机床外壳设计制作(浅谈机床行业钣金设计加工)

作者简介 杨春，副总经理，主要从事机床装备的工业设计发展趋势探究，结合外观设计、结构设计、钣金制造工艺等进行机床装备设计，获得18项红星奖，实用新型专利6项，发明专利1项。

无论是汽车外壳、数控机床防护罩，还是电脑机箱、通信设备等产品均离不开钣金，而且随着钣金加工工艺的日趋成熟，钣金展现出了更为广阔的发展前景。然而钣金加工是一项较为复杂的工作，不仅涉及各种工艺方法和参数，也包括了设备原理和操作技术，因此为了确保钣金件质量达标，符合产品要求，我们有必要对钣金设计、加工流程和注意事项进行探讨，以期促进钣金加工行业的健康发展。

钣金设计

华夏星光在十二年的钣金设计与制造中已经形成了自己的一整套体系，来保证钣金件设计与加工的质量。

钢架与防护罩结合

在钣金设计中，我们通常是在床身上设计安装孔，并使用8mm以上的内六角螺丝进行固定，用截面积至少为40mm×40mm的方管设计成框架，采用“上挂下索”的形式把机床防护罩安装在钢架上（图1），既可以保证牢固性，又可以方便拆卸、运输。

图1 钢架与防护罩的位置示意图

板材设计

华夏星光在设计之初就考虑生产实际，包括板料的尺寸，目前使用较多的板材尺寸是1250mm×2500mm和1500mm×3000mm，采用幅面为3015的激光切割机加工，因此在设计时必须保证待加工板材在这个尺寸范围内，否则就要进行分料处理。

通用性钣金件

在编程阶段会产生很多边料，为了提高板料使用率，可以将一些加强筋或玻璃压条等通用件编到待加工程序里面，不仅提高切割机的使用率，还能消耗边料，减低料损。

钣金加工流程的阐述

钣金加工流程主要包含数控编程下料、折弯、压铆、焊接、喷涂、包装等过程。

数控编程下料

钣金件根据不同的要求选择不同的下料方式，其中有激光切割下料、数控等离子切割下料、剪板机下料等不同方式。现在随着激光技术的广泛应用，钣金加工目前主流采用激光切割机下料，其有切割速度快、成本低、编程快、异形件易切割、无需二次处理等优势。激光切割机按切割幅面可分为3015、4020、6020等，也有特殊切割幅面的，如4015、6025、8025等；按照激光器功率可分为500W、1000W、2000W、4000W、6000W，现在最高有15000W。切割功率不同可切割厚度、板材也有区别，对于机床防护罩来说，华夏星光主要采用1000～2000W激光切割机，既能保证效率，又可以提高质量。

数控折弯

一般情况下，机床钣金加工中的折弯需要保持材料底部中间厚度不变，而使其圆角逐渐变薄，此时靠近凸缘的位置便会变厚。而折弯即2D平板件向3D零件的过渡环节，具体是借助折弯机对金属板料施加一定的压力，使其由弹性变形转化为塑性变形，此时板料会先自由弯曲，后在压力的作用下，弯曲力臂、曲率半径会不断变小直至形成V形弯曲，其中折床模具、折床是主要工具，并对板材厚度、折弯方向、尺寸、角度等加以严格控制。

华夏星光拥有专业的折弯班组，更有专业的阿玛达数控折弯机与亚威数控折弯机，确保我们设计的创新造型能够完美的实现。

焊接喷涂

完成下料、折弯等加工环节后，应对零件进行组焊加工，以此提高零件强度，常见的焊接方法有点焊、CO2气体保护焊等，但要严格控制焊接变形，且针对机床防护罩、激光防护罩等产品，应充分对其焊条材料、焊缝要求、工件厚度等进行考虑，并选择合适的焊接电源和电流，以免影响产品焊接质量和效率。在此基础上，经表面加工可完成钣金成形，其中烤漆、电镀锌、静电吸附等是常见的表面处理方法。

在机床钣金中主要采用喷涂工艺进行表面处理，由于国家对环保的重视，酸洗、磷化等传统工艺已经不适应国家的发展需求，华夏星光已经取消了酸洗磷化处理，直接用镀锌板来替代，从原材料上解决了污染环节，在焊接中也用镀锌板的专用焊丝，保证焊接质量。

安装打包

安装即遵循一定的要求和方式，将若干个组件或零件组合在一起，使之成为一个料品整体，由于其是钣金加工的最后一个流程，若因有所损坏而无法使用，只能进行返工，因此应做好料件保护工作。

由于机床钣金具有种类多、异形件多、单套数量不多等特点，所以针对此类产品华夏星光专门有一套生产管控流程，从订单领料贯穿到入库出库，确保物料齐全。

钣金加工注意事项的探讨

钣金制品的后期处理主要是对钣金制品表面的处理，即为了保护料件，在其表面涂上一层膜，防止氧化，还可以增强烤漆的附着力，工艺包括电镀、静电吸附、烤漆、氧化处理等，其中静电吸附主要用于冷轧板。钣金件经过后期处理后基本就完成加工了，因此，一定要注意对料件的保护，不能划碰伤，否则就不合格。钣金加工的过程是理论与实践的结合，是将有关机械制造的基本工艺知识、基本工艺方法和基本工艺实践等有机结合起来的制作过程。在此过程中要注意以下方面：在使用样本图纸时，展开方式要便于节省材料和加工的及时性；对压铆、抽芽、冲凸点(包)等位置方向应在剖视图中标出，以便于加工，也能更直观地理解；要核对板厚、材质以及板厚公差等参数，对容易出错的地方，应标明重点加以提示；对于尺寸较多、较复杂的地方，应该把此部分图放大；对需要烤漆或保护的产品也应做好提示。总之，在钣金加工过程中必须严格按照加工工序来完成。

结束语

随着社会经济的发展、工业的进步，钣金件在我们日常生产、生活中的使用越来越广泛。汽车、机床、各种生活用具等都要使用到各种各样的钣金件，因此如何制作出质量好、外观美观的钣金件，加工工艺也就显得尤为重要。钣金的加工流程每个环节都很重要，任何一个环节出现问题都会影响到产品的加工质量，因此必须确保每道工序的准确性，只有这样才能做出外观精美、质量合格的钣金件。