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钣金定义

钣金,bǎn jīn (Metal Plate; SheetMetal in English),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。 现代汉语词典第5版的解释:动词,对钢板、铝板、铜板等金属板材进行加工。

1简介编辑

钣金工艺一般来说基本设备包括剪板机(Shear Machine)、数控冲床(CNC Punching Machine)/激光、等离子、水射流切割机(Cutting Machine)、折弯机(Bending Machine)以及各种辅助设备如:开卷机、校平机、去毛刺机、点焊机等。
通常,钣金工艺最重要的四个步骤是剪、冲/切、折,焊接,表面处理等。
钣金有时也作扳金,这个词来源于英文platemetal,一般是将一些金属薄板通过手工或模具冲压使其产生塑性变形,形成所希望的形状和尺寸,并可进一步通过焊接或少量的机械加工形成更复杂的零件,比如家庭中常用的烟囱,铁皮炉,还有汽车外壳都是钣金件。[1] 
金属板材加工就叫钣金加工。具体譬如利用板材制作烟囱、铁桶、油箱油壶、通风管道、弯头大小头、天圆地方、漏斗形等,主要工序是剪切、折弯扣边、弯曲成型、焊接、铆接等,需要一定几何知识。[2] 
钣金件就是薄板五金件,也就是可以通过冲压,弯曲,拉伸等手段来加工的零件,一个大体的定义就是-
在加工过程中厚度不变的零件. 相对应的是铸造件,锻压件,机械加工零件等,比如说汽车的外面的铁壳就是钣金件,不锈钢做的一些橱具也是钣金件。
现代钣金工艺包括:是灯丝电源绕组、激光切割、重型加工、金属粘结、金属拉拔、等离子切割、精密焊接、辊轧成型、金属板材弯曲成型、模锻、水喷射切割、精密焊接等。
钣金件的表面处理也是钣金加工过程非常重要的一环,因为它有防止零件生锈,美化产品的外观等作用。钣金件的表面前处理的作用主要是去油污,氧化皮,铁锈等,它为表面后处理作准备,而后处理主要是喷(烤)漆,喷塑以及镀防锈层等。
3D软件中,SolidWorks、UG、Pro/E、SolidEdge、TopSolid、CATIA等都有钣金件一项,主要是通过对3D图形的编辑而得到板金件加工所需的数据(如展开图,折弯线等)以及为数控冲床(CNC Punching Machine)/激光、等离子、水射流切割机(Laser,Plasma,Waterjet Cutting Machine)/复合机(Combination Machine)以及数控折弯机(CNC Bending Machine)等提供数据。

2特点编辑

钣金具有重量轻、强度高、导电(能够用于电磁屏蔽)、成本低、大规模量产性能好等特点,在电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等领域得到了广泛应用,例如在电脑机箱、手机、MP3中,钣金是必不可少的组成部分。 随着钣金的应用越来越广泛,钣金件的设计变成了产品开发过程中很重要的一环,机械工程师必须熟练掌握钣金件的设计技巧,使得设计的钣金既满足产品的功能和外观等要求,又能使得冲压模具制造简单、成本低。

3用途编辑

适合于冲压加工的钣金材料非常多,广泛应用于电子电器行业的钣金材料包括:
⒈ 普通冷轧板 SPCC SPCC是指钢锭经过冷轧机连续轧制成要求厚度的钢板卷料或片料。SPCC表面没有任何的防护,暴露在空气中极易被氧化,特别是在潮湿的环境中氧化速度加快,出现暗红色的铁锈,在使用时表面要喷漆、电镀或者其它防护。
⒉ 镀锌钢板SECC SECC的底材为一般的冷轧钢卷,在连续电镀锌产线经过脱脂、酸洗、电镀及各种后处理制程后,即成为电镀锌产品。SECC不但具有一般冷轧钢片的机械性能及近似的加工性,而且具有优越的耐蚀性及装饰性外观。在电子产品、家电及家具的市场上具有很大的竞争性及取代性。例如电脑机箱普遍使用的就是SECC。
⒊ 热浸镀锌钢板SGCC 热浸镀锌钢卷是指将热轧酸洗或冷轧后之半成品,经过清洗、退火,浸入温度约460°C的溶融锌槽中,而使钢片镀上锌层,再经调质整平及化学处理而成。SGCC材料比SECC材料硬、延展性差(避免深抽设计)、锌层较厚、电焊性差。
⒋ 不锈钢SUS301 Cr(铬)的含量较SUS304低,耐蚀性较差,但经过冷加工能获得很好的拉力和硬度,弹性较好,多用于弹片弹簧以及防EMI。
⒌ 不锈钢SUS304 使用最广泛的不锈钢之一,因含Ni(镍)故比含Cr(铬)的钢较富有耐蚀性、耐热性,拥有非常好的机械性能,无热处理硬化现象,没有弹性。

