高壓電器制造工藝

河南平高電氣股份有限公司技術(shù)中心工藝部主講：畢玉明2004年12月10日高壓電器制造工藝一、概述企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的核心是提高經(jīng)濟(jì)效益，而提高經(jīng)濟(jì)效益有效途徑之一，就是在企業(yè)內(nèi)加強(qiáng)工藝管理，充分發(fā)揮工藝管理的核心作用,使新工藝、新材料、新技術(shù)在企業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。下面我就工藝工作的主要內(nèi)容向大家做簡(jiǎn)要介紹如下：一、概述1.工藝工作在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和和制造過(guò)程中的構(gòu)成、地位和作用：(1)構(gòu)成：人員、設(shè)備、材料、方法、環(huán)境；(2)作用：形成制造指令； 控制產(chǎn)品成本； 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)；(3)地位：工藝是科技第一生產(chǎn)力的基本要素，是科技成果變?yōu)樯a(chǎn)力的實(shí)現(xiàn)方法和過(guò)程，是企業(yè)的最基本技術(shù)。一、概述2.工藝工作的主要內(nèi)容：(1)編制企業(yè)工藝發(fā)展規(guī)劃：工藝措施規(guī)劃（新工藝、新材料、新裝備的應(yīng)用）、技術(shù)攻關(guān)規(guī)劃（工藝攻關(guān)、工藝改進(jìn)、質(zhì)量改進(jìn)）、工藝技術(shù)改造規(guī)劃等；(2)工藝試驗(yàn)研究與開(kāi)發(fā)：重大產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的攻關(guān)性研究、引進(jìn)項(xiàng)目的消化試驗(yàn)研究、新材料、新工藝、新裝備的應(yīng)用試驗(yàn)研究等；一、概述2.工藝工作的主要內(nèi)容：(3)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)準(zhǔn)備：新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品改進(jìn)、組織工藝考察與調(diào)研、審查產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性、設(shè)計(jì)工藝方案和工藝規(guī)劃、制定和調(diào)整工藝路線、編制材料消耗定額、工時(shí)定額、提出工藝裝備委托、進(jìn)行工藝驗(yàn)證和工藝總結(jié)、調(diào)整和實(shí)施工藝整頓。(4)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工藝管理與監(jiān)督；(5)工藝紀(jì)律管理與監(jiān)督；(6)工藝標(biāo)準(zhǔn)化和工藝情報(bào)工作。一、概述天鷹集團(tuán)公司產(chǎn)品工藝工作程序參加新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)老產(chǎn)品改進(jìn)調(diào)研及引進(jìn)產(chǎn)品（技術(shù)）的出國(guó)考察參加新產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案和老產(chǎn)品改進(jìn)方案評(píng)審進(jìn)行產(chǎn)品工藝性結(jié)構(gòu)審查設(shè)計(jì)工藝方案設(shè)計(jì)工藝路線設(shè)計(jì)工藝規(guī)程編制材料消耗工藝定額批試產(chǎn)品工藝驗(yàn)證提出關(guān)鍵設(shè)備（工裝）購(gòu)置或改造計(jì)劃提出關(guān)鍵工藝項(xiàng)目編制工藝關(guān)鍵件明細(xì)表進(jìn)行工藝試驗(yàn)提出工裝設(shè)計(jì)委托書編制有關(guān)明細(xì)設(shè)計(jì)和制造工藝裝備工藝總結(jié)組織并實(shí)施工藝整頓批量生產(chǎn)產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)工藝管理根據(jù)工藝需要修改工藝路線和工藝規(guī)程，補(bǔ)充和完善工藝裝備一、概述天鷹集團(tuán)公司產(chǎn)品工藝工作程序及各程序段的主要工作內(nèi)容見(jiàn)下表工作程序主要工藝工作內(nèi)容1參加新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品改進(jìn)調(diào)研及引進(jìn)產(chǎn)品（技術(shù)）的出國(guó)考察1.了解用戶（市場(chǎng)）對(duì)該產(chǎn)品的使用要求。2.了解產(chǎn)品的使用條件。3.了解國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品或相關(guān)產(chǎn)品的工藝水平。4.收集有關(guān)信息和資料。2參加新產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案和老產(chǎn)品改進(jìn)方案評(píng)審。從制造角度分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案的合理性和可行性。3進(jìn)行產(chǎn)品工藝性結(jié)構(gòu)審查1.分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性與繼承性。2.審查產(chǎn)品裝配、調(diào)整及維修的方便性。3.零部件加工的工藝性（切削、鑄造、焊接、熱處理、沖壓、鍛造和裝配等各環(huán)節(jié)）以及尺寸精度的合理性和可檢查性。4設(shè)計(jì)工藝方案根據(jù)產(chǎn)品工藝性結(jié)構(gòu)審查的結(jié)果，提出產(chǎn)品制造規(guī)劃。5設(shè)計(jì)工藝路線在《產(chǎn)品施工大表》的后半部分給定毛坯尺寸并編制工藝路線6設(shè)計(jì)工藝規(guī)程根據(jù)產(chǎn)品工藝方案的要求，設(shè)計(jì)各種工藝規(guī)程：1.產(chǎn)品零件工藝規(guī)程:工藝過(guò)程卡、裝配工藝卡、專業(yè)工藝卡等2.專業(yè)工藝守則:

