- 鈑金加工實戰技巧
- 鐘翔山主編
- 9字
- 2020-08-28 16:25:53
第1章 鈑金操作基礎
1.1 鈑金加工的工作內容及過程
鈑金加工是對金屬板材、型材和管材進行冷、熱態分離,變形,裝配,并以焊接、鉚接及螺栓連接等連接方式制造金屬構件的加工。從其加工方式來看,大多是在基本不改變金屬板材、型材和管材等斷面特征的情況下,對原材料進行的冷熱態分離、成形的沖壓加工;從其加工技術來說,主要涉及鉗工、沖壓、金屬切削、焊接、熱處理、表面處理、鉚接、裝配等專業工種或加工技術。
1.1.1 鈑金加工的特點及工作內容
(1)鈑金加工的特點
由于鈑金零件主要運用了沖壓加工技術,而沖壓加工是借助于沖壓設備提供的壓力,通過沖壓模具,使金屬板料發生塑性變形,生產出所需要的具有一定形狀、尺寸零件的加工方式,因此,鈑金加工具有以下特點。
①可以加工出形狀復雜的零件,且生產過程中產生的廢料較少。
②產品具有足夠的形狀、尺寸精度,互換性能好,產品表面質量較好。
③能獲得質量輕、材料消耗少、強度和剛度較高的零件。
④加工大多依賴專用的模具,而模具制造復雜,成本高,因此,只有在大批量生產條件下,其生產的零件成本才能顯著降低。
又由于鈑金零部件的裝配連接主要運用了焊接加工技術,而焊接加工是利用熱能或壓力,或者兩者并用,并且用或不用填充材料等方式,通過利用兩個物體原子間產生的結合實現永久性連接的加工方式,因此,鈑金加工又具有以下特點。
①相對于鍛、鑄件的生產加工,鈑金構件具有重量輕、能節省金屬材料,加工工藝簡單、能降低生產成本,節省生產費用等優點。
②經過焊接加工的鈑金構件,大多加工精度低,且焊接變形大,因此,焊后變形與矯正量較大。
③由于焊接件為不可拆連接,難以返修,因此,需采取合理的裝配方法與裝配程序,以減少或避免廢品,對大型或特大型產品常要進行現場裝配,故應先在廠內試裝,試裝中宜用可拆卸連接臨時代替不可拆卸連接。
④裝配過程中,常需經選配、調整與多次測量、檢驗才可保證產品質量。
冷作鈑金加工是圍繞著板材、型材和管材等原材料而進行的下料、切割、成形、連接等工序的加工,具有其自身的加工特色及特點,因此,形成了自身獨特的加工工作內容和生產流程與操作規范。
(2)鈑金加工的工作內容
①看懂鈑金零件圖 看懂零件圖是鈑金加工的前提,只有看懂零件圖,才能進一步分析清楚零件的結構,了解構件的形狀、組成部分、尺寸和有關技術要求等,從而進行后續的加工。鈑金零件圖既是加工的基礎,也是產品檢驗的依據,是生產中的重要技術文件。
②展開放樣 在看懂鈑金零件圖的基礎上,應根據鈑金構件的材料種類、結構特點、形狀及尺寸要求,在分析和選擇制造工藝的基礎上,通過對所加工構件進行適當工藝處理(如加放加工余量、確定彎曲構件中性層的彎曲半徑等)后進行必要的計算(對于計算過于復雜的零件,生產中也可通過試驗決定)和展開,從而獲得產品制造過程中所需要的用1∶1比例準確繪制的零件全部或部分的展開圖(該展開圖即為放樣圖)、展開數據、劃線或檢驗樣板等。展開放樣是鈑金加工的第一道工序,從本質上說也是制定工藝規程(規定鈑金構件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件)工作內容之一。
工藝規程的編制屬于鈑金構件的生產技術準備,一般由工程技術人員負責完成。但在不同的行業、不同規模的企業,根據構件復雜程度的不同,工藝規程的編制也可能略有不同,或出現由冷作鈑金技師、高級冷作鈑金工負責完成的情況。通常普通冷作鈑金工對展開放樣往往僅需根據相關的展開放樣圖等技術文件,完成對所加工構件展開放樣圖的劃線(號料)、負責制作樣桿、樣板等任務。
③生產加工 根據相關的鈑金加工技術文件,利用各種鈑金加工設備和工具,采用各種加工方法(包括熱處理、表面處理等),制造出符合鈑金零件圖要求的產品。
通常,鈑金加工的基本工序有矯正、放樣、下料、切割、成形、連接裝配(包括焊接、鉚接、咬接及螺紋連接等)等。按工序性質可分為備料、放樣、加工成形和裝配連接四大部分。而切割、成形加工方式中運用最多的為沖壓加工。
沖壓加工根據其加工過程中變形性質的不同,可劃分為分離類工序和變形類工序兩大類。分離類工序是使沖壓件與板料沿要求的輪廓線相互分離,并獲得一定斷面質量的沖壓加工方法;變形類工序是使沖壓毛坯在不產生破壞的前提下發生塑性變形,以獲得所要求的形狀、尺寸和精度的沖壓加工方法。
分離類工序主要包括沖裁(沖孔、落料)、切口、切斷、切邊、剖切等工序,各工序主要特點如下。
a.落料。用模具沿封閉輪廓線沖切板料,切下部分是工件,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-1(a)。
b.沖孔。用模具沿封閉輪廓線沖切板料,切下部分是廢料,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-1(b)。
c.切斷。用剪刀或模具將板料沿不封閉輪廓線分離,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-1(c)。
d.切口。用模具沿不封閉輪廓將部分板料切開并使其下彎,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-1(d)。
e.切邊。用模具將工件邊緣的多余材料沖切下來,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-1(e)。
f.剖切。用模具將沖壓成形的半成品切開成為兩個或數個工件,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-1(f)。

