钣金加工工艺流程
随着当今社会的发展，钣金业也随之迅速发展，现在钣金涉及到各行各业，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，要了解钣金加工流程，首先要知道钣金材料的选用。
一、 材料的选用，钣金加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（6061、6063、硬铝等），铝型材，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。
1．冷轧板SPCC，主要用电镀和烤漆件，成本低，易成型，材料厚度≤3.2mm。 2．热轧板SHCC，材料T≥3.0mm ,也是用电镀,烤漆件，成本低，但难成型，主要用平板件。
3．镀锌板SECC、SGCC。SECC电解板分N料、P料，N料主要不作表面处理，成本高，P料用于喷涂件。
4．铜；主要用导电作用料件，其表面处理是镀镍、镀铬，或不作处理，成本高。 5．铝板；一般用表面铬酸盐（J11-A），氧化（导电氧化，化学氧化），成本高，有镀银，镀镍。
6．铝型材；截面结构复杂的料件，大量用于各种插箱中。表面处理同铝板。 7．不锈钢；主要用不作任何表面处理，、成本高。
二、 图面审核，要编写零件的工艺流程，首先要知道零件图的各种技术要求；则图面审核是对零件工艺流程编写的最重要环节。 １． 检查图面是否齐全。
２． 图面视图关系，标注是否清楚，齐全，标注尺寸单位。 ３． 装配关系，装配要求重点尺寸。 ４． 新旧版图面区别。 ５． 外文图的翻译。 ６． 表处代号转换。
７． 图面问题反馈与处埋。 ８． 材料
９． 品质要求与工艺要求
１０． 正式发行图面，须加盖品质控制章。
三、 展开注意事项，展开图是依据零件图（3D）展开的平面图（2D） １． 展开方式要合，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
四、 板金加工的工艺流程，根据钣金件结构的差异，工艺流程可各不相同，但总的不超过以下几点。
1、 下料：下料方式有各种，主要有以下几种方式
①． 剪床：是利用剪床剪切条料简单料件，它主要是为模具落料成形准备加工，成本低，精度低于0.2，但只能加工无孔无切角的条料或块料。 ②． 冲床：是利用冲床分一步或多步在板材上将零件展开后的平板件冲裁成形各种形状料件，其优点是耗费工时短，效率高，精度高，成本低，适用大批量生产，但要设计模具。
③． NC数控下料，NC下料时首先要编写数控加工程式，利用编程软件，将绘制的展开图编写成NC数拉加工机床可识别的程式，让其根据这些程式一步一刀在平板上冲裁各构形状平板件，但其结构 受刀具结构所至，成本低，精度于0.15。
④． 镭射下料，是利用激光切割方式，在大平板上将其平板的结构形状切割出来，同NC下料一样需编写镭射程式，它可下各种复杂形状的平板件，成本高，精度于0.1.
⑤． 锯床：主要用下铝型材、方管、图管、圆棒料之类，成本低，精度低。
１． 钳工:沉孔、攻丝、扩孔、钻孔
沉孔角度一般120℃，用于拉铆钉，90℃用于沉头螺钉，攻丝英制底孔。 ２． 翻边：又叫抽孔、翻孔，就是在一个较小的基孔上抽成一个稍大的孔，再攻丝，主要用板厚比较薄的钣金加工，增加其强度和螺纹圈数，避免滑牙，一般用于板厚比较薄，其孔周正常的浅翻边，厚度基本没有变化，允许有厚度的变薄30-40%时，可得到比正常翻边高度大高40-60%的高度，用挤薄50%时，可得最大的翻边高度，当板厚较大时，如2.0、2.5等以上的板厚，便可直接攻丝。 ３． 冲床：是利用模具成形的加工工序，一般冲床加工的有冲孔、切角、落料、冲凸包（凸点），冲撕裂、抽孔、成形等加工方式，其加工需要有相应的模具来完成操作，如冲孔落料模、凸包模、撕裂模、抽孔模、成型模等，操作主要注意位置，方向性。
４． 压铆：压铆就本公司而言，主要有压铆螺母、螺钉、松不脱等，其是通过液压压铆机或冲床来完成操作，将其铆接到钣金件上，还有涨铆方式，需注意方向性。
