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通訊設備行業中鈑金加工制作的發展現狀與趨勢

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文章出處:責任編輯:廖旺作者:晶炬鈑金人氣:-發表時間:2017-08-07 11:06:00

  通訊設備行業中的鈑金件通訊設備行業中的鈑金件分類

  鈑金件通常是指金屬薄板通過壓力加工手段如:剪裁、沖、折彎、壓力成形等再配以焊接、鉚接等方法加工形成的零件。它不同于用車、銑、刨、磨和鑄造等手段加工形成的五金件。鈑金件的特點是重量輕、省料、生產效率高,但零件剛性和零件尺寸精度不如金屬五金件。通訊設備的鈑金件主要是指設備的機柜、機箱和內部的金屬結構件和支撐件。從功能上區分有支撐立柱、橫梁、門板、側板、背板、托盤、導軌、面板、插箱(子箱)、防護網、通風網板、接觸簧片、匯流條等。

 

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  通訊設備行業中鈑金件的結構特點

  通訊設備的機柜、機箱的結構分框架結構和板式結構兩種。一般體積較大、承載重量較大,剛性要求高的如移動通訊基站設備、網絡通訊設備等,多采用框架支撐結構??蚣懿牧铣S娩X型材或冷彎型鋼。承載重量較低的設備,通常采用板式支撐結構。通訊設備機箱機柜在設計時,除了要考慮滿足整體設備承重、運輸、內部電器件的安裝、防護、維修、標準化等要求外,還要考慮熱設計、防塵防水等級、抗振性能、電磁兼容性能等特殊的條件要求。通訊設備的機箱、機柜鈑金件通常采用的材料是厚度為0.5~3.0mm的冷軋薄鋼板(厚度超過4mm的一般是熱軋板,3mm以上的基本上很少用)、鋁板、銅板、不銹鋼板、電鍍鋅和熱鍍鋅鋼板等。

 

  通訊設備行業中鈑金件的設計

  現在的通訊設備,多采用功能模塊組合的結構形式。因此,對大型通信產品鈑金結構進行設計時,一般采用Top-Down(從上到下)的設計方法。Top-Down的設計是根據產品的總體設計要求,定義各模塊的接口關系,然后由各模塊設計人員分別設計各自的模塊,各設計人員可并行設計,設計效率高。同時,當產品外形尺寸或約束條件有變化時,通過更改總體設計方案的外形尺寸或約束條件,可方便更改設計模型。Top-Down設計的關鍵在于結構產品的架構(即各接口關系和約束條件)設計,架構設計不合理時,會影響整個設計的效率,產品更改不方便。

 

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  在設計理念方面,有一定規模的通信設備企業在進行產品設計時,注重結構零部件的模塊化、標準化和通用化的設計,并建立了自己的標準件庫、通用件庫和通用模塊庫,這些庫的建立,較大地提高了設計效率,減少了產品的種類,為生產和管理帶來了便利,有利于提高企業的生產效率和效益。圖1為某鈑金件的設計圖。

 

  由于現在的通訊設備中所使用的電器件集成度越來越高,體積越來越小,安裝精度較高,外觀要求越來越精致美觀。所以,通訊設備行業對鈑金件的加工精度的要求也是越來越高。

 ?、判挝还睿撼尚螌к壍钠矫娑瓤刂圃?.2mm之內;機柜網孔門板的平面度控制在3mm之內。

 ?、瞥叽缇龋赫蹚澗瓤刂圃?.1~0.15mm。

 ?、峭庥^要求:無劃傷、無壓鉚印、無油污等。

 ?、刃阅芤螅蝴}霧試驗要求(室內產品48~72h,室外產品96~172h);RoHS要求、阻燃要求、防護等級要求。

 ?、赦k金件的工業設計是整機產品造型的一部分,是在通信整機產品造型設計時隨通信整機產品的造型設計而設計的。工業設計一般分為下面三個階段,創意草圖設計階段、造型設計階段、色彩規劃和效果渲染階段。

 

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 ?、僭趧撘獠輬D設計階段,通過草圖進行思維發散,構思產品的各種外觀造型圖,然后從外觀造型方案圖中選擇一個滿意的造型圖進行細化設計。圖2為一個通信產品的創意草圖設計。

