鈑金加工工藝難點(diǎn)及改進(jìn)措施研究

馬占瑩

摘 要：在我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大的背景下，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，對(duì)鈑金加工工藝水平的要求也就越來(lái)越高。傳統(tǒng)的鈑金加工工藝技術(shù)與實(shí)際工業(yè)要求存在一定差距，也就決定了鈑金工藝必須隨著科技的發(fā)展而不斷進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：鈑金加工工藝；難點(diǎn)；改進(jìn)措施

1 引言

鈑金加工是當(dāng)今機(jī)械加工中常見(jiàn)工序，在我國(guó)的機(jī)械制造領(lǐng)域的作用越來(lái)越重要。鈑金是一種厚度在6mm以下的金屬薄板通過(guò)一定的沖壓工藝方法按照一定的要求將鈑金的形狀、尺寸和性能進(jìn)行加工。通過(guò)相應(yīng)的剪切、沖切合、焊接、拼接等步驟對(duì)鈑金進(jìn)行加工。鈑金的制造過(guò)程中加工工藝的作用是至關(guān)重要的。

2 鈑金加工工藝概述

鈑金加工就是金屬板材加工。主要工藝有剪切、彎曲成型、表面處理等，鈑金件就是薄板五金件，也就是可以通過(guò)沖壓，彎曲，拉伸等手段來(lái)加工的零件，一個(gè)大體的定義就是在加工過(guò)程中厚度不變的零件。鈑金具有重量輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)電（能夠用于電磁屏蔽）、成本低、大規(guī)模量產(chǎn)性能好等特點(diǎn)，例如在電腦機(jī)箱、手機(jī)、MP3中，鈑金是必不可少的組成部分。隨著鈑金的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，鈑金件的設(shè)計(jì)變成了產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中很重要的一環(huán)，機(jī)械工程師必須熟練掌握鈑金件的設(shè)計(jì)技巧，使得設(shè)計(jì)的鈑金既滿足產(chǎn)品的功能和外觀等要求，又能使得沖壓模具制造簡(jiǎn)單、成本低。鈑金加工一般用到的材料有冷軋板（SPCC）、熱軋板（SHCC）、鍍鋅板（SECC、SGCC），銅（CU）黃銅、紫銅、鈹銅，鋁板，不銹鋼（鏡面、拉絲面、霧面），根據(jù)產(chǎn)品作用不同，選用材料不同，一般需從產(chǎn)品其用途及成本上來(lái)考慮。在現(xiàn)代追求感官的過(guò)程中，表層鈑金屬效果質(zhì)量備受重視，表面處理要做到不生銹、光滑、美觀。因此，就需要在金屬板的表面進(jìn)行電鍍、拋光、烤漆等工藝。因此，為保障產(chǎn)品質(zhì)量，鈑金加工工藝的研究和探索必不可少。

3 鈑金加工工藝的難點(diǎn)

鈑金加工工藝是以手工或模具手法對(duì)金屬薄板進(jìn)行加工，形成目標(biāo)形狀與尺寸，并以焊接或機(jī)械加工手段以形成更為復(fù)雜形狀的成品。鈑金加工的主要流程包括下料、折彎、焊接、表面處理和組裝等，加工出的產(chǎn)品包括電力保護(hù)機(jī)柜、工業(yè)控制機(jī)柜和高低壓開關(guān)柜、通訊機(jī)柜等。鈑金加工需依據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的具體需求而采取對(duì)應(yīng)的、最佳的加工方法，以確保加工出的產(chǎn)品符合美觀、質(zhì)量等具體標(biāo)準(zhǔn)。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，鈑金構(gòu)件的復(fù)雜性越來(lái)越高，鈑金加工所要處理的鈑金件對(duì)工藝技術(shù)的要求也就越來(lái)越高。不同鈑金結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)出的形式不同，設(shè)計(jì)非固定、非模式化，這就給鈑金加工提出了諸多難題，也成為了鈑金加工工藝在提升上的具體難點(diǎn)。

4 鈑金加工工藝的改進(jìn)措施

4.1 下料工藝探究

通常情況下，下料工藝是鈑金零件加工的第一個(gè)步驟，下料方式的選擇是相當(dāng)關(guān)鍵的。產(chǎn)品的外觀我們一般會(huì)將設(shè)計(jì)外觀的零件分為A，B，C三個(gè)等級(jí)的面，A級(jí)面代表直接面對(duì)客戶的零件的外觀面。如果零件的表面有瑕疵客戶可以非常容易的察覺(jué)和發(fā)現(xiàn)，并且可能影響客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的印象的表面。B級(jí)面代表在產(chǎn)品外部且不直接面對(duì)客戶的外觀面。這些零件外觀面可能處于產(chǎn)品的外部的側(cè)面或者后面，當(dāng)產(chǎn)品安裝后，不直接面向客戶。C級(jí)面是指處于產(chǎn)品內(nèi)部的零件表面。對(duì)于這三個(gè)等級(jí)的零件面，將對(duì)我們采取何種下料方式的決定起到?jīng)Q定作用。剪、沖、切割三種方式下料所取得的外觀面不盡相同。對(duì)于A級(jí)外觀面，剪和激光切割將會(huì)是首選的方法，但是如果零件有圓弧角，激光切割則是唯一的方式了。激光技術(shù)可以隨意切割不規(guī)則的形狀，而且切割出的表面質(zhì)量也非常的高。沖，主要是采用沖床進(jìn)行下料，沖床進(jìn)行下料時(shí)，無(wú)法避免的鈑金零件的邊緣會(huì)出現(xiàn)連接刺。這對(duì)于A級(jí)外觀面來(lái)說(shuō)是不可以接受的。切割中的等離子切割和線切割對(duì)于A級(jí)面的切割也是差強(qiáng)人意，這兩種切割方式用于B級(jí)面或者C級(jí)面則會(huì)更加的合適。