５． 折弯；折弯就是将2D的平板件，折成功D的零件。其加工需要有
折床及相应折弯模具完成，它也有一定折弯顺序，其原则是对下一刀不产生干涉的先折，会产生干涉的后折。
l 折弯条数是T=3.0mm以下6倍板厚计算槽宽，如：T=1.0、
V=6 .0 F=1.8、T=1.2、V=8、F=2.2、T=1.5、V=10、F=2.7、T=2.0、V=12、
F=4.0
l 折床模具分类，直刀、弯刀（80℃、30℃）
l 铝板折弯时，有裂纹，可增加下模槽宽式增加上模R（退火可避免裂纹） l 折弯时注意事项：Ⅰ图面，要求板材厚度，数量； Ⅱ折弯方向 Ⅲ折弯角度；Ⅳ折弯尺寸；Ⅵ外观、电镀铬化料件不许有折痕。 折弯与压铆工序关系，一般情况下先压铆后折弯，但有料件压铆后会干涉就要先折后压，又有些需折弯—压铆—再折弯等工序。
６． 焊接：焊接定义：被焊材料原子与分子距京达晶格距离形成一体 ① 分类：a 熔化焊：氩弧焊、CO2焊、气体焊、手工焊 b 压力焊：点焊、对焊、撞焊 c 钎焊：电铬焊、铜丝
② 焊接方式：a CO2气体保护焊 b 氩弧焊 c 点焊接等 d 机器人焊
焊接方式的选用是根据实际要求和材质而定，一般来说CO2气体保护焊用于铁板类焊搠；氩弧焊用于不锈钢、铝板类焊接上，机器人焊接，可节省工时，提高工作效率和焊接质量，减轻工作强度。
③ 焊接符号:Δ 角焊， Д、I型焊， V型焊接， 单边V型焊接（V） 带钝边V型焊接（V）， 点焊（O）， 塞焊或槽焊（∏）， 卷边焊（χ）， 带钝边单边V型焊（V）， 带钝之U型焊， 带钝的J型焊，封底焊， 逢焊 ④ 箭头线和接头
⑤ 焊接缺失及其预防措失
点焊：强度不够可打凸点，强加焊接面积
CO2焊：生产率高，能源消耗少，成本低，抗锈能力强
氩弧焊：溶深浅，溶接速度慢，效率低，生产成本高，具有夹钨缺陷，但具有焊接质量较好的优点，可焊接有色金属，如铝、铜、镁等。 ⑥ 焊接变形原因：焊接前准备不足，需增加夹具 焊接治具不良改善工艺 焊接顺序不好
⑦ 焊接变形效正法：火焰效正法 振动法 锤击法
人工时效法
钣金加工工艺 2010-01-04 11:11
1 前言
随着数控冲压设备的发展，钣金冲裁加工工艺向多元化方向发展。本文通过研究和分析传统加工工艺和\"数控冲剪复合机床\"加工工艺的特点，提出了在钣金冲裁加工工艺中应如何合理地利用设备，和数控冲剪复合机床在加工工艺方面的发展前景。
数控冲剪复合机床是钣金加工工艺的一个新的突破，在钣金加工方面开创了一个崭新的领域，特别适合中小批量生产和柔性加工。 2 加工工艺的分析
零件的加工方法有很多，依照现有的设备和加工能力选择合理的加工工艺是完成零件加工的首要条件。
例如电脑刺绣机面板零件如图1所示:外形尺寸L*W(410mm*400mm)生产加工工艺是先下料，然后放到数控冲床上编程加工或者是利用数控冲床进行套裁。
2.1 基于传统的数控冲床冲压的加工工艺
传统的工艺流程图中，在工艺编制的时候有两种不同的生产加工工艺: (1)先下料 ，后加工
先用剪板机将板材按照零件外形尺寸下料，而后编辑数控程序进行加工，如图2所示，将裁剪好尺寸的板材用数控冲床的夹钳夹持进行加工，此种加工工艺在下料时要进行修边，并要保证4边的垂直度，按照理想状态在一张1250*2500的板材上能加工18块410mm*400mm的矩形板料，通常按照宽度小于5mm的板条为废料，材料利用率小于9%，平均每个零件的下料按照30秒计算，耗时9分钟，需要1个人工:将下料后的板材到数控冲床上加工，每个工件加工所需6种模具，共冲压93次完成此工件的加工，加上装夹和卸下工件的过程，每个工件完成耗时1分钟，需要1个人工。 (2) 冲压套裁
