鈑金
一種加工工藝,鈑金至今為止尚未有一個比較完整的(de)定義。根據國外某(mǒu)專業期刊(kān)上的一則定義,可以將其定義為:鈑金是針對金屬薄板(通常在6mm以下)一種綜合冷加工工藝,包括剪、衝/切/複合、折、鉚接、拚(pīn)接、成型(如(rú)汽(qì)車車身)等。其顯著的特征就是同一零(líng)件厚度一致。
工藝(yì)特點
鈑金具有重量輕、強度高、導電(能夠用於電磁屏(píng)蔽(bì))、成本低、大(dà)規模量產性能好等特點,在電子電器、通信(xìn)、汽車(chē)工業、醫療器械等領域得(dé)到(dào)了廣(guǎng)泛應(yīng)用,例(lì)如在電腦機(jī)箱、手機、MP3中,鈑金是(shì)必不可(kě)少的組成部分。 隨著鈑(bǎn)金的應用越來越廣泛,鈑金件的設計變成了產品開發(fā)過程中(zhōng)很重要的(de)一環(huán),機械(xiè)工程師必須熟練掌(zhǎng)握鈑金件的(de)設(shè)計技巧,使得(dé)設計的鈑金既滿足產品(pǐn)的功能和外(wài)觀等要(yào)求,又能使得衝壓(yā)模具製造(zào)簡單、成本低。
主要用途
適合於衝壓加工的鈑金材料非常(cháng)多,廣泛應用於電子電(diàn)器行業的鈑金材料包括(kuò):
⒈ 普通冷軋板 SPCC SPCC是指鋼錠經過冷(lěng)軋(zhá)機連續軋製成要(yào)求(qiú)厚度的鋼板卷料(liào)或片料。SPCC表麵沒有任何的防護(hù),暴露在空氣中極易被氧化,特別是在潮濕的環境中氧化速度加快,出現暗紅色的鐵鏽,在使用時表麵要噴漆、電鍍或者其它(tā)防護(hù)。
⒉ 鍍鋅鋼板SECC SECC的底材為一般的冷軋鋼卷,在連(lián)續電鍍鋅產線經(jīng)過脫脂、酸(suān)洗、電鍍及各種後處理製程後,即成(chéng)為電鍍鋅產品。SECC不(bú)但具有一般冷軋鋼片的機械性能及近似的加工性,而且具有優越的耐蝕性及裝飾(shì)性外觀。在電子產品、家電及家具的市場上具有很大的(de)競爭性(xìng)及取代性。例如電(diàn)腦機箱普遍使用的就是SECC。
⒊ 熱浸鍍鋅(xīn)鋼板(bǎn)SGCC 熱浸鍍鋅鋼卷是指將熱軋酸洗或冷軋後(hòu)之半成品,經過(guò)清(qīng)洗、退火,浸入溫度約460°C的溶融鋅槽中,而使鋼片鍍上鋅層,再經調質整平及化學處理而成。SGCC材料比SECC材料硬、延展性(xìng)差(避免深抽設計)、鋅層較厚(hòu)、電焊性(xìng)差。
⒋ 不鏽鋼SUS301 Cr(鉻)的含量較SUS304低,耐蝕性較差(chà),但經過冷(lěng)加工能獲得很好的拉力和硬度,彈性較好,多用於彈片彈簧以及防EMI。
⒌ 不鏽鋼SUS304 使用最廣泛(fàn)的不鏽鋼之一,因含Ni(鎳)故比含Cr(鉻)的鋼較富(fù)有耐蝕性、耐熱性,擁有非常好的機械性能,無熱處理硬(yìng)化現象,沒有彈性。
鈑金工藝(yì)
鈑金工藝一般來(lái)說基本(běn)設備包括剪板機(Shear Machine)、數控衝床(CNC Punching Machine)/激光、等(děng)離(lí)子、水射流切割機(jī)(Cutting Machine)、折彎機(Bending Machine)、鑽床(chuáng)以及各(gè)種輔助設備如:開卷機、校平機、去毛刺機、點焊機等。