一、概述天鷹集團(tuán)公司產(chǎn)品工藝工作程序及各程序段的主要工作內(nèi)容見(jiàn)下表工作程序主要工藝工作內(nèi)容7設(shè)計(jì)和制造工藝裝備按產(chǎn)品工藝員提出的《工藝裝備設(shè)計(jì)委托書》設(shè)計(jì)編制投制計(jì)劃并完成制造與檢查。8編制各類材料消耗工藝定額1.樣試產(chǎn)品在《施工大表》上直接給出單件消耗定額。2.批試及生產(chǎn)產(chǎn)品按臺(tái)份對(duì)材料進(jìn)行分類，編制各類材料匯總表，并計(jì)算材料利用率。9復(fù)核各種工藝文件及底圖（稿）對(duì)各種工藝文件及底圖（稿）進(jìn)行校核（錯(cuò)、漏）。10工藝驗(yàn)證1.產(chǎn)品樣試階段重點(diǎn)做好必備工藝裝備驗(yàn)證。2.產(chǎn)品進(jìn)入批試階段進(jìn)行工藝規(guī)程（包括專業(yè)工藝卡片）驗(yàn)證和工藝保證項(xiàng)目驗(yàn)證。3.做好小批試制工藝記錄和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。11進(jìn)行工藝總結(jié)1.總結(jié)工藝準(zhǔn)備階段工作。2.總結(jié)工藝驗(yàn)證情況。提出批量生產(chǎn)意見(jiàn)。12進(jìn)行工藝整頓根據(jù)批試工藝驗(yàn)證情況和工藝總結(jié)，修改和完善各類工藝規(guī)程二、高壓電器典型結(jié)構(gòu)件工藝性分析高壓電器典型結(jié)構(gòu)件主要有：沖壓工藝結(jié)構(gòu)件、鑄造工藝結(jié)構(gòu)件、鍛造工藝結(jié)構(gòu)性、熱處理工藝結(jié)構(gòu)性、機(jī)械加工工藝結(jié)構(gòu)性、絕緣壓制工藝結(jié)構(gòu)件、絕緣澆注工藝結(jié)構(gòu)件、焊接工藝結(jié)構(gòu)件、旋壓工藝結(jié)構(gòu)件等。以下就其主要部分分別逐一簡(jiǎn)介：二、高壓電器典型結(jié)構(gòu)件工藝性分析

2.1沖壓工藝結(jié)構(gòu)件：沖壓工藝是利用壓力機(jī)對(duì)板料在模具上施加壓力使其分離或成形而得到制品的一種典型工藝，是高壓電器產(chǎn)品的主要工藝之一，其基本工序按成型性質(zhì)可分為分離工序(剪裁、落料、沖孔、切口、修整)、變形工序(彎曲、拉伸、翻邊)和復(fù)合工序三類，其主要生產(chǎn)工藝裝備是各種模具。二、高壓電器典型結(jié)構(gòu)件工藝性分析

