浅谈钣金加工工艺路线的选择

钣金零件工艺具备其特有的、固有的特点，工艺是有理论的，这个理论的归纳以及总结，对提升工艺人员针对钣金加工的运用能力而言，是有帮助的，并且有利于设计出更为优化的工艺流程，还有加工方案。在现有设备加工能力以及产品结构基本已经定型的这个前提条件之下，从工艺的角度去进行结构优化，要立足于生产动态平衡，还要灵活协调，从而指定出最合适、最优化的工艺方法，这是钣金工艺人员的主要职责所在。

钣金零件特点

薄板构成的零件，有着自身薄、容易成形这般特性，能够打造成各种各样形状的零部件的。伴随着焊接、组装、拉铆等工艺投入应用，赋予了产品达成多结构的可能性。与此同时，这些特性也让钣金件在加工进程里会或多或少地出现不同程度的变形现象，像是弯曲变成其他形状的变形、扭转变为其他造型的变形、凹凸变成其他样子的变形等等。这些变形致使整个构件的尺寸或者形状出现改变，引发质量方面的问题。然钣金零件生产工艺具备其自身所固有的规律，针对同类型产品而言，依据现有的设备、人力等状况，能够灵活地对加工的先后顺序予以调整，进而给出合理的加工工艺。故而选择正确的工艺路线，乃是针对这一类问题实施有效预防以及解决的措施。

钣金工艺路线设定基本原则

得依据产品形状、公司现有加工设备来制定工艺路线，是要以满足产品质量要求当做前提条件的，最终达成经济效益最大化的目标。通常制定一般工艺路线能够遵循下面这些原则哒：第一，得满足产品质量要求；第二，产品工艺路线要经济实惠；第三，要为后续工序给予优化措施；第四，要便于进行加工。工艺人员对于质量的考虑重点是源自于对产品结构功能性与外观的精准把握，还有就是对设备加工能力掌握的熟练程度方面。其一，工艺编制需考虑整机累计误差，还要考虑其配合关系，其二，要优化产品加工方法，进而降低加工的难度，其三，批量生产时要设定相对稳定的工艺路线，此三者是工艺编制需考虑的三个方向。

整机累计误差配合

在装配时，产品自身制造出来的累计公差所形成的综合体现就是累计误差配合，于开展工艺分析之际，要做与之对应的公差分配，以此确保累计误差处于可控制的范围以内；像我公司生产制造出的交流电控机柜是属于这种情形的典型产品，现在要据此作为例子来展开细致详尽的叙述。

交流电控机柜通常能够被加工制作成拼装机柜以及焊接机柜，其中较为常见的是拼装机柜，拼装机柜具有典范性的主体结构，该主体结构是由用于最顶部部分的顶框、处于底部位置的底框、起到支撑作用的立柱、位于前面位置的前门、处在后面位置的后门以及处于侧面的门（板）共同构成的（呈现于图1）。

图1 拼装交流电控机柜

弄好这几种构成零件的加工工艺，大体上就能保障机柜产品的加工质量。通常客户对于机柜总装之后的整体外形尺寸有着一定的要求，就像图2所展示的那样，要求对角线尺寸X1跟X2、X3与X4的尺寸差值小于2mm，按照安装使用的状况，客户对宽度尺寸L3存在管控，然而对高度以及厚度尺寸的要求并不严格。因为客户在设计的时候，一般是采用本体造型到所需尺寸，没有考虑涂覆膜厚，从而导致工件喷涂、组装之后，机柜外形尺寸会出现超差。所以呢，要针对各个构成零件去调整涂覆余量，以此来达成宽度尺寸L3的要求，与此同时，还得确保尺寸L1、L2，一般会采用顶框、底框以及立柱相互配合的调整方式，依据装配情况的不同，调整量存在着差别。前后门、侧门通常是嵌入安装于上下门楣之间的，因而外形尺寸一般选取负偏差。

