鈑金
一種加工(gōng)工藝,鈑金至今為止尚未(wèi)有一個比較完整的定義。根據國外某專業期刊上的一則定義,可以將其定義為:鈑金是針對金屬薄板(通常在6mm以(yǐ)下)一種綜合冷加(jiā)工工藝,包括剪、衝/切/複合、折(shé)、鉚接、拚接(jiē)、成型(如(rú)汽車車身)等。其顯著的特征(zhēng)就是同一零件厚(hòu)度一致。
工藝特點
鈑金具有重量輕、強度高、導電(能夠用於電磁屏蔽)、成本低、大規模量產性能(néng)好(hǎo)等特點,在電子電器、通信、汽車工業、醫療器(qì)械等領域得到(dào)了廣泛應用(yòng),例如在電腦機箱、手機、MP3中,鈑金是必不可少的組成部分(fèn)。 隨著鈑金的應用越來越廣(guǎng)泛,鈑金件的設計變成了產品開發過程中很重要的一環,機械工程師必(bì)須熟練掌握鈑金件(jiàn)的設計技巧,使得設計的鈑金既(jì)滿足產品的功能和外觀等要求,又能使得衝壓模具製造簡單、成本低。
主要用途(tú)
適合於衝壓加工的鈑金材料非常多,廣泛應用於電子電器行業(yè)的鈑金材料包括:
⒈ 普通冷軋板 SPCC SPCC是指鋼錠經過冷軋機連(lián)續軋製成要求厚度的鋼板(bǎn)卷料或(huò)片料。SPCC表(biǎo)麵(miàn)沒有任何的防護,暴(bào)露在空氣中極易被(bèi)氧化,特別是(shì)在潮濕的環境中氧化(huà)速度加快,出現暗紅色的鐵鏽,在使用時表麵要噴漆、電鍍或者其它防(fáng)護。
⒉ 鍍鋅鋼板SECC SECC的底(dǐ)材為一般的冷軋鋼卷,在連續電鍍鋅產線經過脫脂、酸洗、電鍍及各種後處理製程(chéng)後,即成為電鍍(dù)鋅產品。SECC不但具有一般冷軋鋼片的機械(xiè)性能及近似的加(jiā)工性,而且具(jù)有優越的耐蝕性及(jí)裝飾(shì)性外觀(guān)。在電子產品、家電及家具的市場上具有很(hěn)大的競爭性及取代性。例如電腦機箱普遍使用(yòng)的就是SECC。
⒊ 熱浸(jìn)鍍鋅(xīn)鋼板SGCC 熱浸鍍鋅鋼(gāng)卷是(shì)指將熱軋酸洗或冷軋後之半成品,經過清洗、退火,浸入溫度約460°C的溶融鋅槽中,而使鋼片鍍上鋅(xīn)層,再經調質整平及化學處理(lǐ)而成(chéng)。SGCC材(cái)料比SECC材料硬、延展性差(避免深抽設計)、鋅層較厚(hòu)、電焊性差。
⒋ 不鏽鋼SUS301 Cr(鉻)的含(hán)量較SUS304低,耐蝕性較(jiào)差,但經過冷加工能獲(huò)得很好的拉力和硬度(dù),彈性較好,多用於彈片彈簧以及防EMI。
⒌ 不鏽鋼SUS304 使用(yòng)最廣泛的不鏽鋼之一,因含Ni(鎳)故比含Cr(鉻(gè))的鋼較富有耐蝕性、耐熱性,擁有非常好的(de)機械性能,無熱處理硬(yìng)化現(xiàn)象,沒(méi)有彈性。
鈑金工藝
鈑金工藝一般來說基本設備(bèi)包括剪板機(Shear Machine)、數控衝床(CNC Punching Machine)/激光、等離子、水射流切割機(Cutting Machine)、折彎機(Bending Machine)、鑽床以及各種輔助設備如(rú):開卷機、校平機、去(qù)毛刺機、點焊機(jī)等。
通常,鈑金工藝最重要的四個步驟是剪、衝/切(qiē)/、折/卷,焊接,表麵處理等。
鈑金有時也作扳金,這個詞來(lái)源於英文platemetal,一般(bān)是(shì)將一些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(wàng)的形狀(zhuàng)和尺寸,並(bìng)可進一步通過焊接或少量的機械加工形成更複雜的零件,比如家庭中常用的煙囪,鐵皮爐,還有汽車外(wài)殼都是鈑金件。
金屬板材加工就叫鈑金加(jiā)工(gōng)。具體譬如利用板材製作煙囪、鐵桶、油箱油壺、通風管道、彎頭大小頭、天圓地方、漏鬥(dòu)形等,主要工序是剪切、折彎扣邊、彎曲成型、焊接、鉚接(jiē)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,拉伸等手段來加工的零件,一個(gè)大體的(de)定(dìng)義就(jiù)是(shì)-在加工(gōng)過程中厚(hòu)度不變的零件. 相對應的是鑄造件,鍛壓件,機械加工零件等,比如說汽車的外麵的鐵殼(ké)就是鈑金件,不鏽鋼做的一些櫥具也是鈑金件。