在整张板材上排料18个零件，用数控冲床中50*5的长方模具以切断的方式把每个零件分开，同时还要预留微连接，防止零件脱落，保证板材的整体性，一次装夹后完成，由于模具在切断时每两个零件之间有5mm的间隙为长方模具的尺寸，材料利用率小于94%，工件加工所需7种模具，其中较第一种生产工艺增加了一套长方模具的使用，在这一次切断零件之间连接的加工中长方模具冲压了360次，共冲压93*l8+360=2034次完成此1件的加工，整个过程耗时12 分钟，需要1个人工，由于整张板只有微连接维持其板材的整体性，板材刚度变得非常低，加工零件的精度相对降低，在以Y方向迂回加工时，极有可能使得板料与机床的上下转盘发生碰撞发生卷料或拉料故障，构成极不安全的隐患，所以在加工切
断零件时不宜高速。对于数控冲床加工后的零件还被微连接连在一起，要将微连接打断取下零件，并将零件微连接处毛刺磨掉，需1个人工耗时6分钟。 2.2 基于数控冲剪复合机床的加工工艺
在利用数控冲剪复合机床加工此零件时采用了先冲压后剪切的工艺方式，完全不同于数控冲床的加工工艺，整张板材在加工过程编程加工一次完成，省去了下料的工艺过程，经过剪切套裁从而节省了材料。如图3所示18个零件紧密的排列在整张板材上，用直角剪将各个零件从整张板上剪切脱离。
(1)一次装夹后，数控冲床以6套模具1674次冲压，耗时7分钟完成数控冲床的冲压任务。
(2)经过一次二次定位，转入数控直角剪工作状态，先对远离夹钳侧的长边进行修边，直角剪全剪3刀裁去宽5mm、长2400mm的板料.对短边进行修边，直角剪全剪1刀裁去宽5mm、长1235mm的板料;随后全剪远离夹钳侧为第一行，右侧为第一块，依次剪切18刀，将所有零件裁下。材料利用率 99.4%，耗时2秒。 (3)被裁剪后的修边废料和零件通过两套分选皮带分别进入不同的料箱，分选过程和裁减过程并行处理，边裁减，边分选，直角剪裁剪工作完成后顺延5秒分选工作也就相继完成，至此废料落入第一通道料箱;18个工件加工完成，落入第二通道料箱。
2.3 加工18件电脑刺绣机面板时.数控冲床和数控冲剪复合机使用情况的对比 数控冲剪复合机床套裁加工工艺的优点:(1)材料利用率高。(2)工艺流程简单，能一次编程完成加工。(3)一台数控冲剪复合机床就能完成加工，集成化程度高，运输环节少，总体故障率低;(4)工件精度高.断面质量好。(5)劳动强度小;(6)加工周期短。其缺点是数控冲床和数控直角剪不能并行工作。 3 结语
数控冲剪复合机床的使用大大简化了生产工艺，提高了生产效率。板材冲孔、成型及剪切过程一次完成，由原材料直接生成工件，替代了传统的冲剪分离加工工序，减少加工时间约60%以上，节省材料达6%-10%，极大地提高了材料的利用率，加工效率.降低了生产成本，是钣金加工行业的一颗新星，并几预留了可与仓库、自动上料机械手和堆垛等装置配套的接口，进一步拓展自动化程度构成数控冲剪板材柔性加工生产线。这将是以后高集成化设备发展的趋势。
钢的渗碳-固安泰捷龙机电设备有限公司 2009-08-30 17:37
钢的渗碳---就是将低碳钢在具有丰富碳的介质中加热到高温(一般为900--950C),使活性碳原子渗入钢的表面,以获得高碳的渗层组织。随后经淬火和低温回火,使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力,而心部仍保持足够的强度和韧性。 渗碳钢的化学成分特点 :
钢的渗碳---就是将低碳钢在具有丰富碳的介质中加热到高温(一般为900--950C),
使活性碳原子渗入钢的表面,以获得高碳的渗层组织。随后经淬火和低温回火,使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力,而心部仍保持足够的强度和韧性。 渗碳钢的化学成分特点 :
(1)渗碳钢的含碳量一般都在0.15--0.25％范围内,对于重载的渗碳体,可以提高到0.25--0.30％,以使心部在淬火及低温回火后仍具有足够的塑性和韧性。但含碳量不能太低,否则就不能保证一定的强度。
