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鈑金加工機械化自（zì）動化剖析

2016-9-18 來源：江（jiāng）西萍鋼工（gōng）程技術有限公（gōng）司（sī）作（zuò）者：高（gāo）曉波

摘要：隨著我國機械加工領域管理水平和（hé）工藝技術水平的逐漸（jiàn）提升，當前市場（chǎng）對鈑（bǎn）金加工工藝質（zhì）量（liàng）提高、速度提（tí）升的需（xū）求得以滿足成為可能。文章結合這一時代背景，從我國鈑金加工產業發展現狀及對工業發展的重（chóng）要意義入手（shǒu），以數控機床的使用為例，探討了（le）數控機床加工的方式、流程、工（gōng）藝特點及當前數（shù）控機床加（jiā）工中存在（zài）的問題。

關鍵詞：鈑金加工；機械化；自動化（huà）；機械加工；數控機床

1、概述

自我（wǒ）國改革開放以來，國內經濟發展的環境得到了逐步改善，從而促使國內（nèi）各行業的發展非常迅速。在這（zhè）一時代背景（jǐng）之下，科學技術成為（wéi）了第一生產力，並不斷促使各行業發生（shēng）了較大變革。在當代科（kē）技影（yǐng）響的同時，機械成（chéng）為了代替人工的重要新（xīn）生事（shì）物，各類（lèi）巧（qiǎo）妙設計金屬工具、元器件的設計，成為（wéi）了機械化生產、加工環節最為重要的輔助，其在機械的組成和後期維（wéi）護中均扮演著不可（kě）或缺的（de）角色。隨（suí）著經濟水（shuǐ）平的提升，產品需求者對（duì）於基本事物的需求基本飽（bǎo）和（hé），對（duì）更高水平的產（chǎn）品（pǐn）提出了（le）新的要（yào）求。

2、鈑金加工的工（gōng）藝研究

2.1　數控機床（chuáng）鈑金（jīn）加工的方式

數控機床在應用於鈑金加（jiā）工流程時，通常可分為以（yǐ）下五種加工方式：

第一，采用單次衝壓的方式。通過（guò）使用單次（cì）衝壓來實現對呈圓弧狀分布或者是針（zhēn）孔（kǒng）、柵格等狀態分布金屬零（líng）部件的（de）加工，從而在（zài）較短時（shí）間內完成金屬結構的分離，使最終金（jīn）屬產品定（dìng）型。

第二，采用連續（xù）衝裁的方式（shì）。該種鈑金加工（gōng）方式（shì）又可以劃（huá）分為單方（fāng）向的和多方向的兩種。其中多方向的衝裁方式通常適用於對（duì）大型金屬進行層麵加工或者是（shì）對金屬大孔的成型進行加工，而單方向加工這一方式則（zé）適用於對呈堆疊狀態的多個金屬部件進行加工。連續衝裁加（jiā）工方式所設置的機械角度與功能不同，可實現不同的加工效果。

第三，後續精加（jiā）工。該種衝裁加（jiā）工方式又被稱為（wéi）蠶食加工，主要是對金屬零部件的後期加工進行打（dǎ）磨與精加工。通常在此（cǐ）過程中所使用的加工磨具有小型圓（yuán）模型、小型弧模具等，從而在加工過程中起到精確定位、精細打磨的（de）作用。

第四，單次或多次連續（xù）的（de）鈑金加工方式（shì）。在借助數控機床基礎上（shàng），可以根據模具的選擇要求，對待處理金屬零部件進行一（yī）次性的拉伸定型，從而（ér）得到與現有（yǒu）模具相匹配的（de）金（jīn）屬零部件。但是，如果經上述處理（lǐ）過後的金屬零部件達不到預期要求，就應對其進行多次連續的加工，以使其（qí）形成最（zuì）終形態（tài）。

