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_________2011年1月7日

导师签名：

_________年月日

目录

目录……………………………………………………………………………………………3

摘要……………………………………………………………………4

前言……………………………………………………………………4

第一章柜体生产流程………………………………6

第二章钣金工艺……………………………………………………………………7

2.1钣金工艺的初步认识…………………………………………………………7

2.2钣金工艺的基本流程………………………………………………………7第三章数控技术……………………………………………10

第四章低压配电柜体基本知识………………………………………………23

第五章实例应用…………………………………………………………………23

第六章选择自己的路…………………………………………………………………25

致谢

附录

参考文献

低压配电柜体简述

学生：

彭炼炼

指导老师：

叶老师

摘要：

本文主要参照自己在万控（天津）电气有限公司实习的这几个月来所看到和学到的知识和实际动手经验为依据书写的。

随着新一轮经济的持续快速增长，电力负荷的需求也迅猛增长，为了提高电力终端电能使用的方便性、灵活性和可靠性，低压配电柜开发以及应用日显重要。

低压配电柜按功能来分有：

进线开关柜、联络开关柜、发电机进线柜、馈线开关柜、计量柜、无功功率补偿控制柜等。

低压电器涉及的技术领域比较广，对新技术发展也较为敏感。

许多新技术的发展与应用都将带动低压电器的发展。

随着现场总线技术的发展与应用，低压配电、控制系统与成套装置也有了新的发展动向，包括紧凑化、智能化、可通信、高防护、高可靠性、模块化、环保等新技术特征。

同时低压配电柜也凭借这些优点得到了人们的认可。

关键词：

低压配电柜、无功功率补偿、抽屉柜

前言

在没有接触到公司产品之前，对配电柜及它的用途一直都是一个很模糊的概念，以至于在起初制作抽屉后板时觉得那些孔距很不起眼。

直到有一天师父告诉我说，如果一个抽屉上的孔距大小弄错严重的话会引起很多麻烦。

虽然不清楚到底会有怎样的后果，但麻烦这个词听起来还是比较让人心烦的。

我们公司主要是生产电气设备的外壳，即：

柜体。

当我们参观了公司的钣金车间后，才发现处于学校的我们仅仅了解的知识几年前的老设备、老技术，当我们正真的踏入社会、踏入工厂的时候我们才会惊叹它是如此的神奇和方便快捷。

随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。

而我正好有幸的在工作六天后由于工作突出被安排到数控组。

对于数控机床的优点。

高性能：

随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。

高精度：

数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。

高速度：

数控机床各轴运行的速度将大大加快。

高柔性：

数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。

模块化：

数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。

在培训和工作中了解到低压配电柜分GCS标准型、经济型，MNS标准型、经济型，GCK，GGD等柜体。

不觉又产生了疑问，那么应该怎样来选用这些柜体呢？

对于商住楼宇和工厂配电系统宜选用GCK柜体。

其互换简便，占地面积小，供电连续性和可靠性高，维修安装方便、安全，并可与程序控制器和微处理器组成供电自动控制系统，可作为受电、馈电与动力控制设备。

此类产品在很多工程中越来越被广泛地采用。

对于电动机负荷较多的系统如电厂、石化、钢厂，或对于变电站、高层楼宇、医院、体育场、机场、港口、矿业等，选用MNS，GCS柜较为理想。

其抽屉单元安装空间大，抽屉及功能隔离板均采用阻燃性材料制作，安全防护等级高；

GGD柜适用于工厂车间配电，比较经济、方便，易于被基层电工接受，缺点是防护等级低；

对于水厂、电厂或工厂中控制大电动机的变频器柜、软启动器柜、控制柜等采用哪种柜型均可，因为它们除柜体骨架外，基本是非标安装方式。

总而言之，选用配电柜要根据负载用途选择性价比好的产品。

无功功率补偿柜的低压电容器一律为三角形接线，分组方式从减少电容器组投切次数的观点出发，一般采用等容量分组的方案，为了自动调节无功补偿功率以提高节能效果，并防止低负荷时向电网倒送无功电力，应设置并联电容器的自动投切装置（又称自动补偿器），具备良好的质量和功能的产品是保证无功功率补偿柜可靠工作的关键。

