鈑金(jīn)
一種加工工藝,鈑(bǎn)金至今為止尚未有(yǒu)一個比較完(wán)整的定義。根(gēn)據國外(wài)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(cháng)在6mm以下)一種綜合冷加工工藝,包括剪、衝/切/複合、折、鉚接、拚接、成型(如汽車車身)等。其顯著的特征就是同(tóng)一零件厚度一致。
工藝特點
鈑金(jīn)具有重量輕(qīng)、強度高、導電(能夠(gòu)用於電磁屏蔽)、成本低、大規模量產(chǎn)性能好(hǎo)等特點,在電子電器、通信、汽(qì)車工業(yè)、醫療器(qì)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(chéng)了產品開發過(guò)程中(zhōng)很重要的一(yī)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(dé)衝壓模具製造簡單、成本低。
主要用途
適合於(yú)衝壓加工的鈑(bǎn)金材料非(fēi)常多,廣泛應用於電子電器行業的鈑金材料包括:
⒈ 普通冷軋板(bǎn) SPCC SPCC是指鋼錠經過冷軋機連續軋製成要求厚度的鋼板卷料或片(piàn)料。SPCC表麵沒有任何的防護,暴(bào)露在空氣中極易被氧(yǎng)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(zài)使(shǐ)用時表麵要噴(pēn)漆(qī)、電鍍或(huò)者其它防護。
⒉ 鍍鋅鋼板SECC SECC的底(dǐ)材為一般(bān)的冷(lěng)軋鋼(gāng)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後,即成為電鍍鋅產品。SECC不但具有(yǒu)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(nài)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(pǔ)遍使用的就是SECC。
⒊ 熱浸鍍鋅鋼板SGCC 熱浸鍍鋅鋼卷是(shì)指將熱(rè)軋酸洗或冷軋後之半成品,經過(guò)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而成。SGCC材料比SECC材料硬、延展(zhǎn)性差(避(bì)免深抽設計)、鋅層較厚、電焊性差。
⒋ 不鏽鋼SUS301 Cr(鉻)的含量較SUS304低,耐蝕性較差,但經過冷加工能獲(huò)得(dé)很好(hǎo)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(yī),因含Ni(鎳)故比(bǐ)含(hán)Cr(鉻)的鋼較富有耐蝕性、耐熱(rè)性,擁有非(fēi)常好的(de)機械(xiè)性能,無熱處理硬化現象,沒有彈性。
鈑金工藝
鈑(bǎn)金工藝一(yī)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(jī)(Bending Machine)、鑽床以及各種輔(fǔ)助設(shè)備如:開卷機、校平機、去毛刺機、點焊機等。
通常,鈑(bǎn)金工藝最重(chóng)要的四個步驟是剪、衝/切/、折/卷,焊接,表麵處理等。
鈑(bǎn)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通過手工或模(mó)具衝壓使其產生塑(sù)性變形(xíng),形成所希望的形狀和尺(chǐ)寸,並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(bǐ)如家庭中常用的(de)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(lì)用板(bǎn)材製作煙囪、鐵桶、油箱油壺、通風管道、彎頭大小頭、天圓地方(fāng)、漏鬥形(xíng)等,主要工序是剪切、折(shé)彎扣(kòu)邊、彎曲成型、焊接、鉚接等,需要一定幾何知(zhī)識。
