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鈑金加工工藝
來源: 發布時間:2019-12-03 點擊量:764
鈑金
一種加工工藝,鈑金至今為止尚未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以下)一種綜合冷加工工藝,包括剪、沖/切/復合、折、鉚接、拼接、成型(如汽車車身)等。其顯著的特征就是同一零件厚度一致。
工藝特點
鈑金具有重量輕、強度高、導電(能夠用于電磁屏蔽)、成本低、大規模量產性能好等特點,在電子電器、通信、汽車工業、醫療器械等領域得到了廣泛應用,例如在電腦機箱、手機、MP3中,鈑金是必不可少的組成部分。 隨著鈑金的應用越來越廣泛,鈑金件的設計變成了產品開發過程中很重要的一環,機械工程師必須熟練掌握鈑金件的設計技巧,使得設計的鈑金既滿足產品的功能和外觀等要求,又能使得沖壓模具制造簡單、成本低。
主要用途
適合于沖壓加工的鈑金材料非常多,廣泛應用于電子電器行業的鈑金材料包括:
⒈ 普通冷軋板 SPCC SPCC是指鋼錠經過冷軋機連續軋制成要求厚度的鋼板卷料或片料。SPCC表面沒有任何的防護,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,出現暗紅色的鐵銹,在使用時表面要噴漆、電鍍或者其它防護。
⒉ 鍍鋅鋼板SECC SECC的底材為一般的冷軋鋼卷,在連續電鍍鋅產線經過脫脂、酸洗、電鍍及各種后處理制程后,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似的加工性,而且具有優越的耐蝕性及裝飾性外觀。在電子產品、家電及家具的市場上具有很大的競爭性及取代性。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后之半成品,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(避免深抽設計)、鋅層較厚、電焊性差。
⒋ 不銹鋼SUS301 Cr(鉻)的含量較SUS304低,耐蝕性較差,但經過冷加工能獲得很好的拉力和硬度,彈性較好,多用于彈片彈簧以及防EMI。
⒌ 不銹鋼SUS304 使用最廣泛的不銹鋼之一,因含Ni(鎳)故比含Cr(鉻)的鋼較富有耐蝕性、耐熱性,擁有非常好的機械性能,無熱處理硬化現象,沒有彈性。
鈑金工藝
鈑金工藝一般來說基本設備包括剪板機(Shear Machine)、數控沖床(CNC Punching Machine)/激光、等離子、水射流切割機(Cutting Machine)、折彎機(Bending Machine)、鉆床以及各種輔助設備如: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是剪、沖/切/、折/卷,焊接,表面處理等。
鈑金有時也作扳金,這個詞來源于英文platemetal,一般是將一些金屬薄板通過手工或模具沖壓使其產生塑性變形,形成所希望的形狀和尺寸,并可進一步通過焊接或少量的機械加工形成更復雜的零件,比如家庭中常用的煙囪,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。具體譬如利用板材制作煙囪、鐵桶、油箱油壺、通風管道、彎頭大小頭、天圓地方、漏斗形等,主要工序是剪切、折彎扣邊、彎曲成型、焊接、鉚接等,需要一定幾何知識。
鈑金件就是薄板五金件,也就是可以通過沖壓,彎曲,拉伸等手段來加工的零件,一個大體的定義就是-在加工過程中厚度不變的零件. 相對應的是鑄造件,鍛壓件,機械加工零件等,比如說汽車的外面的鐵殼就是鈑金件,不銹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、等離子切割、精密焊接、輥軋成型、金屬板材彎曲成型、模鍛、水噴射切割、精密焊接等。
鈑金件的表面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銹,美化產品的外觀等作用。鈑金件的表面前處理的作用主要是去油污,氧化皮,鐵銹等,它為表面后處理作準備,而后處理主要是噴(烤)漆,噴塑以及鍍防銹層等。
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需的數據(如展開圖,折彎線等)以及為數控沖床(CNC Punching Machine)/激光、等離子、水射流切割機(Laser,Plasma,Waterjet Cutting Machine)/復合機(Combination Machine)以及數控折彎機(CNC Bending Machine)等提供數據。
工藝設計
在滿足產品的功能、外觀等要求下,鈑金的設計應當保證沖壓工序簡單、沖壓模具制作容易、鈑金沖壓質量高、尺寸穩定等。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《面向制造和裝配的產品設計指南》。
過程
