钣金工艺

长园电力钣金加工工艺概述配网事业部2009年5月31日长园电力1.钣金加工简介1.1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，对钢板、铝板、铜板等金属板材进行加工。1.2钣金加工的工艺流程：对于任何一个钣金件来说,它都有一定的加工过程,也就是所谓的工艺流程.不同结构的钣金件,工艺流程可能也各不相同,一般按以下流程：客户订单准备图纸绘制展开图（数控编程）下料（数冲或激光切割）普冲折弯焊接2009年5月31日长园电力2.钣金工程图的基本要求作为一位钣金工，不管是在折弯、焊接、装配等工位；识图是必要的一种技能。钣金加工工程图是机械制图一种，用图样确切表示机械的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的工具；是表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件。2.1.作为一名设计者，图纸必须标准化，尺寸齐全，对工件的加工要求写在技术要求里，将你的意思表达清楚。2.2.作为一名加工者，在拿到图纸的第一时间就是将图纸仔细审核一遍，看图纸是否正确，你需要的尺寸是否齐全，技术要求里有什么需要注意的地方，发现有不正确或者有疑惑的地方需要第一时间与设计者反映。展开注意事项长园电力攻牙长园电力看图纸的简单方法一、看零件图的要求1.对零件的概括了解（零件名称、材料、形状、大小）2.想象出零件的准确形状（形状、结构）3.分析零件主要尺寸基准（加工、测量基准）4.明确零件的主要技术要求（粗糙度、尺寸公差、表面处理、热处理）长园电力看图纸的方法和步骤一、看零件图的要求1.看标题栏2.明确视图表达方法和各图关系3.分析视图，想象零件形状结构4.看尺寸，分析尺寸基准5.看技术要求，明确零件质量要求长园电力3.钣金展开计算3.1展开计算原理板料在弯曲过程中外层受到拉应力，内层受到压应力，从拉到压之间有一既不受拉力又不受压力的过渡层---中性层，中性层在弯曲过程中的长度和弯曲前一样，保持不变，所以中性层是计算弯曲件展开长度的基准。中性层位置与变形程度有关，当弯曲半径较大，折弯角度较小时，变形程度较小，中性层位置靠近板料厚度的中心处,当弯曲半径变小，折弯角度增大时，变形程度随之增大，中性层位置逐渐向弯曲中心的内侧移动。3.2计算方法：钣金展开的计算方法有很多，每家钣金厂的计算方法也不一定相同，有通过经验公式计算的、有通过软件展开得出系数来计算的，现在介绍种比较简单实用的折弯扣除法来计算展开尺寸。长园电力展开的基本公式:展开长度=料外+料外-展开系数（K值）折弯类型示意图计算公式直角折弯展开尺寸=A+B-K非直角折弯展开尺寸=A+B-（θ/90º)*k圆弧折弯(R/T5)展开尺寸=(A-T)+(B-R-T)+3.14*θ*(R+0.5T)/180º压死边展开尺寸=A+B-0.43T长园电力直边段差（Z折）1.当H≧5T时，分两次成型，按两次直角折弯计算；2.当H＜5T时，一次成型，L=A+B+K(K值查下表参考数值)斜边段差（Z折）1.当H＜2T时,a.当θ≤70ºL=A+B+C+0.2b.当θ＞70ºL=A+B+K2.当H≧2T时，分两次成型，按两次非直角折弯计算；板厚T0.81.01.21.52.02.53.0K（冷板）1.51.82.12.6(2.5)3.4(3.5)4.55.4(5.3)K（不锈钢）1.41.92.32.873.75钢板展开系数表(与折弯磨具的内圆角有关)长园电力展开图是依据零件图（3D）展开的平面图（2D）１．展开方式要合理，要便利节省材料及加工性２．合理选择问隙及包边方式，T=2.0以下问隙0.2，T=2~3问隙0.5，包边方式采用长边包短边（门板类）３．合理考虑公差外形尺寸：负差走到底，正差走一半；孔形尺寸：正差走到底，负差走一半。４．毛刺方向５．抽牙、压铆、撕裂、冲凸点（包），等位置方向，画出剖视图６．核对材质，板厚，以板厚公差７．特殊角度，折弯角内半径（一般R=0.5）要试折而定展开８．有易出错（相似不对称）的地方应重点提示９．