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概述
金属板材加工就叫钣金加工。具体譬如利用板材制作烟囱、铁桶、油箱油壶、通风管道、弯头大小头、天圆地方、漏斗形等,主要工序有剪切、折弯扣边、弯曲成型、焊接、铆接等,需要一定几何知识。钣金件就是薄板五金件,也就是可以通过冲压,弯曲,拉伸等手段来加工的零件,一个大体的定义就是在加工过程中厚度不变的零件。相对应的是铸造件,锻压件,机械加工零件等。

1行业名词

每个行业里都有它的专业名词,钣金加工行业也不例外。常见有以下25个。
(1)压铆:指采用冲床或油压机把压铆螺母、压铆螺钉或压铆螺母柱等紧固件牢固地压接在工件上的工艺过程。
(2)涨铆:指先将工件沉孔,再采用冲床或油压机把涨铆螺母牢固地压接在工件上的工艺过程。
(3)拉母:指采用类似铆接的工艺。用拉母枪把拉铆螺母(POP)等连接件牢固地连接在工件上的工艺过程。
(4)拉铆:指以拉铆枪为工具用拉钉将两个或两个以上工件紧密地连接在一起的工艺过程。
(5)铆接:用铆钉将两个或两个以上工件面对面连接在一起的工艺过程,若是沉头铆接,需将工件先进行沉孔。
(6)切角:指在冲床或油压机上使用模具对工件角进行切除的工艺过程。
(7)折弯:指工件由折弯机成型的工艺过程。
(8)成形:指在普通冲床或其他设备上使用模具使工件变形的工艺过程。
(9)剪料:指材料经过剪板机得到矩形工件的工艺过程。
(10)下料:指工件经过LASER切割或数控冲床冲裁的工艺过程。
(11)落料:指在普通冲床或其他设备上使用模具加工得到产品形状的工艺过程。
(12)冲孔:指工件由普通冲床和模具加工孔的工艺过程。
(13)冲凸包:指在冲床或油压机用模具使工件形成凸起形状的工艺过程。
(14)冲撕裂:也叫“冲桥”,指在冲床或油压机用模具使工件形成像桥一样形状的工艺过程。
(15)抽孔:也叫“翻边”,指在普通冲床或其他设备上使用模具对工件形成圆孔边翻起的工艺。过程。
(16)攻牙:指在工件上加工出内螺纹的工艺过程。
(17)校平:指工件加工前、后不平整,使用其他的设备对工件进行平整的过程。
(18)回牙:指对预先攻有牙的工件进行第二次螺牙的修复的过程。
(19)钻孔:指在钻床或铣床上使用钻头对工件进行打孔的工艺过程。
(20)倒角:指使用模具、锉刀、打磨机等对工件的尖角进行加工的工艺过程。
(21)冲印:指使用模具在工件上冲出文字、符号或其他印迹的工艺过程。
(22)沉孔:指为配合类似沉头螺钉一类的连接件,而在工件上加工出有锥度的孔的工艺过程。
(23)拍平:指对有一定形状的工件过渡到平整的工艺过程。
(24)冲网孔:指在普通冲床或或数控冲床上用模具对工件冲出网状的孔。

2工艺流程

材料的选用
钣金加工一般用到的材料有冷轧板(SPCC)、热轧板(SHCC)、镀锌板(SECC、SGCC),铜(CU)黄铜、紫铜、铍铜,铝板(6061、5052、1010、1060、6063、硬铝等),铝型材,不锈钢(镜面、拉丝面、雾面),根据产品作用不同,选用材料不同,一般需从产品其用途及成本上来考虑。
1.冷轧板SPCC,主要用电镀和烤漆件,成本低,易成型,材料厚度≤3.2mm。
2.热轧板SHCC,材料T≥3.0mm ,也是用电镀,烤漆件,成本低,但难成型,主要用平板件。
3.镀锌板SECC、SGCC。SECC电解板分N料、P料,N料主要不作表面处理,成本高,P料用于喷涂件。
4.铜;主要用导电作用料件,其表面处理是镀镍、镀铬,或不作处理,成本高。
5.铝板;一般用表面铬酸盐(J11-A),氧化(导电氧化,化学氧化),成本高,有镀银,镀镍。
6.铝型材;截面结构复杂的料件,大量用于各种插箱中。表面处理同铝板。
7.不锈钢;主要用不作任何表面处理,成本高。