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(zǐ)切割、精密(mì)焊接、輥軋成型、金屬板材彎曲成型(xíng)、模鍛、水噴射切割、精密焊(hàn)接等。
鈑金件的表麵處理也(yě)是鈑金加工過程非常重要的一環,因為它(tā)有(yǒu)防止零(líng)件生(shēng)鏽,美化產品的外觀等作用。鈑金件的表(biǎo)麵前處理(lǐ)的作用主要是(shì)去油(yóu)汙,氧化皮(pí),鐵鏽等,它為表麵後處理(lǐ)作準(zhǔn)備,而後處理主要是噴(烤(kǎo))漆,噴塑以及鍍防(fáng)鏽層等。
3D軟件(jiàn)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(jīn)件加工所需的數據(如展開圖,折(shé)彎線(xiàn)等)以及為數控衝床(CNC Punching Machine)/激光、等離子、水射流切割機(Laser,Plasma,Waterjet Cutting Machine)/複合機(Combination Machine)以及數控折彎機(CNC Bending Machine)等提供數據。
工藝設計
在滿足產品的功(gōng)能、外觀等要求下,鈑金的設計應當保證衝壓工序簡單、衝壓(yā)模具(jù)製作容易(yì)、鈑金衝壓(yā)質量(liàng)高、尺寸穩定等。詳細的鈑金設計(jì)指南可參考機械工業出版社出版的《零件結構設計工藝性》和《麵向製造和(hé)裝配的產品設計指南》。
過程
圖紙到手後(hòu),根據展開圖及批量的不同選擇不同(tóng)落料方式,其(qí)中有激光,數控衝床,剪板,模(mó)具(jù)等方式,然後根(gēn)據圖紙做出相應的展開(kāi)。數控衝床(chuáng)受刀具方麵的影響(xiǎng),對於一些異形工件和不規則孔的加工,在邊緣會出現較大的毛刺,要進行後期去毛刺的處理,同時對工件(jiàn)的精度有一(yī)定的影響;激光加工無刀具限製,斷麵平整,適合異形工件(jiàn)的加工,但對於小工件(jiàn)加工耗時較長。在數控和激光旁放置工作台(tái),利於板料放置(zhì)在機器上進行加工(gōng),減少抬板的工作量。
一些可以(yǐ)利用的邊料放置在指定的地方,為折彎時試模提供(gòng)材料。在工件落料後,邊(biān)角、毛刺、接點要進行必要的(de)修整(打磨處理),在刀具接點處,用平銼刀進行修整,對於毛刺較大的工件用打磨機進行修整,小內孔接點處用相對(duì)應的小銼刀修整,以保證外觀的美觀(guān),同時外形的修(xiū)整也為折彎時定位作出了保證,使折彎時工件靠在折彎機上位置一致,保障同批產品尺寸的一致。
在落料(liào)完成後,進入下道(dào)工序(xù),不同的工件根據加工的要求進入相(xiàng)應的工序(xù)。有折彎,壓鉚,翻邊攻絲,點焊,打凸包,段差(chà),有(yǒu)時在(zài)折彎一兩道後要將螺母或螺柱壓好(hǎo),其中有模具打凸包和(hé)段差的地方要考慮先加工,以免其它工序先加工後會發生幹涉,不能(néng)完成需要的加工。在上蓋或下(xià)殼上有(yǒu)卡勾時,如折彎後不能碰焊要在折彎之前加工好。
折彎時首先要根(gēn)據圖紙(zhǐ)上的尺寸,材料厚度確定折彎時用的(de)刀具和刀槽,避免產品與刀具相碰撞引起變形是上模選用的關鍵(在(zài)同一個產品(pǐn)中,可能會用到不同型號的上模),下模的選用根(gēn)據(jù)板材的厚度(dù)來確定。其次是確定折彎的先後順序,折彎一般規律是先內後外,先小後大,先特殊後普通。有要壓死邊的工(gōng)件首先將(jiāng)工件折彎(wān)到30°—40°,然後用整平模將工件壓死。
壓鉚時(shí),要考慮螺柱的高度選擇(zé)相同不同的模具,然後對壓力機的壓力進行調整,以保證螺柱和工件表麵平齊,避(bì)免螺柱沒壓牢或壓出超過工件麵,造成工件報廢。
焊接有氬弧焊,點焊,二氧化碳(tàn)保(bǎo)護焊,手工電弧焊等,點焊(hàn)首先要考(kǎo)慮工(gōng)件焊接的位置,在批量生產時考慮做定位工裝保證點焊位(wèi)置準(zhǔn)確。
