高压电器制造工艺

河南平高电气股份有限公司技术中心工艺部主讲：毕玉明2004年12月10日高压电器制造工艺一、概述企业进行生产经营活动的核心是提高经济效益，而提高经济效益有效途径之一，就是在企业内加强工艺管理，充分发挥工艺管理的核心作用,使新工艺、新材料、新技术在企业内推广应用，从而提高企业的经济效益。下面我就工艺工作的主要内容向大家做简要介绍如下：一、概述1.工艺工作在产品开发和和制造过程中的构成、地位和作用：(1)构成：人员、设备、材料、方法、环境；(2)作用：形成制造指令； 控制产品成本； 实现产品设计；(3)地位：工艺是科技第一生产力的基本要素，是科技成果变为生产力的实现方法和过程，是企业的最基本技术。一、概述2.工艺工作的主要内容：(1)编制企业工艺发展规划：工艺措施规划（新工艺、新材料、新装备的应用）、技术攻关规划（工艺攻关、工艺改进、质量改进）、工艺技术改造规划等；(2)工艺试验研究与开发：重大产品质量问题的攻关性研究、引进项目的消化试验研究、新材料、新工艺、新装备的应用试验研究等；一、概述2.工艺工作的主要内容：(3)产品生产工艺技术准备：新产品开发和老产品改进、组织工艺考察与调研、审查产品结构工艺性、设计工艺方案和工艺规划、制定和调整工艺路线、编制材料消耗定额、工时定额、提出工艺装备委托、进行工艺验证和工艺总结、调整和实施工艺整顿。(4)生产现场工艺管理与监督；(5)工艺纪律管理与监督；(6)工艺标准化和工艺情报工作。一、概述天鹰集团公司产品工艺工作程序参加新产品开发老产品改进调研及引进产品（技术）的出国考察参加新产品设计方案和老产品改进方案评审进行产品工艺性结构审查设计工艺方案设计工艺路线设计工艺规程编制材料消耗工艺定额批试产品工艺验证提出关键设备（工装）购置或改造计划提出关键工艺项目编制工艺关键件明细表进行工艺试验提出工装设计委托书编制有关明细设计和制造工艺装备工艺总结组织并实施工艺整顿批量生产产品现场工艺管理根据工艺需要修改工艺路线和工艺规程，补充和完善工艺装备一、概述天鹰集团公司产品工艺工作程序及各程序段的主要工作内容见下表工作程序主要工艺工作内容1参加新产品开发和老产品改进调研及引进产品（技术）的出国考察1.了解用户（市场）对该产品的使用要求。2.了解产品的使用条件。3.了解国内外同类产品或相关产品的工艺水平。4.收集有关信息和资料。2参加新产品设计方案和老产品改进方案评审。从制造角度分析产品结构方案的合理性和可行性。3进行产品工艺性结构审查1.分析产品结构的合理性与继承性。2.审查产品装配、调整及维修的方便性。3.零部件加工的工艺性（切削、铸造、焊接、热处理、冲压、锻造和装配等各环节）以及尺寸精度的合理性和可检查性。4设计工艺方案根据产品工艺性结构审查的结果，提出产品制造规划。5设计工艺路线在《产品施工大表》的后半部分给定毛坯尺寸并编制工艺路线6设计工艺规程根据产品工艺方案的要求，设计各种工艺规程：1.产品零件工艺规程:工艺过程卡、装配工艺卡、专业工艺卡等2.专业工艺守则:

一、概述天鹰集团公司产品工艺工作程序及各程序段的主要工作内容见下表工作程序主要工艺工作内容7设计和制造工艺装备按产品工艺员提出的《工艺装备设计委托书》设计编制投制计划并完成制造与检查。8编制各类材料消耗工艺定额1.样试产品在《施工大表》上直接给出单件消耗定额。2.批试及生产产品按台份对材料进行分类，编制各类材料汇总表，并计算材料利用率。9复核各种工艺文件及底图（稿）对各种工艺文件及底图（稿）进行校核（错、漏）。10工艺验证1.产品样试阶段重点做好必备工艺装备验证。2.产品进入批试阶段进行工艺规程（包括专业工艺卡片）验证和工艺保证项目验证。3.做好小批试制工艺记录和现场服务。11进行工艺总结1.总结工艺准备阶段工作。2.总结工艺验证情况。提出批量生产意见。12进行工艺整顿根据批试工艺验证情况和工艺总结，修改和完善各类工艺规程二、高压电器典型结构件工艺性分析高压电器典型结构件主要有：冲压工艺结构件、铸造工艺结构件、锻造工艺结构性、热处理工艺结构性、机械加工工艺结构性、绝缘压制工艺结构件、绝缘浇注工艺结构件、焊接工艺结构件、旋压工艺结构件等。以下就其主要部分分别逐一简介：二、高压电器典型结构件工艺性分析

