鈑金
一種加工工藝,鈑金至今為(wéi)止尚(shàng)未有一個比較完整的(de)定(dìng)義。根據國(guó)外某專業期刊(kān)上的一則定(dìng)義,可以將其定義為(wéi):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(chōng)/切/複合、折、鉚接、拚(pīn)接、成型(如(rú)汽車(chē)車身)等。其顯著的特征就是同一零件厚度(dù)一致。
工藝特點
鈑金具有重量輕、強度高、導電(能(néng)夠用於電(diàn)磁屏蔽)、成本低、大規模量產(chǎn)性能好等特點,在電(diàn)子電器、通信、汽車工業(yè)、醫療器械等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,例如在電腦機箱、手機、MP3中,鈑金是必不可少的(de)組成部分。 隨著鈑金的應用越來越廣泛,鈑金件的設計變成了產品(pǐn)開發過程中很重要的一(yī)環,機(jī)械工程師必須熟練(liàn)掌握鈑金件的設計技巧,使得設計的鈑金既滿足產品的功(gōng)能和外觀等要求,又能使得衝壓模(mó)具製造簡單、成本低。
主要用途
適合於衝壓加(jiā)工的鈑金(jīn)材料非常多,廣泛應用於電子電器行(háng)業的鈑金材料包括:
⒈ 普通冷軋板 SPCC SPCC是(shì)指鋼錠經過(guò)冷軋機連(lián)續軋製成要求(qiú)厚度的鋼板卷料或片料。SPCC表麵沒有(yǒu)任何的(de)防護,暴(bào)露在空氣中(zhōng)極易被氧化,特(tè)別是在潮濕(shī)的環境中氧化速度加快,出現(xiàn)暗紅色的鐵鏽,在使用時表麵要噴漆、電鍍或者其它防護。
⒉ 鍍鋅鋼板(bǎn)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(diàn)鍍及各種後處理製程後,即成為電鍍鋅產品。SECC不但具有一般冷軋鋼片的機械性能及近(jìn)似的加工性(xìng),而且具(jù)有優越的耐(nài)蝕性(xìng)及裝飾(shì)性外(wài)觀。在電子產品、家電及家具的市場上具有很大的(de)競爭性及取代性。例如電腦機箱普遍使用的就是SECC。
⒊ 熱浸鍍鋅鋼板SGCC 熱浸鍍鋅鋼卷是指將熱軋酸洗或冷軋(zhá)後(hòu)之半成品,經過清(qīng)洗、退火,浸入溫度約460°C的溶融鋅(xīn)槽中,而使鋼片鍍上鋅(xīn)層,再經調質整平及化學處理而成。SGCC材料比SECC材料硬、延展性差(chà)(避免深抽設計)、鋅層較厚、電焊(hàn)性差。
⒋ 不鏽鋼SUS301 Cr(鉻)的含量較SUS304低,耐蝕性較差,但經過冷加工(gōng)能獲得很好(hǎo)的拉力和硬(yìng)度,彈性較好,多用於彈片彈簧以及防EMI。
⒌ 不(bú)鏽鋼SUS304 使用最廣泛的不鏽鋼之一,因含Ni(鎳)故比含Cr(鉻)的鋼較富有耐蝕性、耐熱性,擁有非常好的(de)機(jī)械性能,無(wú)熱處理硬化現象,沒有彈(dàn)性。
鈑金工藝
鈑金(jīn)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(děng)離子、水射流切(qiē)割(gē)機(Cutting Machine)、折彎機(Bending Machine)、鑽床以及各種(zhǒng)輔助設備如:開卷機、校平機、去(qù)毛(máo)刺機、點(diǎn)焊機等。
通常,鈑金工藝最重要的四個步驟是剪、衝/切/、折/卷,焊接,表麵處理等。
鈑金有時也作扳金,這個詞來源於英文platemetal,一般是將一些金屬薄板(bǎn)通過手工或模具衝壓使其產生塑性變形,形成所希望的(de)形狀和尺寸(cùn),並可進一步通過焊接(jiē)或少量的機械(xiè)加工形成更複雜的零件(jiàn),比如家庭中常(cháng)用的煙囪,鐵皮爐,還有汽車外殼都是鈑金件。
金屬板材加工就叫鈑金加工。具體譬(pì)如利用板(bǎn)材製作煙(yān)囪、鐵桶、油箱油壺、通風管道(dào)、彎(wān)頭大小頭、天圓地方、漏鬥形(xíng)等,主要工序(xù)是剪切、折(shé)彎扣邊(biān)、彎(wān)曲成型、焊接、鉚接(jiē)等,需要一定幾何知識。
鈑金件就是薄板五金件(jiàn),也(yě)就是可以通過衝壓,彎曲(qǔ),拉伸等手段(duàn)來加工的零件,一個大體的定義就是-在加工過程中(zhōng)厚度不變的零件. 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就是鈑金件(jiàn),不鏽鋼做的(de)一些櫥具(jù)也是鈑(bǎn)金件。