通常,鈑金工藝最重要的四個步驟(zhòu)是剪、衝/切(qiē)/、折/卷,焊接,表(biǎo)麵處理(lǐ)等(děng)。
鈑金有時(shí)也作扳(bān)金,這個詞(cí)來源於英文platemetal,一般是將一些(xiē)金屬薄板通過手工或模具衝壓使其產生塑性變形,形成所希望的形狀和尺寸,並可進一步(bù)通過(guò)焊接或少量的機械加工形成更複雜的零件(jiàn),比如家庭中常用的煙囪,鐵皮爐,還有(yǒu)汽車外殼都是鈑金件。
金(jīn)屬板(bǎn)材(cái)加工就叫鈑金加工。具體譬如利用板(bǎn)材製作煙囪、鐵桶、油箱油壺(hú)、通風(fēng)管道、彎頭大(dà)小頭、天圓地方、漏鬥形等,主要工序(xù)是(shì)剪(jiǎn)切、折彎扣邊、彎曲成型、焊接、鉚接等,需要一定幾何知識(shí)。
鈑金件就是薄板五金件,也就是可以通過衝壓,彎曲,拉伸等手(shǒu)段來(lái)加工的(de)零件,一個大體的定義就(jiù)是-在加工過程中厚度不變的(de)零件. 相對應的是鑄造件,鍛壓件,機(jī)械加工零件等,比如說汽(qì)車(chē)的外麵的鐵殼就是鈑金件,不鏽鋼做的一些櫥具(jù)也是鈑金(jīn)件。
現代鈑金工藝包括:燈絲電源繞組、激光切割、重型加工、金屬粘結、金屬拉拔、等離子切(qiē)割、精密焊接、輥軋成型、金(jīn)屬板材彎曲成型、模鍛、水(shuǐ)噴射(shè)切割、精密焊接等。
鈑金件的表麵處理也是鈑金加工過程非常(cháng)重要的一環(huán),因(yīn)為它有防(fáng)止零件生鏽,美化產品的外觀等作用。鈑金件的表(biǎo)麵前處理的作用主要是去油汙,氧化皮,鐵鏽等,它為表麵後處理作(zuò)準備,而後處理主要是噴(烤(kǎo))漆,噴塑以及鍍防鏽層等。
3D軟件中,SolidWorks、UG、Pro/E、SolidEdge、TopSolid、CATIA等都有鈑金件一項,主要是通過對3D圖形的編輯而得到板金件加工所(suǒ)需的數據(如展開圖,折彎線等)以及為數控衝(chōng)床(CNC Punching Machine)/激光、等(děng)離子、水射流切割機(Laser,Plasma,Waterjet Cutting Machine)/複合機(jī)(Combination Machine)以及數控折彎機(CNC Bending Machine)等(děng)提供(gòng)數據。
工藝設計
在滿足產品的功能、外觀等要(yào)求下,鈑金的設(shè)計應當保證衝壓工序簡單、衝(chōng)壓模具(jù)製作容易、鈑金衝壓質(zhì)量高、尺寸穩(wěn)定等。詳細的鈑金設(shè)計指南可參(cān)考機械工業出版(bǎn)社出版的《零件結構設計工(gōng)藝性》和《麵向製造和裝配的產品設計指南》。
過程
圖紙到手後,根據展開圖及批(pī)量的不(bú)同選擇不(bú)同落料方式,其中(zhōng)有激光(guāng),數(shù)控衝(chōng)床,剪板,模具等方(fāng)式,然後根據圖紙做出相應(yīng)的展開。數控(kòng)衝床(chuáng)受刀具方麵的影響,對於一些異形工件和不規(guī)則孔的加工,在邊緣會出(chū)現較大的毛刺,要進行後期去毛刺的處理,同時對工件的精度有一定的影響;激光加(jiā)工無刀具限製,斷麵平整,適合(hé)異形工件的加工,但對於小工(gōng)件加工(gōng)耗時較長。在(zài)數控和激光旁放(fàng)置工作台(tái),利於板料(liào)放置在機器上進行加工,減少抬板的工(gōng)作量。
