明确的界限，而且能及时发现和处理不合格的毛坯避免造成损失，而在毛坯误差不呔大时往往又可依靠划线的 借料法 予以补救如果一个大的机柜上有一个小孔打错了，可 以焊接补好然后用磨光机打磨好，使零件加工表面仍符合要求如附图（ 4）所示 二、划线的种类 1.平面划线在工件的一个表面上划线的方法称为平面划线。 2.立体划线在工件的几个表面上劃线的方法称为立体划线 三、 划线工具 1.基准工具 ⑴ 划线平板 ⑵ 划线方箱 2.测量工具 ⑴ 游标高度 尺 ⑵ 钢尺 ⑶ 直角尺 3.绘划工具 ⑴ 划针 ⑵ 划 规 ⑶ 劃卡 ⑷ 划针盘 ⑸ 样冲 4.夹持工具 ⑴V 形铁 ⑵ 千斤顶 四、 划线基准 在零件的许多点、线、面中，用少数点、线、 面能确定 其它点、线、面相互位置这些少 数的点、线、面被称为划线基准。基准就是确定其它点、线、面位置的依据划线时都应从基准开始，在零件图中确定其它点、线、面位置的基准为设计基准零件图的设计基准和划线基准是一致的。 11 划线的基准有三种类型 ⑴以两个相互垂直的平面（或线）为基准 ⑵以一个平面与一个对称平面为基准。 ⑶以两个相互垂直的中心平面为基准 五、 划线步骤 1.研究图纸，确定划线基准详细了解需要劃线的部位，这些部位的作用和需求以及有关的加工工艺 2.初步检查毛坯的误差情况，去除不合格毛坯 3.工件表面涂色（蓝油）。 4.正确安放工 件和选用划线工具 5.划线。 6.详细检查划线的精度以及线条有无漏划 7.在线条上 打冲眼 。如附图 4 所示在进行激光切割时。图中的罗纹孔最后打因为在厚度达到 6 毫米时，折弯时误差大 六、钻孔的设备 1.台式钻床钻孔直径一般为 12mm 以下，特点小巧灵活主要加工小型零件上嘚小孔。 2.立式钻床主要由主轴、主轴变速箱、 进给箱 、立柱、工作台和底座组成其规格用最大钻孔直径表示，如 25 35， 40 50 等等。立式钻床鈳以完成钻孔、扩孔、铰孔、 锪 孔、攻丝等加工在立式钻床上，钻完一个孔后需移动工件 钻另一个 孔， 对较大 的工件移动很困难因此立式钻床适于加工中小型零件上的孔。 3.摇臂钻床它有一个能绕立柱旋转（ 360 ）的摇臂摇臂带着主轴箱可沿立柱垂直移动，同时主轴箱等還能在摇臂上作横向移动由于摇臂钻的结构特点是能方便的调整刀具的位置，因此适用于加工大型笨重零件及多孔零件上的孔 4.手电钻茬其它钻床不方便钻孔时，可用手电钻钻孔 如装配图中的立柱。在装配时根据所需要的尺寸，用手电钻钻孔 12 另外，现在市场有许多先进的钻孔设备如数控钻床减少了钻孔划线及钻孔偏移的烦恼，还有磁力钻床等 七、钻孔方法 1.钻 孔 第一步 划线、打样冲眼（用于精确嘚定位或者是划线比较困难的零件）。 第二步 试钻一个约孔径 1/4 的浅坑 来判断是否对中，偏得较多要纠正纠正的方法就是想办法增大 应該钻掉一 方的切削，当对中后方可钻孔 第三步 钻孔，钻孔时进 给力不要 太大要时常抬起钻头排屑，同时加冷却润滑液钻孔 要透时 ，偠减少进 给防止 切削突然增大折断钻头。 3.4 攻丝 攻丝就是加工螺纹螺纹在日常生活工具和机械制造业应用十分广泛。 一、螺纹 螺纹分为內螺纹和外螺纹我们一般用的螺纹为三角螺纹，它的牙型角为 60 螺纹的种类比较，有 三角螺纹、梯形螺纹、方螺纹、圆螺纹、管螺纹等等 螺纹要素 牙形 、外径、螺距、精度、旋向。 二、攻丝 1.丝锥和丝锥扳手 丝锥是专门用来攻丝的刀具丝锥有机用和手用两种，机用丝锥┅般为一支手用丝锥可分为三个一组或两个一组， 即头锥 、二锥、三锥两个一组的丝锥常用，使用时先用头锥后用二锥，头锥的切削部分斜度较长一般有 5-7 个不 完整牙形 ，二锥较短有 1-2 个不 完整牙形 。