現(xiàn)代鈑金工藝包括:燈絲電源繞組(zǔ)、激光切割、重型加工(gōng)、金屬粘(zhān)結、金屬拉拔、等離子切割、精密焊接、輥軋成型、金屬板材彎曲成型、模鍛、水(shuǐ)噴射切割、精密焊接等。
鈑金件的表麵處理也是鈑金加工過程非常重要的一環,因為它有防止零件生鏽,美化產品的外觀等作用。鈑金件的表麵前處理的作(zuò)用主要是去油汙,氧化皮,鐵(tiě)鏽等,它為表麵後處理作準備,而後處理主要是噴(烤)漆,噴塑以及鍍防鏽(xiù)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(tōng)過(guò)對3D圖形的編輯(jí)而得到板金件加工所需的數據(jù)(如展開圖,折彎線(xiàn)等)以及為數控衝(chōng)床(CNC Punching Machine)/激光、等離子(zǐ)、水射流切割機(Laser,Plasma,Waterjet Cutting Machine)/複合機(Combination Machine)以(yǐ)及數(shù)控折彎機(CNC Bending Machine)等提供數據。
工藝設計
在滿足產品的功能、外觀等(děng)要求下,鈑金的設計應當保證衝壓工序簡單、衝壓模具製作容易、鈑金衝壓質量高、尺寸穩(wěn)定(dìng)等。詳細的鈑金設計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《麵向製造和裝配(pèi)的產品設計指南》。
過程
圖紙到手後,根(gēn)據展開圖及批(pī)量的不同選擇不同落料方式(shì),其中有激光,數控衝床,剪板,模具等方式,然後根據(jù)圖紙做出相應的展開。數控衝床受刀具方麵的影響,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(hòu)期去毛刺的處理,同時對工件的精度有(yǒu)一定的影響;激光加工無刀具限製(zhì),斷麵平整,適合異形工件的加工,但對於小工件加工耗時較長。在數控和(hé)激光旁放置工作台,利於板料放置在(zài)機器上進行(háng)加工,減(jiǎn)少抬板的工作量。
一些可(kě)以利用的(de)邊料放置在指定的地方,為折彎時(shí)試模提供材(cái)料。在工件落料後,邊角、毛刺(cì)、接點要進行必要的修整(打磨處(chù)理(lǐ)),在(zài)刀(dāo)具接點處,用平銼刀進行修整,對於毛刺較大的工(gōng)件用打磨機進行修整,小內孔接點處(chù)用相(xiàng)對應的小銼刀修整,以保證外(wài)觀的美觀,同(tóng)時外形的修整也為折彎時定位作出了保證,使(shǐ)折彎時工件靠在折(shé)彎機上位置一致,保障同批產(chǎn)品尺寸的一致。
在(zài)落料完成(chéng)後,進入下道工序,不同的工件根據加工的要求進入相應的(de)工序。有折(shé)彎,壓鉚,翻邊攻絲,點焊,打凸包,段差,有時在折彎一(yī)兩道後要將螺母或螺柱(zhù)壓好,其中有模具打凸包和段差的地(dì)方要(yào)考慮先加工,以免其它工序先加工後會發生幹涉,不能完成需要的加工(gōng)。在上蓋或下殼上有卡勾時,如(rú)折彎後(hòu)不能碰焊要在折彎之前加工好。
折彎時(shí)首先要根據圖紙上的尺寸,材料厚度確定(dìng)折彎時用(yòng)的刀具和刀槽,避免產品與刀(dāo)具相碰撞引起變形是上模選用的關(guān)鍵(在同一(yī)個(gè)產品(pǐn)中,可(kě)能會用到不同型號的上模),下模的選用根據板材的厚度來確定。其次是(shì)確定折彎的(de)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(tōng)。有要壓死邊的工件首先將工件折彎到30°—40°,然後用整平模將工件壓死。
壓鉚時,要考(kǎo)慮螺柱的高度選擇相同不同的模具,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,避免螺柱(zhù)沒壓牢或(huò)壓出(chū)超(chāo)過(guò)工件(jiàn)麵,造成工件報(bào)廢。
焊接(jiē)有氬弧焊,點焊,二氧化碳保護焊,手工電弧焊等,點焊首先要(yào)考(kǎo)慮工件焊(hàn)接的位(wèi)置,在批量生產時考慮(lǜ)做定位工裝保證點焊位置準確。