第一章柜体生产流程

1、 

柜体生产流程

刚来到公司那会儿，我们都很是陌生，特别是我，从来没有出过远门，这次，可以说是第一次出省，就来到了北国。

公司人力资源部的领导把我们入职的新员工都分配到了各个车间，我被分配到了钣金二车间，我们车间有主任，三名调度和精益专员组成。

车间主任让我先整体了解一下车间的工作流程，我们公司一共有7个车间，分别是：

剪板车间、钣金一车间、钣金二车间、喷塑车间、高压装配车间、低压装配车间、模具维修车间等。

剪板车间多数是数控剪板机，也有部分是普通的剪板机，剪板的精度对所加工的产品的精度有很大的关系。

剪好的板材随后运到钣金车间进行下一步工序。

钣金二车间主要负责低压产品的加工，包括数控冲制、普通冲制、折弯、电焊等。

首先把板材根据所需加工的要求通过冲制完成面板上的使用要求，再经过折弯把它成形，就使板材变成了半成品了，有些半成品还需要通过电焊焊接加工工艺进一步加工。

钣金一车间所起的作用和钣金二车间是大同小异的，钣金一车间主要是高压电器柜产品的制作，制作流程和高压产品一样。

低压装配车间是把钣金一车间生产出的半成品通过技术装配使其组装成客户所需要的产品，主要装配的是电器柜壳体，仪表部件是客户自行组装的。

第二章钣金工艺

2.1 

钣金工艺的初步认识

虽然在学校知道数控模具这样一个概念，但对于数控机床并没有真正的了解过。

对钣金一词更是一窍不通。

公司对我们进行了岗前培训，对这些也有了一个初步的认识。

对于钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义，根据国外某专业期刊上的一则定义可以将其定义为：

钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。

其显著的特征就是同一零件厚度一致。

钣金工艺一般来说基本设备包括剪板机（ShearMachine）、数控冲床（CNCPunchingMachine）/激光、等离子、水射流切割机（Laser,Plasma,WaterjetCuttingMachine）/复合机（CombinationMachine）、折弯机（BendingMachine）以及各种辅助设备如：

开卷机、校平机、去毛刺机、点焊机等。

通常，钣金工艺最重要的三个步骤是剪、冲/切、折。

2.2钣金加工工艺一般流程

在低压装配车间，我的工作主要是把一、二次插件安装到钣金加工好的抽屉后板上，总是觉得天天拧螺丝很枯燥很乏味。

在主任的建议下，我利用休息时间到钣金车间实习了一天，见证了抽屉后板的“出生”。

闲暇之余，我从老师傅那里得到这段宝贵的资料，他们说是好东西，我看也是，它从头到尾的叙述了钣金加工工艺的一般步骤以及如何钣金件的质量等等，因此，我把它拿到我的论文当中，加以叙述。

（1）图纸到手后，根据展开图及批量的不同选择不同落料方式，其中有激光，数控冲床，剪板，模具等方式，然后根据图纸做出相应的展开。

数控冲床受刀具方面的影响，对于一些异形工件和不规则孔的加工，在边缘会出现较大的毛刺，要进行后期去毛刺的处理，同时对工件的精度有一定的影响；

激光加工无刀具限制，断面平整，适合异形工件的加工，但对于小工件加工耗时较长。

在数控和激光旁放置工作台，利于板料放置在机器上进行加工，减少抬板的工作量。

一些可以利用的边料放置在指定的地方，为折弯时试模提供材料。

在工件落料后，边角、毛刺、接点要进行必要的修整（打磨处理），在刀具接点处，用平锉刀进行修整，对于毛刺较大的工件用打磨机进行修整，小内孔接点处用相对应的小锉刀修整，以保证外观的美观，同时外形的修整也为折弯时定位作出了保证，使折弯时工件靠在折弯机上位置一致，保障同批产品尺寸的一致。