第五，陣列成（chéng）形（xíng）的方式。借助（zhù）數控機（jī）床，使用該方式時，通常是為了實現大（dà）規模生（shēng）產需要。通過將多個現有模具進行組合，來實現對大型（xíng）鈑金產品的較快（kuài）加工。在此過（guò）程中，針對鈑金產品樣式及類型的選（xuǎn）擇基本一致，從而（ér）方便對陣列成形式模（mó）板的設計。

2.2　數控機床鈑金（jīn）加工的特點

在上文中，筆（bǐ）者分析了數（shù）控機（jī）床鈑（bǎn）金加工在實（shí）際操作中的五種方式。通過這些研究，能（néng）夠發現（xiàn）鈑（bǎn）金加工（gōng）具有以（yǐ）下三個特點：

第一，數控機床的使用（yòng）較為方便，且（qiě）在加工過程中能（néng）夠有效減少成本。數控機床能夠在特定模具的設計之下，實現對現有金屬半成品的深加（jiā）工，其不僅可以用於大型金屬（shǔ）加（jiā）工中，而且還能用於小型金屬加工中，並且能夠保持加工速度促使大規模生產成為可能。在上（shàng）文中所介紹的陣列成型方式就是這一（yī）功（gōng）能性特點的現實體現，其能（néng）夠在同一時（shí）間、同（tóng）一生產線上實現對同類型金（jīn）屬產品（pǐn）的加工。對於一些要求（qiú）過（guò）於精密和複雜的金屬，數控機床同樣（yàng）能夠完成任務，並且在既定計（jì）算機程序指引下完（wán）成對較薄部位、較（jiào）複雜形狀（zhuàng）的加工。數（shù）控機（jī）床使（shǐ）金屬（shǔ）加工變得（dé）更加便捷，其能夠充分結（jié）合所給定的（de）圖紙實現（xiàn）對目標金屬的成型加工，無論是什麽形狀（zhuàng），都可以通過單（dān）次或多次的小模具或小步距的（de）模具實現加工成型。因此，就致使金屬加工所耗費的設計時間大大縮短，解決了某些產品（pǐn）能（néng）設計出結構與模（mó）型卻（què）無法實（shí）現（xiàn）加工技術要求的問題。

第二，產出產品質量較（jiào）高，加工精確程度高，減少次品率，便於一次加工定型。數控機床能夠在既定程序（xù）影響下，根據加工要求做（zuò）出不同反應。在執行程序（xù）時（shí），出錯幾率小，產出產品的精確程度（dù）高、表麵平滑，從而使最終出產產品的整體質量（liàng）較好（hǎo），減（jiǎn）少了廢料儲存與處理（lǐ）成本。另外（wài），采用同質化、快加（jiā）工的鈑金加工模式，使大批量生產的產品一致性強。同一批次出產產品的質量均衡，減少了人工（gōng）篩（shāi）選或機（jī）器抽查的壓力，並使得各使用相同（tóng）數字衝床設備出產的金屬產品具有較強的普遍適用性與（yǔ）可替換性，易於（yú）使用者對上述產（chǎn）品的更新（xīn）與調換（huàn）。第三，數字衝床借助現代計算機（jī）與工業（yè）技術，實現了數字化、機械化、自動（dòng）化（huà）的加工模式，從而使數字衝床的加工能夠在（zài）小規模（mó）生產不同類型零件，乃至大規模生產中均（jun1）能夠發揮（huī）出重要的（de）作（zuò）用。基於數控機床（chuáng）加（jiā）工的基本操作原理，其固定化加工模式將能夠通（tōng）過減少鈑金部件加工可行性設（shè）計、誤操作加工設計等多個方麵來有（yǒu）效提升鈑金產（chǎn）品的加工速度。正是采（cǎi）用這種方式（shì），使數控機床鈑金（jīn）加工中人工成本、材料成本的投入降到最低（dī）。

