机械机电专业毕业设计_箱柜的钣金设计及加工

目录

摘要 (2)

第一章概述 (4)

1.1钣金加工业的技术发展趋势 (4)

1.2钣金加工的定义 (4)

第二章箱柜的设计 (5)

2.1设计任务与设计要求 (5)

2.2材料的选用 (5)

2.3图面审核 (5)

2.4展开注意事项 (6)

2.5钣金加工流程 (6)

第三章箱柜成型 (9)

总结 (10)

致谢 (11)

参考文献 (12)

附件 (13)

摘要

在电气制造行业内，钣金设计及加工主要面向电器箱体、柜体、箱柜的支架以及许多小批量的形状特殊的金属件等方面，其制作过程一般要经过剪、冲、弯三个工序来完成。产品主要有高低压开关柜体、成套电气设备柜体、通用电器的金属外壳、IT或通信用的金属箱体、各种金属支架及形状特别的钣金件等。如果是精度要求高或形状特别的零件，则用激光机切割。

钣金设计及加工软件的使用，可以提高钣金加工的柔性化水平。适应不同的电器产品的钣金件，特别是非标量较大的非标产品总是要新设计图纸的。使用一台数控冲床及激光切割机对非标及特殊形状产品进行加工应主要解决数控冲床及激光切割机的操作人员的编程压力较多的问题；无需直接在机器上编程或排料，以免占用设备资源。编程过程不受车间噪声等干扰。而箱柜设计就是如何在这些制作过程中尽可能的省料省时间，提高效率，使外观美观等等。

本文主要阐述箱柜设计在实际生产过程中效率提高，增加了公司的利润，因此具有相当的重要性与现实性。

关键词：箱柜设计；省材省时间；效率。

In electrical manufacturing industry, sheet metal design and processing within directed mainly at electric cabinet, cabinet put oneself in another's position, the stents and many locker the shape of the small batches of aspects of special metal parts, the production process to want to pass commonly cut, blunt, curved three processes to complete. Main products are high/low pressure switch cabinet put oneself in another's position and complete set of electrical equipment cabinet put oneself in another's position, general electric, metal shell, IT or TongXinYong metal cabinet, all kinds of metal stents and shape special sheet metal parts, etc. If is high or shape accuracy requirements of the parts, responded with a special JiGuangJi cutting.

Sheet metal design and processing the use of the software, can improve the level of sheet metal manufacturing flexibility. Adapt different pieces of metal electrical products, especially the scalar larger is non-standard products always want a new design drawings. Using a numerical control press and laser cutting machine for non-standard and special products shape process should be mainly resolves the CNC punching and laser cutting machine operators programming pressure more problems; No direct in the machine programming or discharging, lest occupy equipment resources. Programming process from workshop noise interference. And in the locker design is how these production process as province makings save you time, improve efficiency, make pleasing appearance, etc.

This paper mainly expounds the box ark design in the practical production process efficiency, increased the company profit, so with considerable importance and pragmatic.

Keywords: cases and cabinets design; Save time by provincial material; Efficiency.

第一章概述

1.1 钣金加工业技术发展趋势

日前，由国家发改委工业司牵头编制的专项研究报告《国际钣金加工业的最新发展动态与趋势》出炉。该报告对已往五年美国、日本、德国、法国、意大利、韩国、巴西、印度和国九个国家的钣金加工总产值、增加值等数据进行了全面统计，以定量分析的方法研究了国际钣金加工业的发展现状、动态及趋势，以及国际钣金加工业的技术发展趋势与组织结构调整演变。

该报告预测，在国内需求拉动与国际产业转移的“双重动力”带动下，我国钣金加工业将继续保持快速稳定增长的良好势头，预计未来五年内利润增长率仍可持续在30%左右，而行业发展也将体现以下三个方面的特征：

第一，钣金加工产业总规模进一步扩大，基础地位不断增强。作为为国民经济发展和国防建设提供技术装备的基础性、支柱性和战略性的产业，装备制造业目前已成为我国规模最大的产业门类之一。据统计，2008年我国装备制造业总产值首次突破7万亿元，比2007年增长近32%，连续5年以超过20%的速度持续快速发展；国内规模以上装备制造企业实现利润3886.66亿元，同比增长47.79%。

