行業(yè)科普：鈑金加工工藝

鈑金

一種加工工藝，鈑金至今為止尚未有一個(gè)比較完整的定義。根據(jù)國(guó)外某專業(yè)期刊上的一則定義，可以將其定義為：鈑金是針對(duì)金屬薄板（通常在6mm以下）一種綜合冷加工工藝，包括剪、沖/切/復(fù)合、折、鉚接、拼接、成型（如汽車車身）等。其顯著的特征就是同一零件厚度一致。

工藝特點(diǎn)

鈑金具有重量輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)電（能夠用于電磁屏蔽）、成本低、大規(guī)模量產(chǎn)性能好等特點(diǎn)，在電子電器、通信、汽車工業(yè)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，例如在電腦機(jī)箱、手機(jī)、MP3中，鈑金是必不可少的組成部分?！‰S著鈑金的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，鈑金件的設(shè)計(jì)變成了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中很重要的一環(huán)，機(jī)械工程師必須熟練掌握鈑金件的設(shè)計(jì)技巧，使得設(shè)計(jì)的鈑金既滿足產(chǎn)品的功能和外觀等要求，又能使得沖壓模具制造簡(jiǎn)單、成本低。

主要用途

適合于沖壓加工的鈑金材料非常多，廣泛應(yīng)用于電子電器行業(yè)的鈑金材料包括：

⒈ 普通冷軋板 SPCC　SPCC是指鋼錠經(jīng)過(guò)冷軋機(jī)連續(xù)軋制成要求厚度的鋼板卷料或片料。SPCC表面沒(méi)有任何的防護(hù)，暴露在空氣中極易被氧化，特別是在潮濕的環(huán)境中氧化速度加快，出現(xiàn)暗紅色的鐵銹，在使用時(shí)表面要噴漆、電鍍或者其它防護(hù)。

⒉ 鍍鋅鋼板SECC　SECC的底材為一般的冷軋鋼卷，在連續(xù)電鍍鋅產(chǎn)線經(jīng)過(guò)脫脂、酸洗、電鍍及各種后處理制程后，即成為電鍍鋅產(chǎn)品。SECC不但具有一般冷軋鋼片的機(jī)械性能及近似的加工性，而且具有優(yōu)越的耐蝕性及裝飾性外觀。在電子產(chǎn)品、家電及家具的市場(chǎng)上具有很大的競(jìng)爭(zhēng)性及取代性。例如電腦機(jī)箱普遍使用的就是SECC。

⒊ 熱浸鍍鋅鋼板SGCC　熱浸鍍鋅鋼卷是指將熱軋酸洗或冷軋后之半成品，經(jīng)過(guò)清洗、退火，浸入溫度約460°C的溶融鋅槽中，而使鋼片鍍上鋅層，再經(jīng)調(diào)質(zhì)整平及化學(xué)處理而成。SGCC材料比SECC材料硬、延展性差（避免深抽設(shè)計(jì)）、鋅層較厚、電焊性差。

⒋ 不銹鋼SUS301　Cr（鉻）的含量較SUS304低，耐蝕性較差，但經(jīng)過(guò)冷加工能獲得很好的拉力和硬度，彈性較好，多用于彈片彈簧以及防EMI。

⒌ 不銹鋼SUS304　使用最廣泛的不銹鋼之一，因含Ni（鎳）故比含Cr（鉻）的鋼較富有耐蝕性、耐熱性，擁有非常好的機(jī)械性能，無(wú)熱處理硬化現(xiàn)象，沒(méi)有彈性。

鈑金工藝

鈑金工藝一般來(lái)說(shuō)基本設(shè)備包括剪板機(jī)（Shear Machine）、數(shù)控沖床（CNC Punching Machine）/激光、等離子、水射流切割機(jī)（Cutting Machine）、折彎?rùn)C(jī)（Bending Machine）、鉆床以及各種輔助設(shè)備如：開(kāi)卷機(jī)、校平機(jī)、去毛刺機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)等。

