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鈑金是針對金屬和部分非金屬薄板(通常在6mm以下)的一種綜合冷加工工藝,包括剪、沖/切/沖切復(fù)合、折彎、焊接、鉚接、拼接、成形等,其明顯的特征是同一零件厚度相同。通常,鈑金工廠最重要的三個步驟是剪、沖/切、折,主要是通過鈑金軟件對3D圖形的編輯而得到鈑金件加工所需的數(shù)據(jù),如展開圖、折彎線等,并為數(shù)控沖床、激光切割機(jī)、沖切復(fù)合機(jī)以及數(shù)控折彎機(jī)等提供機(jī)床加工數(shù)據(jù)。
鈑金加工的一般工藝為:⑴下料/落料,冷軋板、鍍鋅板、鋁板、銅板適合選用剪板機(jī)或數(shù)控沖床加工,不銹鋼材料通常采用激光切割;⑵數(shù)控折彎及成形;⑶鉗工,包括沉孔、攻絲、擴(kuò)孔、鉆孔及翻邊、壓鉚等工序;⑷零部件組合焊接;⑸焊接、打磨及校正處理;⑹表面處理,包括電鍍、氧化、拉絲處理等;⑺噴涂處理,包括噴粉和噴油;⑻絲印和裝配工序;⑼最終檢驗(yàn)FQC。這些工藝的順序根據(jù)產(chǎn)品不同,有多有少,有前有后。
一般來說鈑金件的質(zhì)量除在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格要求外,還需要注意工序間的保護(hù),更需要獨(dú)立于生產(chǎn)之外的品質(zhì)檢驗(yàn),以前是靠人的經(jīng)驗(yàn)和簡單的工具進(jìn)行檢測,現(xiàn)在逐步導(dǎo)入了輔助設(shè)備,諸如各種儀器和鈑金檢測設(shè)備。一是按圖紙嚴(yán)格把控尺寸,二是嚴(yán)格把控外觀質(zhì)量,對尺寸不符處進(jìn)行返修或報(bào)廢處理,外觀不允許碰劃傷,對噴涂后的色差、耐蝕性、附著力等進(jìn)行檢驗(yàn)。這樣就可以根據(jù)錯誤和缺陷找到展開圖錯誤、各工序的不良習(xí)慣、工序中的錯誤等,如數(shù)沖或激光的編程錯誤、模具使用錯誤等。
由此可見,要想做出好的產(chǎn)品也是很不容易的。因?yàn)楣ば蜉^多,而能夠覆蓋眾多工序的工廠又較少,大多鈑金加工廠的生產(chǎn)只涉及部分工序,如激光下料的Job-shop,只做焊接、電鍍或涂裝的加工廠,另外部分沖壓廠也做鈑金加工業(yè)務(wù),以上問題造成了工序間質(zhì)量控制困難,以致總體質(zhì)量難以把控。
鈑金行業(yè)由于入門門檻低,造成企業(yè)魚龍混雜,惡性競爭嚴(yán)重。鈑金行業(yè)缺乏職業(yè)教育和專業(yè)教育,行業(yè)技術(shù)水平參差不齊,而學(xué)徒制的缺失使工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)更是得不到傳承。行業(yè)缺乏定價標(biāo)準(zhǔn),對前期業(yè)務(wù)報(bào)價不利,造成價格競爭逐漸成為競爭的單一手段;沒有檢查標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,所以后期交貨時十分被動……正因?yàn)橐陨系膩y象,一步步使鈑金加工行業(yè)陷入了困境,不得不在各個行業(yè)的夾縫中求生存。
應(yīng)該指出的是,鈑金和沖壓是有區(qū)別的,沖壓加工是指借助于常規(guī)或?qū)S脹_壓設(shè)備的動力使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行成形,從而獲得一定形狀、尺寸和性能零件的生產(chǎn)技術(shù),而且沖壓廠大多不能確定落料尺寸,一般是在做模具時由模具廠試制出來的。板料、模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素,可以說沖壓加工只是鈑金加工眾多工序中的一種。而鈑金加工通常是在企業(yè)內(nèi)部展開后向模具廠定做模具,且工序比沖壓加工要復(fù)雜和繁瑣的多。
我們知道,各行各業(yè)都有行規(guī),沒有規(guī)矩不成方圓。機(jī)床行業(yè)有國標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等,沖壓加工可參照的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 13914-2002和GB/T 15055-2007,但這兩個標(biāo)準(zhǔn)并不適用于鈑金件的加工要求。部分行業(yè)對鈑金產(chǎn)品賦予機(jī)加工行業(yè)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),如大多借用GB/T 1804-m(標(biāo)準(zhǔn):《GB/T 1804-2000 一般公差 未注公差的線性和角度尺寸的公差》),或者是尺寸和外形的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)依照ISO 2768mK執(zhí)行,這對鈑金加工方而言是不公平的,因?yàn)檫@兩個標(biāo)準(zhǔn)的對象是機(jī)加工產(chǎn)品,主要是針對切削類機(jī)床所加工產(chǎn)品的檢查標(biāo)準(zhǔn)。