第二，研发投入进一步增加，创新能力不断提高。今后一段时期，我国增强自主创新能力、振兴装备制造业的一系列重大项目将继续实施，对于引导企业等社会各方面加大对装备制造业的研发投入，提升装备制造企业的创新能力，具有十分重要的意义。报告预测，未来5年内我国装备制造企业研发投入占销售收入的比重将由现在的1.4%左右增长到2%左右。

第三，创造的自主知识产权总量进一步增大，核心竞争力不断提升。我国装备制造业九大重点领域（发电设备、石化设备、冶金设备、机床、仪器仪表、煤炭机械、工程机械、农业机械、环保设备）的国内单位或个人，在华申请专利数量呈现出持续增长的态势。报告预测，未来5年内装备制造业九大重点领域的国内单位或个人在华发明专利授权总量、发明专利申请总量和实用新型专利总量的增长率都将达到30%以上；我国装备制造业被授予国驰名商标的数量仍会进一步增加，年均增长率将达到30%以上。

1.2 钣金加工业的定义

金属板材加工就叫钣金加工。具体譬如利用板材制作烟囱、铁桶、油箱油壶、通风管道、弯头大小头、天园地方、漏斗形等，主要工序是剪切、折弯扣边、弯曲成型、焊接、铆接等，需要一定几何知识。钣金件就是薄板五金件,也就是可以通过冲压,弯曲,拉伸等手段来加工的零件,一个大体的定义就是在加工过程中厚度不变的零

件. 相对应的是铸造件,锻压件,机械加工零件等。

第二章箱柜设计

2.1设计任务与技术要求

根据客户所提出的箱柜外形尺寸等进行设计，使箱柜外观看起来更美观；内部安装电器元件等更合理；剪、冲、弯、拼装焊接等更省力更能提高效率等。

2.2材料的选用

钣金加一般用到的材料有冷轧板（SPCC）、热轧板（SHCC）、镀锌板（SECC、SGCC），铜（CU）黄铜、紫铜、铍铜，铝板（6061、6063、硬铝等），铝型材，不锈钢（镜面、拉丝面、雾面），根据产品作用不同，选用材料不同，一般需从产品其用途及成本上来考虑。

1 冷轧板SPCC，主要用电镀和烤漆件，成本低，易成型，材料厚度≤3.2mm。

2 热轧板SHCC，材料T≥3.0mm ,也是用电镀,烤漆件，成本低，但难成型，主要用平板件。

3 镀锌板SECC、SGCC。SECC电解板分N料、P料，N料主要不作表面处理，成本高，P料用于喷涂件。

4 铜；主要用导电作用料件，其表面处理是镀镍、镀铬，或不作处理，成本高。

5 铝板；一般用表面铬酸盐（J11-A），氧化（导电氧化，化学氧化），成本高，有镀银，镀镍。

6 铝型材；截面结构复杂的料件，大量用于各种插箱中。表面处理同铝板。

7 不锈钢；主要用不作任何表面处理，、成本高。

2.3图面审核

要编写零件的工艺流程，首先要知道零件图的各种技术要求；则图面审核是对零件工艺流程编写的最重要环节。

1 检查图面是否齐全。

2 图面视图关系，标注是否清楚，齐全，标注尺寸单位。

3 装配关系，装配要求重点尺寸。

4 新旧版图面区别。

5 外文图的翻译。

6 表处代号转换。

7 图面问题反馈与处埋。

8 材料

9 品质要求与工艺要求

10 正式发行图面，须加盖品质控制章。

2.4展开注意事项

展开图是依据零件图（3D）展开的平面图（2D）

1 展开方式要合，要便利节省材料及加工性

2 合理选择问隙及包边方式

3 合理考虑公差外形尺寸：负差走到底，正差走一半；孔形尺寸：正差走到底，负差走一半。

4 毛刺方向

5 抽牙、压铆、撕裂、冲凸点（包），等位置方向，画出剖视图

6 核对材质，板厚，以板厚公差

7 特殊角度，折弯角内半径（一般R=0.5）要试折而定展开

8 有易出错（相似不对称）的地方应重点提示

9 尺寸较多的地方要加放大图

10 需喷涂保护地方须表示

2.5板金加工的工艺流程

根据钣金件结构的差异，工艺流程可各不相同，但总的不超过以下几点。

1 下料：下料方式有各种，主要有以下几种方式

①剪床：是利用剪床剪切条料简单料件，它主要是为模具落料成形准备加工，成本低，精度低于0.2，但只能加工无孔无切角的条料或块料。

②冲床：是利用冲床分一步或多步在板材上将零件展开后的平板件冲裁成形各种形状料件，其优点是耗费工时短，效率高，精度高，成本低，适用大批量生产，但要设计模具。

③ NC数控下料，NC下料时首先要编写数控加工程式，利用编程软件，将绘制

的展开图编写成NC数拉加工机床可识别的程式，让其根据这些程式一步一刀在平板

上冲裁各构形状平板件，但其结构受刀具结构所至，成本低，精度于0.15。

④镭射下料，是利用激光切割方式，在大平板上将其平板的结构形状切割出来，同NC下料一样需编写镭射程式，它可下各种复杂形状的平板件，成本高，精度于0.1.

