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最佳化坡口切割,設計至關重要

坡口切割是一種邊緣切割,通常用於為焊接準備鋼板部件。此外,在對板材、管材、複合材料等進行坡口切割時,熱切割、砂輪切割和機械加工都會帶來一系列不同的考慮。無論零件有多簡單或多複雜,這一工藝都需要對機器和材料有全面瞭解。

CAMBRIO 透過Cimatron、GibbsCAM 和SigmaNEST 三 個 強大的品牌,成為鈑金製作、工具製造和生產加工行業領先的CAD/CAM 創新者。龐大的產品組合提供了一套多樣化的智慧端到端設計和機床加工軟體解決方案,幫助客戶拓展潛力,推動製造業的未來。憑藉三十多年強大的製造經驗,跨裝置的方式和廣泛的整合能力,我們以客戶為中心,擁有一支由專業顧問和經驗豐富的產品專家組成的全球團隊,為主要行業領域的客戶提供獨特的能力,具體包括以下六點。

⑴ SigmaNEST 中 零 件 的2D 檢視,結合坡口切割特徵和特定幾何圖形,如圖1 所示。

最佳化坡口切割,設計至關重要

圖1 結合坡口切割特徵和特定幾何圖形

⑵3D 機床數控模擬,切割和機床定位的視覺化如圖2所示。

最佳化坡口切割,設計至關重要

圖2 3D 機床數控模擬

⑶程式設計師可以使用修改方向等手動功能對機器轉子和傾斜角度進行微調,如圖3 所示。

最佳化坡口切割,設計至關重要

圖3 對機器轉子和傾斜角度進行微調

⑷坡口零件套料2D 模擬NC 路徑,如圖4 所示。

最佳化坡口切割,設計至關重要

圖4 坡口零件套料2D 模擬NC 路徑

⑸3D 模擬坡口套料切割,使用者可以檢查零件間干涉或板材間隙,如圖5所示。

最佳化坡口切割,設計至關重要

圖5 使用者可以檢查零件間干涉或板材間隙

⑹坡口切割是一個省時的工藝,需要精細的程式設計和智慧CAD/CAM 軟體,如圖6 所以。

圖6 精細的程式設計和智慧CAD/CAM 軟體

如果工作從一開始就沒有經過深思熟慮,即使是最成熟的套料軟體,也不能完全消除坡口切割的質量問題。長期以來,鈑金加工一直依靠數控機床和套料軟體來微調和自動化坡口加工。即便如此,坡口的幾何形狀和套料長期以來都是一個不斷試錯的過程。儘管有時間上的浪費和高廢品率,零件仍然可能需要手工清理。這裡有三種方法可以儘量減少時間和材料的浪費。

首先,瞭解您的機器

大多數陷阱可以在設計階段避免,所以第一步是對專案的可行性有一個很好的把握。一個常見的錯誤是假設你的機器可以切割所有可能的坡口。

事實並非如此,僅僅因為某些東西是可以3D 建模的,並不意味著你的車間就可以製造它。繪圖員可以對幾乎任何形狀進行建模,但這並不保證程式設計師或操作員可以切割它。為了避免這棘手的情況,設計工程師應該考慮三件事。

⑴複雜的坡口轉角。機器能否達到斜面切割的所有表面而不使零件過早地從板材上分離?另外,如果機器不得不在同一區域花費太多時間,就會出現熱變形問題。

⑵可變坡口。你的機器能否在切割時改變其傾斜度和轉子?如果不能,某些斜面可能會大大降低切割速度,造成生產瓶頸。

⑶最大傾斜角度。坡口或帶坡口的轉角的最大組合角度是多少?超過最大角度,機器可能會出錯或需要機械復位操作才能繼續,導致延誤和報廢的零件。切割過程的三維模擬使工程師能夠在設計期間以數字方式評估坡口的可行性。

第二,最大限度地利用你的資源

最大限度地提高產量,從而提高利潤率,就是要在五個方面提高效能:機器、材料、人力、執行和管理。可製造性設計原則(Designfor-manufacturability)影響著每個領域。

⑴材料利用率。透過使用轉角迴路從一個坡口過渡到另一個坡口,需要額外的排版間隙,這將產生更多的廢料。在程式設計過程中要考慮轉角迴路的大小和形狀,或者使用切削(在移動中切割和傾斜),如果你的機器支援它的話。使用者也可以使用在生成NC 程式碼時提供無轉角迴路(no-corner-loops)選項的套料軟體。

⑵執行最佳化。儘管切削可以改善切割時間,最大限度地減少穿孔,並提高材料利用率,但它可能會降低邊緣質量並增加測試時間。根據零件的不同,可能不是在所有情況下都適合使用最佳坡口切割技術。

⑶人力效率。設計師或程式設計師可能決定在切割工藝中不包括完整的坡口(或任何可能的坡口),而是計劃將所需的倒角作為一個單獨的工藝進行手工切割或打磨。然而,用機器切割坡口代替手工可以節省時間,併產生質量穩定的零件。

⑷資料管理。大多數主要的CAD 系統都支援一個概念,即允許同一零件的不同配置或多個版本。在設計過程的早期階段,考慮加工生產一個零件所需的製造工藝是很重要的。一個零件檔案可能有一個坡口和非坡口版本。與其記住你的零件庫,不如使用CAD工具來簡化生產工作流程和資料儲存。

⑸製造自動化。設計零件,這樣就沒有什麼出錯的餘地,對人工干預的需求也很有限。如果零件設計得很好,程式設計員或程式設計軟體可以快速和/或自動生成刀具路徑以驅動切割機器,並生產出準備發貨的零件。

雖然不一定能只用一臺機器來切割一個零件,但要花時間考慮如何精簡你目前的流程。設計師和車間經理把一項工作從開始到結束的步驟走一遍可能會很有用。

第三,關注零件的目的

生產過程中的靈活性是非常重要的。你的程式設計師應該有信心和能力來進行即時的修正。能夠新增、編輯或刪除坡口特徵,以便為製造過程中的每個步驟準備好零件,這已經成為一項受人尊敬的重要技能。確保你的生產團隊能正確地進行這些改變,這樣一個小插曲就不會變成幾個小時的停機時間。

多次論戰驅除了人們心頭的迷霧,使馬克思主義的科學社會主義逐漸清晰地呈現在人們的面前,並且使人們瞭解了那些反馬克思主義者對科學社會主義的攻擊原因,辨清了反馬克思主義或非馬克思主義的實質,從而選擇了馬克思主義。雖然初始階段人們真假難辨,諸多主義名噪一時,影響了馬克思主義的傳播,但是在論戰之後,馬克思主義被越來越多的民眾接受,而其他意識形態則漸趨衰微或煙消雲散。

可行性、資源管理和靈活性在設計坡口零件時都發揮著重要作用。透過採用這些設計考慮因素,全面地看待你的機器流程,並對流程前後充分了解,可以以降低成本和提高效率的方式作出設計決定。

作者簡介

Paul Ikeda,美國Cadarville 大學電子工程學士,在SigmaTEK/CAMBRIO工作10 年,目前的職務是SigmaNEST產品開發總監,負責監督CAMBRIO 旗下SigmaNEST 品牌產品的所有開發工作。

——摘自《鈑金與製作》 2021年第8期