《金工实习》第8章 钣金工

第8章

钣金工8.1概述8.2钣金零件的制作工艺8.3钣金工的基本操作8.4变形薄板成型和修复下一页返回第8章

钣金工了解薄板的下料和成型方法;掌握薄板的切割与连接方法:掌握变形薄板的成型修复方法。上一页返回8.1概述钣金是以成型的金属板材、管材为原料通过各种加工，使之成为成品的综合加工工艺，包括剪、冲、切、复合、折、焊接、铆接、拼接、成型等。钣金的基本设备包括剪板机、数控冲床、激光(等离子、水射流)切割机、复合机、折弯机以及各种辅助设备，如开卷机、校平机、左毛刺机、点焊机等。钣金加工有如下特点。(1)成型加工容易，且有利于成型复杂制品。(2)产品有薄壁中空特性，所以既轻又坚固。(3)零件组装便利。(4)成本低，适合少样多量生产。(5)零件表面光滑美观，表面处理及后处理较容易。下一页返回8.1概述钣金加工所涵盖的产业非常广泛，在汽车、航天、模具与家具用品等行业上应用极为普遍，大到汽车的覆盖件，小至仪器仪表的元器件，各种容器、管道、化学反应塔等，太多是钣金或冷冲压件制成的。具概略统计，仅汽车制造业就有近60%~75%的零件是采用钣金或冷冲压技术制成的。在电子产品中，钣金件(含冷冲压件)所占有的比例超过工件总数的85%以上，因此，了解钣金加工的基础知识，掌握金属薄板成型工艺的操作技术，对汽车工业以及相关机械制造工业的发展有着十分重要的意义。常见的钣金零件有金属外壳、金属容器、金属管路、金属结构、日用五金等等，如图8-1所示。上一页返回8.2钣金零件的制作工艺一般钣金制品的工艺流程如图8-2所示。1.生产准备一般包括以下三个方面。(1)技术准备，主要是熟悉图纸，制定工艺方案、编写生产计划。(2)场地设施准备，主要是场地整理、设备到位及设施配套。(3)人员、材料等方面的准备，即人、财、物方面的准备。2.放样放样是按产品或构件的图样和技术要求画出放样图，确定构件或零件的实际形状和尺寸，包括划线、展开、号料等。下一页返回8.2钣金零件的制作工艺3.下料下料又称落料、备料，指在板材型材上直接划线或用样板套料划线并按此线把坯料切割下来的工艺过程，包括剪切、气割等操作。4.成型成型就是采用锤打、弯折、辊压、冲压、模压等各种塑性加工手段改变板坯的大小、形状使之成为需要的形状尺寸。成型的常用方式有手工成型、机械成型和特种成型。5.装配在装配工序中，应按图纸给出的结构和精度要求，运用各种装配手段、工具和工装设备将零部件组合、定位、固定，保证互相配合的零部件有正确的结构、大小、形状和相对位置。上一页下一页返回8.2钣金零件的制作工艺6.连接连接工序负责将装配好的接缝用指定的连接方式完全连接成一个整体焊接、铆接等7.表面处理表面处理是钣金制造过程的最后一道工序。但就工种而言，它已不属于钣金工的工作范围了。在上述基本工艺过程中，还有一个时常要用到的工艺，即校正。这是一门应用广、难度高、技艺性强的工艺。此外，模具、夹具等工艺装置(以下统称工装)的应用也发挥着关键作用。校正与工装，两者在制造和维修中都是不可或缺的。上一页返回8.3钣金工的基本操作8.3.1钣金中常用的工具、夹量具和器具1.常用工具和夹具(1)大锤、踩锤、圆头锤、异形锤、堑口锤、升锤、平锤、木锤、拍尺、明脚板、手垫铁、槽钢、钢轨、厚壁管。(2)扁堑、带柄堑、带柄克子、挫刀、锯弓、丝锥、剪刀、铁皮剪、角磨机、曲线锯、电剪钻头、手电钻、电动螺丝刀。(3)起子、扳手、橇棍、钢终钳、大力钳、手虎钳、上马、拉马、反顺丝杆、自制夹叉、常用吊具。(4)铜烙铁、钉罩、冲子、拉铆钉、电动拉铆枪。下一页返回8.3钣金工的基本操作2.划线工具与量具(1)卷尺(3~5m)、钢尺(1m、600mm、300mm、150mm)、万能角度尺。