图面审核

要编写零件的工艺流程,首先要知道零件图的各种技术要求;则图面审核是对零件工艺流程编写的最重要环节。
1.检查图面是否齐全。
2.图面视图关系,标注是否清楚,齐全,标注尺寸单位。
3.装配关系,装配要求重点尺寸。
4.新旧版图面区别。
5.外文图的翻译。
6.表处代号转换。
7.图面问题反馈与处埋。
8.材料
9.品质要求与工艺要求
10.正式发行图面,须加盖品质控制章。

注意事项

展开图是依据零件图(3D)展开的平面图(2D)
1.展开方式要合,要便利节省材料及加工性
2.合理选择间隙及包边方式,T=2.0以下问隙0.2,T=2-3问隙0.5,包边方式采用长边包短边(门板类)
3.合理考虑公差外形尺寸:负差走到底,正差走一半;孔形尺寸:正差走到底,负差走一半。
4.毛刺方向
5.抽牙、压铆、撕裂、冲凸点(包),等位置方向,画出剖视图
6.核对材质,板厚,以板厚公差
7.特殊角度,折弯角内半径(一般R=0.5)要试折而定展开
8.有易出错(相似不对称)的地方应重点提示
9.尺寸较多的地方要加放大图
10. 需喷涂保护地方须表示

加工流程

根据钣金件结构的差异,工艺流程可各不相同,但总的不超过以下几点。
1、下料:下料方式有各种,主要有以下几种方式
①. 剪床:是利用剪床剪切条料简单料件,它主要是为模具落料成形准备加工,成本低,精度低于0.2,但只能加工无孔无切角的条料或块料。
②. 冲床:是利用冲床分一步或多步在板材上将零件展开后的平板件冲裁成形各种形状料件,其优点是耗费工时短,效率高,精度高,成本低,适用大批量生产,但要设计模具。
③. NC数控下料,NC下料时首先要编写数控加工程式,利用编程软件,将绘制的展开图编写成NC数拉加工机床可识别的程式,让其根据这些程式一步一刀在平板上冲裁各构形状平板件,但其结构 受刀具结构所至,成本低,精度于0.15。
④. 镭射下料,是利用激光切割方式,在大平板上将其平板的结构形状切割出来,同NC下料一样需编写镭射程式,它可下各种复杂形状的平板件,成本高,精度于0.1.
⑤. 锯床:主要用下铝型材、方管、图管、圆棒料之类,成本低,精度低。
1. 钳工:沉孔、攻丝、扩孔、钻孔
沉孔角度一般120℃,用于拉铆钉,90℃用于沉头螺钉,攻丝英制底孔。
2. 翻边:又叫抽孔、翻孔,就是在一个较小的基孔上抽成一个稍大的孔,再攻丝,主要用板厚比较薄的钣金加工,增加其强度和螺纹圈数,避免滑牙,一般用于板厚比较薄,其孔周正常的浅翻边,厚度基本没有变化,允许有厚度的变薄30-40%时,可得到比正常翻边高度大高40-60%的高度,用挤薄50%时,可得最大的翻边高度,当板厚较大时,如2.0、2.5等以上的板厚,便可直接攻丝。
3. 冲床:是利用模具成形的加工工序,一般冲床加工的有冲孔、切角、落料、冲凸包(凸点),冲撕裂、抽孔、成形等加工方式,其加工需要有相应的模具来完成操作,如冲孔落料模、凸包模、撕裂模、抽孔模、成型模等,操作主要注意位置,方向性。
4. 压铆:压铆就本公司而言,主要有压铆螺母、螺钉、松不脱等,其是通过液压压铆机或冲床来完成操作,将其铆接到钣金件上,还有涨铆方式,需注意方向性。
5. 折弯;折弯就是将2D的平板件,折成3D的零件。其加工需要有折床及相应折弯模具完成,它也有一定折弯顺序,其原则是对下一刀不产生干涉的先折,会产生干涉的后折。
l 折弯条数是T=3.0mm以下6倍板厚计算槽宽,如:T=1.0、V=6 .0 F=1.8、T=1.2、V=8、F=2.2、T=1.5、V=10、F=2.7、T=2.0、V=12、F=4.0
l 折床模具分类,直刀、弯刀(80℃、30℃)
l 铝板折弯时,有裂纹,可增加下模槽宽式增加上模R(退火可避免裂纹)
l 折弯时注意事项:Ⅰ图面,要求板材厚度,数量; Ⅱ折弯方向
Ⅲ折弯角度;Ⅳ折弯尺寸;Ⅵ外观、电镀铬化料件不许有折痕。
折弯与压铆工序关系,一般情况下先压铆后折弯,但有料件压铆后会干涉就要先折后压,又有些需折弯—压铆—再折弯等工序。
6. 焊接:焊接定义:被焊材料原子与分子距京达晶格距离形成一体
①分类:a 熔化焊:氩弧焊、CO2焊、气体焊、手工焊
b 压力焊:点焊、对焊、撞焊
c 钎焊:电铬焊、铜丝
② 焊接方式:a CO2气体保护焊
b 氩弧焊
c 点焊接等
d 机器人焊
焊接方式的选用是根据实际要求和材质而定,一般来说CO2气体保护焊用于铁板类焊搠;氩弧焊用于不锈钢、铝板类焊接上,机器人焊接,可节省工时,提高工作效率和焊接质量,减轻工作强度。
③ 焊接符号:Δ 角焊, Д、I型焊, V型焊接, 单边V型焊接(V) 带钝边V型焊接(V), 点焊(O), 塞焊或槽焊(∏),卷边焊(χ), 带钝边单边V型焊(V), 带钝之U型焊, 带钝的J型焊,封底焊, 逢焊
④ 箭头线和接头
⑤ 焊接缺失及其预防措失
点焊:强度不够可打凸点,强加焊接面积
CO2焊:生产率高,能源消耗少,成本低,抗锈能力强
氩弧焊:溶深浅,溶接速度慢,效率低,生产成本高,具有夹钨缺陷,但具有焊接质量较好的优点,可焊接有色金属,如铝、铜、镁等。
⑥ 焊接变形原因:焊接前准备不足,需增加夹具
焊接治具不良改善工艺
焊接顺序不好
⑦ 焊接变形效正法:火焰效正法 振动法 锤击法 人工时效法

