在大多數(shù)情況下，提到精密鈑金，人們?nèi)菀茁?lián)想到設(shè)計(jì)的高標(biāo)準(zhǔn)、高要求，形狀和位置尺寸要求達(dá)到精密級以上，擁有良好的裝配關(guān)系、優(yōu)質(zhì)的表面質(zhì)量及美觀的總體外形，如各配合間隙均勻一致，焊接平整、不變形等。加工機(jī)床也要采用高精度的進(jìn)口鈑金數(shù)控機(jī)床，如激光切割機(jī)、數(shù)控沖床、折彎機(jī)、自動(dòng)焊機(jī)等。如何在設(shè)計(jì)、工藝、工裝夾具乃至生產(chǎn)中，做到既滿足綠色又符合產(chǎn)品要求，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的潛能，達(dá)到提高效率和節(jié)省成本的目的，這正是本文要介紹的。
降本增效舉措設(shè)計(jì)與工藝優(yōu)化鈑金件很少像型材、鑄件、金加工件一樣，去進(jìn)行強(qiáng)度、抗彎等校核，也很少關(guān)注零部件表面硬度（如洛氏硬度、維氏硬度）、塑性（如延伸率）等性能，更多的是關(guān)注產(chǎn)品整體的質(zhì)量要求，如跌落、抗壓、振動(dòng)、降噪等性能，因此，常在鈑金設(shè)計(jì)、工藝中采用以下方法。
⑴優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
在圖1所示門板的展開中心線外留一小圓角R1.0mm代替尖角，即用圓角釋放槽代替撕裂釋放槽，可以避免折邊尺寸誤差造成尖角影響外觀。門板的褶邊（俗稱打死邊）可以提高門板的整體強(qiáng)度（如果允許折疊邊不壓死，則強(qiáng)度更好）并且保證門板的安全性，在不容易劃破使用者皮膚的同時(shí)，也能增加門板外觀的美觀度。這兩種結(jié)構(gòu)對上下端面看不見（如上下端用塑料端條包裹）的門板尤其適用，且門板立面上的拼縫也不易顯現(xiàn)，這樣的零件既容易加工又能節(jié)省材料增加安全性。
圖1 門板
對于難折彎的邊可以在數(shù)控沖床上沖寬度2～3mm、長度與模具等長的矩形或腰形孔，然后手工折彎。圖2所示的零件要折成封閉的矩形，第一條邊和第二條邊可在折彎機(jī)上用普通刀具折彎，第三條邊、第四條邊和第五條邊必需用專用刀具折彎。在數(shù)控沖床上沖出減輕孔或激光切割機(jī)上割出減輕縫，之后用手工折彎，可節(jié)省模具且操作快捷，零件如圖3所示。
圖2 零件展開圖
圖3 成品數(shù)模
圖4 在Salvagnini P4折彎機(jī)上折彎門板
⑵結(jié)合機(jī)床特點(diǎn)優(yōu)化加工方法。
目前，大部分鈑金廠都已擁有激光切割機(jī)，過去在數(shù)控沖床上需花費(fèi)大量時(shí)間來編程的尖角、字模等結(jié)構(gòu)，如今在激光切割機(jī)上加工只要一會的功夫就能完成，大大提高了生產(chǎn)效率。而加工一些帶通風(fēng)柵、小拉伸、攻絲等結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，數(shù)控沖床仍然具有不可替代的優(yōu)點(diǎn)，比如，在加工下料、沖孔后有遺漏或臨時(shí)改動(dòng)的孔等結(jié)構(gòu)時(shí)，采用數(shù)控沖床既節(jié)省時(shí)間又不需開模具，是最經(jīng)濟(jì)和最高效的方式。在折彎加工時(shí)，選擇合適的折彎設(shè)備同樣也能達(dá)到事半功倍的效果，比如，圖4所示門板在Salvagnini P4折彎機(jī)上折彎，能同時(shí)滿足各個(gè)尺寸的成形，這是因?yàn)樾D(zhuǎn)壓盤壓緊門板后，就以壓盤中心定位待折邊，所有的誤差均在第一條邊（折疊邊）上，而這四條小邊對門板尺寸毫無影響。
無論用何種編程軟件，同樣厚度、同樣材質(zhì)的大大小小零件越多，則材料利用率就越高。在排料時(shí)，要先排大零件，再在零件里面的廢料上排小零件，余下的待加工零件先排小的余料區(qū)，再排大的余料區(qū)。
圖5所示的條狀零件間隔5mm左右，對此類零件的排料應(yīng)改成共邊切割，如圖6所示。共邊的好處是既節(jié)省材料又減少了加工時(shí)間和切割耗材，加工后的零件也容易取下。此外，共邊還能防止兩零件的相鄰兩條邊靠得太近導(dǎo)致切割隨動(dòng)頭電容值波動(dòng)而引起的Z軸電機(jī)、絲桿、連軸器的劇烈振動(dòng)。一般采取零件的長邊共邊、短邊加微連接的方式。