(2)150mm宽座角尺、大三角板、曲线板、划规、分规、地规、划针、划针盘、中心冲、石笔、粉线、墨斗。(3)划线平板、测量平板、展开平台。3.常用器具常用器具有钣金工作台、校正平板和制作组装。上一页下一页返回8.3钣金工的基本操作8.3.2手工技能1.下料操作(1)剪切。剪切的工具有铁皮剪、座剪(闸剪)等，用剪刀可以剪直线，也可以剪曲线，而且使用方便，但它只宜剪1mm以下的薄板。(2)堑切。堑切是用锤击打堑子去堑开钢砧上的板料。虽然能堑开，但用力大，堑口不整齐，质量差。夹在虎钳钳口堑切板料时虽类似剪切，但切口质量不太好，每次切口长度一也有限。(3)冲裁。所谓冲裁，就是利用冲裁模来分离金属，常用于切边、切断、冲孔、落料。上一页下一页返回8.3钣金工的基本操作(4)锯割。手工锯割是依靠装在锯弓上的锯条来回锯削达到切断的口的，由于存在切削的过程，能及时排屑，切割效果比较好。现在普遍使用的电动曲线锯灵巧好用、方便省力、速度快、效率高、但噪声较大。2.成型操作随着生产工艺的不断改进，绝大多数的成型工艺是在机器上完成的，但在单件生产情况下，或一些形状比较复杂的钣金件，仍离不开手工操作的加工。手工操作劳动强度大，但由于使用的工具简单，操作比较灵活，至今仍被广泛采用。(1)对板材边部加工时的操作—折边、扳边、卷边、放边和收边。折边和扳边都是在板的边部相对于板面弯出一个立边来。弯曲线为直线时称“折边”;弯曲线为一封闭曲线时称“扳边”，又称“拔缘”。上一页下一页返回8.3钣金工的基本操作卷边有实心和空心之分，实心卷边包一根铁丝在里面，卷成圆形边;空心卷边不包铁丝，有卷成圆形的，一也有折成棱形的。不管空心或实心，卷边的口的都是加强边的刚度。放边和收边则是板面内的弯曲操作。放边是在砧上锤打板边，使之沿厚度方向变薄，沿边线方向延伸;收边是先将边线弯成波浪状(俗称做波)，然后打平凸部，使之缩短。尽管放边、收边和扳边都存在长度变化，仅放边和收边在同一平面内弯曲，扳边则弯离原来的板面。(2)对板材、型材的弯曲操作—折弯、打弯、踩弯、压弯和卷弯。折弯、打弯、踩弯和压弯都是弯曲，只不过弯曲方式和使用的工具不同而已。上一页下一页返回8.3钣金工的基本操作有沿弯曲线夹住一头弯下另一头的，如打弯、压弯;也有顶住两边，中间加力弯曲的，如折弯、踩弯、压弯;如果把这种静态的弯曲方式变成动态的，即把力点和支点都换成三根辊子带动板料滚动，而辊间压力保持不变，那就成了卷弯。手工弯曲的外力来源有锤击、手动增力装置，如螺旋压力装置和手动液压装置等。(3)打拱和模压打拱又叫拱曲，是将板料打凹，加工凹凸曲面的一种成型操作。如球面、椭圆封头、蝶形封头等。现在的球面、封头大都采用模压成型、手工打拱在工业生产中已很少应用，但在金属艺术造型，如铁艺、锻铜等加工中颇有市场。上一页下一页返回8.3钣金工的基本操作3.连接操作(1)咬口连接。咬口连接是薄板金属制品结构连接的主要方式，尤其适用于板厚小于0.7mm的镀锌或镀锡钢板、不锈钢板或板厚小于1.5mm铝板等结构件的连接，并广泛应用于冷暖通风设备的管道、除尘设备的排烟道以及口常生活用品等。它通过相接板边弯折、扣合、钉紧而成。常见的咬口连接形式如图8-3所示。其中，图8-3(a)、(b)、(d)是用于平面相接的平咬口、双平咬口和立咬口;图8-3(c),(e)是用于端节之间或组合连接的C形插条连接和S形插条连接，图8-3(f),(g),(h)是用于两面成角度相接的联合角咬口,吞底角咬口和角咬口。上一页下一页返回8.3钣金工的基本操作(2)螺纹连接。