鈑(bǎn)金
一種加工工藝,鈑金至今為止尚未有(yǒu)一(yī)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(qí)定義為:鈑金是針對金(jīn)屬薄(báo)板(通常在6mm以下)一種綜合冷加工工藝(yì),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一零件厚度一致。
工藝特點
鈑金具有重(chóng)量輕、強度高、導電(能夠用於電磁屏(píng)蔽)、成本低、大規模量產(chǎn)性能好等特點,在(zài)電(diàn)子電器、通信、汽車工業(yè)、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(fèn)。 隨著鈑金的應用越(yuè)來越廣泛,鈑(bǎn)金件的設計變成了(le)產品開發過程中很(hěn)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(de)鈑金既滿足產品的功能和外(wài)觀等要(yào)求,又(yòu)能使得衝壓模具製造(zào)簡(jiǎn)單、成本低。
主要用(yòng)途
適合於衝壓加工(gōng)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(tōng)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(juàn)料(liào)或片料。SPCC表麵沒有任何的防護,暴露(lù)在空氣中(zhōng)極易被氧化,特別是在潮濕的環境(jìng)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(zhě)其它防護。
⒉ 鍍鋅鋼板SECC SECC的底材為一般的冷軋鋼卷,在連(lián)續電鍍鋅產線經過脫脂、酸(suān)洗、電(diàn)鍍及(jí)各種後處理製程後,即(jí)成(chéng)為電鍍鋅產品。SECC不但具有(yǒu)一般冷軋(zhá)鋼片的機(jī)械性能及近似的加(jiā)工性,而且(qiě)具有優越的耐蝕性及裝飾性(xìng)外觀(guān)。在電子產品、家電及家具的市場上具有很大(dà)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(dù)鋅鋼板(bǎn)SGCC 熱(rè)浸鍍鋅鋼卷是指將熱軋酸洗或冷軋(zhá)後之半成品,經過清洗、退火,浸入溫度約460°C的溶融鋅槽中(zhōng),而使鋼片(piàn)鍍(dù)上鋅層,再經調質整平及化學(xué)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(jiào)厚、電焊性差。
⒋ 不鏽(xiù)鋼SUS301 Cr(鉻)的含量較SUS304低,耐蝕性(xìng)較差,但經過冷加工(gōng)能獲得很好的拉力和硬(yìng)度,彈性較好,多用於彈片彈簧以(yǐ)及防EMI。
⒌ 不鏽鋼SUS304 使用最廣泛的不鏽鋼之一,因含Ni(鎳)故(gù)比含(hán)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(huà)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)、數控衝床(chuáng)(CNC Punching Machine)/激(jī)光、等離子、水射流切(qiē)割機(Cutting Machine)、折彎機(Bending Machine)、鑽床(chuáng)以及各種(zhǒng)輔助設備(bèi)如:開卷機、校平機、去毛刺機、點焊機等。
通常(cháng),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(lǐ)等(děng)。
鈑金有時也作扳金,這個詞來(lái)源於英文platemetal,一般是(shì)將(jiāng)一些金屬薄板通過手工或模(mó)具衝壓使其產生塑性變形,形成所希望的形狀和尺寸,並可進一步通過焊接或少量的機械加工形成(chéng)更複雜的零件,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(jīn)加工。具體譬如利用板材製作煙囪(cōng)、鐵桶、油箱油壺、通風管道、彎頭大小頭(tóu)、天(tiān)圓地方、漏鬥(dòu)形等,主(zhǔ)要工序是剪切、折彎扣邊、彎曲成型、焊(hàn)接、鉚接等,需要一定幾何知(zhī)識。
