板金加工.docx

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板金加工

板金加工

钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义，根据国外某专业期刊上的一则定义可以将其定义为：

钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。

其显著的特征就是同一零件厚度一致。

钣金介绍

1.钣金加工工艺的方法主要有下料,成型,铆接,焊接如（图示1）

1．数控冲床下料。

2。

LASER下料3。

等离子切割下料

数控机床下料

下料

钣金加工工艺

1．剪床下料。

2。

冲床下料

剪冲床下料

1．数控折床成型。

2。

普通折床成型。

3。

智能折床成型

成型

折弯成型

1．普通冲床成型。

2。

高速冲床成型。

冲压成型

CO2焊接

1．手工CO2焊接。

2。

机器人CO2焊接

焊接

1．手工Ar弧焊接。

2。

机器人Ar弧焊接

Ar弧焊接

电阻焊接

铆接

1．螺钉。

2。

螺母。

3。

螺柱。

4。

POP

PEM铆接

1．螺钉。

2。

螺母。

3。

抽蕊铆钉等

螺纹铆钉连接

图示1

2．钣金加工所使用的设备及工作原理：

2.1数控冲床工作原理:

上下模固定,工作台移动带动板材移动来冲切板材,加工出所需要的工件形状,在冲切过程中,板材的截面大致可分以下四层.R角（5%）光滑面（60%）撕裂面（30%）毛刺面（5%）可切板厚最厚达4MM.特点:

精度高,加工灵活.缺点:

受模具限制.

图示2

2.2数控机床的设备主要有：

TRUMPF系列，FINN-POWER系列，TAILIFT系列，AMADA系列等等.

2.3激光机的工作厚理:

利用凹凸镜焦集激光发生器中光子的能量熔化金属材料,再利用高压保护气体N2或O2等辅助气体吹除熔解部分来加工.最大板厚可加工到20mm.特点:

精度高,加工灵活,不受模具限制.缺点:

效率较低,加工成本高.

2.4激光机的设备主要有：

TRUMPF系列，HANKWANG系列，

2.5等离子切割机:

主要是利用电子的能量来熔化金属,切割板材.

2.6剪冲床下料:

剪床下料只能切工件的最大外形,必须配合冲床,才能加工出所需工件之形状.剪冲下料的特点:

效率高适合大批量生产之产品.

2.7剪冲床的设备主要有：

数控剪床系列,普通剪床系列,普通冲床系列,高速冲床系列等.

2.8折床折弯成型工作原理：

将上.下模分别固定于折床的上.下工作台,利用伺服马达（液压）传输驱动工作台的相对运动,结合上.下模的形状,从而实现对板材的折弯成形.（如图3）

图示3

2.9折弯成型的设备主要有：

AMADA系列，YITAI系列，GASPARINI系列，PAS系列，江苏亚威系列等等.

2.10冲压成型工作原理：

利用电机驱动飞轮产生的动力驱动上模,结合上.下模的相对形状,使板材发生塑性变形,实现对产品的加工需要.

2.11冲压折弯成型的设备主要有：

普通冲床系列,高速冲床系列等.

2.12CO2焊接加工原理:

用保护性气体（CO2）将空气和熔化金属机械隔离,防止熔化金属氧化和氮化.主要用于焊接铁材,特点:

连接牢固,且密封性能好,缺点:

焊接时易产生变形.CO2焊接设备主要分为机器人CO2焊机（日本安川系列）和手工CO2焊机（三社系列和太阳系列）.

2.13Ar弧焊主要用于焊接铝材和不锈钢材料.其加工原理及优缺点和CO2一样,设备也分为机器人焊接（日本安川系列）和手工焊接（松下系列和MILLER系列）.

2.14电阻焊接工作原理:

利用电流通过焊件产生的电阻热,熔化焊件加热使焊件连接起来.设备主要有松兴系列,奇隆系列等.

2.15PEM类铆接主要是将螺钉或螺母铆于待连接件上,通过螺纹连之方式实现与其它零件的连接.