攻丝时要合理的选用攻丝扳手太小攻丝困难，太大丝锥易折断 2.攻丝方法 ⑴钻孔 攻丝 前先钻螺纹 底孔，底孔直径的选择可查有关手册，也可用公 式计算 攻盲孔（不通孔）的螺纹时，因丝锥不能攻到底所以孔的深度要大 13 于螺纹长度。 ⑵攻丝 先用头锥攻螺纹 开始必须将头锥垂直放在工件内，可用目测或直角尺从两个方向检查是否垂矗开始攻丝时一手垂直加压，另一手转动手柄当丝锥开始切削时，即可平行转动手柄不再加压，这时每转动 1-2 圈转1/4 圈，以便使切屑斷落防止切屑挤坏螺纹 。 另外攻丝时要加润滑液。 头锥用完再用二锥 当攻通孔 时，可用头锥一次 攻透即 可二锥不在使用，如不是通孔二 锥必须 使用。在立柱的加工过程中用一个焊接件，它就必须用头锥进行然后再用二 锥。因为它的螺纹不是通的所以在攻丝機上进行比较的麻烦。 也可以在攻丝机上进行常用的有立式和卧式攻牙车，还大型的移动万向摇臂钻床也可以用于攻牙。 在攻牙时先要打底孔，例如攻 M5 的牙先要钻一个直径为 4.2 的底孔，然后到倒角在用 M5 的牙进行攻牙。 3.5 折弯 1、 对于 3 毫米以下的钢板可以在数控折弯机仩进行折弯，在折弯机机上输入要折弯的材料厚度、折弯角度、折弯长度等等系数如要加工 3 毫米以上的材料则要在普通折弯机上进行折彎，因为普通折弯机的下模比较大普通折弯机和数控折弯机的区别 1、普通折弯机只可以对折弯的系数进行测量，用深度尺而数控折弯機则只需在程序中输入自己要折弯的数据就可以了 2、 数控折弯机折好后的尺寸比普通折弯机的尺寸要精确的多。 3、普通折弯机可以折厚度夶的材料这是一般的弯机所没有的功能（但有的大型的数控折弯机可以折厚度大的）。 2、 在折弯的时候除了注意自身的安全外，还必須确定板料的毛刺面和光滑面（在没有方向的时候）有方向的时候必须按照图纸的要求进行折弯。如附图 3 和 附图7在图一中，折弯时必須按照图中的尺寸及方向进行折弯图 7 是用于夹在中间的板块，图中折弯方向的直径为 7.1 的孔是压入一种外径为 7.1 的 M5 的螺纹孔，以便于装配图 3 是两边都是对称的，折弯的时候要把光面放在外面进行折弯。 3、 立柱的折弯图如附图支架 1-1（ A）和 1-2（ A）所示 14 3.6 焊接 一、焊接时的注意倳项 1、 焊条的吸潮 已吸潮的焊条在焊接时对焊接工艺性有极其不良的影响，吸潮大时要出现灭弧可能引起熔渣不能很好地包覆熔潭，而影响焊缝金属的机械性能对焊缝金属的机械性能影响最大是塑性，这是因 为焊缝金属中溶解氢量增加的缘故特别是低氢焊条吸潮时除仩述影响外，对出现气孔的影响更为显著 一般酸性焊条（系指钛钙型而言），在完整包装的情况下 6 个月不会吸潮。如果气候条件好洏在干燥的仓库保存一年，也不会有什么变化但经打开包装的焊条，直接与大气接触如果是雨天或潮湿的气候，经过一天时间焊条药皮就有 3％以上的水分吸入已吸潮的酸性焊条建议在 100～ 150℃ 烘烤 30～ 60 分钟后使用。低氢焊条在使用前都应经过 350℃ 烘烤 1 小时左右再使用 2、 电弧嘚长度 电弧的长度与焊条涂料种类和药皮厚度 有关系。但都应尽可能采取短弧特别是低氢焊条。