螺纹连接是利用螺纹零件构成的可拆卸固定连接，是饭金加工中最常用的连接方法之一，是利用多个螺纹紧固件的良好配合，将被连接件连成一体，具有结构简单、紧固可靠、装卸方便、成本低廉等特点，广泛应用于需要拆卸的饭金件连接。它又分为螺钉连接、螺栓连接和双头螺栓。螺钉连接无需螺母，直接拧入工件丝孔内，其中自攻螺钉的连接螺纹都无须攻丝;螺栓连接必须要用螺母;双头螺栓连接则是前两者的复合，一头如螺钉，一头似螺栓。作为连接用的螺纹，一是必须要自锁，因此螺纹的截面选择三角形截面;二是必须要防松，振动时不能松脱，因此采取了弹簧垫圈、止动垫圈、双螺母、开口销等防松措施。上一页下一页返回8.3钣金工的基本操作(3)铆接。铆钉连接是利用铆钉的形变将两个或两个以上加工有铆钉孔的零件或构件，连接成为不可拆卸整体的工艺方法，简称铆接。这里说的铆接是指铆合后依靠钉杆的拉力使相贴的接触面之间产生压力而形成的固定连接。从这个意义上说，这里的铆接不包括活动铆接。通常被铆接的零件或构件多为金属板材或型材件及其半成品。(4)焊接。焊接包括电焊、气焊、氢弧焊、锡焊和点焊，等等。详细操作请参看有关焊接的书。上一页返回8.4变形薄板成型和修复薄板变形的原因有两种:一种是受外力后产生变形;一种是由于内应力而引起的变形，不论哪种变形都是由于板材内一部分纤维组织与另一部分纤维组织长短不一而造成的，修复就是通过外力或局部加热的作用，使板材较短部分的纤维组织伸长或使较长部分的纤维组织缩短，最终使各纤维组织长短一致且均匀分布。薄板变形的修复分手工修复、机械修复及火焰修复三种方法。1.手工修复对于因受外力而产生塑性变形的薄板，其内部纤维组织致密的程度不均匀，形成不平衡的内应力，致使有的部位受外力伸长而凸起，而未伸长部分由于受伸长部分的影响而发生翘曲。下一页返回8.4变形薄板成型和修复所以修复的方法应针对变形部位采取有效措施，使板材内部纤维组织松弛的地方收缩，内部纤维组织过紧的地方伸长，促使内部纤维组织均匀一致，达到修复的目的。在修复之前，首先应针对薄板变形的情况进行判断，将凹凸不平的薄板放在无孔的平台上。由于薄板刚性差，有的部位凸起，有的部位与平台相贴，显然凸起的部位内部纤维组织松弛，与平台相贴部位内部纤维织组过紧。对于中间松、四周紧的变形薄板，要用手锤锤放四周，捶击方向由里向外，捶击点要均匀并越往外越稠密，捶击力也越大，这样即可使四周材料纤维组织逐渐伸长，使凸起的部位得到修复，如图8-4(a)所示。图8-4(b)所示为变形薄板中间部位与平台相贴，周边扭动成波浪形，此时中间紧，周边松。上一页下一页返回8.4变形薄板成型和修复修复的方法是先用橡皮带抽打周边，使材料收缩，再用手锤捶击中间部位，要均匀，而且越往里越密，捶击力也越大。2.机械修复机械修复是借助各种设备，如:滚板机、拉伸机、滚圆机、专用校平、及各种压力机等进行修复的方法。3.火焰修复由于薄板无论是受外力产生的变形，还是焊接应力引起的变形，其变形形式主要表现为波浪变形，因此，应针对薄板波浪变形的形式及程度加以修复。上一页下一页返回8.4变形薄板成型和修复当板材变形为波浪形时，先将薄板三条边固定在平台上，使波浪集中在一边上，如图8-5所示，用氧乙炔焰以线状加热法加热，先从凸起的两侧开始，加热线的长度约为板宽的1/3~1/2，加热宽度在10~20mm之间，如第一次加热不能修复，则进行第二次修复，但加热位置应与第一次错开。为提高修复速度，火焰加热的同时用水急冷，修复完钢板的一边后，再用同样的办法修复另一边。当板材中间凸起时，采用火焰修复应将钢板四周压紧，在中间凸起两侧平的地方开始进行线状加热，逐步向凸起处围拢。加热线的分布和顺序如图8-6所示。上一页返回图8-1

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