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      鈑金件制作中的選材、表面處理及加工工藝研究

      2016-02-04 18:58:50撰文薛飛
      中國機(jī)械 2016年8期
      關(guān)鍵詞:表面處理鈑金件加工工藝

      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。

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