2.3　數控機床鈑金加工工（gōng）藝的流程

數控機床（chuáng）鈑金加工中工藝操（cāo）作的流程通常分為以下兩種：

第一種，先安放（fàng）材（cái）料，再進行鈑金加工的工藝。在進行（háng）鈑金金屬（shǔ）原材料進行（háng）加工時，使用數控機床需首先將原材料進行準確的剪切，以便於能夠被數控機床（chuáng）所使用，成為金屬鈑金加工的原材料。然後依據需求方所提供的加工圖紙進行（háng）初步模具（jù）的選擇（zé），進而就可使用（yòng）數控機床進行鈑金的加工。在加工過（guò）程中，還應當注意以下三（sān）個問（wèn）題（tí）：（1）應將被加工的金屬材料（liào）進行固定，避免金屬材料在加工過程中由於打磨而（ér）產生晃動，使最終產品的成型（xíng）不能達（dá）到既定要求。另外，通過將（jiāng）金屬材料進行準確的打磨，還能夠使材（cái）料的利用率大大增加，減少（shǎo）材料不必要浪費以及機械的磨損。（2）需要在加工開始時判斷材料安放是否垂直或者符合加工所需角度，從而避免由於（yú）材料（liào）安放位置出現問題而導（dǎo）致的最終加工形狀不佳（jiā）。（3）考慮到材料投入（rù）的時間、順序等（děng）因素，還應當為需（xū）要投入材料量大、種類（lèi）不同的數控機床配備2～3名擁有專業技術的員工，從而對投入（rù）材料的用量和時間（jiān）點進行充分把握，以保證最終金屬產品的加工符合（hé）圖紙設計與（yǔ）使用功能性要求。

第二種，機床套（tào）裁的（de）加工工藝。與先投（tóu）入材料（liào）再進行板材加工的方式不同，機床套裁的模式通常是將材料一次性地投放在機床加工帶上，將加工所需原材料進行分開排列，使（shǐ）用數控（kòng）機床對整（zhěng）體代加工材料進行分步（bù）驟裁切。在此過程中，需結合圖紙要求，盡（jìn）量保持整個（gè）材料的完成（chéng），以免後續加工中（zhōng）增添不必要的麻煩。另外，還應當對零部件可能產生重疊與脫落的情況進行監控，在安放材料（liào）時應盡量留有空隙，以便於（yú）降低機械操作的錯誤率，使每個需加工的板（bǎn）材都能夠形成獨立的個體。

使用機床套裁的加工工藝通常會致使最終產成（chéng）品的第一種（zhǒng），先（xiān）安放材（cái）料，再進行鈑金加工的工藝。在進行鈑金（jīn）金屬（shǔ）原材料進行加工時，使用數控機床需首先將（jiāng）原材料（liào）進行準確的剪切，以（yǐ）便於能夠被數控機床所使用，成為金屬鈑金加工的原（yuán）材料。然（rán）後依（yī）據需求方所提供的加工圖（tú）紙進行初步模具的選擇，進而就可使用數控機床進（jìn）行鈑金的加工。在加工過程中，還應（yīng）當注意以下三（sān）個問題：（1）應將被加工的金屬材料進行固定，避免金屬材料（liào）在加工過（guò）程中由於打磨而產生晃（huǎng）動，使最終產品的成型不能達到既定要求。另外，通過（guò）將金（jīn）屬材（cái）料（liào）進行準確（què）的打磨，還能（néng）夠使材料的利用率大大增加，減少材料不必要浪費以及機械的磨損。（2）需要在（zài）加工開（kāi）始時判斷材（cái）料安放是否垂直（zhí）或者符合加工所（suǒ）需（xū）角（jiǎo）度，從而避免由於材料安放位置出現問題而導致的最終加工形狀不佳。（3）考慮（lǜ）到材料投入的時間、順序等因素，還應當為（wéi）需要投（tóu）入材料量大、種類不同的數控機床配備2～3名擁有（yǒu）專業技術的員工，從而對投入材料的用量和時間（jiān）點進行充（chōng）分把握，以保證最終金（jīn）屬產品的加工符（fú）合圖紙（zhǐ）設計與使用功能性要求。