圖紙到手后,根據展開圖及批量的不同選擇不同落料方式,其中有激光,數控沖床,剪板,模具等方式,然后根據圖紙做出相應的展開。數控沖床受刀具方面的影響,對于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,要進行后期去毛刺的處理,同時對工件的精度有一定的影響;激光加工無刀具限制,斷面平整,適合異形工件的加工,但對于小工件加工耗時較長。在數控和激光旁放置工作臺,利于板料放置在機器上進行加工,減少抬板的工作量。
一些可以利用的邊料放置在指定的地方,為折彎時試模提供材料。在工件落料后,邊角、毛刺、接點要進行必要的修整(打磨處理),在刀具接點處,用平銼刀進行修整,對于毛刺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,使折彎時工件靠在折彎機上位置一致,保障同批產品尺寸的一致。
在落料完成后,進入下道工序,不同的工件根據加工的要求進入相應的工序。有折彎,壓鉚,翻邊攻絲,點焊,打凸包,段差,有時在折彎一兩道后要將螺母或螺柱壓好,其中有模具打凸包和段差的地方要考慮先加工,以免其它工序先加工后會發生干涉,不能完成需要的加工。在上蓋或下殼上有卡勾時,如折彎后不能碰焊要在折彎之前加工好。
折彎時首先要根據圖紙上的尺寸,材料厚度確定折彎時用的刀具和刀槽,避免產品與刀具相碰撞引起變形是上模選用的關鍵(在同一個產品中,可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。其次是確定折彎的先后順序,折彎一般規律是先內后外,先小后大,先特殊后普通。有要壓死邊的工件首先將工件折彎到30°—40°,然后用整平模將工件壓死。
壓鉚時,要考慮螺柱的高度選擇相同不同的模具,然后對壓力機的壓力進行調整,以保證螺柱和工件表面平齊,避免螺柱沒壓牢或壓出超過工件面,造成工件報廢。
焊接有氬弧焊,點焊,二氧化碳保護焊,手工電弧焊等,點焊首先要考慮工件焊接的位置,在批量生產時考慮做定位工裝保證點焊位置準確。
為了焊接牢固,在要焊接的工件上打凸點,可以使凸點在通電焊接前與平板均勻接觸,以保證各點加熱的一致,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,保證工件可以點焊牢固。點焊后在工件表面會出現焊疤,要用平磨機進行處理,氬弧焊主要用于兩工件較大,又要連接在一起時,或者一個工件的邊角處理,達到工件表面的平整,光滑。氬弧焊時產生的熱量易使工件變形,焊接后要用打磨機和平磨機進行處理,特別是邊角方面較多。
工件在折彎,壓鉚等工序完成后要進行表面處理,不同板材表面的處理方式不同,冷板加工后一般進行表面電鍍,電鍍完后不進行噴涂處理,采用的是進行磷化處理,磷化處理后要進行噴涂處理。電鍍板類表面清洗,脫脂,然后進行噴涂。
不銹鋼板(有鏡面板,霧面板,拉絲板)是在折彎前進行可以進行拉絲處理,不用噴涂,如需噴涂要進行打毛處理;鋁板一般采用氧化處理,根據噴涂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;鋁板需噴涂的進行鉻酸鹽氧化處理后噴涂。
表面前處理這樣做可以使清潔表面,顯著提高涂膜附著力,能成倍提高涂膜的耐蝕力。清洗的流程先清洗工件,先將工件掛在流水線上,首先經過清洗溶液中(合金去油粉),然后進入清水中,其次經過噴淋區,再經過烘干區,最后將工件從流水線上取下。
在表面前處理后,進入噴涂工序,在工件要求裝配后噴涂時,牙或部分導電孔需保護處理,牙孔可插入軟膠棒或擰入螺釘,需導電保護的要用高溫膠帶貼上,大批量的做定位工裝來定位保護,這樣噴涂時不會噴到工件內部,在工件外表面能看到的螺母(翻邊)孔處用螺釘保護,以免噴涂后工件螺母(翻邊)孔處需要回牙。
一些批量大的工件還用到工裝保護;工件不裝配噴涂時,不需要噴涂的區域用耐高溫膠帶和紙片擋住,一些露在外面的螺母(螺柱)孔用螺釘或耐高溫橡膠保護。如工件雙面噴涂,用同樣方法保護螺母(螺柱)孔;小工件用鉛絲或曲別針等物品竄在一起后噴涂;一些工件表面要求高,在噴涂前要進行刮灰處理;一些工件在接地符處用專用耐高溫貼紙保護。在進行噴涂時,首先工件掛在流水線上,用氣管吹去表面的粘上的灰塵。進入噴涂區噴涂,噴完后順著流水線進入到烘干區,最后從流水線上取下噴涂好的工件。其中還有手工噴涂和自動噴涂兩類,這樣采用的工裝就不同了。
在噴涂之后進入裝配工序,裝配前,要將原來噴涂中用的保護貼紙撕去,確定零件內螺紋孔沒有被撒進漆或粉,在整個過程中,要戴上手套,避免手上灰塵附在工件上,有些工件還要用氣槍吹干凈。裝配好之后就進入包裝環節了,工件檢查后裝入專用的包裝袋中進行保護,一些沒有專用包裝的工件用氣泡膜等進行包裝,在包裝前先將氣泡膜裁成可以包裝工件的大小,以免一面包裝一面裁,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。包裝好后放入紙箱,然后在紙箱上貼上相應成品或半成品標簽。
鈑金件的質量除在生產制程中嚴格要求外,就是需要獨立于生產的品質檢驗,一是按圖紙嚴格把關尺寸,二是嚴格把關外觀質量,對尺寸不符者進行返修或報廢處理,外觀不允許碰劃傷,噴涂后的色差、耐蝕性、附著力等進行檢驗。這樣可以找到展開圖錯誤,制程中的不良習慣,制程中的錯誤,如數沖編程錯誤,模具錯誤等。
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