⑤锯床：主要用下铝型材、方管、图管、圆棒料之类，成本低，精度低。

一般的话，我们厂用的是数控剪床下料的，比如说图二吧，我们就直接下块

661*402的，下好以后拿到数控冲床上去打孔啊，冲裁成形各种形状料件啊都可以，如果说这种核电就地箱要做50台或者100台的话那效率就能明显的看出来了。

图七就是这个核电就地箱的下料单了，我们在设计出这个箱柜后，弄好展开尺寸等以后，最后一步就是制作箱柜下料单。

图纸的话就打印一份和下料单一起送到工作车间去，这样的话下料和折弯的时候只要看下料单了，省去了在看图纸中所花的时候和降低了误差，从而提高了效率。还有就是以CAD形式的图纸发给数控冲床的编辑员让其方便和快速的编辑程序。

2 钳工:沉孔、攻丝、扩孔、钻孔沉孔角度一般120℃，用于拉铆钉，90℃用于沉头螺钉，攻丝英制底孔。

3 翻边：又叫抽孔、翻孔，就是在一个较小的基孔上抽成一个稍大的孔，再攻丝，主要用板厚比较薄的钣金加工，增加其强度和螺纹圈数，避免滑牙，一般用于板厚比较薄，其孔周正常的浅翻边，厚度基本没有变化，允许有厚度的变薄30-40%时，可得到比正常翻边高度大高40-60%的高度，用挤薄50%时，可得最大的翻边高度，当板厚较大时，如2.0、2.5等以上的板厚，便可直接攻丝。

4 冲床：是利用模具成形的加工工序，一般冲床加工的有冲孔、切角、落料、冲凸包（凸点），冲撕裂、抽孔、成形等加工方式，其加工需要有相应的模具来完成操作，如冲孔落料模、凸包模、撕裂模、抽孔模、成型模等，操作主要注意位置，方向性。

5 压铆：压铆就本公司而言，主要有压铆螺母、螺钉、松不脱等，其是通过液压压铆机或冲床来完成操作，将其铆接到钣金件上，还有涨铆方式，需注意方向性。

图一中有接地螺丝，我们一般是用液压压铆将其铆接到钣金件上的。

6 折弯；折弯就是将平板件，折成功零件。其加工需要有折床及相应折弯模具完成，它也有一定折弯顺序，其原则是对下一刀不产生干涉的先折，会产生干涉的后折。

(1) 折床模具分类，直刀、弯刀（80℃、30℃）

(2) 铝板折弯时，有裂纹，可增加下模槽宽式增加上模R（退火可避免裂纹）

(3) 折弯时注意事项：

①图面，要求板材厚度，数量；

②折弯方向

③折弯角度；

④折弯尺寸；

⑤外观、电镀铬化料件不许有折痕。

折弯与压铆工序关系，一般情况下先压铆后折弯，但有料件压铆后会干涉就要先折后压，又有些需折弯—压铆—再折弯等工序。

7 焊接：焊接定义：被焊材料原子与分子距京达晶格距离形成一体

①分类：

a 熔化焊：氩弧焊、CO2焊、气体焊、手工焊

b 压力焊：点焊、对焊、撞焊

c 钎焊：电铬焊、铜丝

②焊接方式：

a CO2气体保护焊

b 氩弧焊

c 点焊接等

d 机器人焊

焊接方式的选用是根据实际要求和材质而定，一般来说CO2气体保护焊用于铁板类焊搠；氩弧焊用于不锈钢、铝板类焊接上，机器人焊接，可节省工时，提高工作效率和焊接质量，减轻工作强度。

