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鈑金工藝在拖拉機零件生產過程的研究應用


文章出處:    作者:    發布時間:2019-05-10    瀏覽次數:114

隨著市場的多樣化的需求訂單,定制產品越來越多,面對主機廠的多品種小批量的駕駛室、組合件也是隨之增多。對于多品種小批量要貨計劃,如何快速完成產品的試制,交付主機廠,鈑金工藝的應用顯得尤為重要,尤其是激光切割、折彎等柔性加工方式的采用,使得產品的交付周期變短,及時滿足主機廠的需求。

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圖1 進入鈑金模塊界面

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圖2 拖拉機駕駛室倉上的座椅地板

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圖3 座椅地板的展開圖

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圖4 輸出的二維電子工藝圖

三維軟件在鈑金工藝中的應用及問題解決

三維軟件在鈑金工藝下料的研究應用

隨著計算機水平的不斷發展及大數據時代的到來,人們越來感受到產品初期直觀性的重要。產品的開發首先以三維數模呈現在客戶的眼前,給人以真實感,可以直觀的了解產品是否能夠滿足客戶自身的期望。對于我們工藝人員,如何將這些三維數據快速轉化為工藝,需要使用UG三維繪圖軟件。使用繪圖軟件做工藝時,可以將復雜的產品快速轉化為工藝數據,再使用平面激光切割編程軟件進行編程,編程排版后傳輸到現場平面激光切割設備進行下料切割。那么,如何快速將數模數據轉化為工藝呢?

首先將產品數模使用UG軟件打開,再將模型模塊轉化為鈑金模塊(圖1), 使用“轉化為片體”-“展平實體”命令就可以將一個復雜零件(圖2)展開為下料毛坯(圖3),再通過“文件”-“導出”-“2D EXCHANGE”一系列命令,完成二維數據圖(圖4)。

使用UG軟件制作工藝的常見問題處理

在使用UG軟件制作鈑金工藝過程中,也會遇到無法快速實現工藝轉化的問題;在UG軟件內,分為不同的模塊:模型、裝配、鈑金等(圖5),很多時候大家容易將模型模塊和鈑金模塊搞混。許多工藝人員將產品數模使用三維軟件打開后,進入鈑金模塊后無法進行鈑金相關命令操作,主要問題在于產品設計過程沒有考慮到相應的工藝,這一點很多人容易忽視。如果我們不能將產品的成形工藝融入到建模過程中,數模就是一個簡單的造型;如果設計人員不熟悉工藝,他可能在設計零件的整個過程中都是在模型模塊進行的,這些數模到了工藝人員手中,不能直接進行鈑金相關命令操作;例如:在建模環境下,你使用“拉伸”命令,設計一個相貫類零件(圖6),現在需要計算展開下料尺寸,首先需將模塊轉換為鈑金模塊,此時展平實體命令是無法使用的,處理這種問題我們通??梢栽O計工藝缺口,使用“轉化為片體命令”-“展平實體命令”(圖7、圖8),這樣就可以將一個相貫類零件展開(圖9)。通常還會遇到無法使用“轉換為片體”命令完成產品工藝轉化(圖10),我們需要重新回到建模環境,使用“抽取”-“復制面”-“加厚”命令(圖11),然后再回到鈑金模塊下,再使用“片體轉化”-“展平實體”命令,就可以進行展開了(圖12)。

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圖5 UG應用模塊

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圖6 相貫類零件

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圖7 轉換為片體命令

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圖8 展平實體命令

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圖9 展平的下料體

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圖10 不能直接進行轉化

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圖11 復制面、加厚的實體

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圖12 進行鈑金轉化、展開的下料圖

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圖13 半共邊的編程切割應用

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圖14 裝配的驗證效果

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圖15 激光切割工藝電子圖

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圖16 激光切割實物照片

激光切割過程套排的研究應用

平面激光切割目前已成為鈑金行業柔性下料不可缺少的工藝設備,它可快速完成復雜鈑金零件的下料。在實際生產過程中,我們的每種拖拉機的前地板上都有一個檢修孔,檢修孔需要平常用維修蓋板遮擋。生產初期在切割前地板上的檢修孔時,將掉下的廢料直接作為維修蓋板,在很長一段時間使用過程中,后序經常反饋維修蓋板不好裝,容易將前地板上的漆膜蹭掉。如果重新使用板材切割維修蓋板,會造成很大的材料浪費。通過對現場工藝分析,最終結合裝配工藝,我們將維修蓋板的尺寸減小,預留單邊1mm的裝配間隙,這樣后序裝配也容易。通過半共邊切割的方式(圖13),進行激光下料切割,通過后序的裝配驗證(圖14),效果非常好,這樣就實現了兩種零件的節約化生產。

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圖17 完成的折彎成品深U形件的折彎

折彎工藝的問題解決方案

激光刻印線在折彎工藝中的研究應用

在實際的折彎生產過程中,我們會面對各種形狀復雜的展開下料零件,對于大多數廠家,購買的數控折彎機后擋指可調軸數是有限的。如果后擋指為6軸的,勢必會增加設備購置費用,而且也不能覆蓋所有的零件定位。因此通過對激光切割工藝的研究應用,將激光刻印應用到復雜零件的折彎上,尤其是定位邊為異形截面的零件。對于需要增加刻印線的零件,計算折彎線的定位尺寸,在工藝電子圖上提前標注折彎線的位置(圖15),然后在切割過程中進行激光刻?。▓D16)。這樣完成下料的同時,確定了折彎的定位尺寸,折彎過程中,只需要操作工對準刻印線的位置進行折彎即可滿足圖紙要求,這樣可快速完成復雜零件的折彎(圖17)。

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圖18 折彎不到位

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圖19 折彎上模

通過對校正類的同類零件進行統計分析,發現駕駛室及組合件上與底盤連接的連接板品種非常多,而目前的折彎模具無法滿足尺寸要求,需要焊接后工序進行校正(圖18),校正后的尺寸也不穩定。針對這一問題,與刀具廠技術人員進行溝通,保證模具的合理結構、安全可靠,確定滿足我們機床的最大折彎能力的折彎刀(圖19)。U形折彎能力由原折彎高度100mm擴充到折彎能力160~200mm,解決了駕駛室及組合件幾十種連接板(圖20)的折彎一次性加工到位(表1),減少了試制校正工序,提高了產品質量及生產效率。

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圖20 折彎到位

表1 優化后U形件可加工品種

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結束語

通過對拖拉機的覆蓋件在實際生產過程中出現的一些常見問題的研究,結合現有的工藝資源,利用三維軟件對數模進行工藝轉化,快速形成下料展開圖,進行生產激光切割下料;結合零件的結構特點,使用激光切割的共邊切割技術,以及面對一些復雜的外形折彎件,使用激光刻印,快速形成折彎定位,加快產品的生產制造。同時在U形件折彎方面,通過改進工藝刀具,減少加工的工序,提升產品品質,通過優化現場工藝,解決一些實際的生產問題,提高生產效率。

——本文選自《鈑金與制作》2018年第12期


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