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钣金刨槽工艺的作用与计算

  2024-10-30 阅读:2034

1 刨槽工艺的定义 刨槽的概念,又称为“开槽”,属于传统的车铣刨 磨机加工中的刨削加工,是指在金属板材上采用刨削加 工方式,在板材面上沿着预定的尺寸,开出一条或者多 条预定形状的有一定深度的凹槽。凹槽的预定形状通常 有尖头形即 V 形槽,凹槽的深度通常是板材厚度的 50%- 70%。 然后用折弯机在凹槽(V 形槽)处进行折弯,这种弯 曲成形的方法称为 V 形开槽弯曲成形技术,俗称刨槽工艺。

2 刨槽工艺的作用 刨槽工艺在钣金加工中的作用非常显著,它不仅提 高了钣金件的加工精度和功能性,还有助于满足特定设 计和工程需求,具体体现有以下 4 点:

2.1 显著减小折弯件的棱边圆弧半径 传统工艺中,板材越厚,折弯的圆弧半径越大,刨 槽之后剩余的板厚减小,可以显著减小折弯的圆弧半径; 

2.2 容易实现无折痕折弯 刨槽之后剩余的板厚减小,折弯的变形力降低,未 折弯的区域受力更小,避免了出现压痕,保持了零件的 表面美观;

2.3 凸显产品的整体质感与观感 棱边圆弧半径小的特征,无论针对少棱边还是多棱 边的产品,尤其是多棱边的产品,更能够展现整体产品 优越的质感和观感;

2.4 满足复杂形状的折弯成形 刨槽之后,刨槽线可以作为折弯的定位线,可以实 现复杂的折弯成形,满足中高档装饰类钣金产品的加工 工艺要求。

3 V 形刨槽折弯的展开尺寸计算 刨槽折弯与传统折弯的展开尺寸 DS 与展开长度 DL 的计算有所不同; 如图 1 示,钣金刨槽工艺的折弯扣除 BD 的影响因 素是材料的厚度 T 和刨槽的深度 C,为了保证刨槽(以 V 形刨槽为例)之后的结构强度与结构特性,刨槽的深度 通常取材料厚度的 50%-70%,即 C=(0.5-0.7)* T,刨 槽深度的综合精度通常在 ±0.05mm;个别特殊要求时, 可以作加深刀,刨槽的深度取材料厚度的 70%-85%,即 C=(0.70-0.85)* T;刨槽之后,折弯扣除 BD=2*E(刨 剩值 E=T-C)。

图上符号:T- 材料厚度,A-V 形刨槽角度,C- 刨槽深度, E- 刨剩值

3.1 V 形刨槽折弯的展开尺寸计算 如图 1 示,材料是 SUS304,材料厚度 T=1.50mm, 刨 槽 角 度 A=100 °, 刨 槽 深 度 C=1.0mm, 刨 剩 值 E=TC=0.50mm 如图 2 示,展开尺寸 DS 计算如下: 线 段 1: 尺 寸 30.0mm, 外 包 1 个 料 厚,DS1=30- E=29.5mm 线段 2:尺寸 29.0mm,外包 2 个料厚,DS2=29-EE=28.0mm 线段 3:尺寸 20.0mm,外包 1 个料厚,内标 1 个, DS3=20-E+C=20.5mm 线段 4:尺寸 11.0mm,外包 1 个料厚,内标 1 个, DS4=11-E+C=11.5mm 线 段 5: 尺 寸 10.0mm, 外 包 1 个 料 厚,DS5=10- E=9.5mm 展开长度 DL=DS1+DS2+DS3+DS4+DS5=29.5+28.0+ 20.5+11.5+9.5=99.0mm,计算结果如图 3 示

3.2 V 形刨槽折弯展开长度的快速计算 同样的按图 3 示,我们换一种运算方法,来验证 3.1 计算的准确性 3.2.1 刨槽之后的折弯扣除 BD=2*E,E=T-C

3.2.2 将图纸上的相关标注尺寸全部变更为外标注尺 寸(L- 外标注尺寸的总和) 3.2.3 求 和,L=30+29+(20+1.5)+(11+1.5) +10=103.0mm 3.2.4 展 开 长 度 计 算,DL=L-4*BD=103- 4*2*0.5=99.0mm 采用 2 种以上的运算方法计算同一截面图形的展开 尺寸与展开长度,不仅可以反复验证展开尺寸的准确性, 而且可以反复验证结构工艺设计的合理性。 

