焊接件在机加工前应留多少余量
焊接会使金属移动。每个接头冷却时都会收缩,在组对平台上还是平的框架,取下来时就不平了。这很正常,设计上要去应对它,而不是去阻止它。您加工的零件永远不会与您画的零件完全一致,图纸必须说明每个尺寸适用于哪种状态。
先从余量开始
加工余量是在面上多留的材料,让刀具在所有变形发生后仍能把面加工干净。
留得太少,面只有一个角被加工干净,另一个角还留着焊接飞溅和轧制氧化皮。留得太多,加工时间就会翻倍,还可能切穿到您需要的焊缝。
作为起点:
| 特征 | 典型余量 |
|---|---|
| 短而刚性好的零件上的机加工面 | 3 mm |
| 长或加强较少的零件上的机加工面 | 5 至 6 mm,有时更多 |
| 需要同轴镗的孔 | 半径方向约 3 mm |
| 机加工后还要磨削的面 | 再加 0.3 至 0.5 mm |
这些是起点,不是规则。真正的数值取决于零件长度、熔敷金属量、接头的拘束程度以及零件是否会做去应力处理。好的工厂会告诉您某个面要多留、另一个面可以少留,这样的答复比这张表更有价值。
分开标注公差
在图纸上使用两套公差体系,并写明各自适用的地方。
焊接结构通常按焊接结构一般公差标准控制。ISO 13920 对线性和角度尺寸规定了 A 至 D 级,对直线度、平面度和平行度规定了 E 至 H 级。B 级配 F 级是机床框架常用且合理的组合。
机加工特征则按常规图纸公差标注,可以引用 ISO 2768 等一般标准,也可以直接标在特征上。
在整张图纸上写一个严格的一般公差,是让报价充满假设的最快途径,因为工厂要么为不可能的要求报价,要么只能猜测您的意思。
把基准放在机床够得着的地方
选择会被机加工、且夹具可以支撑的面作为基准面。三个实用的检查点:
- 零件能否平稳地放在基准面上而不晃动,还是需要垫片,而垫片本身又会成为误差?
- 零件装上机床后,基准面能否够到,还是主轴必须穿过工件才能碰到它?
- 基准面是否与以它为参考的特征在同一次装夹中加工?如果不是,您就在公差链中引入了第二次装夹。
写明每个尺寸何时适用
机床底座图纸上只写“平面度 0.05 mm”而不写状态,就会收到两种不同的报价。机加工面的平面度是在机加工后获得的,而且只有零件事先去应力才能保持。请在图纸上写明状态,例如“去应力及精加工后”,这样检验方式才会与报价时一致。
孔的同轴度也是如此。去应力后在一次装夹中同轴镗出的孔,与去应力前镗出的孔是完全不同的活,后者根本算不上一个合格的做法。
加工顺序简述
对大多数机加工焊接件,行之有效的顺序是:下料和坡口准备,组对和点焊,按计划的顺序焊接,检测焊缝,去应力,余量大时先粗加工,再精加工,最后在遮蔽机加工面的情况下涂装。
把去应力挪到机加工之后,或把镀锌挪到机加工之后,是最常导致零件在工厂测量合格、到您车间却不合格的两种改动。
发图前要检查什么
- 加工余量已写明,而不是默认。
- 焊接件公差和机加工公差分开,并且都有写明。
- 基准在会被机加工的面上。
- 每个几何公差都写明适用的状态。
- 表面处理说明写明了哪些面需要遮蔽。
图纸上的五行字,就能消除工厂原本会当作风险计入价格的大部分问题。
常见问题
焊接件应留多少加工余量?
常见的起点是平面留 3 至 6 mm,孔的半径方向留约 3 mm;对容易变形的长件或薄截面要留更多。合适的数值取决于零件长度、焊接量以及是否做去应力处理,所以值得与工厂商定,而不是照搬默认值。
焊接件图纸上可以只标一个一般公差吗?
这样做没有实际意义。焊接结构和机加工特征需要分别标注公差,因为它们由能力不同的不同工艺完成。ISO 13920 规定焊接结构的一般公差,ISO 2768 等常规图纸公差则适用于机加工特征。
基准应该放在焊接面上还是机加工面上?
尽可能放在机加工面上。放在焊后未加工表面上的基准会随变形而移动,所有以它为参考的特征也会一起移动。请选择会被机加工、且夹具实际能支撑的面作为基准面。