2.16PEM类铆接的设备主要有：

压铆机,POP枪等.

2.17螺纹,铆钉连接主要是指通过使用螺钉（栓）,螺母,抽蕊铆钉,等紧固件直接连接两个或多个零件.

（展开画法图例）

加工类型

图例

注解

一般角度

的折弯:

ab

1.折弯线两边为展开前直边部分,折弯线之间为变形区部分,如图a所示:

2.若变形区宽度小于0.15,则在展开图上仅保留近靠近基体的折弯线,如图b所示:

3.折弯线置于BEND层;

段差

1.折弯内转角处倒零角

2.折弯线两边为展开前两端直边部分;

3.折弯线置于BEND层.

反折压平

1.折弯线按150°折弯时的画法,即将基体料内边界作为一条折弯线,向外偏5/3K后作为另一条折弯线.（K为90°清角折弯时系数）

2.折弯线置于BEND层

其它形式的折弯

1.折弯线两边为展开前直边部分,折弯线之间为变形区部分,如图a所示:

2.折弯线置于BEND层;

附件（展开画法图例）

加工类型

图例

注解

前加工抽孔

1.展开图上保留抽孔直边的投影线,并根据其是否可见将其换至PREP或PREPHID层;

2.展开后的预冲孔置于LASER层.

前加工反折压平

1.展开图上保留抽孔直边的投影线,并根据其是否可见将其换至PREP或PREPHID层;

2.展开后的预冲孔置于LASER层.

前加工抽形

1.如图所示,转角最小内形与最大外形处倒零角;

2.展开图上保留抽形转角最小内形与最大外形的投影线,并根据其是否可见将其换至PREP或PREPHID层;

其它形式的抽形

1.如图所示,转角最小内形与最大外形处倒零角;

2.展开图上保留抽形转角最小内形与最大外形的投影线,并作如下处理:

a若为前加工工段加工,则根据其是否可见将其换至PREP或PREPHID层;

b.若为折床加工,则将其换至BEND层.

3.若投影线间距小于0.15,则只画出最外两条投影线即可,如图所示:

展开画法图例

加工类型

图例

注解

沙拉孔

1.展开图上保留沙拉孔的投影线,并根据其加工方式将其换至PREP或NCT层;

2.预孔置于LASER或NCT层

铆五金零件

1.展开图上保留五金件的内外圈投影线,并将其换至PREP层;

2.预孔置于LASER或NCT层

抽（牙）孔

1.展开图上保留抽孔直边的投影线,并根据其加工方式将其换至PREP或NCT层;

2.展开后的预冲孔置于LASER或NCT层

压（印）字

1.将字符图元按加工方式置于NCT﹑PREP或MARK层.

印字由前加工完成,压字由NCT或折床加工,当由折床加工时,字符图元置于MARK层

2.在展开图中须用引出线注明方向及加工方式,

六.常见的表面处理

1.铬酸盐处理

目的:

提高金属或金属镀层的抗腐蚀性

提高金属对漆层或其他有机涂料的粘附能力

避免金属表面受污染

获得带色的装饰外观

溶液主要成份:

六价铬酸盐

活化剂:

硫酸,硝酸盐,醋酸盐,甲酸盐等.

1.1铜及铜合金铬酸盐处理

作用:

铜及铜合金铬酸盐钝化,不仅能提高抗腐蚀性而且还可以使表面抛光.

铜及铜合金表面污物较严重时需要先在冷的乳化剂中浸泡再用爇的乳化液清洗,然后用水清洗再进行件硷除油.

1.2铝及铝合金铬酸盐处理

铝及铝合金铬酸盐处理可以在其上获得与阳极化完全不同的化学转化膜其组成复杂的化合物,其次是在与膜层具有一定防护性能的同时,并不导致零件尺寸及其导电性产生明显的影响.此外,铝上铝酸盐膜的高频传导性相当高.