（2）在落料完成后，进入下道工序，不同的工件根据加工的要求进入相应的工序。

有折弯，压铆，翻边攻丝，点焊，打凸包，段差，有时在折弯一两道后要将螺母或螺柱压好，其中有模具打凸包和段差的地方要考虑先加工，以免其它工序先加工后会发生干涉，不能完成需要的加工。

在上盖或下壳上有卡勾时，如折弯后不能碰焊要在折弯之前加工好。

（3）折弯时要首先要根据图纸上的尺寸，材料厚度确定折弯时用的刀具和刀槽，避免产品与刀具相碰撞引起变形是上模选用的关键（在同一个产品中，可能会用到不同型号的上模），下模的选用根据板材的厚度来确定。

其次是确定折弯的先后顺序，折弯一般规律是先内后外，先小后大，先特殊后普通。

有要压死边的工件首先将工件折弯到30°

—40°

，然后用整平模将工件压死。

（4）压铆时，要考虑螺柱的高度选择相同不同的模具，然后对压力机的压力进行调整，以保证螺柱和工件表面平齐，避免螺柱没压牢或压出超过工件面，造成工件报废。

（5）焊接有氩弧焊，点焊，二氧化碳保护焊，手工电弧焊等，点焊首先要考虑工件焊接的位置，在批量生产时考虑做定位工装保证点焊位置准确。

（6）为了焊接牢固，在要焊接的工件上打凸点，可以使凸点在通电焊接前与平板均匀接触，以保证各点加热的一致，同时也可以确定焊接位置，同样的，要进行焊接，要调好预压时间，保压时间，维持时间，休止时间，保证工件可以点焊牢固。

点焊后在工件表面会出现焊疤，要用平磨机进行处理，亚弧焊主要用于两工件较大，又要连接在一起时，或者一个工件的边角处理，达到工件表面的平整，光滑。

亚弧焊时产生的热量易使工件变形，焊接后要用打磨机和平磨机进行处理，特别是边角方面较多。

（7）工件在折弯，压铆等工序完成后要进行表面处理，不同板材表面的处理方式不同，冷板加工后一般进行表面电镀，电镀完后不进行喷涂处理，采用的是进行磷化处理，磷化处理后要进行喷涂处理。

电镀板类表面清洗，脱脂，然后进行喷涂。

不锈钢板（有镜面板，雾面板，拉丝板）是在折弯前进行可以进行拉丝处理，不用喷涂，如需喷涂要进行打毛处理；

铝板一般采用氧化处理，根据喷涂不同的颜色选择不同的氧化底色，常用的有黑色和本色氧化；

铝板需喷涂的进行铬酸盐氧化处理后喷涂。

表面前处理这样做可以使清洁表面，显著提高涂膜附着力，能成倍提高涂膜的耐蚀力。

清洗的流程先清洗工件，先将工件挂在流水线上，首先经过清洗溶液中（合金去油粉），然后进入清水中，其次经过喷淋区，再经过烘干区，最后将工件从流水线上取下。

（8）在表面前处理后，进入喷涂工序，在工件要求装配后喷涂时，牙或部分导电孔需保护处理，牙孔可查入软胶棒或拧入螺钉，需导电保护的要用高温胶带贴上，大批量的做定位工装来定位保护，这样喷涂时不会喷到工件内部，在工件外表面能看到的螺母（翻边）孔处用螺钉保护，以免喷涂后工件螺母（翻边）孔处需要回牙。