我們知道,金屬切削機(jī)床和成形類機(jī)床本身的加工精度區(qū)別也很大。為什么鈑金加工企業(yè)總是處于弱勢地位,話語權(quán)和行業(yè)地位低,這與鈑金行業(yè)沒有行規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)有很大關(guān)系,長此以往,對行業(yè)的健康發(fā)展很不利。所以急需制定鈑金加工的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),它包括定價、工藝成本標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、外觀檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)等內(nèi)容。而這些需要大量的數(shù)據(jù)采集和調(diào)研,這些工作應(yīng)該由行業(yè)協(xié)會主持和推進(jìn)。
首先,我們了解一下鈑金加工用數(shù)控設(shè)備的加工精度,如表1所示。從表中可以看出,GB/T 1804-m或ISO 2768mK對于激光或數(shù)沖下料件在線性尺寸的未注公差方面還基本適用(但尺寸分段并不適合鈑金產(chǎn)品),但不適用于折彎或焊接后的鈑金件尺寸檢查。對于折彎工序之后還有噴涂和裝配工序的鈑金產(chǎn)品,套用上述兩個標(biāo)準(zhǔn)是不科學(xué)的,一般焊接結(jié)構(gòu)件的尺寸和形位公差可以參照GB/T 19804-A或ISO 13920-A來執(zhí)行。
表1 各數(shù)控設(shè)備的加工精度
一些廠家對鈑金件的要求,特別是尺寸和外形驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),是依照ISO 2768 mK或GB/T 1804-m執(zhí)行的,所有線性尺寸極限偏差的取值如表2所示。在加工材料為SUS304、板厚為5mm的大部件(圖1)時,在不考慮平面度和垂直度的前提下,僅就一個長度尺寸559±0.8mm,其精度就不容易保證,而在生產(chǎn)相同材料且板厚為8mm的小部件(圖2)時,合理的加工工藝又該如何選擇呢?
表2 線性尺寸極限偏差(ISO 2768mK)
圖1 板厚為5mm的不銹鋼大部件
圖2 板厚為8mm的不銹鋼小部件
筆者在此列舉下料、折彎工序的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范供大家探討,拋磚引玉,以期在行業(yè)內(nèi)引起廣泛地討論。在實(shí)際生產(chǎn)中,鈑金件的線性尺寸未注公差、焊接件尺寸未注公差、角度和孔間距尺寸未注公差、平面度和對角線尺寸未注公差,按表3、表4、表5、表6執(zhí)行,需要指出的是,表3~表6中所有內(nèi)孔、缺口和空檔尺寸一律取正偏差,外形和輪廓尺寸取負(fù)偏差,這些標(biāo)準(zhǔn)與GB/T 1804-m是有區(qū)別的。此外,鋼板厚度的偏差會影響折彎和焊接的參數(shù),其允許偏差標(biāo)準(zhǔn)如表7所示,需提前據(jù)此采取預(yù)防措施。
表3 鈑金件未注線性尺寸公差
表4 一般焊接結(jié)構(gòu)件未注線性尺寸公差
表5 鈑金件未注角度和孔間距尺寸公差
表6 鈑金件未注平面度和對角線尺寸公差
表7 GB/T 709-2006鋼板厚度的允許偏差標(biāo)準(zhǔn)
表8 鈑金沖裁的毛刺和斷面粗糙度要求
表9 激光切割件斷面表面粗糙度Rz
表10 折彎加工常用折彎扣除速查表(SPCC-SS400/90°) (單位:mm)
注:加工不同材料時,如SPCC、SUS、Al等,其折彎扣除BD值是不相同的。
材料是保證產(chǎn)品質(zhì)量和精度的前提條件,簡單地說,就是要“對癥下藥”,材料的差異對下料、折彎、焊接等工序影響較大,如,材料表面狀況不好,就要調(diào)整切割條件;板厚不足,折彎扣除要做相應(yīng)減少;含雜質(zhì)多,焊接變形大,就要提前做好預(yù)防措施等。在數(shù)沖時,依據(jù)毛刺高度可以判斷模具是否需要研磨,判斷標(biāo)準(zhǔn)如表8所示。依據(jù)激光切割件斷面質(zhì)量以及表面粗糙度Rz值,可以判斷機(jī)床及耗材的實(shí)際狀況等,如表9所示。由于板厚的偏差,造成折彎扣除的數(shù)值也有一定的差別,如對材料SPCC-SS400進(jìn)行90°折彎,且折彎上模rp≤0.6mm時,常用的折彎扣除值如表10所示,具體取值可通過現(xiàn)場試折驗(yàn)證。如Q235(SS400)鋼板的厚度為5.0mm,實(shí)測板厚為4.65mm,那么BD的取值就不能按表選取,只能通過試折來進(jìn)行取值了。
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