為(wéi)了焊接牢(láo)固,在要焊接的工件上打凸點,可以使凸點在通電焊接(jiē)前與平板均勻接觸,以保證各點加熱的一致,同時也可(kě)以確定焊接位置, 同樣的(de),要進行焊接(jiē),要調好預壓時(shí)間,保壓時間,維持時間,休(xiū)止時間,保證工件可以點焊牢固。點焊後在工件表麵會出現焊疤,要用平磨機進行處理,氬弧焊主要(yào)用於兩(liǎng)工(gōng)件較(jiào)大,又要連接在一起時,或者(zhě)一個工件的邊角處理,達(dá)到工件表(biǎo)麵的平整,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(hé)平磨機進行處理,特別是邊角方(fāng)麵較多(duō)。
工(gōng)件在折彎(wān),壓鉚(mǎo)等工序完成後要進行表(biǎo)麵處理(lǐ),不同板材表麵的處理方式不同,冷(lěng)板加工後(hòu)一般進行表麵電鍍,電鍍完後不(bú)進行噴塗處理,采(cǎi)用的(de)是進行磷化處理,磷化處理後要進行噴塗處理。電鍍(dù)板類表麵清洗,脫脂,然後進行噴塗。
不鏽鋼板(bǎn)(有鏡麵板,霧麵板,拉絲(sī)板)是(shì)在(zài)折(shé)彎前進行可以進行拉絲(sī)處理,不用噴塗,如需噴塗要進行打毛處理;鋁板一般采(cǎi)用氧化處理(lǐ),根(gēn)據噴塗不同的顏色選擇不同的氧化底色,常用的有黑色和(hé)本(běn)色氧化(huà);鋁板需噴塗的進行鉻酸鹽氧化處理後噴塗。
表麵前處理這樣做可以使清潔表麵,顯著(zhe)提(tí)高塗膜附著力,能成倍提高塗膜的(de)耐蝕力。清洗的流程先清洗工件,先將工件掛(guà)在流水線上,首先經過清洗溶液中(合金去油粉(fěn)),然後進(jìn)入(rù)清水中,其次經過噴淋區,再經過烘幹(gàn)區,最後將工件從(cóng)流水線上取下。
在表麵前處理後,進(jìn)入(rù)噴塗工序,在工件要求裝配後噴塗時,牙或部分導電孔需保護(hù)處理,牙孔可插入軟膠棒(bàng)或擰(nǐng)入(rù)螺釘,需導電保護的(de)要用高溫膠帶貼上,大批量的做定位工裝來定位保護,這樣噴塗時不會噴(pēn)到(dào)工件內部(bù),在工件外表麵能看到的螺母(翻邊(biān))孔處用螺釘保護,以免噴塗(tú)後工件螺母(翻邊)孔處需要回牙。
一些批量大的工(gōng)件還用到(dào)工(gōng)裝保護;工件不(bú)裝配噴塗時,不需要(yào)噴塗的區域用耐高溫膠帶和紙片擋住,一些露在外麵的螺(luó)母(螺柱)孔用螺釘或耐高溫橡膠保護(hù)。如工件雙麵噴(pēn)塗,用(yòng)同樣方(fāng)法保護螺母(螺柱)孔;小工件用鉛絲或曲別針等物(wù)品竄在一起後噴塗;一些工件表(biǎo)麵要求高,在噴塗(tú)前要(yào)進行(háng)刮灰處理;一些工件在接地符處用(yòng)專用耐(nài)高溫貼紙保護。在進行噴塗時(shí),首先工件掛在流水線(xiàn)上,用氣管吹去表麵的粘上的(de)灰塵。進入(rù)噴(pēn)塗區噴塗,噴完後順著流水線進入到烘幹區,最後從流水線上取下噴塗好的(de)工件。其中還有手工噴塗(tú)和自動噴塗兩類,這樣采用的工裝就不同了。
在噴塗之後進入裝配工序,裝配前,要將原來噴塗(tú)中(zhōng)用的保護(hù)貼紙(zhǐ)撕去,確定零件(jiàn)內螺紋孔沒(méi)有被撒進漆或粉,在整個過程中,要戴上手套,避免手上灰塵附在工件上,有些工(gōng)件還(hái)要用氣槍吹幹淨。裝配好之(zhī)後就進入包裝環節了(le),工件檢查後裝入專用的包裝袋中進行保護,一些沒(méi)有專用包裝的工(gōng)件用氣泡膜(mó)等進行包(bāo)裝,在包裝前先將氣泡膜裁成可以包裝工件的大小(xiǎo),以免一麵包裝一麵裁,影響(xiǎng)加工速(sù)度;批量大的可(kě)定做專用紙箱或氣泡袋、膠墊、托盤、木箱等。包裝好後放(fàng)入紙箱,然後在紙箱上貼上相應成品或半(bàn)成品(pǐn)標(biāo)簽。
鈑金件的質量(liàng)除在生產(chǎn)製程(chéng)中(zhōng)嚴格要求外,就是需要獨立於(yú)生產的品質檢驗(yàn),一是按圖紙嚴格把關尺寸,二是嚴格把關外觀質量,對尺寸不符者進行返修或報廢(fèi)處理,外觀不允許碰劃傷,噴(pēn)塗(tú)後的色差、耐蝕性、附著力等進行檢驗。這樣可以找到展開圖錯誤,製(zhì)程中的(de)不良習慣,製程中的錯(cuò)誤,如(rú)數衝編程錯(cuò)誤,模(mó)具錯誤等。