图2 机柜总装后整体外形尺寸

需依据喷涂种类的差异，对涂覆余量做出相应的调整，要考虑装配间隙以及其他因素，一般是在管控尺寸取下偏差的基础之上，再去调整喷涂余量，通常门板类取负偏差，并且再留出0.5至1mm的涂覆层余量。

优化产品加工方法

优化加工方法是在于对其加工顺序予以调整，或者对工艺进行改进，借助一个简单例子来分析说明，像某一种门板的展开图呈现于图3，此门板进行单件加工的时候能够着重考量其质量以及时间，一般的工艺方案是：利用剪床进行下料，借助冲床冲外形以及内孔，通过折床进行折弯，对四角实施焊接。这样的工艺方案省时又省力，然而要是大批量生产的话，会加剧对冲床刀具的损坏，极大地增加机床的维护成本。另外，要是编程程序稍微存在问题就会造成无法挽回的损失。这种门板异形处其作用在于安装门吸，因此在就此门类门板进行大批量生产之际，一般会采纳以下的加工方案：通过剪床实施下料行动（其中三个门吸小片另外进行下料操作），利用冲床完成冲内孔这件事，借助剪床执行剪角这一动作，经由折床开展折弯工作，运用焊接手段对四角以及三个门吸小片予以焊接。这一方案所产生的改进结果，不但达到了节省原材料以及设备维护成本的目的，而且还显著降低了编程产生错误的概率。

图3 某一种门板

工艺路线的稳定性选择

用于工艺路线稳定性的选择，应当和生产批量相互匹配，工艺路线会由于生产批量出现变化，进而面临不一样的选择，当产品处在试制阶段的时候，其工艺路线会和小批量生产存在不同，试制阶段着重于产品整体结构验证以及加工时效性，对工艺加工成本不敏感，小批量生产则着重于工艺路线验证，针对单件结构开展局部优化以及适量模具准备，批量生产所挑选的工艺会把成本当作最优先考虑的项目，尽可能优化工艺，节省成本，下面以一个小弯角件（图4）作为例子进行说明：

⑴工艺路线Ⅰ：剪床下料→折床折弯→划线打孔并攻丝；

⑵工艺路线Ⅱ：

剪床进行下料（存在将好几件单品合并这一情况），之后冲床对其冲底孔，接着剪床把它剪裁成单品，再由折床进行折弯操作，最后钳工实施攻丝工作。

⑶工艺路线Ⅲ：制作模具加工。

图4 小弯角件

对以上通过三种工艺路线进行类比，发觉这三种方案都能够卓有成效地契合客户的需求，然而，每一个方案又各有其独特特性。工艺路线Ⅰ，由于需要很多人工，并且耗费时间（进行划线打孔），致使出现大比例的制程损耗，通常仅仅适宜下单件产品的加工，要是采取批量生产不建议采用此方案；工艺路线Ⅱ，使用机床的过程较多，在时间方面要稍微快一点，而且一次能够产出多件产品，适用于中小批量生产，然而其冲完之后需要再次进行剪裁，有可能会造成孔位出现少量位移；工艺路线Ⅲ，依靠针对其制作出合适模具来加工，适用于大批量生产加工，既省时又省力。

经上述探讨可知，工艺路线的选择对于加工过程损耗的影响，和生产批量有着密切关联。且进而可知，工艺路线的选择应当综合考量各类因素。所以说，依据不同的生产状况，恰当地去选择工艺路线，这是极为重要的。

结束语

加工工艺针对钣金零件而言，是个颇为复杂的问题。本文简要讲述 一般钣金零件工艺设定的基本原则，目的在于找出工艺设定的基本方法。总之，身为一名工程师，应当秉持成本观念，将成本融入工艺里，从整体全局的视角，去看待工艺设定的历程。

作者简介

毛媛，工程师，主要从事钣金设计及钣金加工的研究工作。