一些批量大的工件还用到工装保护；

工件不装配喷涂时，不需要喷涂的区域用耐高温胶带和纸片挡住，一些露在外面的螺母（螺柱）孔用螺钉或耐高温橡胶保护。

如工件双面喷涂，用同样方法保护螺母（螺柱）孔；

小工件用铅丝或曲别针等物品窜在一起后喷涂；

一些工件表面要求高，在喷涂前要进行刮灰处理；

一些工件在接地符处用专用耐高温贴纸保护。

在进行喷涂时，首先工件挂在流水线上，用气管吹去表面的粘上的灰尘。

进入喷涂区喷涂，喷完后顺着流水线进入到烘干区，最后从流水线上取下喷涂好的工件。

其中还有手工喷涂和自动喷涂两类，这样采用的工装就不同了。

（9）在喷涂之后进入装配工序，装配前，要将原来喷涂中用的保护贴纸撕去，确定零件内螺纹孔没有被撒进漆或粉，在整个过程中，要戴上手套，避免手上灰尘附在工件上，有些工件还要用气枪吹干净。

装配好之后就进入包装环节了，工件检查后装入专用的包装袋中进行保护，一些没有专用包装的工件用气泡膜等进行包装，在包装前先将气泡膜裁成可以包装工件的大小，以免一面包装一面裁，影响加工速度；

批量大的可定做专用纸箱或气泡袋、胶垫、托盘、木箱等。

包装好后放入纸箱，然后在纸箱上贴上相应成品或半成品标签。

钣金件的质量除在生产制程中严格要求外，就是需要独立于生产的品质检验，一是按图纸严格把关尺寸，二是严格把关外观质量，对尺寸不符者进行返修或报废处理，外观不允许碰划伤，喷涂后的色差、耐蚀性、附着力等进行检验。

这样可以找到展开图错误，制程中的不良习惯，制程中的错误，如数冲编程错误等。

在了解这些加工流程之后，顿时觉得豁然开朗。

工作时也不像以前那样只是按部就班的夹板冲切，而是会去想象它的每个加工工序，想到自己做的产品将会为公司创造利益，心里也还有一些小小的成就感。

第三章数控技术

3.1数控技术简介

目前我从事的是数控机床的操作的工作，这项工作并不像想象的那样简单，我经历了从一无所知到能独立操作，付出了很多很多，下面就数控技术结合自己的工作进行论述。

数控机床即使采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床。

从应用来说，数控机床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等）和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，是机床自动加工出所需要的零件。

3.2数控机床操作流程

（1）确定加工对象。

通过对零件模型进行分析，确定这一工件的哪些部位需要加工。

数控铣的工艺适应性当然也是有一定限制的，对于一些尖角、细小的筋条等部位是不适合用数控加工的，最好使用线切割或者电加工来加工；

而另外一些加工部位，使用普通机床反而会有更好的经济性，如孔的加工、回转体的加工。

（2）规划加工区域。

按零件形状、功能及精度、粗糙度等方面的要求将加工对象分割成数个加工区域。

对加工区域进行合理的规划可以达到既提高加工效率又提高加工质量的目的。

（3）规划工艺路线。

即从粗加工到半精加工和精加工，再到清根加工的流程及加工余量的合理分配。

（4）确定加工工艺和加工方式。

如刀具选择、加工工艺参数和切削方式选择等。

在完成工艺分析后，还应该填写一张CAM数控加工工序表，表中的项目应该包括加工区域、走刀方式、刀具、主轴转速和切削进给等选项。

完成了工艺分析和规划后，即完成了CAM数控加工大部分的工作。

同时，工艺分析的水平原则上决定了NC程序的质量。

3.2.3加工工艺参数设置

1．切削用量

切削用量即切削加工过程中所采用的切削速度、切削深度和进给量等工艺参数，如图3-1所示。

切削速度表示工件被切削表面与刀刃之间的相对运动速度；

切削深度表示在垂直于切削速度与进给方向所组成的平面内测量的车刀与工件的接触量；

进给量有3种表示方法：

①每分钟进给量。

表示每分钟内工件与刀具之间的相对位移量。

②每转或每行程进给量。

表示每转或每次往复行程中工件与刀具间沿进给方向的相对位移量。

③每齿进给量。

表示多齿刀具相邻两齿与工件接触的时间间隔内，工件与刀具的相对位移量。

图3-1切削用量参数

正确选择切削用量对于保证加工质量、提高加工效率和降低生产成本具有重要意义。

所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、扭矩），在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。

