鈑金件制作中的選材、表面處理及加工工藝研究

撰文/薛飛

■301802 日立樓宇設(shè)備制造（天津）有限公司 天津

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鈑金件制作中的選材、表面處理及加工工藝研究

撰文/薛飛

■301802 日立樓宇設(shè)備制造（天津）有限公司 天津

鈑金件是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品精加工的產(chǎn)物，主要是為了滿足產(chǎn)品的外觀需求，而且與一般工件相比，鈑金件具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、量產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在新產(chǎn)品的研發(fā)中占據(jù)著非常關(guān)鍵的位置。不過，在不同的產(chǎn)品和不同的場合，對于鈑金件有著不同的要求，需要相關(guān)技術(shù)人員切實(shí)做好鈑金件的選材、加工以及表面處理工作，才能夠保證鈑金件的質(zhì)量和使用效果。關(guān)鍵詞：鈑金件；選材；表面處理；加工工藝

鈑金是指針對金屬薄板（一般指小于6mm的金屬板）的一種綜合冷加工工藝，包括剪、切、沖、折、焊接、拼接、鉚接、成型等，在機(jī)電、汽車、輕工等領(lǐng)域有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國的工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，鈑金技術(shù)也成為產(chǎn)品研發(fā)中的重要環(huán)節(jié)，在很大程度上影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，需要得到技術(shù)人員的高度重視。

鈑金件的選材

在鈑金件制作中，根據(jù)用途的不同，使用的材料會存在一定的差異，其在加工方式上也各不相同。因此，需要首先做好鈑金件的選材工作，這里對一些常見的鈑金材料進(jìn)行簡要分析：

a銅板材

包括了黃銅、紫銅等，由于銅具備良好的導(dǎo)電性能，因此多用于一些電氣設(shè)備元件，對其表面進(jìn)行鍍鉻、鍍鎳處理，進(jìn)一步提升性能，不過相比較其他材料，銅材料的成本較高，在進(jìn)行選擇時(shí)需要考慮成本問題。

b鋁板材

鋁板具有價(jià)格低廉、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，多用于各類箱體的制作，需要使用鉻酸鹽對其表面進(jìn)行處理，或者通過導(dǎo)電、化學(xué)等方式，進(jìn)行相應(yīng)的氧化處理［1］。

c不銹鋼板材

不銹鋼具有良好的不銹性，能夠耐空氣、蒸汽、水等若腐蝕介質(zhì)，因此在鈑金件的制作和加工中被廣泛使用。比較常見的鈑金件不銹鋼板材包括三種：一是熱軋鋼板，即以初軋板或者鑄板坯為基礎(chǔ)，經(jīng)加熱除磷后粗軋而成的鋼板，其在尺寸精度上相對較差，而且常見有折邊等缺陷，一般用于車輛、船舶以及橋梁等結(jié)構(gòu)件的制作；二是冷軋鋼板，主要是在低于再結(jié)晶溫度的環(huán)境中，對鋼板進(jìn)行再次軋薄所形成的鋼板，具有厚度均勻、表面光滑、成型簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，而且方便進(jìn)行油漆和電鍍處理，有著廣泛的適用性；三是鍍鋅板，指在鋼板表面鍍上一層厚度在10微米以上的鋅層，從而提升其抗腐蝕性能，多用于需要輕度防腐的結(jié)構(gòu)件。

鈑金件的表面處理

鈑金件常見的表面處理工藝主要包括以下幾種：

a電鍍：將加工好的鈑金件放置在電鍍液中，在電場的作用下使得帶電粒子能夠附著在鈑金件表面，形成鍍層。電鍍屬于一種化學(xué)變化，根據(jù)使用材料的不同，可以在鈑金件的表面產(chǎn)生不同的效果，例如，鍍鎳能夠使得工件的外觀更加精致，提升其抗腐蝕性和耐磨性；鍍金可以改善陰抗，提升信號效果；鍍鉛則能夠提升工件的焊接能力。

b電泳：電泳與電鍍相似，不過并非是在電場，而是在陰陽兩級的作用下，使得帶電涂料粒子在鈑金件表面沉積形成涂層，同樣屬于化學(xué)變化。電泳所形成的涂層光滑、均勻，具有透氣性好、耐腐蝕、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)，對于涂料的利用率較高。但是其設(shè)備相對復(fù)雜，需要投入大量的資金。

c噴粉：主要是在電場力的作用下，將被極化的粉末均勻附著到與其極性相反的鈑金件表面，屬于一種物理變化，具有處理效率高、涂料利用率高以及可循環(huán)利用的特點(diǎn)，結(jié)合相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)自動涂裝［2］。

d浸塑：將鈑金件放置在熔融材料中加熱，確保受熱后的金屬能夠與熔融材料相互結(jié)合，從而在表面形成具有一定厚度的鍍層，屬于物理變化。

鈑金件的加工工藝

a工藝流程

結(jié)合鈑金材料自身的特性，以及鈑金件的具體結(jié)構(gòu)形式，可以對其加工工藝流程進(jìn)行適當(dāng)改變，以滿足不同鈑金件的性能需求。不過總體來講，其主要加工工藝的流程是相對固定的，包括幾個(gè)方面的內(nèi)容：