2.1.1沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性：沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性是指沖裁件最沖裁工藝的適應(yīng)性，沖裁剪的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸公差和尺寸基準(zhǔn)等是否滿足沖裁加工的工藝要求。工藝性良好的沖裁剪不但容易沖壓成型、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且壽命較高。具體有以下幾點(diǎn)：(1)工件形狀力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱，盡量采用圓形、矩形等規(guī)則形狀，避免長(zhǎng)槽與細(xì)長(zhǎng)懸臂的切口。(2)工件內(nèi)外形轉(zhuǎn)角處要避免尖角，圓滑過(guò)渡。(3)最小沖孔直徑d》0、6-1、3t，如沖裁件上的孔小于此范圍適應(yīng)采取相應(yīng)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以保護(hù)沖頭。4)沖裁件上的孔邊與孔邊之間、孔與板邊緣之間不能太小，一般取2倍板厚5)在彎曲件和拉伸件上沖孔時(shí)，除應(yīng)符合上述條件外，其孔壁與直壁應(yīng)保持一定距離。6)在不影響沖裁件性能的前提下，工件外形應(yīng)有兩條相互平行的直線邊，符合少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣，以利提高材料利用率。7)工件尺寸的標(biāo)注要求尺寸公差和基準(zhǔn)面應(yīng)盡可能與工藝要求相一致。8)采用級(jí)進(jìn)模沖壓的工件如內(nèi)外形經(jīng)過(guò)多次分布沖裁時(shí)應(yīng)允許有淺凹槽，這個(gè)淺凹槽作為兩個(gè)剪刃的過(guò)渡連接可提高模具壽命和獲得質(zhì)量好的工件二、高壓電器典型結(jié)構(gòu)件工藝性分析

2.1.3拉伸件結(jié)構(gòu)工藝性：拉伸是利用模具使板料成為空心零件的變形過(guò)程，是沖壓工藝的一種，其變形特點(diǎn)是板料外緣金屬向內(nèi)側(cè)流動(dòng)而形成杯狀工件。工藝性良好的拉伸件可縮短拉伸流程和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，否則將給成型帶來(lái)困難。主要包括：1)拉伸件設(shè)計(jì)時(shí)只能標(biāo)注外徑或內(nèi)徑尺寸，不能同時(shí)標(biāo)注內(nèi)外徑2)一次拉伸成型的條件：圓筒形拉伸件：拉伸高度小于或等于(0，5-0．7)中徑3)拉伸件直壁處允許有工藝斜度，且各處厚度允許不一致4)矩形拉伸件四壁間的內(nèi)圓角半徑應(yīng)取≥3t，為盡量減少拉伸次數(shù)取≥0．2H。5)拉伸件的底部與直壁間的內(nèi)圓角半徑一般應(yīng)取R≥(3-5)t6)拉伸件的凸緣與直壁間的內(nèi)圓角半徑一般應(yīng)取R≥(3-5)t7)拉伸件的凸緣與直壁間的圓角半徑一般應(yīng)取R≥(4-8)t8)帶凸緣的拉伸件其凸緣直徑一般應(yīng)大于d+10t，保證不起皺9)拉伸件的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單對(duì)成，盡量避免急劇的輪廓變化二、高壓電器典型結(jié)構(gòu)件工藝性分析

2.2鑄造成型件工藝結(jié)構(gòu)性：1)鑄件壁厚不得小于允許值，并力求一致；2)連接部位要圓滑過(guò)渡；3)轉(zhuǎn)彎處要有圓角；4)正確使用加強(qiáng)筋；5)應(yīng)有合理的拔模斜度；6)盡量少用較大的水平面。

2.3鍛造成型件工藝結(jié)構(gòu)性：1)所選材料是否可鍛；2)力求對(duì)稱；3)彎曲處的截面應(yīng)適當(dāng)加大；4)模鍛件不得太重。二、高壓電器典型結(jié)構(gòu)件工藝性分析