4设计工艺编辑

在满足产品的功能、外观等要求下,钣金的设计应当保证冲压工序简单、冲压模具制作容易、钣金冲压质量高、尺寸稳定等。详细的钣金设计指南可参考机械工业出版社出版的《零件结构设计工艺性》和《面向制造和装配的产品设计指南》。

工艺过程

图纸到手后,根据展开图及批量的不同选择不同落料方式,其中有激光,数控冲床,剪板,模具等方式,然后根据图纸做出相应的展开。数控冲床受刀具方面的影响,对于一些异形工件和不规则孔的加工,在边缘会出现较大的毛刺,要进行后期去毛刺的处理,同时对工件的精度有一定的影响;激光加工无刀具限制,断面平整,适合异形工件的加工,但对于小工件加工耗时较长。在数控和激光旁放置工作台,利于板料放置在机器上进行加工,减少抬板的工作量。一些可以利用的边料放置在指定的地方,为折弯时试模提供材料。在工件落料后,边角、毛刺、接点要进行必要的修整(打磨处理),在刀具接点处,用平锉刀进行修整,对于毛刺较大的工件用打磨机进行修整,小内孔接点处用相对应的小锉刀修整,以保证外观的美观,同时外形的修整也为折弯时定位作出了保证,使折弯时工件靠在折弯机上位置一致,保障同批产品尺寸的一致。
在落料完成后,进入下道工序,不同的工件根据加工的要求进入相应的工序。有折弯,压铆,翻边攻丝,点焊,打凸包,段差,有时在折弯一两道后要将螺母或螺柱压好,其中有模具打凸包和段差的地方要考虑先加工,以免其它工序先加工后会发生干涉,不能完成需要的加工。在上盖或下壳上有卡勾时,如折弯后不能碰焊要在折弯之前加工好。
折弯时要首先要根据图纸上的尺寸,材料厚度确定折弯时用的刀具和刀槽,避免产品与刀具相碰撞引起变形是上模选用的关键(在同一个产品中,可能会用到不同型号的上模),下模的选用根据板材的厚度来确定。其次是确定折弯的先后顺序,折弯一般规律是先内后外,先小后大,先特殊后普通。有要压死边的工件首先将工件折弯到30°—40°,然后用整平模将工件压死。
压铆时,要考虑螺柱的高度选择相同不同的模具,然后对压力机的压力进行调整,以保证螺柱和工件表面平齐,避免螺柱没压牢或压出超过工件面,造成工件报废。
焊接有氩弧焊,点焊,二氧化碳保护焊,手工电弧焊等,点焊首先要考虑工件焊接的位置,在批量生产时考虑做定位工装保证点焊位置准确。
为了焊接牢固,在要焊接的工件上打凸点,可以使凸点在通电焊接前与平板均匀接触,以保证各点加热的一致,同时也可以确定焊接位置, 同样的,要进行焊接,要调好预压时间,保压时间,维持时间,休止时间,保证工件可以点焊牢固。点焊后在工件表面会出现焊疤,要用平磨机进行处理,氩弧焊主要用于两工件较大,又要连接在一起时,或者一个工件的边角处理,达到工件表面的平整,光滑。氩弧焊时产生的热量易使工件变形,焊接后要用打磨机和平磨机进行处理,特别是边角方面较多。