鈑金件就(jiù)是薄板五金件,也就是可以通過衝壓,彎曲,拉伸(shēn)等手段來加(jiā)工的零(líng)件,一個大體的定義就是-在加工過程中厚度不變的零(líng)件. 相對(duì)應的是鑄造件,鍛壓件,機械(xiè)加工(gōng)零件等,比(bǐ)如說汽車的外麵的鐵殼就(jiù)是鈑金件,不鏽(xiù)鋼做的一些(xiē)櫥具也是鈑金件。
現代鈑金工藝包括:燈(dēng)絲電源繞組、激光切割、重(chóng)型加工、金(jīn)屬粘結、金屬拉拔(bá)、等離子切割、精(jīng)密焊接(jiē)、輥軋成型、金屬板材彎曲成型、模鍛(duàn)、水噴射切割、精密焊接等。
鈑金件的(de)表麵處理也是鈑金加工過程(chéng)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(bǎn)金件(jiàn)的(de)表(biǎo)麵前處理的作(zuò)用主要是去(qù)油汙,氧化皮(pí),鐵鏽等,它為表麵後(hòu)處理作準備,而後處理主要是噴(烤)漆,噴塑以及鍍防鏽層(céng)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(jiàn)加工所需的(de)數據(如展開圖,折彎線等)以及為數控衝床(CNC Punching Machine)/激光、等離子、水射流(liú)切割機(Laser,Plasma,Waterjet Cutting Machine)/複合機(Combination Machine)以及數控(kòng)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(dān)、衝壓模具製作容易、鈑金衝(chōng)壓(yā)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(chū)版的《零件結構設計工(gōng)藝性》和《麵(miàn)向製造和裝配的產品設計指南》。
過程
圖紙到(dào)手後(hòu),根據展開圖及批量的不同(tóng)選擇不同落料方式,其中有激光,數控衝床,剪板,模具等方式,然後根據圖紙做出相應的(de)展開(kāi)。數控衝床受刀具方(fāng)麵的影響,對於一些異形工件和不(bú)規則孔的加工,在邊緣會出現較大的毛刺,要進行後期去毛刺的處(chù)理,同時對工件的(de)精度有一定的影響(xiǎng);激光加工無刀具限製,斷麵平整(zhěng),適合異形工件的加工,但對於小工件(jiàn)加工耗時較(jiào)長。在數控和激光旁放置工作台,利於板料放置在機器上(shàng)進行加工(gōng),減少抬板的工作量。
一些可以利用(yòng)的邊(biān)料放置在指(zhǐ)定的地方,為折(shé)彎時試(shì)模(mó)提(tí)供材料。在工件落料後,邊角、毛刺、接點要進行(háng)必要的(de)修整(打磨處理),在刀具接點處,用平銼刀進行修(xiū)整,對於毛刺較大的工件用打磨(mó)機進行(háng)修整,小內孔接點處用相對(duì)應的小(xiǎo)銼刀(dāo)修整,以(yǐ)保證外觀的美觀,同時外形的修整也(yě)為(wéi)折彎時定位作出了保證,使折(shé)彎時工件靠在折彎機上位(wèi)置一致,保障同批產品尺寸的一致。
在落(luò)料完成後,進入下道工序,不同(tóng)的(de)工件根據加工的要求進入相應的工序。有(yǒu)折彎,壓鉚,翻邊攻絲,點焊,打凸(tū)包,段差(chà),有時在折彎一兩道後要將螺母或螺柱壓好,其中有模具打凸包(bāo)和段差的地方要考慮先加工,以免其它工序先加工(gōng)後會發生幹(gàn)涉,不能完成需要(yào)的加工。在上蓋或下殼上有卡勾時,如折彎後不能碰焊(hàn)要在折彎之前加工好。
折彎時首先要根據(jù)圖紙上的尺寸,材料厚度確定折彎時用的刀具和刀槽,避(bì)免產品與刀具相碰撞引起(qǐ)變形是上模選用的關鍵(在(zài)同一個產品中,可能會用到不同型號的上模),下模的選用根(gēn)據板材的厚度來確定。其(qí)次是(shì)確定折彎的先後順序,折彎(wān)一般規律是先內後外,先小後大,先特殊後普通。有要壓死邊的工件首先將工件折彎到30°—40°,然後用(yòng)整(zhěng)平模將工(gōng)件壓死。
壓(yā)鉚時,要(yào)考慮螺柱的高度選擇(zé)相同(tóng)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(biǎo)麵平齊,避免(miǎn)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,二氧化碳保護焊,手工電弧焊等,點焊首先要考慮工(gōng)件焊接的位置,在(zài)批(pī)量(liàng)生產時考慮做定位(wèi)工裝(zhuāng)保證點焊位置準確(què)。