1.3缺陷:

铬酸盐处理对零件的本身影响不大,但对普通材质的五金零件具有腐蚀作用,使五金零件变黑,因此必须考虑五金零件的铆合工艺安排.不锈钢的五金件则不会出现这种现象.

2.磷酸盐皮膜处理

用酸式磷酸盐处理金属零件时,在其表面上得到磷酸盐覆盖层,称为磷化.磷化膜具有耐磨性并可降低磨擦系数还可以提高电绝缘性能.

2.1目的:

防止金属腐蚀.

2.2磷化过程中产生的缺陷及原因

缺陷

状态

产生原因

金属表面无磷化膜

表面不变或发黑

油锈去除不干净

磷化膜上起白霜

磷化膜上覆盖一层

均匀细致的白色粉末

氧化剂过量

温度高

磷化膜上有斑点

发花,色泽不均匀

磷酸盐溶液变成酱油色

前处理除油不良

表面锈和氧化膜未除凈

磷化膜耐腐蚀性

差或泛黄

表面呈铁锈的黄色

表面有残酸

磷化处理工艺要求:

磷化膜颜色应是灰色至浅深灰色.膜层必须连续,均匀,结晶细致,无疏松膜严重挂灰划伤白点手印锈斑

2.3金属钝化

金属表面的钝化就是用化学方法,使金属表面形成一种钝化膜,这种钝化膜在一般大气中能耐腐蚀以防金属在防腐施工前生锈,这种改善金属表面的办法称为钝化.（铝材的钝化前一般采用化学氧化）

常用钝化剂:

硝酸盐,亚硝酸盐,铬酸盐,重铬酸盐等.

2.4缺陷:

磷酸盐处理对零件的本身影响不大,但对普通材质的五金零件具有腐蚀作用,因此必须考虑五金零件的铆合工艺安排.

3.氧化

包括发蓝或发黑.将铁件放入含苛性钠硝酸钠溶液中处理,使零件表面生成一层很薄的黑色氧化膜的过程,称为氧化处理,简称发蓝或发黑.

作用:

一般用来提高零件表面的抗蚀能力,并得到美丽的外观,如五金零件,弹簧,铝材等的氧化发黑.（对零件尺寸及精度无显着影响）

铝材的氧化:

铝及其合金在化学氧化处理后,在海水硫酸盐溶液以及乙醇等`腐蚀性介质中都有良好的抗腐蚀性能.一般有喷砂或拉丝预处理.

阳极氧化:

阳极氧化主要用在铝及铝合金的表面处理中,能显着提高铝及其合金制品的耐蚀性,耐磨性,同时吸附涂料与色料的能力也很强.当阳极氧化膜用于金属防护时,往往要与其它防护层（如油漆涂层）,组成多元防护层此时,阳极氧化膜常作为底层,一方面使表面防护层同基体有良好的结合,另一方面又可在表面防护层局部损坏或者被腐蚀介质穿透时,防止表面防护底下的金属腐蚀扩展.

镁合金的阳极氧化:

氧化后膜质脆而多孔,一般只作装饰及中间工序防护,很少单独使用,一般都要进行喷涂油漆,树脂或塑料等有机涂层.

铜和铜合金的阳极氧化:

氧化后获得半光泽蓝黑色氧化膜（主要是黑色氧化铜组成）膜层很薄,防护性不高,性脆而不耐磨,不能承受弯曲和冲击,只适宜在良好条件下工作或仪表内部零件的防护和装饰.经浸油或浸漆后,防护性能有所提高.

4.喷砂处理

4.1干式喷砂处理:

利用压缩气体或高速旋转的叶轮,将磨料加速冲墼基体表面,去除油污,锈及残留物,使基体表面清洁,粗化,还能使表面产生内应力,对提高疲劳强度有利.

4.2砂粒的种类及主要成分:

种类

激冷钢砂

纯氧化铝

金刚砂

标准砂

主要成分

Fe

Al2O3

铁石英

石英

注:

非喷涂区涂刷防粘涂料,以便喷涂完毕后,此位置的涂层能够迅速去除.

