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1、钣 金 工 艺,2020/7/26,1,一、钣金的定义,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：钣，即板，薄板之意，就是对薄的金属板材进行系列加工之意，包含折、剪、冲、焊、铆、拼接等工艺 钣金工厂一般来说基本设备包括剪板机（ShearMachine）、数控冲床（CNC Punching Machine）/激光、等离子、水射流切割机(Laser,Plasma, Waterjet Cutti
2、ng Machine)/复合机（Combination 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，钣金工厂最重要的三个步骤是剪、冲/切、折。,2020/7/26,2,二、加工设备,2020/7/26,3,常用钣金材料种类 钢 板 铝 板 铜 板 不锈钢板,三、钣金材料的选择与下料,钣金材料,2020/7/26,4,钣金材料,钢板的种类及规格. 按厚度分类：薄板，中板，厚板，特厚板 。 按生产方法分类：热轧钢板，冷轧钢板 。 按表面特征分类：热镀锌板，电镀锌板，镀锡板， 彩色涂层钢板。,2020/7/26,5,钣金材
3、料,热轧板（HOT ROLLING STEEL）代号表示为：SPHC.S - Steel, P - Plate，H - Heat，C ommercial,整体表 示一般用热轧钢板及钢带。 SPHD 表示冲压用 热轧 钢板及钢带。 SPHE 表示深冲用热轧钢板及钢带。 机械性能: 硬度HRB 1/2H=7489 1/4H=6580 1/8H=5071 H=89以上。抗拉强度4152kgf/mm以上。,2020/7/26,6,钣金材料,规格范围:厚度1.46.0mm,宽度最大值1524mm，一般为 1250mm或1220mm，材料长度可依需要裁切任意尺寸。一般为2500mm或2440mm 。 材料
4、特性：材料表面呈黑灰色光泽，不易刮伤，但易生 锈，加工时须注意去除。不适宜做电镀（镀五彩锌、镀 白锌、镀镍、镀锡等）。适宜做烤漆、喷粉等结构件。,2020/7/26,7,钣金材料,冷轧板（COLD ROLLING STEEL）,代号表示为: SPCC 。 其中第三个字母 C 为冷 Cold 的缩写。SPCD 表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带， SPCE 表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带.冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号：退火状态为 A ，标准调质为 S ， 机械性能:抗拉強度最小值270MPa,屈服极限最大值210MPa。 硬度HRB: 1H=85以上 1/2H=7489 1/4H=6580 1/8H
5、=5070.,2020/7/26,8,钣金材料,规格范围:厚度0.253.0mm,3.0mm以上材料必须訂制，寬度 有1220mm和1250 mm两种规格，長度可依需要裁切任意尺寸。一般为2440mm和2500mm。 材料特性：表面呈铁灰色光泽，表面易刮伤、生锈，加工时须注意保护并快速转序。適宜做電鍍（鍍五彩鋅、鍍白鋅、鍍鎳、鍍錫），烤漆、噴粉等工件。,2020/7/26,9,钣金材料,电解板:代号SECC，EElectroplate,其基材为SPCC,化学 成份和机械性能与冷轧板一样.电解板也有拉伸料如SECD, SECE.电解板的厚度规格为0.3-2.0mm.针对SECC不同的处 理方式,