3应用

钣金车间加工部件的加工步骤为:产品前期试验、产品加工试制和产品批量的生产。在产品加工试制步骤时,应及时与顾客沟通联系,得到相应加工的评价之后,再进行产品批量的生产。
激光打孔技术是激光材料加工技术中最早实现实用化的激光技术。钣金车间中激光打孔一般采用的是脉冲激光,能量密度较高,时间较短,可以加工1μm的小孔,特别适用于加工具有一定角度和材料较薄的小孔,还适合加工强度硬度较高或较脆较软材料的零件上的深小孔和微小孔。
激光可实现燃气轮机的燃烧器部件打孔加工,打孔效果可实现三维方向,数量可达到上千个。可打孔的材料包括不锈钢、镍铬铁合金和哈斯特洛依(HASTELLOY)基合金。激光打孔技术不受材料的力学性能影响,实现自动化比较容易。
在激光打孔技术的发展下,激光切割机实现了自动化的操作,在钣金行业上面的应用改变了传统钣金技术的加工方法,实现了无人操作,大大提高了生产效率,实现全程全自动的操作,带动了钣金经济的发展,在打孔效果方面提升了一个档次,加工效果赫然显著。

4常用材

1.镀锌钢板SECC
SECC的底材为一般的冷轧钢卷,在连续电镀锌产线经过脱脂、酸洗、电镀及各种后处理制程后,即成为电镀锌产品。SECC不但具有一般冷轧钢片的机械性能及近似的加工性,而且具有优越的耐蚀性及装饰性外观。在电子产品、家电及家具的市场上具有很大的竞争性及取代性。例如电脑机箱普遍使用的就是SECC。
2. 普通冷轧板SPCC
SPCC是指钢锭经过冷轧机连续轧制成要求厚度的钢板卷料或片料。SPCC表面没有任何的防护,暴露在空气中极易被氧化,特别是在潮湿的环境中氧化速度加快,出现暗红色的铁锈,在使用时表面要喷漆、电镀或者其他防护。
⒊ 热浸镀锌钢板SGCC
热浸镀锌钢卷是指将热轧酸洗或冷轧后之半成品,经过清洗、退火,浸入温度约460°C的溶融锌槽中,而使钢片镀上锌层,再经调质整平及化学处理而成。SGCC材料比SECC材料硬、延展性差(避免深抽设计)、锌层较厚、电焊性差。
4. 不锈钢SUS304
使用最广泛的不锈钢之一,因含Ni(镍)故比含Cr(铬)的钢较富有耐蚀性、耐热性,拥有非常好的机械性能,无热处理硬化现象,没有弹性。
5.不锈钢SUS301
Cr(铬)的含量较SUS304低,耐蚀性较差,但经过冷加工在冲压加工中能获得很好的拉力和硬度,弹性较好,多用于弹片弹簧以及防EMI。
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