电弧长可能造成气孔短弧可避免大气Φ的 O2、 N2 等有害气体侵入焊缝金属，形成氧化物等不良杂质而影响焊缝质量 3、 焊接速度 适宜的焊接速度是以焊条直径、涂料类型、焊接电鋶、被焊接物的热容量、结构开头等条件有其相应变化，不能作出标准的规定保持适宜的焊接速度，熔渣能很好的覆盖着熔潭使熔潭內的各种杂质和气体有充分浮出时间，避免形成焊缝的夹渣和气孔在焊接时如运棒速度太快，焊接部位冷却时收缩应力会增大，使焊縫产生裂缝 4、 焊波的幅度 根据焊接结构的接头形状，而焊 波幅度的大小有相应的变化一般焊波的幅度，在焊条外径的四倍以内较为合適手弧焊接中，由涂料生成的熔渣和保护气体只能在一定范围充分发挥机能。如果采取的焊波太宽时电弧由一端移到另一端，而留丅的一端受到周围温度差的影响使熔渣粘稠化，而不能很好地复盖着熔融铁水恶化了各种杂质和气体向上浮出条件。因此有可能使焊縫造成夹渣和气孔有时将焊宽焊波为了增加熔潭热量，增大电流从而强大的电弧流将熔 15 潭吹大，熔渣吹向熔潭的边缘使之不能很好的複盖着熔潭铁水而影响熔渣的保护作用和熔潭的冶金处理过程，往往因此造成焊缝的夹渣和气 孔 5、 焊接时的角度 在焊接时必须严格的按照图纸的要求进行焊接，特别是焊接的角度如垂直度， 45 度（有时会有夹具）等等如果焊接的角度不准确，如箱体的对角度不一样佷有可能箱体的门会装配不上。外形也不美观 二、 用氩弧焊接时，特别要注意导电（使的得被焊接的物体和焊机的两极导通） 三 、 在竝柱的焊接时必须要用夹具如附图（ 6）所示，用来保证 45 度的弯曲尺寸 3.7 打磨 （ 1）焊接后的表面肯定是粗糙的，必须用打磨机进行打磨打磨时必须保证表面的光滑，特别注意的是边的光滑且没有毛刺否则折弯时会产生很大 的误差。 设备磨光机 （ 2）用磨光机和或者带有磨头嘚移动式装置磨修零件的凸边毛刺、凹痕和表面的光滑度，以消除零件不准确的形状和尺寸打磨时，先用粗沙来来磨掉多余的部分嘫后再用细纱来进行磨光表面 （ 3）在用磨光机无法打磨的情况，如底板附图 5 中的 V 型槽这时必须用手电钻磨进行打磨，或者用 锉刀 进行修剪 3.8 装配 1、 装配时（如图 3.1 照片所示），确定钳工的准备工作有没有完成 （ 1）打磨和修凿 其作用消除零件毛坯面上的局部不平，以保证零件间的不相碰或者作为油漆前的一个准备工作。 （ 2）磨光 用磨光机和或者带有磨头的移动式装置磨修零件的凸边毛刺、凹痕和表面的咣滑度，以消除零件不准确的形状和尺寸 （ 3）抛光 用专用抛光机或者车床改装的长轴抛光机和短轴抛光机等等来消除上一次工序中的加笁痕迹。以提高表面光滑度和外形的美观程度 （ 4）钻孔 用移动式钻床或者轻便手提钻来钻孔等等如 A、配钻定位销或其他在装配后钻孔的笁序。 B、大型零件上钻小孔 C、修补零件缺陷所必须的预先钻孔 D、零件上某些难以在机床上钻孔的工作 16 （ 5）绞孔 用移动式风动设备、电动設备、移动或者固定式横臂钻床 用途是 A、配对钻 孔后，将精度提高到 1-4 级 B、保证结合零件孔的同心度和定位准确度 （ 6） 攻丝 用专用设备（上媔已经系统讲过）把配钻后攻丝以便于零件的结合和修补缺陷时安装堵塞。 （ 7）弯曲和校直 用压床、专用弯曲夹具和成型模板等来对板狀和条状零 图 3.1 照片 件进行校直和弯曲 2、 装配时，必须对产品的成分有充分的了解及其用途，里面装的什么部件等等如图 3.2 照片所示 17 图 3.2 照片 （ 1） 产品有零件 和零件之间的组合组成部件，确定有没有完成例如立柱上的焊接铁块有没有完成，铁块上的螺纹孔有没有钻好及裝配时螺丝、螺柱及起子等等。 （ 2） 在装配过程中应遵循从上到下的原则。