6、材料的应用特点也不一样,具体见下表:,2020/7/26,10,钣金材料,2020/7/26,11,钣金材料,热镀锌板（HOT ROLLING STEELL)代号为SPGC, 其基 材也是SPCC,厚度规格0.33.0mm,表面锌花种类有:正常锌 花 (Z )光整锌花(G), 小锌花 (X), 光整小锌花 (GX) 零锌花 (N), 锌铁合金(R). 镀锡板:俗称马口铁,主要用在抗腐蚀和超深冲的包装材料 . 厚度范围从0.20.6mm.,2020/7/26,12,钣金材料,铝板：作为板材用的铝材主要有以下2种即工业纯铝和防锈 铝,这两种材料的可塑性好高,焊接性好,耐腐蚀性高,但切削 加工能力差
7、. 铝板有以下几种状态:O完全退火状态,H加工硬化状态, 后面必须跟两位阿拉伯数字表示附加的热处理方式. HXX状 态代号中第1位数字表示获得该状态的基本处理程序；第2位 数字表示产品的加工硬化程度。,2020/7/26,13,钣金材料,H1-单纯加工硬化状态。适用于未经附加热处理，只经加 工硬化即获得所需强度的状态. H2-加工硬化及不完全退火的状态。适用于加工硬化程度 超过成品规定要求后，经不完全退火，使强度降低到规定指 标的产品。H2与对应的H1具有相同的最小极限抗拉强度值， 但伸长率比H1稍高. H3-加工硬化及稳定化处理的状态。适用于加工硬化后经 低温热处理或由于加工过程中的受热作用
8、致使其力学性能达 到稳定的产品。 H4-加工硬化及涂漆处理的合金。适用于加工硬化后，经 涂漆处理导致了不完全退火的产品,2020/7/26,14,钣金材料,工业纯铝的铝含量大于99.00%,通常有以下牌号:1050,1060, 1070,1100, 1200.板材规格多为1250X2500或1000X2000.厚 度从0.3-7.0mm. 防锈铝主要有3003,3A21, 5052,5A02, 5A03, 5A05,5A06. 3字头的铝合金是以锰为主要的合金元素,5字头的铝合金是 以镁为主要的合金元素.板材规格与硬铝基本一至.,2020/7/26,15,钣金材料,不锈钢板:不锈钢板主要有SU
9、S300系列和400系列两种。其 中300系列为奥氏体不锈钢,400系列为铁素体不锈钢,有磁 性,也易腐蚀.其规格以2mX1m较为常见. 铜板:常用的铜板有纯铜板黄铜板,纯铜板有良好的导电, 导热,耐蚀和加工性能,其Cu的含量大于99.95%,黄铜板的 强度比纯铜板稍高,有良好的塑性.其规格以 1500mmX600mm较为常见.,2020/7/26,16,四、钣金加工-下料,钣金下料加工所使用的设备及工作原理,工作范围. 目前钣金下料加工所使用的设备主要有:数控冲床,普通冲 床,LASER切割机等. 数控冲床工作原理:上下模位置固定,板材用夹爪固定在工 作台上,依靠工作台移动带动板材移动加工出
10、所需要的工件 形状,工作范围:2500X1250X 5.0mm.加工特点:精度高,加工 灵活.缺点:受模具限制.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.,2020/7/26,17,下料加工,普通冲床(硬模)下料:普通冲床(硬模)下料必须与剪床配 合, 剪床剪出工件的最大外形, 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. 缺点是模具开发需一定前置时间和费用.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. 在冲切过程中,板材的截面大致可分以下四层.R角(5%
11、),光 滑面(60%),撕裂面(30%),毛刺面(5%).如下图:,2020/7/26,18,下料加工,2020/7/26,19,下料加工,LASER切割机下料: LASER切割机的工作厚理: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. 工作范围可达2500X 1500X20.加工特点:精度高,加工灵活,不受模具限制. 缺点:效率较低,加工成本高. 激光机的设备主要有：TRUMPF系列，HANKWANG系列， AMADA系列, BYSTRONIC系列等.,2020/7/26,20,钣金工艺-折弯.冲压.钳工工艺,随着机械制造业的迅
