成型工艺在钣金件造型中的应用

成型工艺在钣金件造型中的应用

沈怀超赵越

中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116000

摘要：钣金件是一类重要的工业产品，其外观造型越来越受到重视，相应的与产品外观造型相关的成型工艺就变得极为重要。本文就钣金件造型中常用的成型工艺-折弯工艺，拉深工艺做了简单地介绍，以及对钣金的工艺过程做了介绍。

关键词：成型工艺；钣金件；应用

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、天园地方、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。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。

1钣金件造型中常用的成型工艺

钣金件的成型工艺主要以折弯、拉深、旋压、特种成型等为主。其中生产过程中，最为常用的主要是折弯和拉伸工艺。同时，也是车身生产过程中最常用的部件成型工艺。在部件生产过程中，简单地采用折弯或拉伸工艺，都会使得产品外观显得精糙，质量满足不了工艺要求，如何将二者有机结合，通过互补达到良好的产品要求，就需要对成型工艺做进一步研究和分析，总结所成型产品的造型特点，良好运用加工技巧，从而加工出造型满足工艺要求的部件。

1.1折弯工艺

在折弯工艺生产中，必不可少的是切割和焊接，其中以折弯工艺为主，切割和焊接为辅，通过三者的有机结合，达到良好大的工艺要求。其中折弯工艺是通过将板材、型材、管材等基础材料在外力作用下，变形弯曲到设计要求的曲度或角度，从而形成所加工零件的一道工艺。在材料经过折弯加工后，在折弯处形成一个圆角R，此圆角R的大小，决定了折弯加工过程中程度。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道具和刀槽，避免产品与刀具相碰撞引起变形是上模选用的关键，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。

1.2拉深工艺

拉深工艺是冲压工艺的一种，是指将平板毛坯或杯形毛坯在凸模作用下拉入凹模型腔形成开口空心零件的成型工艺方法。拉深也称为压延，是钣金成形的基础性工艺。用拉深成形可以制成筒形，阶梯形、锥形、半球形、盒形和其他不规则形状的立体空心零件。拉深零件的尺寸范围很宽，直径小至1mm，大致2m-3m，厚度0.23mm。拉深加工的对象广泛，材料品种繁多。因此，在日用品、电器元件、机械零件、飞机结构件和汽车要件的成形中，有着广泛的应用。

拉深工艺生产效率高，产品尺寸均匀一致，表面光洁，可实现机械化、自动化，适合大批量生产，成本低，广泛应用于航空、汽车、仪器仪表、电器等工业部门和生活日用品的生产。

2钣金工艺过程

2.1公件落料

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。

2.2下道工艺

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，亚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。

2.3表面处理

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。

2.4喷涂处理

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。

2.5保护处理

牙孔可查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。还有手工喷涂和自动喷涂两类，这样采用的工装就不同了。

2.6装配工序

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。

2.7包装环节

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。

总结：折弯和拉深是两种十分传统的钣金工艺。独立地看，此二种工艺所成型的产品的外观造型均具各自鲜明的特征，同时又均具显著的局限性。钣金件的最终造型效果还严重依赖于工艺水平，而工艺水平一方面依赖于硬件设备，另一方面更依赖于工人的技术经验和敬业精神。

参考文献：

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