流线型不锈钢机柜加工工艺的研究

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1、流线型不锈钢机柜工艺设计的研究赵靖(深圳市现代计算机有限公司，广东深圳518057）摘要：根据目前国内外机柜的设计、加工方法的主要特点，将流线型机柜方案的设计方法和加工方法概括为简单成型弯曲法、模具冲压法、分块拼焊补丝法、结构拓展连接法、种钉螺栓联接法五种类型。指出五种方法的特点及其相互间的有机结合，提出产品设计方案和加工方法的发展方向。关键词：流线型机柜设计方法工艺方法　　引　言　　科学技术的飞速发展，产品外观美观性的要求日益增多、复杂性程度也在同步提高，产品推陈出新速度加快。然而，产品外形的设计加工，尤其是小批量机械产品如机箱、机柜类的传统钣金加工，则显得

2、力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，各种面向大众的智能终端设备日益遍布街头巷尾，这些优美的流线型设备完全跟上了城市的现代化节奏，同现代化的城市融为一体，而这些设备多数为尺寸大、批量小的不锈钢外壳，无法作为可以投入较大的模具成本而进行大批量生产的项目来对待。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外不锈钢机柜设计和加工的发展趋势。正文流线型不锈钢机柜因表面要求高、加工难度大，一直是钣金加工行业的难题。小批量大型不锈钢机柜的加工，因不能投入较高的模具费用，造型独特的机柜加工很难保证机柜外表面的不被破坏。根据目前国内外设计学者进行机械产品外形设计所用方法

3、的主要特征，将小批量流线型不锈钢机柜的加工工艺方法概括为下述五大类型。1.简单成型弯曲法平整的薄板通过适当的切割形成折弯止裂槽，再通过凹凸刀具的压制，形成各种角度的折弯面，将各个折弯面围成不同的箱体，接缝采用满焊、点焊、角焊或搭边焊的方法进行连接。这是钣金加工最传统的方法。由于该方法不需要特殊的工装、模具，所以最传统的钣金加工方法具有以下优点：1》加工成本低，适合小批量生产；2》规则的几何体箱体容易实现，不需要专用模具及专用工装和夹具；3》材料在加工过程中贴有保护膜，所以不锈钢材料表面在加工过程中不易损坏。它的缺点是较为复杂的曲面、流线型造型难以实现。简单成型

4、弯曲法常见的零件截面如下图1：图1：简单成型弯曲法基本截面形状1.模具冲压法对于复杂结构的加工，最传统的加工方法和工艺已经无法实现，这就需要制造五金模具，通过落料模下料、成型模冲压成型。形状简单、体积小的机柜可一次冲压成型；形状复杂、体积大的箱体，可分割成若干个零件分别冲压成型，再通过拼焊或螺栓连接、装配等方法来实现。模具冲压法具有以下优点：1》加工成本低。2》复杂的、流线型的箱体容易实现。它的缺点是：1》模具、工装成本高，不适合小批量生产。2》不锈钢材料表面在加工过程中容易损坏，需进行深度补拉丝修补外观表面质量。工艺工艺实例如下图2：图2：模具冲压法工件形状

5、示例2.分块拼焊补丝法对于体积大、形状复杂的机柜，采用分块加工、最后再拼焊、补丝的加方法是节省加工成本的最佳方法。分块加工注意分割的工艺原则，保证分割加工后拼接后的美观性和强度，主要的分割的原则有：a)大分小的分割原则：就是将体积（面积）较大的零件分割成若干体积（面积）较小的零件，进行拼接而成。b)不同形状特征的分割原则：就是接照不同的形状特征的构成单元，分割成若干零件，分别加工，最后拼接而成。工艺实例如下：沿图3中虚线方向将机柜分割成7件分别加工，最后再组合成整体机柜。图3：不同形状特征分割示c)封闭形状特征的分割原则：对于封闭形状特征的零件，主要从展开缺料

6、边缘处分割，也可从中部分割。工艺实例如下：图4：封闭形状特征的分割示例a)相交特征的分割原则：对于相交特征的零件，尽量沿相交线进行分割，加工接接后，除焊接方式联接外，还有多种不同的联接方式，接缝因与分割线重合而美观，看不出分割缺陷。工艺实例如下：图5：相交形状特征的分割示例1.综合连接法主要运用在变截面的钣金工件的加工，特别是一些曲面的钣金加工。一般变截面的钣金加工，首先需要将曲面分割成不同特征的曲面零件，再分别对不同特征的曲面零件进行分类加工，如需要开具冲压模具加工的单元、制做简易的加工工装加工的单元、简单折弯加工的单元、曲线下料拼焊加工的单元等等,再将这些

7、单元拼接成为整体。组装的方法有以下几种工艺：a)无缝对接满焊补丝法：将等厚度的件1和件2自动焊满焊，再将焊缝打磨后补拉丝，丝经纹粗细程度同原板状态相同或相近。b)无缝对接螺栓联接法：将等厚度的件1和件2点焊上角件，通过螺钉、螺母等将件1和件连接在一起，并能够保证接缝间隙极小。如下图：a)无缝对接粘接法：主要运用于表面外敷材料的连接。外敷材料可以是装饰性金属材料，也可以是非金属材料。b)留缝对接粘接法：主要运用于表面外敷材料的连接。为降低外敷材料的加工精度，外敷件的外形加工得略小些，粘接时外敷件同基体周边留有几毫米的缝隙，用以包容所有的装配误差各加工偏差，外观美

8、观。c)种钉螺栓联接法种钉螺栓联接法主