為了(le)焊接(jiē)牢固,在要焊接的(de)工件上打凸點,可以使凸點在通電焊接前與平板均勻接(jiē)觸,以保證各點加熱的一致,同時也可以確定焊接位置, 同樣(yàng)的,要(yào)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(jiàn)可以點焊牢固。點焊(hàn)後在(zài)工件表麵會出現焊疤,要用平磨機進行處(chù)理,氬弧(hú)焊(hàn)主要用於兩工件較大,又要連接在一起時,或者一個(gè)工件的(de)邊角處理,達到工(gōng)件表麵的平整,光滑。氬弧焊時產生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,特別是邊角方麵較多。
工件(jiàn)在折彎,壓鉚(mǎo)等(děng)工序完(wán)成後要進行表麵處理(lǐ),不同板材表麵的處理(lǐ)方(fāng)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(yòng)的是進行磷化處理(lǐ),磷化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。
不鏽鋼板(有鏡麵板,霧麵板,拉絲板(bǎn))是在折彎前進(jìn)行可以進行拉絲處理,不用噴塗,如(rú)需噴(pēn)塗要進行打毛處理;鋁板一般采用氧化處理,根據噴塗不(bú)同的顏色選(xuǎn)擇(zé)不同的氧化底色,常(cháng)用的有黑色和本色氧化(huà);鋁板需噴塗的進行鉻酸鹽氧化處理後(hòu)噴塗。
表麵前處理這樣做可以使清潔表(biǎo)麵,顯著提高塗膜附著力,能成(chéng)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(guà)在流水線上,首先經過清洗溶液中(zhōng)(合(hé)金去油粉),然後進入清水中,其次經過噴淋區,再經過烘幹區,最後將工件從流(liú)水線上取下。
在表麵前處理後,進入噴塗工序,在工件要(yào)求裝配後噴塗時,牙或部分導(dǎo)電孔需保護處理,牙孔可插入(rù)軟膠棒或擰入螺釘,需導電保護(hù)的要用(yòng)高溫膠帶貼上,大批量的(de)做定(dìng)位工裝來定位(wèi)保護,這樣噴塗時不會噴到工(gōng)件內部,在工件外表(biǎo)麵能(néng)看到的(de)螺母(翻邊(biān))孔處用螺釘保護,以免噴塗(tú)後工(gōng)件螺母(翻邊)孔處需要回牙。
一些批量大的工件還(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(hé)紙片擋住,一(yī)些露在外麵的螺母(mǔ)(螺柱)孔用螺(luó)釘或耐高溫橡膠保護。如工件雙麵噴塗,用同樣方法保護螺母(螺柱)孔;小(xiǎo)工件用鉛絲或曲別針等物(wù)品竄在一起後噴塗;一(yī)些工件表麵要求高,在噴塗前要進行刮灰處(chù)理;一些工件(jiàn)在接地符處用專用耐高溫貼紙保護。在進行噴塗時,首先工件掛在流水線上,用氣(qì)管吹去表麵的粘上的灰塵。進入噴塗區噴塗,噴完後(hòu)順著流水線進入到(dào)烘(hōng)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(pèi)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(bèi)撒進漆(qī)或粉,在整個(gè)過程中(zhōng),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幹淨。裝配(pèi)好之後就進入(rù)包裝環(huán)節了,工件檢查後裝入專用的包裝袋(dài)中進行保護,一些沒有專用包(bāo)裝的工件用氣泡膜等進行(háng)包裝,在包裝前先將氣泡膜裁成可以包裝工件的大小,以(yǐ)免一麵包(bāo)裝一麵(miàn)裁(cái),影響加工速度;批量大的可(kě)定做專用紙箱或氣泡袋、膠墊、托盤、木(mù)箱(xiāng)等。包裝好後放(fàng)入紙箱,然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(gé)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(bǎ)關尺(chǐ)寸,二是嚴格把關(guān)外觀質量(liàng),對尺寸(cùn)不符者進(jìn)行返修或報(bào)廢(fèi)處理,外觀不允許碰劃傷,噴塗(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,製程(chéng)中的不良習慣,製程中的錯誤,如數衝編程錯誤,模具錯誤等。