尺寸较多的地方要加放大图１０．需喷涂保护地方须表示长园电力3.3展开计算常用数学知识3.3.1尺寸单位国际的长度单位为米（m）,换算关系为：1米（m）=100厘米（cm）1厘米（cm）=10毫米（mm）1毫米（mm）=1000微米（μm）在英美等国使用英制长度单位，其进位关系是：1码=3英尺1英尺（1′）=12英寸（12″）英寸与毫米的换算关系：1英寸（1″）=25.4mm长园电力3.3.2常用计算公式勾股弦定理弓形尺寸计算直角三角函数计算公式正弦：sinA=a/c余弦：cosA=b/c正切：tanA=a/b余切：cotA=b/a222cab222acb222bca02360LR2(2)CHRH长园电力4.常用钣金材料介绍4.1常用板材介绍4.1.1冷轧普通薄钢板，是普通碳素结构钢冷轧板的简称，简称：冷板，它是由普通碳素结构钢热轧钢板经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板，由于在常温下轧制，不产生氧化皮，因此，表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能良好，是钣金加工最常用的一种金属材料。常用牌号：国标GB（Q195、Q215、Q235、Q275）日标JIS(SPCC、SPCD、SPCE)；用得最多的就是Q235，又叫A3板。4.1.2连续电镀锌薄钢板，俗称：电解板，是指在电镀锌作业线上在电场作用下，锌从锌盐的水深液中沉积到预先准备好的冷板表面上，钢板表面就会产生一层镀锌层，使钢板具有良好的耐腐蚀性。牌号：国标GB（DX1、DX2、DX3、DX4）日标JIS(SECC、SECD、SECE)长园电力4.1.3连续热镀锌薄钢板，一般简称镀锌板或雪花板，钢板表面美观，有块状或树叶状镀结晶花纹，且镀层牢固，有优良的耐大气腐蚀性能，同时，钢板还有良好的焊接性能和冷加工成型性能，与电镀锌板表面相比，其镀层较厚，主要用于要求耐腐蚀性较强的钣金件。钢带先通过火焰加热的预热炉，烧掉表面残油，同时在表面生成氧化铁膜，再进入含有H2、N2混合气体的还原退火炉加热到710~920℃，使氧化铁膜还原成海绵铁，表面活化和净化了的带钢冷却到稍高于熔锌的温度后，进入450~460℃的锌锅，利用气刀控制锌层表面厚度。最后经铬酸盐溶液钝化处理，以提高耐锈性。镀锌层的防腐能力在镀层被划伤、钢基裸露出来之后的防腐作用则具有其独特的优越性。镀锌层被划伤后镀层对钢基的物理保护作用消失，此时就必须靠电化学保护作用。由于镀锌层与钢基的电极电位不同，在潮湿的环境下会形成原电池，镀锌层一般失去电子作为阳极被氧化，而钢基得到电子作为阴极被保护。由于锌的氧化物不是很致密，所以这种牺牲防腐作用较强，能一直保护长园电力钢基，直到镀锌层全部被腐蚀掉。牌号：国标GB（Zn100-PT、Zn200-SC、Zn275-JY）日标JIS(SGCC、SGCD1、SGCD2、SGCD3)金属元素活性表：钾、钠、钙、镁、铝、锌、铁、锡、铅、(氢)、铜、汞、银、铂、金。4.14覆铝锌板覆铝锌板的铝锌合金镀层是由55%铝、43.4%锌与1.6%硅在600℃高温下固化而组成，形成致密的四元结晶体保护层，具有优良的耐腐蚀性，正常使用寿命可达25年，比镀锌板长3-6倍，与不锈钢相当。覆铝锌板的耐腐蚀性来自铝的障碍层保护功能，和锌的牺牲性保护功能。当锌在切边、刮痕及镀层擦伤部分作牺牲保护时，铝便形成不能溶解的氧化物层，发挥屏障保护功能。4.1.5不锈钢板钢+12％以上的铬可以防止自然因素所造成的氧化，所以称之为不锈钢，它是一种耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。又称不锈耐酸钢。，实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。不锈钢通常按基体组织分为：1、铁素体不锈钢。含铬12％～30％。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。(SUS430)2、奥氏体不锈钢。