钣金件制造技术交流.ppt

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1、钣金件制造技术交流,褚仁利,2011年,Page 2,1、交流的内容及目的,1)通过对钣金制造主要工序中的重要操作规程进行交流，使各位对操作基本要求有所了解；,3)通过对加工技巧及表面防护措施等进行交流，希望对各位今后的工作能有所帮助。,2)通过对钣金制造中的加工方式及注意事项进行交流，使各位对基本加工有所了解；,Page 3,1)对于钣金厚度、不同行业其定义则不相同，在铁路制造行业，其厚度通常在1-6mm范围；,2)钣金件最显著的特点：是局部凹凸不平可通过加热快速冷却的工艺方法使原状能有效恢复。,2、钣金件及其特点,Page 4,3、钣金件现状及加工,1)随着钣金件的应用范围不断扩大，制造行

2、业不断创新，现已广泛应用于各行各业及日常用品中，所以钣金件加工显得尤为重要；,2)制造中心结构产品部主要承担了电气各部门的钣金结构试制；零件加工主要工序有剪切、矫平、冲裁、折弯。,Page 5,2)德国冲床：独特的线性模具库模具更换快，独有的飞行剪板功能剪切质量高，先进的真空排屑防止了铁屑沾模；,1)钣金件加工的关键在设备，国外数控冲裁技术优质品牌有德国、芬兰、日本等，其中以德国通快公司相对领先；,3-1、钣金件冲裁设备,3)冲裁速度和冲压行程高度可自动调节，有多种低速成型功能如：折弯、滚筋、沉孔、挤压成型等。,Page 6,3-2、钣金件及其分类,1)公司主导产品变流器柜体结构采用的板材主要

3、有不锈钢板、普通钢板、铝合金板三大类；,4)动车柜体主要采用铝合金结构，硬铝板为主要受力件，防锈铝、软铝板为外表或成型件。,2)不锈钢板因防锈蚀能力強，按材质的性能主要用于环境相对较差，锈蚀严重的柜体结构；,3)普通钢板有轧制及价格优势，应用范围相对较广，普遍用于各种不同柜体等结构；,Page 7,4、钣金件加工主要工序,1)钣 金 件 剪 切；,2)钣 金 件 矫 平；,3)钣 金 件 冲 裁；,4)钣 金 件 折 弯。,Page 8,5、剪板机及加工,制造中心结构件产品部现有型号为EK8-40数控剪板机壹台(见图)，下面将重点介绍剪板中的主要操作过程。,EK8-40剪板机,Page 9,5

4、-1、剪板机的剪板能力,1)EK8-40剪板机普通钢板的剪切能力：400012808（不锈钢板4）,剪切速度每分钟20次；,2)零件因剪切特性、剪切后有扭曲变形，需通过矫平才能保证零件平面度质量。,剪切示范,Page 10,5-2、钣金件、剪切要求,1)剪切端面：钣金件因剪切粗糙，对于氧化、电镀或喷塑件，剪切端面要工艺应增加打磨抛光工序；,2)剪切平行度：剪切平行度约为0.3，当零件精度高于该值时，工艺应采取其它方式下料；,3)剪切毛刺：剪板机剪切毛刺（经验值）约为板厚46%，当毛刺大于0.1时，需要增加去毛刺工序。,Page 11,5-3、剪切间隙选择,剪切间隙(mm),剪切间隙：按材质、板

5、厚选择剪切间隙能保证零件剪切质量和设备剪切安全，所以正确选择剪切间隙尤为重要，EK8-40剪板机的剪切间隙见下表。,Page 12,5-4、剪切角度选择,剪切角度选择：按材质、板厚选择剪切角能提高零件的剪切质量；对于相同材质及板厚的零件，若剪切角取小值，零件剪切的扭曲变形相对减小、剪切质量提高；相反，零件的扭曲变形相对增大、剪切质量则降低。,剪切角选择,Page 13,5-5、剪切间隙及调整,间隙调整装置,影响零件剪切质量的主要因素是剪切间隙；所以操作工必须依据剪切的材质及厚度，通过旋转机床上的刻度盘（见图），将上、下切刀间隙调整到板材剪切的规定范围。,Page 14,5-6 上下切刀及后挡,