鈑金件就是薄板五金件,也(yě)就是可以通過衝壓,彎(wān)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(chéng)中厚度不變的零件(jiàn). 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(wài)麵的鐵殼就是鈑金件,不(bú)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(jiā)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(cái)彎曲成型、模鍛、水噴射切割、精(jīng)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(fáng)止零件生鏽,美化產品的外觀(guān)等作(zuò)用。鈑金件的表麵前處理(lǐ)的作用主要是去油汙,氧化皮,鐵鏽等,它為表麵後(hòu)處理(lǐ)作準備,而(ér)後處理主要是噴(烤)漆,噴塑以及(jí)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,主要是通過對3D圖形的編輯而得到板金件加工(gōng)所需的數據(如展開(kāi)圖,折彎線等)以及為數控衝(chōng)床(CNC Punching Machine)/激光(guāng)、等離子、水射(shè)流切割機(Laser,Plasma,Waterjet Cutting Machine)/複合(hé)機(Combination Machine)以及數控折彎機(CNC Bending Machine)等提供數據。
工藝(yì)設計
在滿足產品的功能、外觀等要(yào)求下,鈑金的設計應當保證衝壓工序簡單、衝壓(yā)模具製作容易、鈑金衝壓質量高、尺寸穩定等。詳細的鈑金設計指南可(kě)參考機械工業出版社出版(bǎn)的《零件結構設計工藝性》和《麵向(xiàng)製造和(hé)裝配(pèi)的產品(pǐn)設計指南》。
過(guò)程
圖紙(zhǐ)到手後,根據展開圖及批量的不同選擇不同(tóng)落(luò)料方式(shì),其中有激光,數控(kòng)衝床,剪板,模具等方式,然後根據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(bú)規則孔的加工,在邊緣會出現較(jiào)大的毛刺,要進(jìn)行後期去毛刺的處理(lǐ),同時對工(gōng)件的精度有一定的影響;激(jī)光加工無刀具(jù)限製,斷(duàn)麵(miàn)平整,適合異形工(gōng)件的加工,但對於小(xiǎo)工件加工耗時較長。在數(shù)控和激光旁放置工作(zuò)台,利於(yú)板料放置在機器上進行(háng)加(jiā)工,減少抬板的(de)工作量。
一些可以利用(yòng)的邊料放置在指定的地方,為折彎時試模(mó)提供材料。在工件落料(liào)後,邊角、毛刺、接點要進(jìn)行必要的修(xiū)整(打磨處理),在刀具接點處,用平(píng)銼刀進行修整,對於毛刺較大的工件用(yòng)打磨機進行修整,小(xiǎo)內孔接點處(chù)用(yòng)相對應(yīng)的小銼刀修整,以保證外觀的美觀,同時(shí)外形(xíng)的修(xiū)整也(yě)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(zhì),保障同批產品(pǐn)尺寸的(de)一致。
在落料完成後,進入下道工序,不同的(de)工件根(gēn)據加工的要求進入相應的工序。有折彎,壓鉚,翻邊攻(gōng)絲,點焊,打(dǎ)凸包(bāo),段差,有時在折彎一兩道後要將螺母或螺(luó)柱壓好,其中有模具打凸(tū)包和段差的地方(fāng)要考慮先加工,以免其它工(gōng)序(xù)先加(jiā)工後會發生幹涉,不能完成需要的加工。在上蓋(gài)或下殼上有(yǒu)卡勾時,如折彎後不能(néng)碰焊要在折彎之前加工好。
折彎(wān)時首先要根據圖紙上的(de)尺寸,材料厚度確定折彎時用的刀具和刀槽(cáo),避免產品與刀具相碰撞引起(qǐ)變形是上模選用的關鍵(在同一個產(chǎn)品(pǐn)中,可能會用到不同型(xíng)號的上模),下模(mó)的選用根據(jù)板材的厚度來(lái)確定。其次是(shì)確定折彎的先後順序,折彎一般(bān)規律是先內後外,先小後大,先特殊後普通。有要壓死邊的工件(jiàn)首先將工件折彎到30°—40°,然後用整平模將工件壓死。
壓鉚時,要考慮螺柱(zhù)的高度(dù)選擇(zé)相同不同的模具,然後對壓力機的(de)壓力進行調整,以保證螺柱和工件表麵平齊,避免螺柱(zhù)沒壓牢或壓出超過工件麵,造成工件報廢。