2.4熱處理件工藝結(jié)構(gòu)性：1)截面積盡量均勻、對(duì)稱；2)長(zhǎng)徑比不能太大；3)盡量不用盲孔和銳邊；4)必須有倒棱或圓角；5)熱加工工序安排原則：先預(yù)熱處理(退火、正火、調(diào)質(zhì)等)——磨前熱處理、淬火后回火——去內(nèi)應(yīng)力處理(人工時(shí)效、退火等)。

二、高壓電器典型結(jié)構(gòu)件工藝性分析

2.5機(jī)械加工件工藝結(jié)構(gòu)性：1)被加工的凸臺(tái)、凸耳表面盡量在同一平面或軸線上，以便于一次走刀加工出來(lái)2)非工作表面和塑性較大的表面不應(yīng)有加工符號(hào)3)有相互位置精度的各表面應(yīng)在一次裝夾中加工完成4)應(yīng)定位準(zhǔn)確、加緊可靠、便于加工和測(cè)量5)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)量刃具和通用量刃具。6)粗糙度是否與尺寸精度相一致。7)冷加工工序安排原則：“先粗后精、先主后次、先基準(zhǔn)后其他”(加工精基準(zhǔn)時(shí)用粗基準(zhǔn)定位，而不能用毛坯面定位)8)花鍵軸應(yīng)避免盲孔，以利拉削。9)對(duì)孔距尺寸精度0．2mm以下的結(jié)構(gòu)件要考慮用工裝保證。(首選組合夾具)10)對(duì)12mm及其以上的板材折彎前必須進(jìn)行退火處理，以免折彎時(shí)開(kāi)裂。11)對(duì)氣割(含數(shù)割)下料的45#鋼件,加工前必須進(jìn)行退火,以便加工12)帶螺紋的盲孔必須有退刀槽或留有空刀,以保證螺紋的加工精度13)階梯孔結(jié)構(gòu)中，精度較高的一階孔應(yīng)做成通孔，以便于加工和簡(jiǎn)化刀具結(jié)構(gòu)二、高壓電器典型結(jié)構(gòu)件工藝性分析

2.6旋壓件工藝結(jié)構(gòu)性：金屬旋壓成型工藝是一種綜合了鍛造、擠壓、拉伸、彎曲、滾壓等工藝特點(diǎn)的少無(wú)切削加工的工藝，是指一種用滾輪作為工具對(duì)板材或殼體局部進(jìn)行連續(xù)加工的成型總稱，包括彎曲(翻邊)、擠壓(脹形)、波紋(起伏)、結(jié)合(卷邊接縫)、邊緣倒圓、邊緣修整(切邊)等，屬于壓力加工中的回轉(zhuǎn)成型。基本旋壓法：有普通旋壓和強(qiáng)力旋壓兩種。普通旋壓方式主要有：拉深旋壓(簡(jiǎn)稱拉旋)、縮徑旋壓(簡(jiǎn)稱縮旋)、擴(kuò)徑旋壓(簡(jiǎn)稱擴(kuò)旋)三種。強(qiáng)力旋壓方式主要有：剪切旋壓(簡(jiǎn)稱剪旋)、擠出旋壓(簡(jiǎn)稱擠旋)兩種。派生旋壓法主要有：超生波旋壓法、通用芯模旋壓法、內(nèi)旋壓法、行星旋壓法、斜扎式旋壓法、張力旋壓法、鋼球旋壓法、多旋輪的錯(cuò)距旋壓法、環(huán)形旋輪旋壓法、摩擦工具旋壓法、加熱旋壓法、劈開(kāi)旋壓法、射流旋壓法等十余種。雖然金屬旋壓工藝的方法中種類較多，但基本成型理論是相同的，其共同的特點(diǎn)主要有：二、高壓電器典型結(jié)構(gòu)件工藝性分析1)旋壓時(shí)接觸面積小(類似于點(diǎn)接觸)，所需總的變形力較小，因而使功率消耗大大降低。2)由滾輪所產(chǎn)生的滾痕可使用高粘度的潤(rùn)滑劑或滾輪刃帶擠光，故表面質(zhì)量可與研磨相比，而無(wú)需再精加工。3)晶粒沿材料流動(dòng)方向再排列，可明顯改善制品的疲勞強(qiáng)度，同時(shí)金屬晶格結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，產(chǎn)生較為明顯的加工硬化，制品的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和硬度增大o4)材料利用率高，縮短加工時(shí)間。5)坯料來(lái)源廣，可采用空心的沖壓件、擠壓件、鑄件、焊接件、機(jī)加工的鍛件和圓板。6)制造成本費(fèi)用較低，磨具費(fèi)用僅為拉伸磨具費(fèi)的1／10。有時(shí)傳統(tǒng)工藝需要多套工裝，而采用旋壓成型往往一套工裝即可完成全部工序，故一些形狀復(fù)雜的零件或高強(qiáng)度難變形的材料，傳統(tǒng)工藝很難甚至無(wú)法加工，用旋壓成型卻可以方便地加工出來(lái)。同時(shí)由于是局部加工，成型模具的磨耗和損傷小，壽命長(zhǎng)，可反復(fù)使用。二、高壓電器典型結(jié)構(gòu)件工藝性分析7)手工旋壓需要進(jìn)行試操作，要求操作技術(shù)水平較高，但自動(dòng)旋壓時(shí)不需高超的操作技術(shù)。8)因旋壓過(guò)程中，被旋壓材料近似逐點(diǎn)變形，任何夾渣、夾層、裂紋、砂眼等缺陷很容易暴露出來(lái)，故又能附帶起到對(duì)制品自動(dòng)檢驗(yàn)的作用，有助于有效減輕所設(shè)計(jì)零件的重量。9)批量生產(chǎn)形狀比較復(fù)雜的零件是很經(jīng)濟(jì)的。10)旋壓成型的經(jīng)濟(jì)性與生產(chǎn)批量、工件結(jié)構(gòu)、設(shè)備及勞動(dòng)費(fèi)用等有關(guān)。在許多情況下，旋壓要與沖壓的其他工藝方法配合應(yīng)用，可獲得最佳的產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