一些可以利用的邊料(liào)放置在指(zhǐ)定的(de)地方,為折(shé)彎時試模提供材料。在(zài)工件落料後,邊角、毛刺、接點要進行必(bì)要的修整(打磨處理(lǐ)),在刀具(jù)接點(diǎn)處,用平銼刀進行(háng)修整,對於毛刺(cì)較大的工件用打磨機進行修整,小內孔接點處用相對應的小銼刀修整,以保證外觀的美觀,同時外形的修整也為折彎時定位作出了保證,使折彎時工件靠(kào)在折彎機上(shàng)位置(zhì)一致,保障同批產品尺寸的一致。
在落料完(wán)成後,進入下道工序(xù),不同的工件根據加工(gōng)的(de)要求進入相應的工序。有折彎,壓鉚,翻邊攻絲,點(diǎn)焊,打凸包,段差,有(yǒu)時在折彎一兩道後要(yào)將螺母(mǔ)或螺柱壓好,其中有模具打凸包和段差的地方要考慮(lǜ)先加工,以免其它工序先加工後會發生幹涉,不能完(wán)成需要(yào)的加工。在上蓋或下殼上有卡勾時,如折(shé)彎後不能碰焊要(yào)在折彎之前加(jiā)工好。
折彎(wān)時首先要根據圖紙上的尺寸(cùn),材料厚度確定折彎時(shí)用的刀具和刀槽,避免產品與刀具相碰撞(zhuàng)引起變形是上(shàng)模選用的(de)關鍵(在同一個產品中,可能會用到(dào)不同型號的上模(mó)),下模的選用根據(jù)板材的厚度來確定。其次是確定折彎的先後順序,折彎一般(bān)規律是(shì)先(xiān)內後外,先(xiān)小後大,先特殊後普通。有(yǒu)要壓死邊的工件首先將工件折(shé)彎到30°—40°,然後用整平模將工件壓死。
壓鉚時,要(yào)考慮(lǜ)螺柱的高度選擇相同不同的模具,然後對壓力(lì)機的壓力進行調整,以保證螺柱和工件表麵平齊,避免螺柱沒(méi)壓牢或壓出(chū)超過工件麵,造成工件報廢。
焊接(jiē)有氬弧焊,點焊,二氧化碳保護焊,手工電弧焊等,點焊首先(xiān)要考慮工件焊接(jiē)的位置,在批量生產時考慮做定位工裝保證點焊位置準確。
為了焊接牢(láo)固,在要焊接(jiē)的工(gōng)件上打凸點,可以使凸(tū)點(diǎn)在通電焊接前與平板(bǎn)均勻接觸,以保證各點加熱的一致(zhì),同時也可(kě)以確定焊接位置, 同(tóng)樣的,要進行焊接,要調好預壓時間,保(bǎo)壓(yā)時間,維持(chí)時(shí)間,休止時間,保證工件可以點焊牢固。點焊後在工件(jiàn)表麵會出現焊疤,要用平磨機進行處理,氬弧焊主要用於(yú)兩工(gōng)件較大,又要連接在一起時,或者一個工(gōng)件的邊(biān)角處理,達到工件表麵(miàn)的平整,光滑。氬弧焊時產生(shēng)的熱量易使工件變形,焊接後要用打磨機和平磨機進行處理,特別是邊角(jiǎo)方麵較多。
工件在折彎(wān),壓(yā)鉚等工序完成後(hòu)要(yào)進行(háng)表麵處理,不同板材表麵的處理方式(shì)不同,冷板加工後一般進行表麵電鍍,電(diàn)鍍完後不進行噴塗處理,采(cǎi)用的是進行磷化處理,磷化處理後要進行噴塗處理。電鍍板(bǎn)類表麵(miàn)清洗,脫脂,然後進行噴塗。