6、钣金件剪切通过机床系统中程序控制各机构相互动作，由上、下刀片完成剪切；,上切刀,下切刀,剪切定位后挡,剪切平行度则是由后挡及下切刀之间的平行精度保证，见图。,Page 15,5-7 后挡平行度调整,1)后挡平行度：剪板机后挡能否平行下切刀、直接影响钣金件的剪切平行度；EK8-40剪板机后挡调整由维修工负责：,后挡平行调整,2)后挡平行调整：是采用内六角板手松开联轴器上的紧固螺钉，转动连接轴使后挡与下切刀平行后再锁紧螺钉。见图,Page 16,5-8 剪切程序及输入,EK8-40剪板机编程：1)当选择编程模式(PRAG)时，显示器上显示出程序号01；,2)按下 C，编程系统内原输入的参数被清除，

7、再按要求输入所需要的参数值；,3)按向右“”键显示02，按顺序输入各要数及加工数量；当 E显示时，表示编程结束。,Page 17,5-9、钣金件剪切方式,1)钣金件剪切通常可分为定位剪切、划线剪切两种方式；,3)划线剪切方式适合于尺寸公差1 或不方便定位剪切的零件，剪切时通过机床顶部的灯光投影对准板材上划出的尺寸线进行剪切。,2)定位剪切方式适合于尺寸公差1 的零件，剪切参数按要求调整能使零件质量相对较高；,Page 18,5-10、钣金件剪切质量检验,1)钣金件剪切首件检验按照 Q/TEG5307.11R 检验与试验管理办法要求，经专职检验合格后才能进行批量加工；,2)当零件尺寸未注公差时，

8、检验应参照GB/T1804-2000线性尺寸、公差等级中的M级公差标准进行验收；,3)当零件形状未注公差时，检验应参照GB/T 1184-1996形状和位置公差等级中的K级公差标准进行验收。,Page 19,5-11、剪切刀口质量判断,1)从钣金件剪切端面观察，目测剪切后光亮带及毛面的成形宽度判断剪切刀口是否正常；,2)从钣金件剪切后所形成的毛刺形状、大小判断剪切刀口是否正常；,3)从钣金件被压紧部份手感剪切时是否滑动，判断剪切刀口是否正常。,Page 20,5-12 工艺应注意事项,1)钣金件剪切扭曲需矫平机矫平，矫平时表面易损伤，当零件表面要求相对较高时，建议工艺采取冲裁加工；,2)因零件

9、剪切端面主要为毛面，当零件表面为镀锌、喷塑、氧化处理时，剪切毛面应增加打磨抛光。,矫平导致的点状损伤,Page 21,6 矫平设备及加工,钣金件矫平机,1)钣金件矫平是矫平机对金属板材在轧制及加工中形成（未消除）的内应力再释放过程；,)钣金件只有通过有效矫平，才能使内部应力得到充分释放使平面平整、利于冲裁及成型。,Page 22,6-1矫平机矫平能力,制造中心结构产品部现有（沈阳制造的）19辊钣金矫平机1台，可矫平板材宽1380、厚0.6-4（不锈钢3），矫平速度每分钟1829米，平面度每平方米2。,19辊矫平机构,Page 23,6-2 压辊间隙显示系统,当矫平机压辊间隙需要调整时，操作工可

10、通过观察显示表对前、后压辊的间隙、进行一定范围内快速调整，可缩短压辊间隙调整有效作业时间、提高工效。,后压辊间隙显示表,前压辊间隙显示表,压辊间隙,Page 24,6-3、钣金件矫平作用,1)钣金件只有通过矫平机矫平，才能有效释放轧制及其过程中未能消除的内应力，使平面平整、方便制造；,2)钣金件只有通过矫平，才能减小模具加工时所承受的冲栽力、延长使用寿命，将零件冲裁变形控制在最小范围。,Page 25,6-4、钣金件矫平技巧,钣金件矫平时操作者只有对矫平件作正反方向交替矫平操作，才能使零件的平面度达到相关标准及工艺要求提高工作效率。,矫平示范,Page 26,6-5、钣金件矫平质量,无伤痕矫平

11、件,1)钣金件矫平周边不允许有明显挤压伤痕，平面不允许出现影响产品质量的划、碰、压痕；,2)对于表面要求无伤痕的零件，矫平机若无法保证矫平质量，可采用木锤或橡皮锤经手工调平。,Page 27,7 冲裁设备及加工,1)制造中心结构件产品部现有数控转塔冲床两台，型号分别为C-3000和M-2048；,C3000数控转塔冲床,2)该冲床主要承担时代电气科研生产钣金件加工，本次交流的重点是C-3000数控转塔冲床。,Page 28,7-1、C-3000数控转塔冲床,1)C-3000冲床设计最大冲裁范围2000X1250Y（）；插入重复定位指令，X方向可扩大一定的冲裁范围；,2)C-3000冲床设计最大