③箭头线和接头

④焊接缺失及其预防措失

点焊：强度不够可打凸点，强加焊接面积

CO2焊：生产率高，能源消耗少，成本低，抗锈能力强

氩弧焊：溶深浅，溶接速度慢，效率低，生产成本高，具有夹钨缺陷，但具有焊接质量较好的优点，可焊接有色金属，如铝、铜、镁等

⑤焊接变形原因：焊接前准备不足，需增加夹具，焊接治具不良改善工艺，焊接顺序不好

⑥焊接变形效正法：火焰效正法、振动法、锤击法

第三章箱柜成型

根据客户所提出的箱柜外形尺寸等进行设计，从图一我们可以看到这个核电就地箱的总体尺寸是405*305*170，属于外开门式，铰链焊接在箱体内部右侧，背部有4个直接为￠12.5的固定孔，顶部还有5个￠16和1个￠25的进出线孔，配有1块360*260的安装板，图上还注明了门板上要贴密封条。考虑到省材和便于加工，我们可以从图二中看到，这个箱体是属于上下封的形式，这样设计是为了使箱体更牢固，焊接所用的时间也比左右封来的少，更能提高效率。从省材方面来说的话，上下封这种形式的一般是属于立式长方体型的，顶板和底板要比左右侧板来的小，像某些大型箱柜剪切下来多余的板，板厚材料等都一样，就能利用起来了。由于要保证箱体的密封性，所以门板上要贴密封条，故如图三，门要折单边而不是双边。从图四中，我们能看到这块360*260的安装板上的孔全是￠3.2的，像这样一块板冲好孔以后，在拼装和安插电器元件的时候还要进行扩孔。在图五那6个孔和切角等就要用到冲床了，数控冲床的优点是速度快，效率高，像冲图五这用样子的板一分钟不到就冲好了，在成批量生产的时候，基本上是只要装板，启动，冲，停止，取下板，快的话，30多秒1块。最简单的折弯就像图三，只要折单边。像图二，图五等就需要注意了，因为要在箱体的折弯边焊接上不锈钢铰链，所以在折弯的时候要拿不锈钢铰链试试，如果放进去间隙太大，或者放补进去的话就的调整角度再折，直到铰链与箱体刚好为止。

先根据图七在数控剪板机上进行下料，下完料后，运到数控冲床上进行进一步加工，打孔，进行进一步的落料。然后把已经下好的板按照展开图和图七进行折弯。经过这些步骤，差不多板料已经成型，只要再运到拼装车间进行焊接打磨等，最后通过检验合格后，将弄好的箱柜运到喷漆车间进行喷漆。一个箱柜差不多就形成了，等装上密封条以后就能出厂了。在这些工序中出现的问题，比如拼装时缝隙比较大，铰链安装上后门板打开问题等后，再在箱柜设计图纸上进行修改，下次再生产这种箱柜的时候就能更方便，效率等能再一步提高。

小结

通过了这次毕业设计，我学到了很多，从一开始的艰难起步，茫然不知所措，到最后的成功，每一小步的成功都给予我相当大的成就与满足感。

这段时间也算是我大学生涯的尾声了，通过毕业设计的制作，也让我更清醒的认识到了真才实学的重要性，只有真正掌握了理论和实践操作能力，才有挑战人生的砝码。这段时间里，我也更加认识到了理论和实践结合的重要性，实践需要理论做基础，理论更需要实践来来实现价值，书本上的理论知识通过此次实习得到了更好的实践，只有将理论付诸于实践才能实现理论自身的价值，也只有将理论付诸于实践才能使理论得以校验。

致谢

时间总是过的很快，转眼间大学生活即将在这次艰辛又充满乐趣的毕业设计中结束。在整个设计过程中，我充分领略到了“书上得来终觉浅，要知此事要躬行”这句话的深刻哲理。

这次毕业设计能够顺利完成，是由于指导老师如同黑夜的指明灯一样给我指明了方向，在这里我深深地感谢殷老师的悉心指导，同时非常感谢范丰老师在我设计过程中的帮助和指导。正是由于有殷老师的指导，我的毕业设计才能顺利进行下去，他们的工作精神和对学生的严格要求与细心指导，让我非常感动。在此我对老师对我的帮助，表示最深的感谢。同时，对所有帮助我完成毕业设计的老师和同学表示感谢。

参考文献

【1】机械制图与计算机绘图主编：李萍萍贺炜

【2】计算机绘图实例导航——AutoCAD2000 主编：吴长德【3】 AutoCAD 2000中文版入门与提高主编：陈通

图一

图二

图三

图四

图五

图六

图七