(2)合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性,细化晶粒,强化固溶体,影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织。在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等。
常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类。
(1)碳素渗碳钢中,用得最多的是15和20钢,它们经渗碳和热处理后表面硬度可达56--62HRC。但由于淬透性较低,只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件,如轴套、链条等。
(2)低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高,可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件,如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等。
(3)中合金渗碳钢如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等,由于具有很高的淬透性和较高的强度及韧性,主要用以制造截面较大、承载较重、受力复杂的零件,如航空发动机的齿轮、轴等。
固体渗碳 ;液体渗碳 ;气体渗碳---渗碳温度为900--950C,表面层w(碳)为0.8--1.2％,层深为0.5--2.0mm。
渗碳后的热处理---渗碳工件实际上应看作是由一种表面与中心含量相差悬殊码复合材料。渗碳只能改变工件表面的含碳量,而其表面以及心部的最终强化则必须经过适当的热处理才能实现。渗碳后的工件均需进行淬火和低温回火。淬火的目的是使在表面形成高碳马氏体或高碳马氏体和细粒状碳化物组织。低温回火温度为150--200C 。 渗碳零件注意事项:
(1)渗碳前的预处理正火--目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织,使表面粗糙度变细,消除材料流线不合理状态。正火工艺;用860--980C空冷。 (2)渗碳后需进行机械加工的工件,硬度不应高于30HRC。
(3)对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件,薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工。 (4)不得用镀锌的方法防渗碳。 防止渗碳方法：
(1)加大余量法---在不需要渗碳的部位预先留出一定的加工余量,其留量比渗碳层深度大一倍以上。渗碳后先车去渗碳层再转淬火。
(2)镀铜法---在不需渗碳的部位电镀一层0.02--0.04mm的铜,铜层要致密,不得暴露原金属。
(3)涂料法---在不需渗碳的部位涂上防渗涂料。
(4)工装法----自制专用工装,把不需渗碳的部位封闭密封。
钢的渗氮---(强化渗氮;抗蚀渗氮)使氮原子渗入钢的表面,形成富氮硬化层的一种化学热处理工艺。与渗碳相比，渗氮处理后零件具有:高的硬度和耐磨性,高的疲劳强度,较高的抗咬合性,较高的抗蚀性,渗氮过程在钢的相变温度以下(450-600C)进行,因而变形小,体积稍有胀大。缺点是周期长(一般气体渗氮土艺的渗氮时间长达数十到100h)、成本高、渗层薄(一般为0.5mm左右)而脆,不能承受太大问接触应力和冲击载荷。
渗氮用钢---从理论上讲,所有的钢铁材料都能渗氮。但我们只将那些适用可渗氮处理并能获得满意效果的钢才称为渗氮用钢。凡含有Cr、Mo、V、Ti、Al等元素的低、中碳合金结构钢、工具钢、不锈钢(不锈钢渗氮前需去除工件表面的钝化膜,对不锈钢、耐热钢可直接用离子氮化方法处理)、球墨铸铁等均可进行渗氮。 渗氮后零件虽然具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度,但只是表面很薄的一层(铬钼铝钢于500--540C经35--65h渗氮层深只达0.3--0.65mm) 。必须有强而韧的心部组织作为渗氮层的坚实基底,才能发挥渗氮的最大作用。总的来看,大部分渗氮零件是在有摩擦和复杂的动载荷条件下工作的,不论表面和心部的性能都要求很高。