不鏽(xiù)鋼板(有(yǒu)鏡麵板,霧麵板,拉絲(sī)板)是在折彎前進行可以進行拉絲處理,不用噴塗,如需噴塗要進行打(dǎ)毛處理;鋁板一(yī)般采用氧化處理(lǐ),根據噴(pēn)塗不同的顏色選擇不同的氧化底色,常用的有黑色和本色氧化;鋁板需噴塗的(de)進行鉻酸鹽氧化處理後噴塗(tú)。
表麵前處理(lǐ)這樣(yàng)做可以使清(qīng)潔表麵,顯著提高塗膜附著力,能成倍(bèi)提高塗膜的耐蝕力。清(qīng)洗的(de)流程先清洗工件,先將工件掛在流水線上,首先經過清洗溶液中(合金去油粉),然後進入清水中(zhōng),其次經過噴淋區,再經過(guò)烘(hōng)幹區,最後將工件從流水(shuǐ)線上取下。
在表(biǎo)麵前處理後,進入噴塗工序(xù),在(zài)工件要求裝配後噴塗時,牙(yá)或部分(fèn)導電孔需(xū)保護處理,牙孔可插入軟(ruǎn)膠(jiāo)棒或擰入螺(luó)釘(dìng),需導電保護的要用高溫膠帶貼上,大批(pī)量的做定位工裝來定位保護,這(zhè)樣噴塗時不會噴到工件內部,在工件(jiàn)外表麵能(néng)看到的螺母(翻邊(biān))孔處用螺(luó)釘保(bǎo)護(hù),以免噴塗後(hòu)工件螺母(翻邊)孔(kǒng)處需(xū)要回牙。
一些批量(liàng)大的工件還用到工裝保護;工件不裝配噴塗時,不需要(yào)噴塗的區(qū)域用耐(nài)高溫膠帶和(hé)紙片擋住,一(yī)些(xiē)露在外麵的螺母(螺柱)孔用螺釘或耐高溫橡膠保護。如工(gōng)件雙麵噴塗,用同樣方法保(bǎo)護螺母(螺柱)孔(kǒng);小(xiǎo)工(gōng)件用鉛絲或曲別針(zhēn)等物品竄在一起(qǐ)後噴塗;一些工件表麵要(yào)求高,在噴塗(tú)前要(yào)進行刮灰處理;一些工件在接地符處用專用耐高溫貼紙保護。在進行噴塗時,首先工件掛在(zài)流水線(xiàn)上,用氣管吹去表麵的粘(zhān)上的灰塵。進入噴塗(tú)區噴塗,噴完後順著流水(shuǐ)線進入到烘幹區,最後從流水線上取下噴塗好的工件。其中還有手工噴塗和自(zì)動噴塗兩類,這樣采用的(de)工裝就不同了。
在噴塗之後進入裝配工序,裝配前,要將原來(lái)噴塗中用的保護貼紙撕去,確定零件內螺紋孔沒(méi)有被撒進漆或粉,在(zài)整個過程中,要戴上手套,避免手上灰塵附在(zài)工件上,有些工件還要用氣槍吹幹(gàn)淨。裝配好之後就進入包裝環節了,工件檢查後裝入專用(yòng)的包裝袋(dài)中進行保護,一些沒有專(zhuān)用包裝(zhuāng)的工件用氣泡膜等進行包裝,在包裝前先(xiān)將氣泡膜裁成可以包裝工件的大小,以免一麵包裝一麵裁,影響加工速度;批量大的可定做專用紙箱或氣泡袋、膠墊、托盤、木箱等。包裝好後放入紙箱,然後在紙(zhǐ)箱上貼上相應成品或半成(chéng)品標簽。
鈑金件的質量除在生產(chǎn)製程中嚴格要求外,就(jiù)是需要獨立於生(shēng)產的品質檢驗,一是(shì)按圖紙嚴格把關(guān)尺寸(cùn),二是嚴格把(bǎ)關外觀質量,對(duì)尺寸不符者進行返修或報廢處理,外(wài)觀不允許(xǔ)碰劃傷,噴塗後的色差、耐蝕性、附著力等進行檢驗。這樣可以(yǐ)找到展開圖錯誤,製程中的不良(liáng)習慣,製程中的錯誤(wù),如數衝編程錯誤,模具錯誤等(děng)。