12、冲裁能力为30吨，冲裁厚，不锈钢板12；普通钢板、硬铝板0.63；防锈铝板、紫铜板、软铝板14。,Page 29,7-3、冲裁件设计要求,1)钢板件凸、凹部位的最小深度或宽度不小于1.5 倍板厚；,3)钢板件应避免导致模具刀口损坏的窄长凸台或凹槽形状；,2)钢板件上设计弧线或圆孔的最小半径0.6 倍板材厚度。,Page 30,7-4、冲裁时注意事项,1)冲裁时需要按板材的厚度、材质及模具规格分类，才能充分减少模具反复更换，提高冲裁工效；,2)对于对边需要折弯的有色金属钣金件、折弯边应选择与板材辗压纤维的垂直方向；,3)对于周边均需要折弯的有色金属钣金件、折弯边应选择与板材辗压纤维成45方向。,

13、Page 31,7-5、钣金件编程要求,1)编制冲裁程序前编程员应按图核准零件的形状及展开尺寸，确保冲裁件一次合格；,2)零件中模具能一次冲裁的部位不允许模具组合冲裁；周边及组合冲裁应选择形状相符的模具。,Page 32,7-6、编程员应具备的技能,1)应掌握数控冲床操作，并熟悉钣金冲裁安全参数选用规范；,2)应掌握数控冲床模具装拆注意事项，上下冲裁模间隙选配标准；,3)应掌握数控冲模冲裁力计算，零件加工及板材微连接设定等。,Page 33,7-7、模具刀口的选择,模具刀口安全参数,1)操作工应按加工材质的厚度及冲裁方式选择冲模刀口；,2)按模具刀口安全参数选择刀口最小对边。,Page 34,

14、7-8、冲裁上模安装高度,1)数控冲冲裁上模安装总高度超高,影响冲裁时模具与板材的分离速度，导致零件报废或模具损坏事故发生；,2)数控冲冲裁上模安装总高度不足,将导致冲裁时废料反弹，影响零件质量，各工位安装总高度见下表。,数控冲冲裁上模安装总高度参数,Page 35,7-9、成型上冲模组装,数控冲床配备有百页窗成型模、筋冲成型模、螺钉头（沉头、平头）孔成型模；,成型上模组装高见上图；组装后在上、下模间加入被成型的板材、经手动试模合格才能冲压成型。,成型上模组装,Page 36,7-10、冲模的间隙选择,1)数控冲上、下模配合间隙按零件厚度、材质及冲裁方式选择；,冲模双面间隙参数表,2)双面间隙

15、按零件厚(10%-25%）材质要求、取上限值选择模具。,Page 37,7-11、数控冲模冲裁力计算,1)冲模分无剪切角、有剪切角两种。本次计算为无剪切角；,2)冲裁力T=凸模刀口周长板材厚度剪切应力kg1000；,举例）冲模406冲不锈钢：T=924701000=25.76吨。,Page 38,7-12、零件微连接加工,1)微连接：指的是零件冲裁后当时不断开、与原板材保留几处微连接点，使批量产品达到不间断加工的工艺措施；,2)微连接点的大小是按零件的材质、厚度及重量设置的，规格均在0.11.2之间。,微连接点,Page 39,8、钣金件折弯设备,1）钣金件折弯通常在折弯机上完成。,EP40O

16、-250折弯机,2）制造中心、结构件产品部现有EP40-250数控折弯机两台。,Page 40,8-1 折弯机主要技术参数,1)EP40O-250 折弯机最大公称压力为250吨。,EP40O-250折弯机,2）最厚可折8mm低碳钢板、4不锈钢板。,3）最大折弯长3100，最大折弯宽900。,Page 41,8-2、折弯模具选择依据,1)按折弯件材质、厚度t，成形角及转角R大小选择折弯上模；,2)按折弯件厚度68 倍选择V型开口相近尺寸的折弯下模；,3)按折弯件的边高B、选择V型开口相近尺寸的折弯下模。,折弯下模,Page 42,8-3 折弯模具选择原则,1)折弯成型质量由上模 R角及下模开口保

17、证，所以模具 R角及开口尺寸选择直接决定了折弯的质量；,2)折弯成型件圆角的大小是在上模 R角的基础上随下模开口增加而增大的；,3)下模开口增大能改变折弯 R角，若增大太多、内侧将出现压伤影响折弯质量，所以 R增大应 1倍上模 R角。,Page 43,8-4、折弯压力简易计算,折弯力简易计算公式:P=1.42Lbt2/（1000V）；,P:压力KN；L:零件长mm b:抗拉强度Rm/MPa t:板材厚mm；,下模V取68倍t；t3 V取6倍t近值，t3 V取8倍t近值；,换算公式：1kgf/cm2=0.0980665MPa,Page 44,8-5、折弯展开长简易计算,1)展开公式LbcA（中性

