圆弧形零件加工方法的选择

圆弧形零件加工方法的选择

本文介绍了圆弧形零件根据不同的材料、形状要求而采取不同的毛坯、加工方法的选择，分别介绍了加工工艺原理以及适用范围。

标签：圆弧形零件加工方法适用范围

1 圆弧形零件的应用范围

棉纺产品中，大量使用吸风、除尘、防护类罩壳等零件，此类零件的外形结构要求与风机、辊筒(刺辊类)等旋转体零件外形相匹配，保持各组件气流的稳定，并降低气流阻力，减少功率损失，降低噪音。因此此类与气流有关的零件多以采用圆弧外形结构为主。

2 加工方法的选择

选用那一种加工方法对圆弧形零件进行加工，一般要针对零件在设备中的作用和尺寸精度、配合精度要求，对零件的强度、加工工艺性要求进行分析，并核算加工成本，以确定不同的加工方法。对于圆弧类零件的加工，除结合本单位自身的加工能力外，采用合适的设备和加工方法，可有效提高生产效率，降低加工成本。

2.1 三辊卷板机卷圆方法

2.1.1 零件外形特点在管道零件中，圆形管道加工方便，简单实用，而且圆形管道比较容易保证局部阻力要求尽量小要求，可有效节省能源，降低噪音，因此圆形是管道零件外形的首选。圆形管道类零件大部分采用三辊卷板机设备进行加工。

2.1.2 卷圆原理三辊卷板机以对称卷板机为主，是在两个下辊筒的中间对称位置上有一个可在垂直方向运动的上辊筒，工作时，置于上、下辊间的板料随着上辊的压下，在支撑点间发生弯曲，当上辊转动时，由于磨擦力的作用使板料跟着移动，从而发生均匀的弯曲变形。如图一所示：

卷板机工作时，只有与上辊接触到的板料部分才能被弯曲，而板料两端头各有一段长度部分由于接触不到上辊而不发生弯曲变形，此段板料称为剩余直边。

2.1.3 卷圆加工方法剩余直边的加工：由于板材卷圆时有剩余直边，在卷圆之前一般要用模具对板料两端进行预弯(槽头)，使其圆弧符合卷圆弯曲半径。

是否采用模具进行预弯，除考虑零件精度要求外，板材厚度很关键，一般以1mm料厚为界，大于1mm采用模具预弯，小于1mm采用手工预弯。在圆形管道加工中，材料选用多以板厚0.75mm的镀锌钢板，考虑到管道外形尺寸精度低，

接缝以咬口形式为主，板料强度低容易修正等因素，剩余直边可采用手工拍打等方法进行预弯或合配后修正，并可多件叠加在一起进行预弯。小于1mm镀锌钢板材料在卷圆之前不采用模具进行预弯(槽头)，特别是对于直径尺寸大，宽度尺寸小的管道的加工(例如咬口弯头各节的加工)，可有效提高加工效率。

2.1.4 适用范围采用三辊卷板机加工方法，虽然加工方便，效率高，但根据棉纺设备中圆弧零件以薄板类材料冷弯为主情况，存在圆弧卷圆半径受辊体尺寸和卷圆内径应大于40倍料厚的限制，因为在室温下，当卷圆内径小于40倍材料厚度时，普通碳钢的变形大于5％，材料的受拉面会产生龟裂而导致零件报废，因此，只有卷圆内径大于40倍材料厚度零件，才能进行冷卷加工。

钢板在卷圆过程中由于受到上、下辊的挤压作用，会产生塑性变形而使长度增加。而且圆弧定位精度低，圆弧半径和弧度大小不易控制等缺陷。所以此加工方法适用于零件尺寸精度要求低，截面为圆形零件的加工，卷圆没有阻碍，方便后期在三辊卷板机上二次修正外圆，若零件圆弧较短，两头直边占总长大部分尺寸，如图二所示，则不适合卷圆加工。

2.2 专用槽压圆弧工装加工方法

2.2.1 圆弧形零件的加工特点：现代棉纺设备中，圆弧形撑挡、罩板零件大量采用薄钢板槽压焊接成形结构，此结构有重量轻、加工方便、圆弧表面质量好、生产周期短等优点，加工完成后圆弧表面不再采用车、铣、磨等机加工方法二次加工。

2.2.2 加工方法的选择此类零件对圆弧尺寸精度要求高，部分零件圆弧半径尺寸精度要求控制在0.2mm以内，一般情况下，当圆弧半径标注公差≤0.5mm时，需采用专用槽压模，对于不同圆弧相交的外形结构，若精度要求高，更需要专用整形模。如图三所示。

2.2.3 分段槽压圆弧时依次槽压的定位问题在许多情况下，零件圆弧弧长较长，若采用整体压模一次压制成形，压模工装外形尺寸大，并仅能加工此圆弧，通用性差，模具制造成本高。因此在工装设计时多以小弧度槽压模为主，加工时采取分段槽压大弧度圆弧方法。如图四所示：

采用小弧度工装槽压大弧度零件存在的主要问题是如何控制依次槽压的定位问题，因零件是依次分段槽压，一般情况下，第一次槽压(第一刀)能采用定位板定位，槽压后面部分圆弧时，没有定位板定位，存在不易控制槽压定位位置情况，造成园弧扭曲变形，因此分段槽压圆弧加工时，对操作人员技术素质和经验水平要求高。由于存在槽压定位误差问题，使分次槽压圆弧半径没有一次槽压成形精度高。

2.2.4 槽压工装的选用在槽压工装设计时，应考虑加工零件长度的发展方向，工装长度有一定的宽余，以适应将来零件长度加长时仍能使用，提高工装的通用性要求。

对于圆弧半径尺寸未注公差要求，可以采用相近半径圆弧采用同一套槽压工装加工，一般情况下，大圆弧零件可以采用小圆弧槽压工装进行槽压，槽压后手工用木打板或木榔头放大零件圆弧，校修过程中，用正圆弧样板进行检验。

在某些情况下，当产品改型后的零件加长了，原槽压工装长度不够，或生产周期短，没有时间制造工装的问题。这时也可采用短圆弧模具分段槽压长零件，在这里需要注意的是：①首先选用足够长的大圆弧模具进行预弯，然后用短圆弧模具分段槽压，而且槽压圆弧时上模逐步下移采用分次浅槽压方式，圆弧槽压不能一次到位；②槽压镜面钢板时，接刀处圆弧表面容易留下槽压痕迹，应采用增加保护膜厚度、分次浅槽压等措施。

2.2.5 零件材料的选用对于外形尺寸精度要求高的零件，采用槽压成形方法，板料的质量控制也很重要，经加工验证选定的板料，一般不随意更换板料供应厂家，因为即使是同一个厂家生产的相同标准的料坯，不同炉次的板料的回弹系数和延伸率都会有所差别，不同厂家的材料差别更大。

2.3 三点折弯机折弯方法

2.3.1 三点折弯机工作原理：(如图五所示)三点折弯机是采用下模具凹模入口的圆角与其柱销上的表面组成三点。由这三点精确地确定折弯角度，若改变可调节的柱销的高度，就可得到不同的折弯角度。

位于凸模和滑块之间的液压垫，是为了补偿滑块和工作台的挠度变形，使板料在折弯过程中沿着凹模全长接触到这三点，液压垫压力在折弯长度均匀分布，