圖5 條狀零件
圖6 共邊切割
公司新品開發(fā)和試制整年都在進(jìn)行，任務(wù)重且時(shí)間緊，往往直接用整張板材來編程。這樣一來，非但以前的余料沒有用掉，又增加了新的余料。再加上余料之間無隔開，常常因劃傷、壓傷、變形導(dǎo)致無法再次使用。解決方法是編程后將余料的材質(zhì)、厚度、尺寸等信息存入表格中，并在現(xiàn)場分類擺放和標(biāo)記，以后遇到同樣材料的零件就可以直接編程使用，表格中的余料信息也應(yīng)隨之更新。
使用數(shù)控沖床時(shí)，對好上下模中心，可以保證凸凹模沖裁間隙均勻一致，防止凸模進(jìn)入凹模太深以增加凸模頭部的磨損。在模具沖切部分電鍍硬烙能減小沖頭的表面粗糙度和增強(qiáng)耐磨性能；在厚板的拐彎、尖角等處盡量少用或不用小于φ3mm的沖模，從而延長模具使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
使用激光切割機(jī)時(shí)，除了做好日常保養(yǎng)外，選擇合理的切割參數(shù)也可以大大節(jié)約成本。普通碳鋼零件除了激光切割機(jī)功率不夠需用氧氣切割外，不銹鋼零件由于表面要求高需用氮?dú)馇懈钔?，可以用高壓空氣切割的盡量用1.5MPa的自制潔凈壓縮空氣，這是因?yàn)楹枚嗔慵懈詈筮€需打磨、拋光、電鍍等表面處理，對切割表面的變色要求并不高。噴嘴噴口的大小與消耗氣體的量成幾何級數(shù)上升，要合理選擇噴嘴大小。嚴(yán)格控制壓縮空氣的含水量及其他雜質(zhì)，以延長切割頭保護(hù)鏡片的使用壽命。由于激光切割在切割頭附近有煙氣、飛濺的熔渣，我們常在切割頭零件間的縫隙上粘貼美文紙，來延長保護(hù)鏡片的使用壽命，效果相當(dāng)理想。另外，在保護(hù)鏡片架的兩個(gè)小螺絲頭部、切割頭固定陶瓷環(huán)的圓螺母上，涂一點(diǎn)潤滑油能保證裝拆自如，不妨礙生產(chǎn)。
圖7 壓桿
在激光切割機(jī)的X軸上，加裝兩個(gè)定位裝置能省去長邊的對刀時(shí)間，切割前只需將紅點(diǎn)移到X軸起始點(diǎn)（板材的角部）即可，這在一定程度上替代了機(jī)床的自動(dòng)尋邊。此外，減少設(shè)備的空運(yùn)行，如激光切割機(jī)的集塵器、激光器和冷水機(jī)及數(shù)控沖床的電機(jī)在較長待機(jī)時(shí)關(guān)閉，既節(jié)約了電能又消除了噪聲、振動(dòng)及電磁幅射。
降低設(shè)備維修費(fèi)用眾所周知，維修進(jìn)口數(shù)控機(jī)床最燒錢的是配件和人工費(fèi)，常常一個(gè)零件動(dòng)輒數(shù)千甚至上萬，人工費(fèi)從出發(fā)開始每小時(shí)數(shù)百人民幣。實(shí)際上，很多外國公司或其中國辦事處均有免人工費(fèi)的咨詢電話，可以遠(yuǎn)程調(diào)試機(jī)床參數(shù)；對易損件也可以自制，關(guān)鍵是要搞清這個(gè)零件所起的作用，配合的零件之間是間隙、過渡、過盈配合公差中的哪一級，并適當(dāng)縮小公差，弄清零件的材質(zhì)、硬度等參數(shù)，如P4折彎機(jī)壓桿（圖7）螺紋的兩個(gè)端面粗糙度很高，研究發(fā)現(xiàn)兩端面間的距離公差要求很小，金相分析得知壓桿材質(zhì)接近45＃鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)，壓桿自制后設(shè)備運(yùn)行良好，壓桿更換成本從幾百元下降到了幾十元。
結(jié)束語如今，鈑金行業(yè)企業(yè)競爭日益激烈，降本增效已刻不容緩，而企業(yè)除了引入先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和管理方法，用好用足現(xiàn)有設(shè)備，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，改進(jìn)工藝、編程方法才能實(shí)現(xiàn)降本增效之目的，而本文所舉實(shí)例僅是個(gè)人工作中遇到的，希望能起到拋磚引玉的作用。
——摘自《鈑金與制作》 2020年第4期
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