通常，鈑金工藝最重要的四個(gè)步驟是剪、沖/切/、折/卷，焊接，表面處理等。

鈑金有時(shí)也作扳金，這個(gè)詞來(lái)源于英文platemetal，一般是將一些金屬薄板通過(guò)手工或模具沖壓使其產(chǎn)生塑性變形，形成所希望的形狀和尺寸，并可進(jìn)一步通過(guò)焊接或少量的機(jī)械加工形成更復(fù)雜的零件，比如家庭中常用的煙囪，鐵皮爐，還有汽車外殼都是鈑金件。

金屬板材加工就叫鈑金加工。具體譬如利用板材制作煙囪、鐵桶、油箱油壺、通風(fēng)管道、彎頭大小頭、天圓地方、漏斗形等，主要工序是剪切、折彎扣邊、彎曲成型、焊接、鉚接等，需要一定幾何知識(shí)。

鈑金件就是薄板五金件，也就是可以通過(guò)沖壓，彎曲，拉伸等手段來(lái)加工的零件，一個(gè)大體的定義就是-在加工過(guò)程中厚度不變的零件. 相對(duì)應(yīng)的是鑄造件，鍛壓件，機(jī)械加工零件等，比如說(shuō)汽車的外面的鐵殼就是鈑金件，不銹鋼做的一些櫥具也是鈑金件。

現(xiàn)代鈑金工藝包括：燈絲電源繞組、激光切割、重型加工、金屬粘結(jié)、金屬拉拔、等離子切割、精密焊接、輥軋成型、金屬板材彎曲成型、模鍛、水噴射切割、精密焊接等。

鈑金件的表面處理也是鈑金加工過(guò)程非常重要的一環(huán)，因?yàn)樗蟹乐沽慵P，美化產(chǎn)品的外觀等作用。鈑金件的表面前處理的作用主要是去油污，氧化皮，鐵銹等，它為表面后處理作準(zhǔn)備，而后處理主要是噴（烤）漆，噴塑以及鍍防銹層等。

3D軟件中，SolidWorks、UG、Pro/E、SolidEdge、TopSolid、CATIA等都有鈑金件一項(xiàng)，主要是通過(guò)對(duì)3D圖形的編輯而得到板金件加工所需的數(shù)據(jù)（如展開(kāi)圖，折彎線等）以及為數(shù)控沖床（CNC Punching Machine）/激光、等離子、水射流切割機(jī)（Laser,Plasma,Waterjet Cutting Machine)/復(fù)合機(jī)（Combination Machine）以及數(shù)控折彎?rùn)C(jī)（CNC　Bending Machine）等提供數(shù)據(jù)。

工藝設(shè)計(jì)

在滿足產(chǎn)品的功能、外觀等要求下，鈑金的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)保證沖壓工序簡(jiǎn)單、沖壓模具制作容易、鈑金沖壓質(zhì)量高、尺寸穩(wěn)定等。詳細(xì)的鈑金設(shè)計(jì)指南可參考機(jī)械工業(yè)出版社出版的《零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性》和《面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)指南》。

過(guò)程

圖紙到手后，根據(jù)展開(kāi)圖及批量的不同選擇不同落料方式，其中有激光，數(shù)控沖床，剪板，模具等方式，然后根據(jù)圖紙做出相應(yīng)的展開(kāi)。數(shù)控沖床受刀具方面的影響，對(duì)于一些異形工件和不規(guī)則孔的加工，在邊緣會(huì)出現(xiàn)較大的毛刺，要進(jìn)行后期去毛刺的處理，同時(shí)對(duì)工件的精度有一定的影響；激光加工無(wú)刀具限制，斷面平整，適合異形工件的加工，但對(duì)于小工件加工耗時(shí)較長(zhǎng)。在數(shù)控和激光旁放置工作臺(tái)，利于板料放置在機(jī)器上進(jìn)行加工，減少抬板的工作量。

