钣金加工工艺难点及改进措施研究

摘 要：在我国机械工业发展规模的持续扩大的背景下，工业标准不断提升，对钣金加工工艺水平的要求也就越来越高。传统的钣金加工工艺技术与实际工业要求存在一定差距，也就决定了钣金工艺必须随着科技的发展而不断进步。

关键词：钣金加工工艺；难点；改进措施

1 引言

钣金加工是当今机械加工中常见工序，在我国的机械制造领域的作用越来越重要。钣金是一种厚度在6mm以下的金属薄板通过一定的冲压工艺方法按照一定的要求将钣金的形状、尺寸和性能进行加工。通过相应的剪切、冲切合、焊接、拼接等步骤对钣金进行加工。钣金的制造过程中加工工艺的作用是至关重要的。

2 钣金加工工艺概述

钣金加工就是金属板材加工。主要工艺有剪切、弯曲成型、表面处理等，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在加工过程中厚度不变的零件。钣金具有重量轻、强度高、导电（能够用于电磁屏蔽）、成本低、大规模量产性能好等特点，例如在电脑机箱、手机、MP3中，钣金是必不可少的组成部分。随着钣金的应用越来越广泛，钣金件的设计变成了产品开发过程中很重要的一环，机械工程师必须熟练掌握钣金件的设计技巧，使得设计的钣金既满足产品的功能和外观等要求，又能使得冲压模具制造简单、成本低。钣金加工一般用到的材料有冷轧板（SPCC）、热轧板（SHCC）、镀锌板（SECC、SGCC），铜（CU）黄铜、紫铜、铍铜，铝板，不锈钢（镜面、拉丝面、雾面），根据产品作用不同，选用材料不同，一般需从产品其用途及成本上来考虑。在现代追求感官的过程中，表层钣金属效果质量备受重视，表面处理要做到不生锈、光滑、美观。因此，就需要在金属板的表面进行电镀、抛光、烤漆等工艺。因此，为保障产品质量，钣金加工工艺的研究和探索必不可少。

3 钣金加工工艺的难点

钣金加工工艺是以手工或模具手法对金属薄板进行加工，形成目标形状与尺寸，并以焊接或机械加工手段以形成更为复杂形状的成品。钣金加工的主要流程包括下料、折弯、焊接、表面处理和组装等，加工出的产品包括电力保护机柜、工业控制机柜和高低压开关柜、通讯机柜等。钣金加工需依据目标产品的具体需求而采取对应的、最佳的加工方法，以确保加工出的产品符合美观、质量等具体标准。随着我国机械工业发展水平的不断提高，钣金构件的复杂性越来越高，钣金加工所要处理的钣金件对工艺技术的要求也就越来越高。不同钣金结构要设计出的形式不同，设计非固定、非模式化，这就给钣金加工提出了诸多难题，也成为了钣金加工工艺在提升上的具体難点。

4 钣金加工工艺的改进措施

4.1 下料工艺探究

通常情况下，下料工艺是钣金零件加工的第一个步骤，下料方式的选择是相当关键的。产品的外观我们一般会将设计外观的零件分为A，B，C三个等级的面，A级面代表直接面对客户的零件的外观面。如果零件的表面有瑕疵客户可以非常容易的察觉和发现，并且可能影响客户对产品质量的印象的表面。B级面代表在产品外部且不直接面对客户的外观面。这些零件外观面可能处于产品的外部的侧面或者后面，当产品安装后，不直接面向客户。C级面是指处于产品内部的零件表面。对于这三个等级的零件面，将对我们采取何种下料方式的决定起到决定作用。剪、冲、切割三种方式下料所取得的外观面不尽相同。对于A级外观面，剪和激光切割将会是首选的方法，但是如果零件有圆弧角，激光切割则是唯一的方式了。激光技术可以随意切割不规则的形状，而且切割出的表面质量也非常的高。冲，主要是采用冲床进行下料，冲床进行下料时，无法避免的钣金零件的边缘会出现连接刺。这对于A级外观面来说是不可以接受的。切割中的等离子切割和线切割对于A级面的切割也是差强人意，这两种切割方式用于B级面或者C级面则会更加的合适。