4.2 焊接質(zhì)量控制

焊接是鈑金加工中的重要工序，焊接的目的在于使產(chǎn)品外觀更加美觀整潔，且有效處理表面接縫問(wèn)題。焊接中，部分材料采用邊角焊縫便能達(dá)到焊接目的，所以無(wú)需采用表面焊縫方式。從焊縫方法看，需根據(jù)材料與實(shí)際要求選擇不同的方法，如二氧化碳保護(hù)焊、氣焊、手工焊與氬弧焊等。為保證焊接質(zhì)量達(dá)到最佳，除在填充材料上合理選擇外，注意結(jié)構(gòu)內(nèi)部有足夠的空間以滿足焊接要求，防止在空間不足情況下影響焊接質(zhì)量。同時(shí)，部分鈑金相對(duì)較薄，在焊縫處理、焊接時(shí)間上需合理控制，若處理不當(dāng)，將制約加工產(chǎn)品質(zhì)量，甚至出現(xiàn)鈑金變形問(wèn)題。另外，在焊接質(zhì)量控制中，也需從焊點(diǎn)處理上著手，如保證焊點(diǎn)對(duì)稱，防止影響產(chǎn)品美觀，焊縫與焊接點(diǎn)間距嚴(yán)格控制，切忌因間距過(guò)大使承受力降低。焊接結(jié)束，及時(shí)做平整與修光處理，以此使鈑金件的美觀效果得到保障。

4.3 成型工藝探究

成型工藝是鈑金加工中技術(shù)含量較高的工序，無(wú)論是拉伸還是折彎都是很高的精度要求。拉伸方式一般是針對(duì)一些封閉環(huán)形的成型面，拉伸可以獲得精度非常高的成型面，但是投入比較大，成本比較高，而且修改的難度比較高。一般設(shè)計(jì)確認(rèn)之后，基本上不能再進(jìn)行改動(dòng)。折彎一般是用于非封閉的成型面，折彎相對(duì)于拉伸要靈活很多，鈑金設(shè)計(jì)可以進(jìn)行比較靈活的改動(dòng)，改動(dòng)成本也比較低。因此，在做設(shè)計(jì)時(shí)工程師應(yīng)該盡量少選擇拉伸，多選擇折彎的方式。

4.4 完善鈑金孔缺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，遵照設(shè)計(jì)完成孔缺加工

鈑金加工中不可或缺的工序之一是打孔，應(yīng)當(dāng)不斷完善鈑金孔缺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在滿足產(chǎn)品需求的同時(shí)便于過(guò)程加工及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的美觀。首先，孔缺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行，對(duì)孔缺位置、尺寸、數(shù)量和形狀等作精準(zhǔn)定位，完成孔缺的分布和進(jìn)一步的加工規(guī)劃，為加工工序的開展做好設(shè)計(jì)規(guī)劃；其次，在孔缺加工當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)具體問(wèn)題針對(duì)性地優(yōu)化加工工藝。如方孔到根部加工中，做好板材的固定，避免出現(xiàn)拉伸造成孔缺變形影響整體板材的后續(xù)應(yīng)用。此外，在螺紋孔打孔加工中，應(yīng)針對(duì)不同孔缺要求采取對(duì)應(yīng)的打孔方法以獲得最佳的效果。一般情況來(lái)說(shuō)，板厚絲孔型號(hào)在0.8mm以上、2.0以下可采用翻邊攻絲的打孔方法。

4.5 計(jì)算機(jī)輔助工藝

盡管近年來(lái)我國(guó)鈑金加工工藝水平不斷提升，但部分設(shè)計(jì)加工環(huán)節(jié)仍傾向于利用手工形式實(shí)現(xiàn)，其直接導(dǎo)致設(shè)計(jì)與加工效率過(guò)低，且無(wú)法與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要求吻合。在此背景下，部分研究實(shí)踐中提出計(jì)算機(jī)輔助軟件的運(yùn)用，軟件運(yùn)用下以鈑金工件尺寸為依據(jù)，進(jìn)行加工模型的設(shè)計(jì)，這樣在建模下可直接將加工工件還原出來(lái)。同時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助工藝的運(yùn)用也體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)功能系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)用層面，其中的功能系統(tǒng)體現(xiàn)在軟件編程下設(shè)定工藝模塊，然后做鈑金件信息庫(kù)的整合，最后做鈑金件設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程完全通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，既解決傳統(tǒng)手設(shè)計(jì)下效率過(guò)低問(wèn)題，且設(shè)計(jì)精度可得到保障。

4.6 激光加工技術(shù)

近年來(lái)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展背景下，加工領(lǐng)域中逐漸引入較多新的技術(shù)內(nèi)容，如激光鈑金加工技術(shù)的應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)在于方向性好、相干性良好，特別在打孔流程中技術(shù)應(yīng)用較為常見(jiàn)。從該技術(shù)操作原理看，取聚焦板材一點(diǎn)作為焦點(diǎn)，激光找舌下使進(jìn)食氣化熱量產(chǎn)生，操作運(yùn)行較為靈活，可根據(jù)實(shí)際需要隨意調(diào)動(dòng)切克一端位置，加之計(jì)算機(jī)控制操作，對(duì)提高切割精度更能發(fā)揮重要作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

鈑金加工是當(dāng)今機(jī)械加工中常見(jiàn)工序，在我國(guó)的機(jī)械制造領(lǐng)域的作用越來(lái)越重要。鈑金的制造過(guò)程中加工工藝的作用是至關(guān)重要的，對(duì)于最后鈑金是否合格起著決定性的作用。

參考文獻(xiàn)：

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