如果用碳钢进行渗氮,形成Fe4N和Fe2N较不稳定。温度稍高,就容易聚集粗化,表面不可能得到更高的硬度,并且其心部也不能具有更高的强度和韧性。
为了在表面得到高硬度和高耐磨性,同时获得强而韧的心部组织,必须向钢中加入一方面能与氮形成稳定氮化物,另外还能强化心部的合金元素。如Al、Ti、V、W、Mo、Cr等,均能和氮形成稳定的化合物。其中Cr、W、Mo、V还可以改善钢的组织,提高钢的强度和韧性。
目前专门用于渗氮的钢种是38CrMoAlA,其中铝与氮有极大的亲和力,是形成氮化物提高渗氮层强度的主要合金元素。AlN很稳定,到约1000C的温度在钢中不发生溶解。由于铝的作用使钢具有良好的渗氮性能,此钢经过渗氮表面硬度高达1100--1200HV(相当67--72HRC)。38CrMoAlA钢脱碳倾向严重,各道工序必须留有较大的加工余量。
对高硬度、高耐磨性要求的氮化件,不宜选用碳钢和一般合金钢。 对以提高抗蚀性能为主的氨化件可选用碳钢和一般合金钢。 渗氮零件注意事项:
(1)渗氮前的预备热处理调质--渗氮工件在渗氮前应进行调质处理,以获得回火索氏体组织。调质处理回火温度一般高于渗氮温度。
(2)渗氮前的预备热处理去应力处理--渗氮前应尽量消除机械加工过程中产生的内应力以稳定零件尺寸。消除应力的温度均应低于回火温度,保温时间比回火时间要长些,再缓慢冷却到室温。断面尺寸较大的零件不宜用正火。工模具钢必须采用淬火回火,不得用退火。
(3)渗氮零件的表面粗糙度Ra应小于1.6um,表面不得有拉毛、碰伤及生锈等缺陷。不能及时处理的零件须涂油保护,以免生锈。吊装入炉时再用清洁汽油擦净
以保证清洁度。
(4)含有尖角和锐边的工件,不宜进行氮化处理。
(5)局部不氮化部位的保护,不宜用留加工余量的方法。 (6)表面未经磨削处理的工件,不得进行氮化。 防止渗氮方法
(1)镀锡法---在防渗表面镀10--15um的锡层,防渗层太薄则效果差,厚了又容易使锡漫流。
(2)涂料法---将锡粉、铅粉、氧化铬粉以3:1:1比例混匀,用氯化锌浴液调成稀糊状涂于零件防渗表面,或用水玻璃(质量分数为10--15％)和石墨粉(质量分数为85--90％)调成糊状涂刷后,缓慢烘干。
(3)工装法----自制专用工装,把不需渗氮的部位封闭密封。
渗氮后的零件,工作表面即能获得高硬度,一般情况下不再进行其他加工,因此常是最后一道工序(氮化后的工件至多再进行精磨或研磨加工)。可得到
600--1200HV的表面硬度,耐磨性很高。这一高硬度可保持引500C(长期),甚至600C(短期),疲劳极限可提高30--300％,抗蚀性能也得到提高。
钢的碳氮共渗---就是将碳、氮同时渗入工件表层的化学热处理过程(加热温度高于临界温度Ac1或Ac3 ,不宜高于900C,以吸收碳原子为主)。兼有两者的长处,这种工艺有逐步代替渗碳的趋势。主要优点如下:
(1)渗层性能好---共渗层比渗碳层的耐磨性和疲劳强度更高,比渗氮层有更高的抗压强度和较低的表面脆性。
(2)渗入速度快---由于氮的渗入不仅降低了渗层的临界点,同时还增加了碳的扩散速度。
(3)变形小---碳氮共渗温度比渗碳低,晶粒不会长大,适宜于直接淬火,可以减小变形。
(4)不受钢种的限制---各种钢铁材料都可以进行碳氮共渗。但是,由于碳氮共渗零件的渗层较薄,为了提高心部强度,因而多选用含碳较多的钢;对于要求表面高硬度、高耐磨性的零件，常采用40Cr , 40CrMo ,40CrNiMo , 40CrMnMo等中碳合金结构钢。
碳氮共渗的缺点是共渗层较薄,易产生黑色组织。
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