2.1冲压工艺结构件：冲压工艺是利用压力机对板料在模具上施加压力使其分离或成形而得到制品的一种典型工艺，是高压电器产品的主要工艺之一，其基本工序按成型性质可分为分离工序(剪裁、落料、冲孔、切口、修整)、变形工序(弯曲、拉伸、翻边)和复合工序三类，其主要生产工艺装备是各种模具。二、高压电器典型结构件工艺性分析

2.1.1冲裁件结构工艺性：冲裁件结构工艺性是指冲裁件最冲裁工艺的适应性，冲裁剪的形状结构、尺寸大小、尺寸公差和尺寸基准等是否满足冲裁加工的工艺要求。工艺性良好的冲裁剪不但容易冲压成型、模具结构简单且寿命较高。具体有以下几点：(1)工件形状力求简单、对称，尽量采用圆形、矩形等规则形状，避免长槽与细长悬臂的切口。(2)工件内外形转角处要避免尖角，圆滑过渡。(3)最小冲孔直径d》0、6-1、3t，如冲裁件上的孔小于此范围适应采取相应的导向结构以保护冲头。4)冲裁件上的孔边与孔边之间、孔与板边缘之间不能太小，一般取2倍板厚5)在弯曲件和拉伸件上冲孔时，除应符合上述条件外，其孔壁与直壁应保持一定距离。6)在不影响冲裁件性能的前提下，工件外形应有两条相互平行的直线边，符合少废料和无废料排样，以利提高材料利用率。7)工件尺寸的标注要求尺寸公差和基准面应尽可能与工艺要求相一致。8)采用级进模冲压的工件如内外形经过多次分布冲裁时应允许有浅凹槽，这个浅凹槽作为两个剪刃的过渡连接可提高模具寿命和获得质量好的工件二、高压电器典型结构件工艺性分析

2.1.3拉伸件结构工艺性：拉伸是利用模具使板料成为空心零件的变形过程，是冲压工艺的一种，其变形特点是板料外缘金属向内侧流动而形成杯状工件。工艺性良好的拉伸件可缩短拉伸流程和简化模具结构，否则将给成型带来困难。主要包括：1)拉伸件设计时只能标注外径或内径尺寸，不能同时标注内外径2)一次拉伸成型的条件：圆筒形拉伸件：拉伸高度小于或等于(0，5-0．7)中径3)拉伸件直壁处允许有工艺斜度，且各处厚度允许不一致4)矩形拉伸件四壁间的内圆角半径应取≥3t，为尽量减少拉伸次数取≥0．2H。5)拉伸件的底部与直壁间的内圆角半径一般应取R≥(3-5)t6)拉伸件的凸缘与直壁间的内圆角半径一般应取R≥(3-5)t7)拉伸件的凸缘与直壁间的圆角半径一般应取R≥(4-8)t8)带凸缘的拉伸件其凸缘直径一般应大于d+10t，保证不起皱9)拉伸件的形状应尽量简单对成，尽量避免急剧的轮廓变化二、高压电器典型结构件工艺性分析

2.2铸造成型件工艺结构性：1)铸件壁厚不得小于允许值，并力求一致；2)连接部位要圆滑过渡；3)转弯处要有圆角；4)正确使用加强筋；5)应有合理的拔模斜度；6)尽量少用较大的水平面。

2.3锻造成型件工艺结构性：1)所选材料是否可锻；2)力求对称；3)弯曲处的截面应适当加大；4)模锻件不得太重。二、高压电器典型结构件工艺性分析

2.4热处理件工艺结构性：1)截面积尽量均匀、对称；2)长径比不能太大；3)尽量不用盲孔和锐边；4)必须有倒棱或圆角；5)热加工工序安排原则：先预热处理(退火、正火、调质等)——磨前热处理、淬火后回火——去内应力处理(人工时效、退火等)。

二、高压电器典型结构件工艺性分析

2.5机械加工件工艺结构性：1)被加工的凸台、凸耳表面尽量在同一平面或轴线上，以便于一次走刀加工出来2)非工作表面和塑性较大的表面不应有加工符号3)有相互位置精度的各表面应在一次装夹中加工完成4)应定位准确、加紧可靠、便于加工和测量5)尽量采用标准量刃具和通用量刃具。6)粗糙度是否与尺寸精度相一致。7)冷加工工序安排原则：“先粗后精、先主后次、先基准后其他”(加工精基准时用粗基准定位，而不能用毛坯面定位)8)花键轴应避免盲孔，以利拉削。9)对孔距尺寸精度0．2mm以下的结构件要考虑用工装保证。(首选组合夹具)10)对12mm及其以上的板材折弯前必须进行退火处理，以免折弯时开裂。11)对气割(含数割)下料的45#钢件,加工前必须进行退火,以便加工12)带螺纹的盲孔必须有退刀槽或留有空刀,以保证螺纹的加工精度13)阶梯孔结构中，精度较高的一阶孔应做成通孔，以便于加工和简化刀具结构二、高压电器典型结构件工艺性分析