3.3 刨槽折弯与传统折弯工艺的区别 为了进一步阐述刨槽工艺的计算思路与方法,同一 个零件(四角折弯样件)我们按传统折弯工艺也作了计 算与图纸,两种工艺的思路与计算方法对比与区别如图 4 和图 5 所示



同时,按照标准零件图纸(图 4 和图 5),我们做出 了实际的样品,经过实际尺寸的测量,证明计算结果准确, 零件制作合格。


3.4 推荐 2 个实用的计算工具(2 个尺寸计算表) 如表 1 和表 2 示,启用尺寸计算表格,一方面可以 快速的计算折弯零件的展开尺寸与展开长度,另一方面 可以验证计算结果、留档和追溯,同时可以作为作业指 导书之一的工艺流程表使用。

4 刨槽工艺的运用 

4.1 刨槽刀具 刨刀是刨槽机刨削加工的核心工具,刨刀的刀头形 状与夹角决定了刨槽的形状与刨槽的角度,刨槽的形状 通常有尖头形即 V 槽;刨槽的角度通常有 90°和 100°, 首选是 100°;现代刨刀的材质不仅有高速钢(白钢), 而且已经有标准角度的合金钢,可以应用在冷轧钢板, 不锈钢板,合金铝板,合金铜板以及非金属板材的刨削 加工。

4.2 刨槽刀具的选择与安装 依据产品要求、零件形状和板材特性,选择使用合 适的刨刀;刨刀的安装数量可以是 3-10 把,分别是中刀 和左右刀搭配,安装调测时,要注意保证多刀的同心度。

4.3 刨槽深度与材料厚度的关系 刨 槽 深 度 的 综 合 精 度 通 常 在 ±0.05mm; 刨 槽 的 深度因材料材质的不同也有所不同,通常取材料厚度的 50%-70%,即 C=(0.5-0.7)* T,加深刀时,刨槽的深 度取材料厚度的 70%-85%,即 C=(0.70-0.85)* T;


5 装饰钣金 装饰钣金顾名思义是装饰类的钣金产品,包括家庭 装饰类的产品,如玻璃门窗,玻璃隔墙,包括各类产品 的展示柜,包括家居类的书柜,鞋柜,厨房的橱柜等, 还有各种用途的间隔,屏风,摆件等。 装 饰 类 的 钣 金 产 品, 一 般 采 用 不 锈 钢 薄 料 (T ≤ 1.50mm)制作,产品的棱边圆弧半径均偏小,表 面要求无折弯折痕,追求表面外观美观整洁,结构设计 上为了避免焊接损伤,需要更多的卡位、扣位、搭接位 来形成产品的整体;结构上还有折弯深度超过折弯宽度 的封闭形截面等; 装饰类钣金产品的工艺难点,恰好正是钣金刨槽工 艺的优势所在,可以说刨槽工艺是现代装饰类钣金产品 的基础。小圆弧半径,无折痕,易于封闭截面以及复杂 形状的折弯,不仅满足了装饰类钣金产品的制作需求, 提升了加工速度与加工精度,而且还能够不同程度的提 升了装饰类钣金产品的质感与档次; 近年来,随着刨槽机的高精度,多样化,智能化与 刨槽加工工艺技术的不断提升与应用,装饰类钣金产品 更加多元化、更加美观与高精度、更加具有市场竞争力。 

6 刨槽的经典设备 超过 10 年的发展历程,刨槽设备与刨槽工艺不断的 创新与进步,高精度、智能化、低能耗与复合型的刨槽 加工工艺技术已经成为现代装饰类钣金产品制造不可缺 的支撑板块;江苏广辉数控机床有限公司的立式刨 V 槽机, 江苏智库上锻科技有限公司的四边开槽机,湖南中新智 能自动化科技有限公司的刨槽激光复合机更是行业的翘 楚;刨槽工艺作为现代钣金加工工艺的不可缺的组成板 块,必定拥有不可估量的发展前景.

本文介绍了钣金刨槽工艺对装饰类钣金产品的重要 性,综述了刨槽工艺的作用与计算,随着不断的实践与 探索,可以逐渐的成为工艺推广、技术交流和教学实训 的参考文献。


7 相关的符号与公式 符号: T- 材料厚度 A-V 形刨槽角度 C- 刨槽深度 E- 刨剩值 L- 外标注尺寸的总和 DS- 展开尺寸 - 每一个折弯边(折弯线段)的展开尺寸 DL- 展开长度 - 全部展开尺寸的总和 BD- 折弯扣除 公式: E=T-C BD=2*E DL=L-n*BD

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