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钣金工艺在拖拉机零件生产过程的研究应用


文章出处:    作者:    发布时间:2019-05-10    浏览次数:33

随着市场的多样化的需求订单,定制产品越来越多,面对主机厂的多品种小批量的驾驶室、组合件也是随之增多。对于多品种小批量要货计划,如何快速完成产品的试制,交付主机厂,钣金工艺的应用显得尤为重要,尤其是激光切割、折弯等柔性加工方式的采用,使得产品的交付周期变短,及时满足主机厂的需求。

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图1 进入钣金模块界面

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图2 拖拉机驾驶室仓上的座椅地板

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图3 座椅地板的展开图

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图4 输出的二维电子工艺图

三维软件在钣金工艺中的应用及问题解决

三维软件在钣金工艺下料的研究应用

随着计算机水平的不断发展及大数据时代的到来,人们越来感受到产品初期直观性的重要。产品的开发首先以三维数模呈现在客户的眼前,给人以真实感,可以直观的了解产品是否能够满足客户自身的期望。对于我们工艺人员,如何将这些三维数据快速转化为工艺,需要使用UG三维绘图软件。使用绘图软件做工艺时,可以将复杂的产品快速转化为工艺数据,再使用平面激光切割编程软件进行编程,编程排版后传输到现场平面激光切割设备进行下料切割。那么,如何快速将数模数据转化为工艺呢?

首先将产品数模使用UG软件打开,再将模型模块转化为钣金模块(图1), 使用“转化为片体”-“展平实体”命令就可以将一个复杂零件(图2)展开为下料毛坯(图3),再通过“文件”-“导出”-“2D EXCHANGE”一系列命令,完成二维数据图(图4)。

使用UG软件制作工艺的常见问题处理

在使用UG软件制作钣金工艺过程中,也会遇到无法快速实现工艺转化的问题;在UG软件内,分为不同的模块:模型、装配、钣金等(图5),很多时候大家容易将模型模块和钣金模块搞混。许多工艺人员将产品数模使用三维软件打开后,进入钣金模块后无法进行钣金相关命令操作,主要问题在于产品设计过程没有考虑到相应的工艺,这一点很多人容易忽视。如果我们不能将产品的成形工艺融入到建模过程中,数模就是一个简单的造型;如果设计人员不熟悉工艺,他可能在设计零件的整个过程中都是在模型模块进行的,这些数模到了工艺人员手中,不能直接进行钣金相关命令操作;例如:在建模环境下,你使用“拉伸”命令,设计一个相贯类零件(图6),现在需要计算展开下料尺寸,首先需将模块转换为钣金模块,此时展平实体命令是无法使用的,处理这种问题我们通常可以设计工艺缺口,使用“转化为片体命令”-“展平实体命令”(图7、图8),这样就可以将一个相贯类零件展开(图9)。通常还会遇到无法使用“转换为片体”命令完成产品工艺转化(图10),我们需要重新回到建模环境,使用“抽取”-“复制面”-“加厚”命令(图11),然后再回到钣金模块下,再使用“片体转化”-“展平实体”命令,就可以进行展开了(图12)。

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图5 UG应用模块

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图6 相贯类零件

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图7 转换为片体命令

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图8 展平实体命令

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图9 展平的下料体

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图10 不能直接进行转化

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图11 复制面、加厚的实体

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图12 进行钣金转化、展开的下料图

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图13 半共边的编程切割应用

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图14 装配的验证效果

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图15 激光切割工艺电子图

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图16 激光切割实物照片

激光切割过程套排的研究应用

平面激光切割目前已成为钣金行业柔性下料不可缺少的工艺设备,它可快速完成复杂钣金零件的下料。在实际生产过程中,我们的每种拖拉机的前地板上都有一个检修孔,检修孔需要平常用维修盖板遮挡。生产初期在切割前地板上的检修孔时,将掉下的废料直接作为维修盖板,在很长一段时间使用过程中,后序经常反馈维修盖板不好装,容易将前地板上的漆膜蹭掉。如果重新使用板材切割维修盖板,会造成很大的材料浪费。通过对现场工艺分析,最终结合装配工艺,我们将维修盖板的尺寸减小,预留单边1mm的装配间隙,这样后序装配也容易。通过半共边切割的方式(图13),进行激光下料切割,通过后序的装配验证(图14),效果非常好,这样就实现了两种零件的节约化生产。

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图17 完成的折弯成品深U形件的折弯

折弯工艺的问题解决方案

激光刻印线在折弯工艺中的研究应用

在实际的折弯生产过程中,我们会面对各种形状复杂的展开下料零件,对于大多数厂家,购买的数控折弯机后挡指可调轴数是有限的。如果后挡指为6轴的,势必会增加设备购置费用,而且也不能覆盖所有的零件定位。因此通过对激光切割工艺的研究应用,将激光刻印应用到复杂零件的折弯上,尤其是定位边为异形截面的零件。对于需要增加刻印线的零件,计算折弯线的定位尺寸,在工艺电子图上提前标注折弯线的位置(图15),然后在切割过程中进行激光刻印(图16)。这样完成下料的同时,确定了折弯的定位尺寸,折弯过程中,只需要操作工对准刻印线的位置进行折弯即可满足图纸要求,这样可快速完成复杂零件的折弯(图17)。

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图18 折弯不到位

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图19 折弯上模

通过对校正类的同类零件进行统计分析,发现驾驶室及组合件上与底盘连接的连接板品种非常多,而目前的折弯模具无法满足尺寸要求,需要焊接后工序进行校正(图18),校正后的尺寸也不稳定。针对这一问题,与刀具厂技术人员进行沟通,保证模具的合理结构、安全可靠,确定满足我们机床的最大折弯能力的折弯刀(图19)。U形折弯能力由原折弯高度100mm扩充到折弯能力160~200mm,解决了驾驶室及组合件几十种连接板(图20)的折弯一次性加工到位(表1),减少了试制校正工序,提高了产品质量及生产效率。

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图20 折弯到位

表1 优化后U形件可加工品种

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结束语

通过对拖拉机的覆盖件在实际生产过程中出现的一些常见问题的研究,结合现有的工艺资源,利用三维软件对数模进行工艺转化,快速形成下料展开图,进行生产激光切割下料;结合零件的结构特点,使用激光切割的共边切割技术,以及面对一些复杂的外形折弯件,使用激光刻印,快速形成折弯定位,加快产品的生产制造。同时在U形件折弯方面,通过改进工艺刀具,减少加工的工序,提升产品品质,通过优化现场工艺,解决一些实际的生产问题,提高生产效率。

——本文选自《钣金与制作》2018年第12期


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