一些可以利用的邊料放置在指定的地方，為折彎時(shí)試模提供材料。在工件落料后，邊角、毛刺、接點(diǎn)要進(jìn)行必要的修整（打磨處理），在刀具接點(diǎn)處，用平銼刀進(jìn)行修整，對(duì)于毛刺較大的工件用打磨機(jī)進(jìn)行修整，小內(nèi)孔接點(diǎn)處用相對(duì)應(yīng)的小銼刀修整，以保證外觀的美觀，同時(shí)外形的修整也為折彎時(shí)定位作出了保證，使折彎時(shí)工件靠在折彎?rùn)C(jī)上位置一致，保障同批產(chǎn)品尺寸的一致。

在落料完成后，進(jìn)入下道工序，不同的工件根據(jù)加工的要求進(jìn)入相應(yīng)的工序。有折彎，壓鉚，翻邊攻絲，點(diǎn)焊，打凸包，段差，有時(shí)在折彎一兩道后要將螺母或螺柱壓好，其中有模具打凸包和段差的地方要考慮先加工，以免其它工序先加工后會(huì)發(fā)生干涉，不能完成需要的加工。在上蓋或下殼上有卡勾時(shí)，如折彎后不能碰焊要在折彎之前加工好。

折彎時(shí)首先要根據(jù)圖紙上的尺寸，材料厚度確定折彎時(shí)用的刀具和刀槽，避免產(chǎn)品與刀具相碰撞引起變形是上模選用的關(guān)鍵（在同一個(gè)產(chǎn)品中，可能會(huì)用到不同型號(hào)的上模），下模的選用根據(jù)板材的厚度來(lái)確定。其次是確定折彎的先后順序，折彎一般規(guī)律是先內(nèi)后外，先小后大，先特殊后普通。有要壓死邊的工件首先將工件折彎到30°—40°，然后用整平模將工件壓死。

壓鉚時(shí)，要考慮螺柱的高度選擇相同不同的模具，然后對(duì)壓力機(jī)的壓力進(jìn)行調(diào)整，以保證螺柱和工件表面平齊，避免螺柱沒(méi)壓牢或壓出超過(guò)工件面，造成工件報(bào)廢。

焊接有氬弧焊，點(diǎn)焊，二氧化碳保護(hù)焊，手工電弧焊等，點(diǎn)焊首先要考慮工件焊接的位置，在批量生產(chǎn)時(shí)考慮做定位工裝保證點(diǎn)焊位置準(zhǔn)確。

為了焊接牢固，在要焊接的工件上打凸點(diǎn)，可以使凸點(diǎn)在通電焊接前與平板均勻接觸，以保證各點(diǎn)加熱的一致，同時(shí)也可以確定焊接位置， 同樣的，要進(jìn)行焊接，要調(diào)好預(yù)壓時(shí)間，保壓時(shí)間，維持時(shí)間，休止時(shí)間，保證工件可以點(diǎn)焊牢固。點(diǎn)焊后在工件表面會(huì)出現(xiàn)焊疤，要用平磨機(jī)進(jìn)行處理，氬弧焊主要用于兩工件較大，又要連接在一起時(shí)，或者一個(gè)工件的邊角處理，達(dá)到工件表面的平整，光滑。氬弧焊時(shí)產(chǎn)生的熱量易使工件變形，焊接后要用打磨機(jī)和平磨機(jī)進(jìn)行處理，特別是邊角方面較多。

工件在折彎，壓鉚等工序完成后要進(jìn)行表面處理，不同板材表面的處理方式不同，冷板加工后一般進(jìn)行表面電鍍，電鍍完后不進(jìn)行噴涂處理，采用的是進(jìn)行磷化處理，磷化處理后要進(jìn)行噴涂處理。電鍍板類表面清洗，脫脂，然后進(jìn)行噴涂。