圖1-1 分離類工序及模具簡圖
變形類工序主要包括彎曲、拉深、成形(翻邊、縮口、脹形、起伏成形、整形)冷擠壓等工序,各工序主要特點如下。
a.彎曲。用模具將板料彎成各種角度和形狀,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-2(a)。
b.拉深。用模具將板料毛坯沖制成各種開口的空心件,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-2(b)。
c.起伏成形。用模具將板料局部拉深成凸起和凹進形狀,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-2(c)。
d.翻邊。用模具將板料上的孔或外緣翻成直壁,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-2(d)。
e.縮口。用模具使空心件或管狀毛坯的徑向尺寸縮小,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-2(e)。
f.脹形。用模具使空心件或管狀毛坯向外擴張,使徑向尺寸增大,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-2(f)。
g.整形。將翹曲的平板件壓平或將成形件不準確的地方壓成正確形狀,其工序簡圖及模具簡圖見1-2(g)。
h.冷擠壓。使金屬沿凸、凹模間隙或凹模??诹鲃?,從而使原毛坯轉變為薄壁空心件或橫斷面不等的半成品,其工序簡圖及模具簡圖見圖1-2(h)。

圖1-2 變形類工序及模具簡圖
其中:鈑金加工應用最多的沖壓加工工序主要為:沖孔、落料、切口、切斷、切邊等分離類工序及彎曲、拉深、翻邊等成形類工序。
(3)后續涂裝及檢驗
為提高構件表面的防腐、耐磨、裝飾等功能,完成生產加工的構件常要進行后續涂裝(主要有電鍍、噴漆等)處理;而為保證構件各加工工序及出廠成品的質量,還必須執行嚴格的檢驗制度(包括:加工者本身的自檢及專職檢驗人員的專檢)。
1.1.2 鈑金加工的工藝流程及工藝規程
冷作鈑金加工是圍繞著板材、型材和管材等原材料而進行的下料、切割、成形、連接等工序的加工,具有其自身的加工特色及特點,因此,形成了獨特的工藝流程與操作規范。
(1)鈑金加工的工藝流程
鈑金加工的工藝流程指生產過程中,按一定順序逐漸改變零件形狀、尺寸、材料性能或零部件的裝焊等,直至制造出合乎形狀及尺寸要求的鈑金件所進行的加工全過程,對于一個較復雜的結構件,其生產加工一般要經過材料準備、展開放樣、切割坯料、成形及裝配等諸多工序內容才能完成,又由于冷作鈑金加工常與焊接、金屬切削、熱處理和檢驗等工藝結合,形成完整的產品制造過程,因此,其加工工藝流程常包含上述加工工序內容,如圖1-3所示。

圖1-3 鈑金加工的工藝流程
工藝流程是指導整個零部件加工流程、組織和管理生產加工的重要技術文件。對于不在一個車間甚至一個工廠內完成的零件加工,它又是各車間工序流轉、廠際間分工協作、相互銜接配合的重要依據。
由于工藝流程是對構件中的每一個零部件從原材料到整個構件完成所規定通過的整個路線,所以也稱為工藝路線。
(2)鈑金加工的工藝規程
工藝流程規定了零件的加工流程,而具體的加工內容則是由工藝規程進行指導和控制的。
工藝規程是工藝技術人員根據產品圖紙的要求和該工件的特點、生產批量以及本企業現有設備和生產能力等,在擬訂出的幾種可能工藝方案中進行周密的綜合分析與比較之后,優選出的一種技術上可行、經濟上合理的最佳工藝方案,它是指導零件生產過程的技術文件。在技術文件中,明確了該零件所用的毛坯和它的加工方式、具體的加工尺寸;各道工序的性質、數量、順序和質量要求;各工序所用的設備型號、規格;各工序所用的加工工具(如輔具、刀具、模具等)形式;各工序的質量要求和檢驗方法和要求等。
工藝規程在具體應用時有不同的顯示。一般來說,一個大型復雜鈑金結構件,鈑金工往往需要在電焊工、起重工等專業工種的配合下完成,而鈑金件對于采用壓力加工(如壓力機、油壓機等)直接完成的加工工藝,往往稱為沖壓工藝;對于采用焊接加工進行構件組裝的加工工藝,則往往稱為焊接工藝,而對于組裝加工中既要進行機械加工,又由焊接、鉚接等加工工藝組成時,則直接稱為裝配工藝。其中:較常用的形式是工藝過程卡片。具體格式不同的公司有所不同,但所包含的內容大致相同。主要包括產品的名稱、型號,零件的名稱,材料的牌號、規格、件數,工序的順序號、名稱和內容以及完成各工序所用的工藝設備等。
圖1-4所示零件為某企業產品上的鍋爐前管板,圖1-5為該零件的工藝過程卡片。

圖1-4 鍋爐前管板

圖1-5 前管板工藝過程卡片
工藝卡片中之所以對模具及量具(檢具、樣板)實行代號管理,目的是為便于模具及量具的生產,技術管理需要。
一般來說,具體到所有鈑金件的加工工藝,它也往往不是由一個下料、沖壓車間完成的,許多零件還可能穿插機械加工、熱處理、表面處理等,跨車間、跨部門的作業指導由其相應的工藝規程內容控制,但在不同的行業,特別在加工專業技術要求不高、復雜程度不高的鈑金構件時,也往往編制一份綜合性的工藝規程便可指導生產。