 ?、谠谠煨驮O計階段,需對產品的外觀形態進行詳細設計及細節推敲,并與結構工程師確認個別細節加工工藝的合理性,造型設計完成后,進入色彩規劃和效果渲染階段。

 ?、墼谏室巹澓托Ч秩倦A段,需對全系列產品色彩進行規劃,并完成效果圖渲染,通過效果圖評估,完成產品的造型設計。

  目前使用的主流鈑金件設計軟件為Pro/E、SolidWorks和CAD等軟件。大公司一般使用Pro/E鈑金設計模塊對鈑金件進行設計,其面向制造的特征設計方法,便于后期的工藝自動展開和工藝處理,是基于協同智能制造的設計理念,便于與CAPP和CAM的對接和集成。中等公司一般使用SolidWorks和CAD對鈑金件進行設計,SolidWorks鈑金設計模塊與Pro/E鈑金設計模塊的功能類同。小公司一般使用CAD對鈑金件進行設計,大多數是使用CAD軟件繪制二維圖,其不是面向制造的設計方法,不便于后期的工藝自動展開和工藝處理,工藝處理時間較長,整體效率低。

 

  鈑金件的加工制作

 ?、?a href="http://www.hacking-gps.com" class='con_kwd'>鈑金行業的發展變遷。

  鈑金件的加工制作行業是一個歷史悠久的行業,過去很長時間一直停留在手工加工的方式上,后來發展為傳統的機械加工方式。國內的鈑金加工行業在20世紀80年代后由于改革開放,引進了國外先進的數控加工設備,才開始了數控設備鈑金加工的時代。

  通訊設備行業中的鈑金件制作在1990年以前,基本上都是由通訊設備主機廠的鈑金生產車間來加工制作。設備基本采用傳統控制方式的普通機械設備,鈑金件的制作精度差,生產規模小、水平低;這一時期,還沒有專門對外接單的、化的鈑金加工企業。90年代中期之后,隨著通訊設備產業的快速發展,早的化的鈑金加工企業應運而生。經過了20年的發展,目前國內的化的鈑金加工企業過萬家。

 ?、?a href="http://www.hacking-gps.com/gkcp.shtml" class='con_kwd'>鈑金件加工的典型工藝流程,如圖3所示。

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  各工序的目的和當前常用的設備(工)如下。

  工序1:根據CAD零件設計圖紙,使用軟件進行自動展開,然后進行排料并編制零件落料加工程序。使用設備為計算機和專用編程軟件。

  工序2:根據零件展開圖要求,完成鈑金件展開料外形輪廓和各種形孔的加工。使用設備為數控沖床、激光切割機、普通沖床、剪板機和切角機等。

  工序3:去除零件的加工毛刺,矯平變形零件。使用設備為拉絲機、矯平機或手工去毛刺工。

  工序4:完成在零件上鉆孔、攻螺紋、壓鉚或焊接螺釘、螺母的加工。使用設備為臺鉆、攻螺紋機、自動壓鉚機、螺栓焊機、點凸焊機等。

  工序5:完成零件的折彎成形加工。使用設備為數控折彎機。操作方式有人工作業或機器人作業兩種。

  工序6:將零部件焊接成組件。常用設備為二氧化碳保護焊機、氬氣保護焊機。操作方式為手工焊接或使用焊接機器人。

  工序7:去焊渣,打磨焊縫。實用工為手持電、氣動打磨工。

  工序8:對鈑金零件進行表面防護和外觀裝飾性加工。

 ?、賴娡浚呵疤幚聿捎盟嵯?除油+磷化工藝或噴砂+除油+磷化工藝。后續處理采用噴漆或噴粉。設備通常是自動或半自動生產線。

 ?、陔婂儯毫慵冧\、鎳、鉻、錫、銀等。設備常用自動生產線。

 ?、垆X氧化:分陽極氧化和化學氧化兩種。設備是自動生產線和手工生產線。

  工序9:在鈑金件上印制專用的圖案和符號。使用設備為絲網印臺或移印設備。

  工序10:鈑金件成品組裝。手工緊固件、鉚接件連接。使用手持電、氣動工。

 

  上面介紹的是鈑金件生產時相對較完整的典型工藝流程,對于某一體鈑金零件,其加工不一定會經過以上所有工序。鈑金件的加工工藝安排,需要根據產品要求、企業的設備等實際條件,以及鈑金件的批量及其所處的生產階段等因素綜合考慮。對于同一鈑金件,在不同的批量或階段可能會采用不同的生產方式和手段(數控設備或普通設備;正規的專用?;蚝喴总浤つ?。

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  下面為一鈑金件從CAD、CAPP至CAM的工藝編制過程。CAPP/CAM工藝編制時,一般直接利用鈑金件三維模型,將鈑金件展開成二維展開圖,經過工藝處理后,將二維圖導入數沖或激光切割設備的排版軟件進行排版,然后將排版軟件生成的指令輸入數控沖床,從而實現由CAD至CAPP、CAM過程。圖4為某零件展開前、展開后的圖像對比圖。圖5為該零件CAPP編程排版界面。

  ——摘自《鈑金與制作》2017年第5期

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