含铬大于18％，还含有8％左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。(SUS304、201)长园电力需要注意的是：不锈钢板的强度较高，对数控冲床的刀具磨损较大，一般不合适数冲加工。4.2SUS430、201、304的区别4.2.1SUS430不锈钢与国标对应的钢牌号是1Cr17SUS430价格低，加工性好是理想的SUS304的替代品；抗应力腐蚀性好，典型的非热处理硬化性铁素体系不锈钢；热膨胀率低，耐氧化性优；430不锈钢是具有良好的耐腐蚀性能和通用钢种，导热性能比奥氏体好，热膨胀系数比奥氏体小，耐热疲劳，但是430无法抵抗空气中的化学物质所造成的氧化，因空气中的酸性化学物质愈来愈多，所以430常使用一段时间后，仍会因非自然因素而有氧化（生锈）的情况。使用注意事项：相对304，拉伸性能、焊接性能较差。4.2.2SUS304不锈钢与国标对应的钢牌号是0Cr18Ni9,304是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好，能高到到1000-1200度。304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，在实验中得出：浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中，304不锈钢具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。长园电力4.2.3SUS201与国标对应的钢牌号是1Cr17Mn6Ni5N,是节Ni钢种，301钢的替代钢.不锈钢201与304的区别:1、规格：成分不同，304质量好一些，但价格贵，201差一些。304为进口不锈钢板,201为国产不锈钢板;2、201是含锰较高,表面很亮带有暗黑的亮,含锰较高容易生锈。304含铬较多,表面呈现哑光,不生锈；最重要的就是耐腐蚀性能不同,201的耐腐蚀性能很差,所以价格就要便宜很多.又因为201含镍低，所以价格比304的低，于是耐腐蚀性能就不如304的了。4.2.4冷轧板（Q235）、SUS201、304、403机械性能比较牌号抗拉强度（δb）MP屈服强度（δ0.2）MP屈服点（δs）MP布氏硬度（HB）伸长率（δ5）%Q235(冷轧板)375~500（310左右）250235SUS20163524524140SUS30452020518740SUS43045020518322长园电力屈服强度和屈服点：表示材料在拉伸过程中产生变形时的最小应力。布氏硬度：金属抵抗硬的物体压入其表面的能力。抗拉强度：材料受拉力时，在拉断前所承受的最大应力。伸长率：材料在受拉力作用下，材料的增加长度与原长的百分比。从上表可知：因为201和304的拉伸率高，说明它的韧性和塑性高，所以切屑不易切离、卷曲和折断，切屑变形所消耗的能量增多；所以不锈钢的切割多用激光而少用冲床。不锈钢防锈的机理是合金元素形成致密氧化膜，隔绝氧接触，阻止继续氧化。所以不锈钢并不是“不锈”。304材料出现生锈现象，可能有以下原因：1.使用环境中存在氯离子。氯离子广泛存在，比如食盐、汗迹、海水、海风、土壤等等。不锈钢在氯离子存在下的环境中，腐蚀很快，甚至超过普通的低碳钢。所以对不锈钢的使用环境有要求，而且需要经常擦拭，除去灰尘，保持清洁干燥。长园电力5.主要工序工艺介绍5.1冲压工艺5.1.1冲孔最小尺寸要求（JB/T4378.1--1999）由于受到冲孔凸模强度限制，孔径不能过小，冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。材料冲孔的最小直径或最小边长(t为材料厚度)高、中碳钢（如201、304）D≧1.3TA≧1.2TA≧0.9T低碳钢及黄铜（如冷板、430）D≧1.0TA≧0.9TA≧0.7T铝、锌板D≧0.8TA≧0.7TA≧0.5TAB长园电力5.1.2冲孔最小孔距零件的冲孔边缘离外形的最小距离随零件与孔的形状不同有一定的限制冲裁件的孔与孔、孔与边缘之间的距离长园电力5.1.3冲孔搭