最近一段時(shí)間Ms.參困惑不已,著(zhù)手處理的好幾起電機表觀(guān)問(wèn)題,無(wú)一例外不與鋼板焊接零件有關(guān)。起因是有一批專(zhuān)用電機采用了焊接件,裸露焊縫多且焊渣處理不徹底,與大量應用消失模工藝的鑄件表觀(guān)沒(méi)法比。于是,質(zhì)檢部門(mén)因表觀(guān)問(wèn)題不放行,生產(chǎn)部門(mén)以既費工時(shí)又難以下手為由不處置。Ms.參奉命協(xié)調,頗費周折終于說(shuō)服重新打磨處理,畢竟合同交付耽擱不得、質(zhì)量問(wèn)題無(wú)小事。
回過(guò)頭來(lái)想一想,這不就是鑄件與焊接鋼件之爭嗎?在環(huán)保問(wèn)題日益突出的今天,兩大因素將促使電機生產(chǎn)廠(chǎng)不定期使用焊接件:一,鑄件供不應求;二,特定場(chǎng)合應用電機現有鑄件不滿(mǎn)足或一次性小批量特殊訂貨。
鑄件與焊接鋼件各有千秋通常電機主要結構件均為鑄件,主要基于以下考慮:1)造型復雜;2)適合于專(zhuān)業(yè)鑄造廠(chǎng)大批量生產(chǎn);3)切削加工性能好、制造周期短;4)成本低;5)表觀(guān)質(zhì)量容易保證。但是,市場(chǎng)前景不明朗、風(fēng)險性較大的電機,先期投入的鑄件模具成本難以消化或均攤,在電機設計時(shí)不宜采用鑄件結構方案。
焊接鋼件的制作包括切割下料、焊接、退火、噴砂或拋丸等一系列復雜工序,涉及工種多、周期長(cháng),適合于數量不多、種類(lèi)繁雜的特殊專(zhuān)用電機。然而,有些應用場(chǎng)合不允許采用鑄鐵件,類(lèi)似水套冷等特殊結構電機只能為鋼板焊接,甚至有個(gè)別客戶(hù)指定電機殼體必須鋼件。因此,盡管焊接鋼件表觀(guān)質(zhì)量難以控制、工藝繁瑣,用于新方案驗證階段可以有效規避風(fēng)險,應對結構特殊或單規格電機反而能大大縮短周期,生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)的環(huán)保問(wèn)題不像鑄件生產(chǎn)那么嚴重。
鑄件或焊接鋼板件不只是設計選項那么簡(jiǎn)單,是兩種截然不同的設計思路和風(fēng)格,需要設計者悉心揣摩鑄件和焊接鋼板件在材質(zhì)、力學(xué)特性、工藝方法等方面有哪些特點(diǎn),最大限度地利用各自的優(yōu)勢,設計出造型新穎、力學(xué)性能優(yōu)秀的電機來(lái)。
關(guān)于鑄件鑄件是從成形方式來(lái)看,由鑄造方法成形的零件。鑄造方法是液態(tài)金屬注入型腔,凝固、冷卻得到零件。設計鑄件必須考慮工藝性、結構的合理性,遵循以下設計原則:
1)起模斜度 為便于從砂型中取出模型或消失模工藝時(shí)鑄件白坯與金屬型模分離,凡垂直于分型面的表面應做出0.5°~4°的起模斜度。
2)加工余量 需切削加工的鑄件表面均需留出加工余量,其大小依鑄造合金的種類(lèi)、加工精度、鑄件的形狀和尺寸而異。鑄鋼件、大鑄件及形狀復雜的鑄件,其余量較大。
3)圓角 為了便于造型以及避免鑄件在冷縮時(shí)尖角處產(chǎn)生裂紋和砂型鑄工藝時(shí)粘砂等缺陷,內腔壁之間的交角要做成圓角。
4)盡可能等壁厚,設法以加強筋或網(wǎng)狀結構筋替代厚壁、增強結構剛性和強度。
5)單面封閉腔應設計足夠深的數控車(chē)床退刀孔,避免深切時(shí)撞刀。
關(guān)于焊接鋼件從設計角度看,焊接鋼件構件架構很有講究,須仔細嚴謹籌劃布局數量繁多、厚薄不一、形狀各異的一件件構件的搭接。設計原則為:
1)材料的焊接性能 權衡材料力學(xué)性能和焊接性能,避免選用高碳鋼或異質(zhì)材料拼焊。
2)實(shí)際材料消耗少,最好選用標準型鋼,盡可能采用同規格或常用厚度規格鋼板。
3)構造方案簡(jiǎn)潔 最大限度簡(jiǎn)化焊接的工藝方法,容易實(shí)現零件焊接成品與設計要求精度的吻合水平。
4)焊接成品強度高、功能完備、造型完美。
5)焊縫盡可避開(kāi)影響表觀(guān)的部位 通過(guò)各構件間相互咬合的設計,減輕焊接件工作狀態(tài)下各處焊縫的應力,減少表面焊縫數量,以設計手段提高表觀(guān)質(zhì)量。
6)彰顯整機設計風(fēng)格 充分利用焊接件靈活、隨意的多維度架構,杜絕與電機結構外形不協(xié)調的元素,突出獨具匠心、精益制造的設計理念。