①下料：現(xiàn)階段，從安全性和效率性等方面考慮，鈑金件的下料通常都是由機(jī)械完成的，包括了剪、沖、鋸、鐳射、線切割等，技術(shù)人員需要熟練掌握不同下料方式的特點(diǎn)，做好相應(yīng)的管理，以保證下料質(zhì)量。一是剪，簡單來講，就是利用剪床，將預(yù)先準(zhǔn)備好的鈑金材料依照工件的設(shè)計(jì)尺寸要求，剪切成簡單的條狀或者塊狀，以方便進(jìn)行后續(xù)加工。剪切下料屬于粗加工，成型速度快而且成本低廉，不過在加工精度上相對較差；二是沖，利用沖床設(shè)備，將板材沖壓成預(yù)定的形狀，與剪切加工相比，沖床加工的效率較高，而且精度也更高，便于實(shí)現(xiàn)工件的批量生產(chǎn)。不過，沖床加工需要預(yù)先制作模具，會在一定程度上增加成本投入；三是鋸，一般用于對鋁板的加工，成本低廉，不過精度同樣不高；四是鐳射，這種下料方式比較復(fù)雜，需要首先進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程，將工件的尺寸參數(shù)輸入到系統(tǒng)中，引導(dǎo)激光鐳射對板材進(jìn)行切割，多用于形狀復(fù)雜而且精度要求高的工件的加工；五是線切割，這是一種利用電極進(jìn)行板材加工的方法，能夠同時(shí)對復(fù)數(shù)板材進(jìn)行加工，同樣需要以計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行引導(dǎo)，具有精度高，單件成本低的有點(diǎn)，不過只能用于平面板材的加工［3］。

②加工：鈑金件的加工與下料相同，都存在著多種不同的方式，一是鉗，主要用于板材攻絲、沉孔、鉆孔以及擴(kuò)孔等的加工，以沉孔加工為例，如果為90°，采用沉頭螺釘，如果為120°，則采用鉚釘；二是翻邊，主要是針對鈑金小孔的二次加工，形成更大的孔，以方便進(jìn)行攻絲，適用于厚度較薄的鈑金件的加工，能夠在提升孔的強(qiáng)度的同時(shí)，通過增加螺紋圈的方式，防止出現(xiàn)滑牙現(xiàn)象；三是沖壓，能夠?qū)η薪?、凸包等?fù)雜成形工藝進(jìn)行加工；四是壓鉚，通過液壓動力實(shí)現(xiàn)沖床操作，能夠用于螺釘、螺母和松不脫等的加工；五是折彎，能夠?qū)⑵矫姘宀募庸こ扇S工件，需要用到相應(yīng)的模具，而且如果需要進(jìn)行多處折彎，從操作的便利性和工件質(zhì)量考慮，需要嚴(yán)格依照相應(yīng)的順序進(jìn)行加工，以確保先折出的彎不會對下一道工序造成影響。通常情況下，對于厚度在3mm以下的板材，折彎槽的寬度不能低于板厚度的6倍［4］。

b注意事項(xiàng)

一方面，需要做好模具的選擇。例如，在進(jìn)行折彎加工時(shí)，常用的加工模具包括了直刀以及不同角度的彎刀，而沖壓加工中同樣需要用到專用的模具與卡具，在長期的使用過程中，這些模具可能會出現(xiàn)損壞，從而影響工件的加工精度和加工質(zhì)量。因此，如果發(fā)現(xiàn)工件誤差有增大的趨勢，需要立即停止加工，對模具進(jìn)行相應(yīng)的檢查和更換。另一方面，應(yīng)該關(guān)注折彎的操作。在進(jìn)行折彎操作前，需要首先明確待加工的板材的厚度，確定折彎的數(shù)量及方向，然后進(jìn)行放線工作。應(yīng)該結(jié)合折彎的角度，對壓彎過程中的道具和力度進(jìn)行選擇，同時(shí)，如果工件對于外觀有要求，則應(yīng)在對經(jīng)過表面處理的板材進(jìn)行加工時(shí)，需要適當(dāng)調(diào)整設(shè)備，避免折彎過程中留下壓痕，影響外觀［5］。

結(jié)語

總而言之，在工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，工業(yè)技術(shù)持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新的今天，鈑金加工技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域中得到了應(yīng)用和推廣，發(fā)揮著非常重要的作用。在進(jìn)行鈑金件的加工制作時(shí)，需要做好選材和表面處理，并根據(jù)工件確定加工工藝，以確保工件的加工質(zhì)量和加工精度，滿足社會發(fā)展的各種需求。

參考：

［1］李小懷.鈑金件加工工藝分析［J］.科技與創(chuàng)新，2015，（15）：89-90.

［2］黃芹.鈑金加工工藝研究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（5）：34.

［3］關(guān)偉.數(shù)控機(jī)床與鈑金加工工藝［J］.科技資訊，2014，（18）：73.

［4］丁旋，孫丹.數(shù)控機(jī)床鈑金零部件的結(jié)構(gòu)分析［J］.科技與企業(yè)，2013，（6）：290.

［5］邵燕.淺述飯金加工的相關(guān)工藝及表面處理［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2015，（10）：12.

薛飛（1983.10—），男，陜西興平人，本科，工程師，研究方向：機(jī)械電子工程。