制定切削用量时，应该考虑的要素有如下几点：

（1）切削加工生产率。

在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素（切削深度、进给量、切削速度）均保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍，然而由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其他两参数必须减小。

因此，在制定切削用量时，三要素获得最佳组合时的高生产率才是合理的。

（2）刀具寿命。

切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为切削速度、进给量、切削深度。

因此，从保证合理的刀具寿命出发，在确定切削用量时，首先应采用尽可能大的背吃刀量，然后再选用大的进给量，最后求出切削速度。

（3）加工表面粗糙度。

精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙度值。

因此，它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。

除此之外，还要考虑刀具和工件的材料、机床功率、机床、机床夹具、工件和刀具系统的刚度以及断屑、排屑条件等。

切削用量的制定一般有着固定的程序，其制定步骤如图3-2所示。

图3-2切削用量制定步骤

在实际生产加工中，为了提高生产效率，会尽可能提高切削用量。

一般提高切削用量的途径有：

采用切削性能更好的新型刀具材料；

在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料加工性；

改善冷却润滑条件；

改进刀具结构，提高刀具制造质量。

2．进/退刀控制

在数控铣削中，由于其控制方式的加强，与普通铣床只能手工控制相比有很大的差别，在进刀时可以采取更加合理的方式以达到最佳的切削状态。

切削前的进刀方式有两种形式，一种是垂直方向进刀（常称为下刀）和退刀，另一种是水平方向进刀和退刀，对于数控加工来说，这两个方向的进刀都与普通铣削加工不同。

（1）垂直进/退刀方式。

在普通铣床上加工一个封闭的型腔零件时，一般都会分成两个工序，先预钻一个孔，再用立铣刀切削。

在数控加工中，数控编程软件通常有3种垂直进刀的方式，一种是垂直向下进刀，一种是斜线轨迹进刀，一种是螺旋式轨迹进刀，如3-3所示。

图3-3垂直进/退刀方式

（2）水平方向进/退刀方式。

为了改善铣刀开始接触工件和离开工件表面时的状况，一般的数控系统都设置了刀具接近工件和离开工件表面时的特殊运行轨迹，以避免刀具直接与工件表面相撞并保护已加工表面。

比较常用的方式有两种，即直线（法向）进/退刀方式与圆弧（切向）进/退刀方式，分别需要设定进刀线长度和进刀圆弧半径，如图3-4所示。

圆弧进/退刀以被加工表面相切的圆弧方式接触和退出工件表面，如图3-4（a）所示。

图中的切入轨迹是以圆弧方式与被加工表面相切的，退出时也是以一个圆弧离开工件的。

直线进/退刀是以被加工表面法线方向进入接触和退出工件表面，如图3-4（b）所示，图中的切入和退出轨迹是与被加工表面相垂直（法向）的一段直线。

此方式相对轨迹较短，适用于表面要求不高的情况，常在粗加工或半精加工中使用。

图3-4水平进/退刀方式

对刀具进刀方式的合理选择和参数的精确选定，可以使数控加工有更高的效率，并保持机和刀具的最佳使用状态，从而延长刀具的寿命，同时提高加工的精确度。

3．提刀高度与安全高度