為了焊接牢固,在要焊接的工(gōng)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(jiā)熱的一致,同時也可以確定焊接位置, 同樣的,要進行焊接,要調好預壓時間,保壓時間,維持時間,休止時間(jiān),保證工件可以點焊牢固。點(diǎn)焊後在工件表麵會出現焊疤,要用平磨(mó)機進行處理,氬弧焊主要用於兩工件較大,又要連(lián)接在一起時,或(huò)者一個工件的邊角處理,達到工件表(biǎo)麵的平整,光(guāng)滑。氬弧焊時產生的熱量易(yì)使工件變形,焊接後要用打磨機和平磨機進行處理,特別是邊角方麵較多。
工件在折彎(wān),壓鉚等工序完成後要進行表麵處理,不同板材表麵的處理方式不同,冷板加工後一般進行表麵電鍍,電鍍完後不進行噴塗處理,采用的是(shì)進行磷化處理,磷(lín)化處理後要進行噴(pēn)塗處理。電鍍板類表麵清(qīng)洗(xǐ),脫(tuō)脂(zhī),然(rán)後進行噴塗。
不鏽鋼(gāng)板(有(yǒu)鏡(jìng)麵板,霧麵板,拉絲板)是在折彎(wān)前進行(háng)可以進(jìn)行拉絲處理,不(bú)用噴塗,如需噴塗要進行打毛處(chù)理;鋁板一般采用氧化處理(lǐ),根據噴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(yǎng)化;鋁板需噴塗的進行鉻酸鹽氧(yǎng)化處(chù)理後噴塗。
表麵前處理這樣做可以(yǐ)使清潔表麵,顯著提高塗膜附著力,能成倍提高塗膜的耐蝕力。清洗的流程(chéng)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(jìn)入清水中,其次經(jīng)過噴淋區,再經過烘幹區,最後將工件從流水線上取下。
在表麵前處(chù)理後,進(jìn)入噴(pēn)塗工序,在工件要求裝配(pèi)後噴塗時,牙(yá)或部分導電孔需保護處(chù)理,牙孔可插入軟膠棒或(huò)擰入螺釘,需(xū)導電保(bǎo)護的要用高溫膠(jiāo)帶貼上,大批量(liàng)的做定位(wèi)工(gōng)裝來定位(wèi)保護,這樣噴塗時不會噴到工件內部,在工件外(wài)表(biǎo)麵能看到的(de)螺母(翻邊)孔處用螺釘保護,以免噴塗後工件螺母(翻邊)孔處需要回牙。
一些批量大的工件還用到工裝保護;工件不裝配噴塗時,不需要噴塗的區域用(yòng)耐高溫膠帶(dài)和紙片擋住,一些(xiē)露(lù)在外麵的螺(luó)母(螺柱)孔用螺釘或耐高(gāo)溫橡膠保護。如工件雙麵噴塗,用同樣方法保護螺母(螺柱)孔;小工件用鉛絲或曲別針等(děng)物品竄在一起(qǐ)後噴塗;一些工(gōng)件表麵要求高,在噴塗(tú)前(qián)要進行(háng)刮灰處理;一些工件在接地符處用專用耐高溫貼紙保護。在(zài)進行噴塗時,首先工件掛在流水線上,用(yòng)氣管吹去表麵的粘上的灰塵。進入噴塗(tú)區噴塗,噴完後順著流水線進入(rù)到烘幹區,最後從流水線上取下噴塗好的(de)工件。其中還有手工噴塗和自動噴塗兩類,這樣采用的工裝(zhuāng)就不同了。
在噴塗之(zhī)後進(jìn)入裝配工序,裝(zhuāng)配前,要將原來噴塗中用的保護貼紙撕去,確定零件內螺紋孔沒有被撒(sā)進漆或粉,在整個過程中,要戴上手套(tào),避免手(shǒu)上灰塵附在工件上,有些工件還要用氣槍吹(chuī)幹淨。裝配好(hǎo)之(zhī)後(hòu)就進入包裝環節了,工件檢查後裝入專用的包裝袋中進行保護,一些沒有專用(yòng)包(bāo)裝的工件用(yòng)氣泡膜等進行包裝(zhuāng),在包裝前先將氣泡膜裁成可以包裝(zhuāng)工件的(de)大小,以免一麵包裝一麵裁,影響加工速度;批量(liàng)大的可定做專用紙箱或氣泡袋(dài)、膠墊、托盤、木箱等。包裝好後放入紙箱,然後在紙箱上貼上相應成品或半(bàn)成品標簽。
鈑金件(jiàn)的質量除在生產(chǎn)製程中嚴格要求外,就是需要獨立於生產的品質檢驗,一是按圖紙嚴格把關尺寸,二是嚴格把關外觀質量,對(duì)尺寸不符者進行返修或報廢處理,外觀不(bú)允許碰劃傷,噴塗(tú)後(hòu)的色(sè)差(chà)、耐蝕(shí)性、附著力等進行(háng)檢驗。這樣可以找到展開圖錯誤(wù),製程中的不良習慣,製程中的錯誤(wù),如數衝編程錯誤,模具錯誤等。