第二種，機床套裁的加工工藝（yì）。與先投入材料再進（jìn）行板材加工的方式不同，機床套裁的模式通常是將材料一次性地投（tóu）放在機床加工帶上，將加工所需原材料進行分開排（pái）列（liè），使用數控機床對整體代加工材料進行分步驟裁切。在（zài）此過程（chéng）中（zhōng），需（xū）結合圖紙要求，盡量（liàng）保持整個材料的完成，以免後續加工（gōng）中增（zēng）添不必要的麻煩。另外（wài），還應當對零部件可能產生重疊與脫落的情況進行監控，在安放材料時應盡量（liàng）留有空隙，以便於降低機（jī）械操作的錯誤率，使每個需加工的板（bǎn）材（cái）都能夠（gòu）形成獨立（lì）的個體。使（shǐ）用機床套裁的加工工藝通常會（huì）致使最終產成品的加工工藝選用恰當的時機。針（zhēn）對要求精確度較高的產（chǎn）品（pǐn）應采用分次投料方式，而針對機（jī）床套裁加（jiā）工模式應盡量防（fáng）止加工過程中出現壞件問題，消除隱患、注意加工程序要（yào）求（qiú），對風險進行管控，為最終產品的成型加工提（tí）供良好的環境。

3、數控（kòng）機床鈑（bǎn）金（jīn）加工中（zhōng）存在的（de）問題及改進對策

根據上文的研究可（kě）以發現，數控機床在鈑金加工中扮演著（zhe）重要的角色，其為鈑金加工領域機械化、自動化實現（xiàn）提供了良好的（de）途徑，極大地節約了生產時（shí）間、設（shè）計時間與準備時間，降低了企業鈑金加工中成本的投入。為了更（gèng）好（hǎo）地將數（shù）控機床應用於鈑金加工領（lǐng）域，筆者（zhě）針對可能出現的三個問題提（tí）出相（xiàng）應改進對策：

第一，數控機床可能（néng）會造成鈑金壓傷。產生該問題的原因（yīn）通常是被加工（gōng）原材料的表麵附著有影響加工的雜物（wù）、金屬的碎片或者（zhě）是加工模（mó）具的損壞、夾雜著雜物等。除此之外，安放角度問題（tí）、人工失誤問題等也均會致使上述問（wèn）題的發生。因此，在進行數控機床加工（gōng）之前，應（yīng）指派專人進行數控機（jī）床雜物（wù）清理（lǐ），並針對（duì）相關機械零部件進行檢（jiǎn）查和維護，以保證數控機床的運行正常。

第二，數控機（jī）床（chuáng）加工中可能對鈑金造成劃傷。這些劃傷將會對（duì）機械（xiè）加工產生不利，由於機械無法像人工一樣（yàng）來規避劃痕，從而就會導致產生次品或報廢品。因此，為了（le）有效管（guǎn）控上述問題，應（yīng）在放置材（cái）料時首先檢查是否存（cún）在劃痕，如存在應及時修（xiū）補或放棄（qì）不用。另外（wài），還需要在日（rì）常（cháng）材料安放、裝卸、搬運等過（guò）程中給予高度重（chóng）視，依照應有的運輸流程來進行材料的管理，從而便（biàn）於正（zhèng）常生（shēng）產作業的開展。

第三，數（shù）控機床（chuáng）加工中可能出現材料的變形，造成數控（kòng）機床損壞。產生這一問題的原因多來源於模具安放（fàng）過程中的（de）失誤。如果將（jiāng）多個模具之間安放得過近，沒有根據加工要求留有恰（qià）當的空隙（xì），就非常有（yǒu）可能造成兩個模具對（duì）材料的（de）同時積壓，造成材料受力不足端的變形。因此，為了有效預防上述問題出現（xiàn），應在（zài）數控機床（chuáng）使用中盡（jìn）量選擇多孔洞的模具，還需要（yào）在投入材料時對材料進行必要的打（dǎ）磨和加工過程的實時監控，以免（miǎn）給生（shēng）產造成（chéng）過大損失。

參考文獻

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