不銹鋼板（有鏡面板，霧面板，拉絲板）是在折彎前進(jìn)行可以進(jìn)行拉絲處理，不用噴涂，如需噴涂要進(jìn)行打毛處理；鋁板一般采用氧化處理，根據(jù)噴涂不同的顏色選擇不同的氧化底色，常用的有黑色和本色氧化；鋁板需噴涂的進(jìn)行鉻酸鹽氧化處理后噴涂。

表面前處理這樣做可以使清潔表面，顯著提高涂膜附著力，能成倍提高涂膜的耐蝕力。清洗的流程先清洗工件，先將工件掛在流水線上，首先經(jīng)過(guò)清洗溶液中（合金去油粉），然后進(jìn)入清水中，其次經(jīng)過(guò)噴淋區(qū)，再經(jīng)過(guò)烘干區(qū)，最后將工件從流水線上取下。

在表面前處理后，進(jìn)入噴涂工序，在工件要求裝配后噴涂時(shí)，牙或部分導(dǎo)電孔需保護(hù)處理，牙孔可插入軟膠棒或擰入螺釘，需導(dǎo)電保護(hù)的要用高溫膠帶貼上，大批量的做定位工裝來(lái)定位保護(hù)，這樣噴涂時(shí)不會(huì)噴到工件內(nèi)部，在工件外表面能看到的螺母（翻邊）孔處用螺釘保護(hù)，以免噴涂后工件螺母（翻邊）孔處需要回牙。

一些批量大的工件還用到工裝保護(hù)；工件不裝配噴涂時(shí)，不需要噴涂的區(qū)域用耐高溫膠帶和紙片擋住，一些露在外面的螺母（螺柱）孔用螺釘或耐高溫橡膠保護(hù)。如工件雙面噴涂，用同樣方法保護(hù)螺母（螺柱）孔；小工件用鉛絲或曲別針等物品竄在一起后噴涂；一些工件表面要求高，在噴涂前要進(jìn)行刮灰處理；一些工件在接地符處用專用耐高溫貼紙保護(hù)。在進(jìn)行噴涂時(shí)，首先工件掛在流水線上，用氣管吹去表面的粘上的灰塵。進(jìn)入噴涂區(qū)噴涂，噴完后順著流水線進(jìn)入到烘干區(qū)，最后從流水線上取下噴涂好的工件。其中還有手工噴涂和自動(dòng)噴涂?jī)深?，這樣采用的工裝就不同了。

在噴涂之后進(jìn)入裝配工序，裝配前，要將原來(lái)噴涂中用的保護(hù)貼紙撕去，確定零件內(nèi)螺紋孔沒(méi)有被撒進(jìn)漆或粉，在整個(gè)過(guò)程中，要戴上手套，避免手上灰塵附在工件上，有些工件還要用氣槍吹干凈。裝配好之后就進(jìn)入包裝環(huán)節(jié)了，工件檢查后裝入專用的包裝袋中進(jìn)行保護(hù)，一些沒(méi)有專用包裝的工件用氣泡膜等進(jìn)行包裝，在包裝前先將氣泡膜裁成可以包裝工件的大小，以免一面包裝一面裁，影響加工速度；批量大的可定做專用紙箱或氣泡袋、膠墊、托盤(pán)、木箱等。包裝好后放入紙箱，然后在紙箱上貼上相應(yīng)成品或半成品標(biāo)簽。

鈑金件的質(zhì)量除在生產(chǎn)制程中嚴(yán)格要求外，就是需要獨(dú)立于生產(chǎn)的品質(zhì)檢驗(yàn)，一是按圖紙嚴(yán)格把關(guān)尺寸，二是嚴(yán)格把關(guān)外觀質(zhì)量，對(duì)尺寸不符者進(jìn)行返修或報(bào)廢處理，外觀不允許碰劃傷，噴涂后的色差、耐蝕性、附著力等進(jìn)行檢驗(yàn)。這樣可以找到展開(kāi)圖錯(cuò)誤，制程中的不良習(xí)慣，制程中的錯(cuò)誤，如數(shù)沖編程錯(cuò)誤，模具錯(cuò)誤等。