焊(hàn)接有氬弧焊,點焊,二氧(yǎng)化碳保護(hù)焊,手(shǒu)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(shí)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(jiē)的工件上打凸點,可以使凸點(diǎn)在(zài)通電焊接前與(yǔ)平板均(jun1)勻接觸,以保證各點加熱的一致,同時也可以確定焊接位置(zhì), 同樣的,要進行焊接,要調好預壓時間,保壓時間,維持(chí)時間,休止時間,保證工件可以點焊牢固(gù)。點焊後在工件(jiàn)表麵會出現焊疤,要用平磨機進行處理,氬(yà)弧焊主要用於兩工件較大,又要連接在一起時,或者一個(gè)工件(jiàn)的邊角處理,達到(dào)工件表麵的平整,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平(píng)磨機進行處理,特(tè)別是邊角方麵較多。
工件在折彎,壓鉚等工序完成後(hòu)要(yào)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(lǐ),采用的是(shì)進行磷化處理,磷化(huà)處理後要進行噴塗處理。電鍍板類表麵清洗,脫脂,然後進行噴塗(tú)。
不鏽鋼板(有鏡麵板,霧麵板,拉絲板)是在折彎(wān)前進行可以進行拉(lā)絲處理,不用噴塗,如需噴塗要進(jìn)行打毛處理;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(dǐ)色,常用的有黑色和本色氧化;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(kě)以使清潔表麵,顯(xiǎn)著提高塗膜附著力,能成倍提(tí)高塗(tú)膜的耐(nài)蝕力。清洗的流程先清洗工件,先將工件(jiàn)掛在流水線上,首(shǒu)先經過清洗溶液中(合(hé)金去油粉),然後(hòu)進入清水(shuǐ)中,其次經過噴淋區,再經過烘幹區,最後將工件從流水線上取下。
在表麵前處理後,進入噴塗(tú)工序,在工件要求裝配後噴塗時,牙或(huò)部分導電(diàn)孔需保護處理,牙孔可插入軟膠棒或擰入螺釘,需導電保(bǎo)護的(de)要(yào)用高溫膠帶貼上,大批量的做定位工裝來定位(wèi)保護,這樣(yàng)噴塗時不(bú)會噴到工件內部,在工件外表麵能看到的螺母(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(de)工件(jiàn)還(hái)用到工裝保護;工件不裝配噴塗時,不需要噴塗的區域用耐(nài)高溫膠帶和紙(zhǐ)片擋住,一些露(lù)在外麵的螺母(螺柱)孔用螺釘或耐高溫橡膠保護。如工件雙麵噴塗,用同樣方法保護(hù)螺母(螺柱)孔;小工(gōng)件用鉛(qiān)絲或曲別(bié)針等物品竄在一起後噴塗;一些(xiē)工(gōng)件表(biǎo)麵要求高,在噴塗前要進行(háng)刮(guā)灰(huī)處(chù)理;一些工件在(zài)接地符(fú)處用專用耐高溫貼紙保護(hù)。在進行噴塗時,首先工件(jiàn)掛在(zài)流水線上,用氣管吹去表麵的粘上的灰塵。進(jìn)入(rù)噴塗區噴塗,噴完後順著(zhe)流水線進入到烘幹區,最後(hòu)從流(liú)水線上取下噴塗好(hǎo)的工件。其中還(hái)有手工噴塗和自動噴塗兩類(lèi),這(zhè)樣采用(yòng)的工裝就不同了。
在噴塗之後(hòu)進入裝配工序,裝配前,要將原來噴塗中用的保護貼紙撕去(qù),確定零件內螺紋孔沒有被撒進漆或粉(fěn),在整個過程中,要戴上手套,避免手上(shàng)灰塵附(fù)在工件上,有(yǒu)些工件還要用氣槍吹幹淨。裝(zhuāng)配好之後就進入包裝(zhuāng)環節了,工件檢查後裝入(rù)專用的包裝袋中進行保護,一些沒有專用包裝的(de)工件(jiàn)用氣泡膜等進行包裝,在包(bāo)裝前先將氣泡(pào)膜裁成可以包裝工(gōng)件的大小(xiǎo),以免一(yī)麵包裝一麵裁,影響(xiǎng)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(rán)後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製程中嚴格要求外,就是需要獨立於(yú)生產(chǎn)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(yǔn)許碰劃傷,噴塗後的色差、耐蝕性、附著(zhe)力等進行檢驗。這樣可以找到展開圖錯誤,製程中的不良(liáng)習慣,製程(chéng)中(zhōng)的(de)錯(cuò)誤(wù),如數衝編程錯誤,模具(jù)錯誤等。