4.2 焊接质量控制

焊接是钣金加工中的重要工序，焊接的目的在于使产品外观更加美观整洁，且有效处理表面接缝问题。焊接中，部分材料采用边角焊缝便能达到焊接目的，所以无需采用表面焊缝方式。从焊缝方法看，需根据材料与实际要求选择不同的方法，如二氧化碳保护焊、气焊、手工焊与氩弧焊等。为保证焊接质量达到最佳，除在填充材料上合理选择外，注意结构内部有足够的空间以满足焊接要求，防止在空间不足情况下影响焊接质量。同时，部分钣金相对较薄，在焊缝处理、焊接时间上需合理控制，若处理不当，将制约加工产品质量，甚至出现钣金变形问题。另外，在焊接质量控制中，也需从焊点处理上着手，如保证焊点对称，防止影响产品美观，焊缝与焊接点间距严格控制，切忌因间距过大使承受力降低。焊接结束，及时做平整与修光处理，以此使钣金件的美观效果得到保障。

4.3 成型工艺探究

成型工艺是钣金加工中技术含量较高的工序，无论是拉伸还是折弯都是很高的精度要求。拉伸方式一般是针对一些封闭环形的成型面，拉伸可以获得精度非常高的成型面，但是投入比较大，成本比较高，而且修改的难度比较高。一般设计确认之后，基本上不能再进行改动。折弯一般是用于非封闭的成型面，折弯相对于拉伸要灵活很多，钣金设计可以进行比较灵活的改动，改动成本也比较低。因此，在做设计时工程师应该尽量少选择拉伸，多选择折弯的方式。

4.4 完善钣金孔缺结构设计，遵照设计完成孔缺加工

钣金加工中不可或缺的工序之一是打孔，应当不断完善钣金孔缺结构设计，在满足产品需求的同时便于过程加工及实现产品的美观。首先，孔缺结构设计应依据产品结构情况进行，对孔缺位置、尺寸、数量和形状等作精准定位，完成孔缺的分布和进一步的加工规划，为加工工序的开展做好设计规划；其次，在孔缺加工当中，应当依据具体问题针对性地优化加工工艺。如方孔到根部加工中，做好板材的固定，避免出现拉伸造成孔缺变形影响整体板材的后续应用。此外，在螺纹孔打孔加工中，应针对不同孔缺要求采取对应的打孔方法以获得最佳的效果。一般情况来说，板厚丝孔型号在0.8mm以上、2.0以下可采用翻边攻丝的打孔方法。

4.5 计算机辅助工艺

尽管近年来我国钣金加工工艺水平不断提升，但部分设计加工环节仍倾向于利用手工形式实现，其直接导致设计与加工效率过低，且无法与质量标准化要求吻合。在此背景下，部分研究实践中提出计算机辅助软件的运用，软件运用下以钣金工件尺寸为依据，进行加工模型的设计，这样在建模下可直接将加工工件还原出来。同时，计算机辅助工艺的运用也体现在计算机功能系统、数据库运用层面，其中的功能系统体现在软件编程下设定工艺模块，然后做钣金件信息库的整合，最后做钣金件设计。整个设计过程完全通过计算机系统实现，既解决传统手设计下效率过低问题，且设计精度可得到保障。

4.6 激光加工技术

近年来科学技术快速发展背景下，加工领域中逐渐引入较多新的技术内容，如激光钣金加工技术的应用，其优势在于方向性好、相干性良好，特别在打孔流程中技术应用较为常见。从该技术操作原理看，取聚焦板材一点作为焦点，激光找舌下使进食气化热量产生，操作运行较为灵活，可根据实际需要随意调动切克一端位置，加之计算机控制操作，对提高切割精度更能发挥重要作用。

5 结束语

钣金加工是当今机械加工中常见工序，在我国的机械制造领域的作用越来越重要。钣金的制造过程中加工工艺的作用是至关重要的，对于最后钣金是否合格起着决定性的作用。

参考文献：

[1] 刘永生.钣金零件展开长度的计算方法[J].电子工艺技术，2002（1）.

[2] 钣金加工车间制造过程集成运行支持系统体系结构研究[D].

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