4.3喷砂工艺处理注意事项:

喷砂前表面必须清洁,无油,不潮湿,以免污染砂粒.

喷砂受高压气体冲击,使工件容易变形,因此要有坚实的治具作支撑体,强大的气流导至砂粒四浅,薱接触面的五金零件有一定的影响.

在外力的作用下（如折弯,模具成形等）易使已喷砂工件的砂粒脱落或造成明显的压痕.

砂粒的型号与规格的种类比较多,应根据客户的要求及零件的尺寸,形半及硬度进行选择.

5.拉丝处理

5.1定义:

利用砂纸在一定的压力下使工件的表面形成均匀的纹路.

5.2拉丝的工艺处理:

（1）不同型号的砂纸所形成的纹路也不一样,砂纸的型号越大,砂粒越细所形成的纹路也就越浅,反之,砂纸的型号越小,砂粒越粗所形成的纹路也就越深.因此在工程图面上必须注明砂纸型号.

（2）拉丝具有方向性:

工程图面上必须注明是直纹还横纹拉丝（用双箭头表示）.

（3）拉丝工件的拉丝面不能有任何凸起部分,否则会将该凸起部分拉平.

注:

一般情况下拉丝后须再作电镀,氧化等处理.如:

铁材电镀,铝材氧化.

由于拉丝机的缺陷,小工件及工件上有比较大的孔时,须考虑设计拉丝治具,以避免拉丝后,导致工件品质不良.

样品中心的拉丝机功能及注意事项:

在拉丝前须根据材料的厚度调整拉丝机至适当高度.

输送带速度越慢,研磨得越细,反之越粗.

进给深度太大,则工件表面会烧伤,因此每次进给不应太多,应在0.05mm左右.

压筒的压力太小,会压不紧工件,工件受滚轮离心力作用被甩出来,压力太大会加大研磨阻力,影响研磨效果.

样品中心的拉丝机有效拉丝宽度不超过600mm.如果长度方向大于600mm而宽度方向小于600mm则必须注意拉丝方向,因拉丝方向是沿材料进给方向.

6.研磨处理

6.1定义:

研磨与拉丝类似,利用砂纸在一定的作用力下使工件的表面形成纹路.

6.2研磨的工艺处理:

（1）研磨所用的砂纸型号一般是比较大,砂粒较细,因此在研磨的表面形成的纹路较浅,

（2）研磨与作用力有很大的关系,作用力越大纹路越明显,但研磨所形成的纹路没有明显的方向性,通常呈环状.

表面如有凸起部分对研磨有一定的影响,在凸起的周围研磨有一定难度,所以优先考虑在平面上研磨.

注:

事实上研磨是将原有工件材料的表面进行破坏,得到光滑的表面后再进行其它表面处理.在研磨前一般不会有其他的表面处理.如:

电镀,铬酸盐处理均在其后.

7.电镀

7.1在工件的表面镀上一层金属薄膜,使其具有防腐,耐磨,润滑,电导性等作用.如:

镀白锌,彩锌,镀铜等

7.2电镀一般要求及工艺处理:

（1）工件的表面不能有明显划碰痕迹及无法清除的锈斑.

（2）不锈钢五金零件的电镀很容易脱落镀层,一般不锈钢材料不要求电镀,如有遇到该工件须铆不锈钢五金零件且须电镀时,在工艺安排时必须仔细考虑.如电镀后再铆对工件有影响时,此时有必要改变五金零件的材质.（例:

将不锈钢改成快削钢）

（3）一般情况是先折弯再电镀,如工件太大（长超过1000mm）时,须对电镀商进行咨询是否能先电镀,因折后再镀在运输过程中工件容易受到影响.

注:

电镀后再折弯的不良现象是在折弯处电镀层容易开裂或脱落,时间一长会导致工件生锈.