安全高度，顾名思义，就是在加工过程中不会损坏加工工具和零件的高度。

在切削过程中，要达到“安全”的高度，刀具在转移位置时将退到这一高度再走刀至下一位置。

图1-5给出了加工过程中各个高度之间的关系。

不难看到，起止高度作为进退刀的初始高度必须大于或等于安全高度。

而提刀高度也叫做安全高度，各高度之间的关系如图3-5所示。

图3-5各高度之间关系

加工过程中，当刀具在两点间移动并不进行切削时，若设定为抬刀，刀具将首先提到安全平面，再移动刀具；

若不设定抬刀，刀具就会直接在两点间移动。

直接移动固然可以节约时间，但是必须注意安全，确保在移动过程中不与凸出部位发生碰撞或干涉。

在粗加工时，对较大面积的加工，通常建议抬刀，以确保安全；

在精加工时，为加快加工速度，常常不抬刀切削。

4．刀具半径补偿与长度补偿

用铣刀铣削工件的轮廓时，刀具中心的运动轨迹并不是加工工件的实际轮廓。

如图3-6所示，加工内轮廓时，刀具中心要向工件的内侧偏移一定距离；

而加工外轮廓时，刀具中心要向工件的外侧偏移一定距离。

由于数控系统控制的是刀心轨迹，因此编程时要根据零件轮廓尺寸计算出刀心轨迹。

零件轮廓可能需要粗铣、半精铣和精铣3个步骤，由于每个步骤加工余量不同，因此它们都有相应的刀心轨迹。

另外，刀具磨损后，也需要重新计算刀心轨迹，这样势必增加编程的复杂性。

为了解决这个问题，数控系统中专门设计了若干存储单元，用于存放各个工步的加工余量及刀具磨损量。

数控编程时，只需依照刀具半径值编写其刀心轨迹。

加工余量和刀具磨损引起的刀心轨迹变化由系统自动计算，进而生成数控程序；

进一步地，如果将刀具半径值也寄存在存储单元中，就可使编程工作简化成只按零件尺寸编程，这样既简化了编程计算，又增加了程序的可读性。

图,3-6刀具半径补偿

另外，需要说明的是，刀具半径补偿不是由编程人员来完成的。

编程人员在程序中只需指明何处进行刀具半径补偿、进行左刀补还是右刀补，并指定刀具半径，刀具半径补偿的具体工作由数控系统中的刀具半径补偿功能来完成。

根据ISO规定，当刀具中心轨迹在程序规定的前进方向的右边时称为右刀补，用G42表示；

反之称为左刀补，用G41表示。

刀具半径补偿的执行过程分为刀补建立、刀补进行和刀补撤销3个步骤：

（1）刀补建立，即刀具以起刀点接近工件，由刀补方向G41/G42决定刀具中心轨迹在原来的编程轨迹基础上是伸长还是缩短了一个刀具半径值。

（2）刀补进行，一旦刀补建立则一直维持，直至被取消。

在刀补进行期间，刀具中心轨迹始终偏离编程轨迹一个刀具半径值的距离。

在转接处，采用了伸长、缩短和插入3种直线过渡方式。

（3）刀补撤销，即刀具撤离工件，回到起刀点。

和建立刀具补偿一样，刀具中心轨迹也要比编程轨迹伸长或缩短一个刀具半径值的距离。

在数控机床上加工直径、深度不同的孔时，一般采用加工中心进行加工。

在实际加工过程中，要加工不同直径的孔，需通过换刀指令选择不同的刀具，这就使刀具的长度发生变化，造成了非基准刀的刀位点起始位置和基准刀的刀位点起始位置不重合。

在编程过程中，若对刀具长度的变化不作适当处理，就会造成零件报废，甚至撞刀。

为此，在数控加工中引入了刀具长度补偿的概念，以提高编程的工作效率。

5．顺铣与逆铣

铣削方式有轴铣和端铣两种。

刀齿分布在圆周表面的铣刀进行铣削的方式叫做轴铣；

刀齿分布在圆柱端面上的铣刀进行铣削的方式叫做端铣。

如图3-7所示，图3-7（a）表示轴铣，图3-7（b）表示端铣。

图3-7轴铣和端铣

轴铣有逆铣法和顺铣法之分。

逆铣时，铣刀的旋转方向与工