18、弧长）,2)中性弧长参数/1801.57,3)中性弧长A(r0.5倍t)1.57,Page 45,8-6、折弯应遵循的顺序,1)折弯应遵循：由內到外、由小到大的顺序；,3)折弯应遵循：前道弯对后道弯无干涉的顺序。,2)折弯应遵循：先折特殊弯后折一般弯的顺序；,Page 46,8-7、折弯应注意事项,1)钣金件折弯过程中不能损伤其外表，对于电镀件、喷塑件、氧化件等必须加垫保护；,2)钣金件激光切割表面易硬化，若折弯外棱角通过适当倒角，可防止折弯时外棱角开裂；,3)钣金件折弯后冲裁面的光亮带应处于折弯成型外侧（工艺有要求及反向折弯时除外）。,Page 47,8-8、折弯定位要求,1)折弯定位基准要

19、紧靠定位档板，对于较小的定位面、必须经垂直校正后再进行折弯；,2)对于斜面定位的折弯件，为了确保折弯质量，可采用角尺校正或制作工装定位折弯；,3)对于不方便或无法定位的折弯件，可采取先划出定位基准线、经角尺校正后再折弯。,Page 48,8-9、折弯变形及调整,1)因设备、材料、技能等原因，零件折弯角度、平面度、直线度都会因变形而导致零件超差；,零件调平,2)变形超差可通过手工在平台或相应部位调平，使超差部份达到要求。,Page 49,8-10、折弯R成型及选择,1)折弯R 成型区因外层拉伸、内层压缩，当材料厚度一定时、R越小拉伸和压缩量就越大；,2)当折弯R角外层拉伸应力超过材料强度极限时，

20、因折弯导致的裂纹或折断将随即产生；,3)在结构产品中，选择折弯成形R角的大、小应尽可能避免小于板材的厚度范围。,Page 50,8-11、折弯角最小半径,1)折弯件最小弯曲半径的形成是在折弯上、下模具相对压力的作用下所成型的；,2)影响折弯最小半径成型的主要因素有原材料机械性能、供货状态，零件弯曲形状，折弯边高，材料厚度及轧制纤维方向、表面质量等因素。,Page 51,8-12、折弯件最小边高,1)通常情况下零件折弯边的最小高度 h4倍t；若边高小于该值，制造时可按4倍t折弯、再加工到需要值；,2)若结构强度允许、可将折弯件内侧加工成半圆浅槽再折弯，最小边高可降低至倍t。,最小折弯边高,Pag

21、e 52,8-13折弯的最小孔边距,1)钣金件的最小孔边距指的是折弯件上孔周边与折弯边外侧的最近距离；,折弯最小孔边距,2)在通常情况下，孔与折弯边的最小边距 L2tR。,Page 53,8-14压死边展开简易计算,1)钣金件零度折弯（俗称压死边）宽度L1越大、成形相对越难，通常情况下L1不大于6倍t相对方便成形；,2)当钣金件死边成型折弯内角如图示（零度）时，展开长度简易计算方法：L总=L1L20.5t。,零度折弯,Page 54,8-15、零件折弯回弹,1)影响零件折弯回弹的主要原因是板材屈服强度、内部应力、折弯半径、折弯压力、成形R角大小等；,2)对于相同材质、相同厚度的折弯件，当折弯的

22、半径增大时，则零件的回弹量会相对增大。,Page 55,8-16、抑制折弯回弹方法,1)模具抑制法：设计折弯模具时、改变模具成形角大小，对折弯件回弹进行抑制的方法；,2)矫平抑制法：板材通过矫平机矫平消除内应力，将零件折弯回弹抑制在最小范围的方法；,3)退火抑制法：将钢板或铜板折弯部位通过退火消除内应力、对折弯回弹进行抑制的方法。,Page 56,结束语,通过培训，相信各位对钣金制造技术能有初步了解，尽管目前我们的制造工艺已达到了相对较高的水平，但在技术引进消化中总会遇到这样或哪样的问题，这说明了我们的制造业离国际先进水平存在距离；同时也体现出钣金制造业给各位留下了很大的改进和提升空间，希望各位能好好把握。,谢谢各位,谢谢观赏,