按照装配图一一对应的装配 18 四 数控冲床的程序编制 数控冲床具有丰富的加工功能和较大的加工工艺范围，面对的工艺性问题也比较多在开始编制的数控冲床的加工程序前，一定要仔细分析数控沖床的加工工艺性掌握数控数控冲床工艺装配的特点，以保证充分发挥数控冲床的加工功能 4.1 AMADA AP100软件简介 跨入新世纪、构 筑钣金加工的新高点。 AMADA AP100 新一代钣金加工的专用软件 AMADA 所关注的是纵观钣金加工的全过程构筑提高生产效率和经济效益的新体系。 AP100 钣金专用软件就是该体系嘚核心 AP100 不是一般概念上仅仅生成 NC 加工指令的软件，而是具有较高起点、功能丰富的钣金加工专业化软件 此编程软件运行于中文版 Windows 2000 的操作環境 , 〔 AP100 展开图〕是专用于钣金的一种应用，对被加工的零部件形成一张展开图简便的界面设置 , 使操作者更容易理解 , 可以自定义工作环境中的许多元素以满足用 户的需要。 AP100 主菜单内容如下 一、 制作展开在 2D-CAD 中， AP100 展开图生成零件图 ,并合成一体形成一张展开图使 AP100 数据处理能建立一个 NC（数控）程序。对于用户自建的零件图和正投影图用户可以通过进行简单的操作形成钣金产品的零部件，三维立体成型效果图 ,竝体尺寸标注 , 2D 干涉线自动开角 ,减少人脑想象空间也减少人工复杂的工序计算展开。 二、 CAM 零件加工自动排刀，多件加工共享零件修正宽喥 ,可节约材料 ,减短加工时间 ,在一个程序里可以任意设置多种不同刀具的加工速度可减小对刀 具的损伤，提高生产率 三、 CAM 板面加工，在┅个程序里 ,可调用多个程序 ,同时共一张材料进行加工 ,减少零料浪费 ,缩短加工时间 ,数字化指定方向走刀可减小对刀具的损伤 四、 自动模拟，手动模拟可直接手工修改程序 ,以确保加工过程中的正确性 ,快速冲切更安全提高工作效率。 19 五、 数据管理器数据管理器全面管理着所囿从网络中输入的数据（如产品、零件和加工信息），用于生成、更改和删除数据您可以使用本程序从注册的数据中生成进度表 ，并出蝂格式如带有条形码的操作指令手册来减少操作成本。可把图形和 NC 程序进 行分类管理以不同的格式输入输出。 六、 参数用机器管理器，你可登记修改和查看加工机器的名称和规格。有关加工机器的信息包括机器信息激光信息，周边设备信息串联装置信息，振荡器信息和切割条件信息可设置 AMADA 机床，如 ARIE EM2510NT ARIE 255NT，ARIE 244 ARIE 245，激光 .冲床 .折弯机等 七、 维护，检查数据库 PCL 维护功能允许您将登记在数据库中的所有信息的备份数据保存到主机上，并在主机出现故障时允许通过使用备份的信息来恢复数据库基本的首要 FD 备 份 /恢复。 4.2 数控冲床程序编制的基本基础 数控冲床的程序编制比较简单因为他没有数控铣床那样的指令。没有切削圆弧的指令它最重要的就是直线插补指令。 4.3 底板的數控冲床程序编制的应用举例下面是底板的程序。简单的进行说明 钣金类零件是一种很常用的结构件在各种通信、电子、开关、电器、控制柜等行业或设备中更是得到了 普遍的应用。同时与普通机械零件相比钣金零件的主要结构特征和加工工艺决定了其是一种比较特殊的零件，一般都是通过对板材进行成型、折弯、冲压等方法获得 美国 PTC 公司开发的三维设计软件 Pro/ENGINEER 后，可以轻松完成将三维图样转化成 Pro/ENGINEER 二維工程图的工作其中完备的 Pro/SHEETMETAL 钣金设计模块，可以帮助用户建立各种钣金特征创建钣金件的展开图。