2.6旋压件工艺结构性：金属旋压成型工艺是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、滚压等工艺特点的少无切削加工的工艺，是指一种用滚轮作为工具对板材或壳体局部进行连续加工的成型总称，包括弯曲(翻边)、挤压(胀形)、波纹(起伏)、结合(卷边接缝)、边缘倒圆、边缘修整(切边)等，属于压力加工中的回转成型。基本旋压法：有普通旋压和强力旋压两种。普通旋压方式主要有：拉深旋压(简称拉旋)、缩径旋压(简称缩旋)、扩径旋压(简称扩旋)三种。强力旋压方式主要有：剪切旋压(简称剪旋)、挤出旋压(简称挤旋)两种。派生旋压法主要有：超生波旋压法、通用芯模旋压法、内旋压法、行星旋压法、斜扎式旋压法、张力旋压法、钢球旋压法、多旋轮的错距旋压法、环形旋轮旋压法、摩擦工具旋压法、加热旋压法、劈开旋压法、射流旋压法等十余种。虽然金属旋压工艺的方法中种类较多，但基本成型理论是相同的，其共同的特点主要有：二、高压电器典型结构件工艺性分析1)旋压时接触面积小(类似于点接触)，所需总的变形力较小，因而使功率消耗大大降低。2)由滚轮所产生的滚痕可使用高粘度的润滑剂或滚轮刃带挤光，故表面质量可与研磨相比，而无需再精加工。3)晶粒沿材料流动方向再排列，可明显改善制品的疲劳强度，同时金属晶格结构的应变，产生较为明显的加工硬化，制品的屈服强度、抗拉强度和硬度增大o4)材料利用率高，缩短加工时间。5)坯料来源广，可采用空心的冲压件、挤压件、铸件、焊接件、机加工的锻件和圆板。6)制造成本费用较低，磨具费用仅为拉伸磨具费的1／10。有时传统工艺需要多套工装，而采用旋压成型往往一套工装即可完成全部工序，故一些形状复杂的零件或高强度难变形的材料，传统工艺很难甚至无法加工，用旋压成型却可以方便地加工出来。同时由于是局部加工，成型模具的磨耗和损伤小，寿命长，可反复使用。二、高压电器典型结构件工艺性分析7)手工旋压需要进行试操作，要求操作技术水平较高，但自动旋压时不需高超的操作技术。8)因旋压过程中，被旋压材料近似逐点变形，任何夹渣、夹层、裂纹、砂眼等缺陷很容易暴露出来，故又能附带起到对制品自动检验的作用，有助于有效减轻所设计零件的重量。9)批量生产形状比较复杂的零件是很经济的。10)旋压成型的经济性与生产批量、工件结构、设备及劳动费用等有关。在许多情况下，旋压要与冲压的其他工艺方法配合应用，可获得最佳的产品质量和经济效益。

三、主要机加工设备简介3.1Q51数控车削中心

主要技术参数最大回转直径φ420刀架刀数12个轴数5个最大加工长度600mm主轴孔直径φ51最大装夹钻头直径φ12铣扁移动85主轴最高转转速4500r/m

系统发那克数控车削加工中心的主要特点：这台数控车削加工中心与普通数控车床的区别在于，它不仅能够完成全部的数控车床加工内容，而且当零件不仅有回转加工内容，而且在端部或侧面还有加工内容，并且加工内容与回转体有相对位置要求时，这台设备能够满足加工要求，但如果加工直径大于φ12或铣削平面过大，也将无法完成，它于加工中心的区别在于它能够加工轴类回转体的件。三、主要机加工设备简介3.2数控镗铣加工中心

主要技术参数型号BTD-13F.R22X轴行程3000mmY轴行程2000mmZ轴行程1600mmW轴行程(镗杆伸出)700mm工作台面至主轴中心距离0~2000mm工作台尺寸1800×2200mm工作台最大承重10000Kg主轴转速5~2500r/min

主轴直径Φ130主轴最大扭矩3128N。M刀库容量38把主要特点：这台设备适应加工相对较大的零部件（箱体类零件），加工时精度很高，而且加工时间很短，但由于在这台设备上切换平旋盘比较费时，所以加工筒体时，特别是两端带密封槽的筒体时，相对较难。

三、主要机加工设备简介3.3立式加工中心主要技术参数