12、速发展，也对生产第一线员工的技术水平提出越来越高的要求。从事现在的技工，不仅实际操作需要熟练，还要掌握基本的理论和相关的知识，具有分析解决问题的能力和善于创新，为了满足客户所需要，在折床、冲压、钳工方面不断的日新月异的增进其加工方法和工艺系统原理及其应用，在高效率的加工方法和设备的扩大使用等知识为一体，以现代的设备联系实际的内容，追求进一步 提高操作水平及生产效率，并力求原始设计考虑到基层生产者的实际困难和解决问题方面的要求，特别提出解决难题的方案，且加工出合乎产品的要求，逐项列举研讨，并能本着实用和实效，有着相应的帮助。,2020/7/26,21,折弯加工,折弯成形 折弯成形的工作原理是将上
13、、下模分别固定 于折床的上下工作台，利用伺服马达传输液压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。折弯的成形每折一次的精度可以达到0.1mm。 常见的折弯成形:通常我们用折床能完成的成形有90度折弯,非90度折弯,压死边(含小于板厚的间隙),段差等.,2020/7/26,22,折弯加工,折弯成形的模具种类:,2020/7/26,23,折弯加工,2020/7/26,24,折弯加工,折弯两相邻折边时,如相互间存在包边关系,在折弯边角要考虑开工艺孔(工艺孔直径不小于板材厚度),且跟据板材厚度留出合理的间隙(0.15倍板材厚度)。,2020/7/26,25,折弯加工,折弯零件的
14、孔到边的最小距离,通常,我们取下模槽宽的1/2+0.5(如右图),在进行钣金零件的设计时,尽可能避免出现有折边或孔距边的距离小于该尺寸要求的情况,2020/7/26,26,折弯加工,下模槽宽根据板厚(T)来确定,如表:,单位:mm,2020/7/26,27,折弯加工,跟据折弯尺寸考 虑加工的可执行 性及刀具的合理 选配，如图示 A .B两尺寸,应 跟据实际加工的 需要考虑其让位 及上模的选择,2020/7/26,28,折弯加工,折弯零件上有压铆(PEM紧固件),冲凸包,撕裂时,也要考虑 其不可与折弯边距离太近,否则会与折弯刀具相互干涉. 折弯死边时,对于电镀件,两死边之间的间隙公差可适当放 大
15、,这样便于电镀时死边内部的清洗,防止酸性溶液冲暂时 洗不出,在隔一段时间后流出而腐蚀电镀层.,2020/7/26,29,冲压加工,冲压成形 利用电机驱动飞轮产生的动力驱动上模，结合 上、下模相对形状，使板材发生分离或变形，从而得到所需零件 的一种加工方法。冲压工作大多在常温下进行，故又称冷冲压。 冲压成形的精度依模具精度而定,一般五金模具可以达到0.1mm以 上。冲床可以分为普通冲床及高速冲床。 冲压加工的基本工序,冲压加工的工序很多，最常用的有落料、 冲孔、弯角、拉延等。但从工作原理上又可归纳为两大类，即分 离工序和变形工序。,2020/7/26,30,冲压加工,分离工序是指毛坯材料受外力后
16、，应力超过强度极限，产 生剪切破裂的冲压工序。例如冲孔、落料、切断、切口 等。在冲压工艺上通常称为“冲裁”。 变形工序是指毛坯材料受外力后，应力超过屈服极限，但 低于强度极限，产生塑型变形的冲压工序。例如弯曲、拉 延、翻边、成形等。,2020/7/26,31,冲压加工,冲压加工一般要与剪床相配合, 剪床剪出工件的最大外形, 冲床才能加工出所需工件之形状.剪冲下料的特点:设备简 单,生产效率高,适合大批量生产之产品.产品精度高,一致 性好,不受加工过程中人为因素的制约,易保证品质,材料利 用率高,操作简便而被现代钣金行业广泛采用,且一些复杂 的成形必须要依赖冲床来完成。 缺点是冲压模具开发需一 定前置时间和费用.,2020/7/26,32,钳工加工,钣金领域钳工的应用主要有攻牙,钻孔,沉孔,锪孔,铰孔, 压铆 (PEM), 拉铆,整修,整形,去毛刺,剧切(型材,