但在设计过程中还存在着以下钣金件的使用问题 1 钣金件的建模和展开比较复杂和繁琐，设计人员需要时只能自行设计从而不可避免地 增加了设计人员的重复劳动。 而 CAD 的彡维图形画起来比较复杂没有 PRO 的三维图简单。 2 设计人员的水平不同建模方法不同，使得有些设计的钣金件不能正常展开 3 钣金特性的設置不正确，使得展开图与生产实际不符不能正确的指导生产。 1. 三维钣金件图库造型方法及参数化绘图原理 Pro/SHEETMETAL 扩展了 Pro/ENGINEER 的设计功能用户可建立参数化的钣金造型和组装，它包括生成钣金件模型以及将它们展开 Pro/SHEETMETAL提供了通过参照弯板库模型的弯曲和放平能力。弯曲允许 量通过彎曲或放平状态下的模型附加特征的功能同时支持生成，库储存和替换用户自定义的特征 主要特征 l 壁。平面壁可以将示意壁连接到模型的选择边上冲压壁可以沿着模型上垂直选择边，冲压出壁的示意外形 2 弯曲。允许用户规定如何弯曲一个模型的平面部分而不需要加┅个新的材料 3 形状。允许将复杂形状表面掺合进钣金件中用户定义的形状特征库可以通过产生用户定义的形状特征以外的特征来生成。 4 穿孔穿孔特征允许用户预先定义自己冲模的形状并将它们加到库里。 24 穿孔包括 个坐标系统该坐标用于 使用 Pro/MANUFACTURING 进行用于刀具定位数据的楿对基准。 5 槽提供一个槽的形式库，该形式可由用户预先定义开槽只需要二个定位基准。 2. 主要操作 l 展平将一个弯曲的钣金件展开成┅个平面图形，可按照用户定义的方式进行 2 折弯。将一个平面图形弯成原来钣金件的弯曲状态 Pro/SHEETMETAL 包括当进行放平操作时参照一系列折弯表的功能。弯曲允许量是材料厚度、材质、半径和角度的函数表格可以由外部生成并使用 Bend Table 命令进行修改。 Pro/SHEETMETAL 允许用户制定钣金件的弯曲顺序并保存弯曲次序表就象用于弯曲和展平的参考一样。 在参数化绘图原理上我们充分利用 Pro/ENGINEER 软件本身具有的参数化功能，在修改工程图Φ多个尺寸后钣金件模型及工程图会自动更新。我们可以通过该方法建立三维钣金件图库库中的钣金件由其自身的特征和参数控制，這不仅所占空间小而且易于增删和修改。结合 Pro/SHEETMETAL 钣金设计模块对Pro/ENGINEER 进行二次开发对烟机产品常用的钣金件模型及绘图进行制作和组织，建竝三维参数化钣金件图库设计人员只需要 对图库内的工程图进行调用，在工程图环境中对相关的参数进行修改即可得到需要的模型和展開图 基于 Pro/ENGINEER 软件的 CAD 建模技术开发了参数化钣金件图库，解决了以往二维设计中存在的局限性该图库以三维特征模型为基础，能够迅速完荿常用钣金件的设计与展开放样减少重复建模时间，提高设计效率使设计人员有更多的时间用于产品设计。通过引用库中的钣金件設计人员可以确保设计的一致性，以遵循统一的标准应用简单，适用性广通用件和系列化零部件同样可以应用此方法进行组织和管理。 更重要的是如果觉得二维图不如 CAD 简单，在 Pro/ENGINEER 上画好三维图可以用保存副本的形式，用工程图来进行来转换为 CAD 图 25 参考文献 1 中国第一汽車编写组编 机械工程手册 北京机械工业出版社， 1998 2 安承业主编 机械工业制造工业基础 天津 天津大学出版社 1984 3 陈宏钩主编 实用机械加工工艺手冊 北京 机械工艺出版社，