（4）压死边的工件电镀后死边处的残液会渗透出来腐蚀工件,工艺上是先预留0.3mm的间隙,电镀后再将其压死或征求客户意见在压死边处预留间隙.

（5）电镀的工件应强调加工人员加强防锈意识（如戴手套作业,刷防锈油等）,工件上有手印会导致电镀后出现花斑,水印等不良现象.

（6）如果是需要组装的工件,一般情况下是先电镀再组装,否则容易使工件出现变形,松动及电镀不良等现象.（如:

抽孔铆合可电镀后再铆合）

（7）弹簧螺钉的铆合是在电镀后进行.（如铆弹簧螺钉的工件需电镀,通常是电镀后再铆）

7.3不同材料的镀层规格

底金属材料

零件类别

镀层类别

使用条件

镀层厚度（μm）

碳

钢

一

般

结

构

零

件

铜/铬/镍

Ⅰ

24~29

Ⅱ

12~15

Ⅲ

6~9

锌

Ⅰ

18~22

Ⅱ

12~15

Ⅲ

6~9

镉

Ⅰ

12~15

Ⅱ

9~12

Ⅲ

6~9

紧

固

零

件

锌

Ⅰ

12~15

Ⅱ

9~12

Ⅲ

6~9

镉

Ⅰ

12~15

Ⅱ

9~12

弹

性

零

件

锌

ⅠⅡ

12~15

Ⅲ

6~9

镉

ⅠⅡ

9~12

Ⅲ

6~9

铜

和

铜

合

金

一般结

构零件

铬/镍

Ⅰ

9~11

ⅡⅢ

6~9

镍或高锡青铜

Ⅰ

9~12

ⅡⅢ

6~9

紧固零件

镍或高锡青铜

6~9

弹性零件

镍

6~9

注:

镀层脱落的原因有1.工件镀前清洗不彻底2.镀液不良有杂质等.

8.烤漆

8.1俗称:

喷油,喷粉.即在工件的表面喷上一层漆.

8.2烤漆前的表面处理:

除锈,除油,磷化处理.

烤漆对工件一般要求及工艺处理:

（1）烤漆对工件表面要求平整,凹凸不平影响外观.

（2）在要求的烤漆面上如有通孔,工艺安排时须对该孔作单边加0.1mm处理,以避免因烤漆导致该孔减小.

（3）在烤漆面如有通孔螺柱,螺母及直接攻芽螺纹则须注明并特别提醒注意以避免烤漆粘附在螺纹上而导致不良.

（4）烤漆后的工件一般不能受外界的冲击力,如折弯,冲压等.以避免烤漆层脱落.

（5）烤漆工件的表面

（6）烤漆的检验方法:

用单面刀片割刺漆膜,纵横各四条,线距1mm形成边长为1mm的小方格9个随后用胶纸贴紧压实,然后用力突然向斜上方拉开,观察漆膜.

9.丝印

9.1定义:

通过丝网利用丝印油将所要求文字或图案印在工件上.

9.2丝印的工艺要求及注意事项:

（1）丝印工序通常为最后一道加工工序（下一道工序为组装）,而在丝印前都有经过表面处理.如:

电镀,烤漆,氧化等表面处理.

（2）丝印工件的表面虽可有凸起部分但所要求丝印的区域不能凹凸不平,在丝印区域附近不能又有锋利棱角以免丝印时导致丝网破裂.

（3）工件的丝印必须要有定位,工艺安排时必须考虑丝印时能否定位.必要时可追加定位治具.

（4）丝印后的工件必须经过烤炉烤,因此工件上不能有任何经高温而受损伤的物体.

10.抛光

10.1定义:

利用抛光机对工件表面进行处理以得到光亮的表面.抛光机类似砂轮机,它利用的不是砂轮而是形状类似砂轮用布等材料组成的.

10.2优越性:

如普通的不锈钢抛光后可得到类似镜子一样光亮的表面.

点焊后的工件出现熔渣可利用抛光机去除,如用砂轮机则容易磨成高低不平的平面.