工件在折弯,压铆等工序完成后要进行表面处理,不同板材表面的处理方式不同,冷板加工后一般进行表面电镀,电镀完后不进行喷涂处理,采用的是进行磷化处理,磷化处理后要进行喷涂处理。电镀板类表面清洗,脱脂,然后进行喷涂。不锈钢板(有镜面板,雾面板,拉丝板)是在折弯前进行可以进行拉丝处理,不用喷涂,如需喷涂要进行打毛处理;铝板一般采用氧化处理,根据喷涂不同的颜色选择不同的氧化底色,
常用的有黑色和本色氧化;铝板需喷涂的进行铬酸盐氧化处理后喷涂。表面前处理这样做可以使清洁表面,显著提高涂膜附着力,能成倍提高涂膜的耐蚀力。清洗的流程先清洗工件,先将工件挂在流水线上,首先经过清洗溶液中(合金去油粉),然后进入清水中,其次经过喷淋区,再经过烘干区,最后将工件从流水线上取下。
在表面前处理后,进入喷涂工序,在工件要求装配后喷涂时,牙或部分导电孔需保护处理,牙孔可插入软胶棒或拧入螺钉,需导电保护的要用高温胶带贴上,大批量的做定位工装来定位保护,这样喷涂时不会喷到工件内部,在工件外表面能看到的螺母(翻边)孔处用螺钉保护,以免喷涂后工件螺母(翻边)孔处需要回牙。一些批量大的工件还用到工装保护;工件不装配喷涂时,不需要喷涂的区域用耐高温胶带和纸片挡住,一些露在外面的螺母(螺柱)孔用螺钉或耐高温橡胶保护。如工件双面喷涂,用同样方法保护螺母(螺柱)孔;小工件用铅丝或曲别针等物品窜在一起后喷涂;一些工件表面要求高,在喷涂前要进行刮灰处理;一些工件在接地符处用专用耐高温贴纸保护。在进行喷涂时,首先工件挂在流水线上,用气管吹去表面的粘上的灰尘。进入喷涂区喷涂,喷完后顺着流水线进入到烘干区,最后从流水线上取下喷涂好的工件。其中
还有手工喷涂和自动喷涂两类,这样采用的工装就不同了。
在喷涂之后进入装配工序,装配前,要将原来喷涂中用的保护贴纸撕去,确定零件内螺纹孔没有被撒进漆或粉,在整个过程中,要戴上手套,避免手上灰尘附在工件上,有些工件还要用气枪吹干净。装配好之后就进入包装环节了,工件检查后装入专用的包装袋中进行保护,一些没有专用包装的工件用气泡膜等进行包装,在包装前先将气泡膜裁成可以包装工件的大小,以免一面包装一面裁,影响加工速度;批量大的可定做
专用纸箱或气泡袋、胶垫、托盘、木箱等。包装好后放入纸箱,然后在纸箱上贴上相应成品或半成品标签。
钣金件的质量除在生产制程中严格要求外,就是需要独立于生产的品质检验,一是按图纸严格把关尺寸,二是严格把关外观质量,对尺寸不符者进行返修或报废处理,外观不允许碰划伤,喷涂后的色差、耐蚀性、附着力等进行检验。这样可以找到展开图错误,制程中的不良习惯,制程中的错误,如数冲编程错误,模具错误等。