三、主要機(jī)加工設(shè)備簡(jiǎn)介3.1Q51數(shù)控車削中心

主要技術(shù)參數(shù)最大回轉(zhuǎn)直徑φ420刀架刀數(shù)12個(gè)軸數(shù)5個(gè)最大加工長(zhǎng)度600mm主軸孔直徑φ51最大裝夾鉆頭直徑φ12銑扁移動(dòng)85主軸最高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速4500r/m

系統(tǒng)發(fā)那克數(shù)控車削加工中心的主要特點(diǎn)：這臺(tái)數(shù)控車削加工中心與普通數(shù)控車床的區(qū)別在于，它不僅能夠完成全部的數(shù)控車床加工內(nèi)容，而且當(dāng)零件不僅有回轉(zhuǎn)加工內(nèi)容，而且在端部或側(cè)面還有加工內(nèi)容，并且加工內(nèi)容與回轉(zhuǎn)體有相對(duì)位置要求時(shí)，這臺(tái)設(shè)備能夠滿足加工要求，但如果加工直徑大于φ12或銑削平面過(guò)大，也將無(wú)法完成，它于加工中心的區(qū)別在于它能夠加工軸類回轉(zhuǎn)體的件。三、主要機(jī)加工設(shè)備簡(jiǎn)介3.2數(shù)控鏜銑加工中心

主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)BTD-13F.R22X軸行程3000mmY軸行程2000mmZ軸行程1600mmW軸行程(鏜桿伸出)700mm工作臺(tái)面至主軸中心距離0~2000mm工作臺(tái)尺寸1800×2200mm工作臺(tái)最大承重10000Kg主軸轉(zhuǎn)速5~2500r/min

主軸直徑Φ130主軸最大扭矩3128N。M刀庫(kù)容量38把主要特點(diǎn)：這臺(tái)設(shè)備適應(yīng)加工相對(duì)較大的零部件（箱體類零件），加工時(shí)精度很高，而且加工時(shí)間很短，但由于在這臺(tái)設(shè)備上切換平旋盤比較費(fèi)時(shí)，所以加工筒體時(shí)，特別是兩端帶密封槽的筒體時(shí)，相對(duì)較難。

三、主要機(jī)加工設(shè)備簡(jiǎn)介3.3立式加工中心主要技術(shù)參數(shù)