工艺守则

⒈ 适用范围
⒈1 本守则适用于各种黑色金属的直线边缘的材料毛坯的剪切及其他类似的下料。
⒈2 被剪切的材料厚基本尺寸为0.5~6 毫米,最大宽度为2500毫米。
 材料
⒉1 材料应符合技术条件要求。
⒉2 材料为冷轧钢板,不允许表面有严重的擦伤、划痕、杂质、锈斑。
⒊ 设备及工艺装备、工具。
⒊1 板子、钳子、油壶、螺丝刀、手锤。
⒊2 游标卡尺、外径千分尺、钢板尺、钢卷尺、 直角尺、划针。
⒋1 熟悉图纸和有关工艺要求,充分了解所加工的零件的几何形状和尺寸要求。
⒋2 按图纸的要求材料规格领料,并检查材料是否符合工艺的要求。
⒋3 为了降低消耗,提高材料利用率,要合理计算采取套裁方法。
⒋4 将合格的材料整齐的堆放在机床旁。
⒋5 给剪板机各油孔加油。
⒋6 检查剪床刀片是否锋利及紧固牢靠,并按板料厚度调整刀片间隙

5钣金行业协会编辑

中国锻压协会

协会名称:中国锻压协会金属钣金制作委员会
英文名称:China Metal Fabrication Group (CMFG)
随着中国制造业的崛起,中国钣金及制作行业得以迅速发展。2009年全行业现有3万企业(车间),180万从业人员,年生产钣金件约4200万吨,销售总额达5000亿元人民币。
总体上讲,行业起步较晚,企业规模普遍较小,生产技术人员匮乏,很难形成企业的核心竞争力,市场竞争日趋激烈,不具备与国际跨国公司竞争的实力。
钣金加工行业发展必须符合低碳、环保、节能节材的设计、制造和消费理念,生产应向柔性化、精密化发展,企业应向专业化、全球化发展。
主任委员单位:
副主任委员单位:
2、深圳任达电器实业有限公司
3、北京兆维集团交换设备制造分公司
4、济南铸造锻压机械研究所有限公司
5、通快金属薄板制品(太仓)有限公司
6、沧州惠邦机电产品制造有限公司
7、四川开力厨具有限公司
9、广州市启泰模具工业有限公司
兼干事长: 中国锻压协会
执行委员单位:
1、北京顺达电子机箱厂
2、公安部第一研究所机加工厂
4、上海新奇生电器有限公司
6、湖州巨人机电有限公司
7、南通舟舰钣金有限公司
8、深圳市联亨技术有限公司
11、无锡新奇特钣金机械有限公司
12、北京新利同创电子设备有限公司
18、烟台东润电气有限公司

深圳市钣金加工协会

协会名称:深圳市钣金加工行业协会[4] 
英文名称为:ShenZhen Sheet Metal Industry Association,缩写为:SH.M.A
深圳市钣金加工行业协会是政府支持、服务于深圳市从事钣金加工行业各企业单位、自愿参加的社团法人单位,是深圳市钣金加工领域最具权威的行业自律自治机构,是会员企业沟通政府、开拓市场、共谋发展的重要平台。是由深圳市各从事钣金制造加工、研究、设计和开发的企、事业单位和个人自愿组织的行业性、地方性、非营利性社会组织。
协会宗旨:
遵守国家宪法、法律、法规和政策,遵守社会道德风尚,积极协助政府加强行业管理,充分发挥协会在政府与企业之间的桥梁、纽带作用,广泛开展国内外的经济、技术、贸易交流,为钣金加工行业提供一个发展、交流、提升的平台,为会员服务,维护会员的合法权益,创造钣金加工和谐局面,为我市钣金加工行业的快速发展作出贡献。
业务范围:
(一)协助政府加强行业管理,促进会员间的联系与合作,在会员生产、技术、产品、市场和政策等方面进行协调,组织总结和交流会员的先进经验,提高行业的地位和影响,推动行业技术进步与繁荣。
(二)代表全行业的共同利益,向政府及社会各界反映企业的共同愿望和要求,争取获得政府支持和帮助,为企业解决实际存在问题。
(三)制定行规行约,建立行业自律机制,组织专家协助政府相关职能部门对行业内产品质量、价格、标准、技术鉴定等进行指导、监督和协调,保护行业平等竞争,维护企业合法利益。
(四)为会员企业提供行业专业技术及管理人才培训,以解决专业技术及管理人才短缺的问题。
(五)组织企业举办和参加国际专业展览、商务考察和国内外同行企业的交流合作活动,帮助企业开拓国内外市场。
(六)为会员提供政策文件、技术资料、信息咨询和设备维修等服务。组织同行聚会、联谊活动等,促进企业间的交流与合作。承接政府或企业委托的事项,为外商或国内企业在深圳投资置业、商务考察等方面提供帮助。

6相关书籍编辑

《钣金加工技术》

作者:王爱
ISBN:10位[7111224396]13位[9787111224396]
出版日期:2008-1-1定价:¥28.00
元珍 著[5] 
内容提要
本书是依据劳动和社会保障部新颁布的《国家职业标准》及职业技能鉴定规范的要求而编写的厚知识、宽口径的“钣金技术职业技能培训系列教程”之一。主要内容为加工基础、切割下料、弯曲加工、压延加工、局部加工、加工设备与新技术等。
本书从加工基本原理、工艺流程、使用材料开始,经过冲切、冲裁及熔切、拉弯、辊弯及压弯、压延旋压及胀形等工艺,直至各种加工设备与新技术,均由生产中的实际零件、典型构件和常用设备为例逐步说明。本书还配有电子教案,同时章前设有导读、章后设有思考练习题。
工序。它既包括传统的切割下料、冲裁加工、弯压成形等方法及工艺参数,又包括各种冷冲压模具结构及工艺参数、各种设备工作原理及操作方法,还包括新冲压技术及新工艺。
本书既可作为机械、化工、汽车、航天、电器仪表等行业钣金技术人员的中、高级技能培训教材,又可作为机械类工程技术人员再修、高职及中专院校的专业教材。