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精密鈑金加工和綠色的分析

時間: 2019-12-17 18:24 瀏覽次數:
精密鈑金和綠色鈑金的概念是與時俱進的,年青時我們學習鈑金工藝,鈑金咬口縫用剪刀剪、用劃針或圓規劃線、用木方尺敲打折邊,尺寸精度不超1mm、外表看不到顯著的錘子印就算是

精密鈑金和綠色鈑金的概念是與時俱進的,年青時我們學習鈑金工藝,鈑金咬口縫用剪刀剪、用劃針或圓規劃線、用木方尺敲打折邊,尺寸精度不超1mm、外表看不到顯著的錘子印就算是水平高的鈑金工了。後來有了液壓剪板機和折彎機,零件加工省力、加工後表麵質量平均一致,外觀非常漂亮。再後來泛起了數控剪板機和數控折彎機,加工零件的折彎角度可以精確到0.1°,尺寸可以精確到0.1mm甚至更高,不需要像以前那樣用梯形絲杆或螺紋一點點甚至幾回三番去調定位,從而節省了大量的時間和材料(手工調整避免不了要剪廢或折壞幾張板料,哪怕是小塊料)。到現在泛起了自動料庫,它不僅可以實現自動上料,還可以根據待加工零件的不同板厚、材質、尺寸自動完成出入庫。在現代化的加工過程中,衝切、翻邊、攻絲、衝字壓印、透風柵等工藝操縱都能在一台數控衝床上完成,之後再連線進行自動折彎、下線(如圖1所示的Salvagnini設備)。Salvagnini折彎機中的折彎刀也是從手工換模發展到自動換模,直到在2017年的工博會上,筆者看到通快折邊機自動化程度更高,自動模具功能更多、更巧妙,感覺號稱世界領先的柔性折彎設備的締造者——Salvagnini要繼承保持老大地位不得不快速立異,推出更多、更巧妙的機器才行。


  
目前,精密鈑金加工的開卷校平精度可達0.3~0.5mm。一般鈑金零件的折彎精度能達到0.05mm到0.1mm(CNC機床),衝切加工的定位精度和重複定位精度大多不超過0.1mm(當然大型鈑金產品如尺寸大於1500mm的零件,精度要略大一些),所以用激光/數衝/水刀等切割、用數控折彎出產的鈑金零部件通常均能知足尺寸精度要求。


精密鈑金加工的公差選用
值得一提的是鈑金件公差選用的題目,目前行業內參照的尺度有《衝壓件尺寸公差》即GB/T 13914-2013、《衝壓件角度公差》即GB/T 13915-2013以及《衝壓件外形和位置未注公差》即GB/T 13916-2013。在尺度GB/T 13914-2013的《平衝壓件尺寸公差》中劃定了基本尺寸為0~6300mm、板材厚度為0~6mm的不同規格的平衝件的公差等級和公差值;《成形衝壓件尺寸公差》劃定了基本尺寸為0~1000mm、板材厚度為0~6mm(分t≤1mm、1mm4mm三個厚度區間)的成形衝壓件的公差等級和公差值,以及衝壓件尺寸極限偏差的劃定和公差等級的選用。GB/T 13915-2013劃定了衝壓件的角度公差。GB/T 13916-2013劃定了衝壓件的外形和位置未注公差。

未注公差一般是指圖樣上無需標注的公差,在我國又稱為“未注公差、自由公差”。一般公差分為精密f、中等m、粗拙c、最粗v四個公差等級。有良多公司劃定用GB/T 1804-2000,也有的公司劃定用GB/T 15055-2007,誰對誰錯呢?GB/T 1804-2000是一般公差、未注公差的線性和角度尺寸的公差,本尺度合用於金屬切削加工尺寸,也合用於一般鈑金件的加工尺寸,非金屬材料和其他工藝方法加工的尺寸可參照采用。GB/T 15055-2007劃定了衝裁件線性尺寸、成形件線性尺寸、衝裁圓角半徑線性尺寸、成形圓角半徑線性尺寸、衝裁角度尺寸、彎曲角度尺寸公差的極限偏差。比較兩個尺度可發現基本尺寸相同的各個尺寸段中GB/T 15055-2007的公差相應放寬,實際上,能達到兩個尺度中f級的鈑金件已經是精密級了。個人認為鈑金件與機加工零件之間有配合要求的推薦用GB/T 1804-2000,單純鈑金件用GB/T 15055-2007。再從實際出發,數控衝、數控剪、激光切割、水切割等下料方法目前均能達到f(精密)級,而大部門公司一般在圖紙的技術要求中注明未注公差按以上兩個尺度之一的m(中等)級執行,所以對以上現代化的數控下料設備而言,再去研究采用哪個尺度已沒有必要。盡管GB/T 15055-2007中還針對不同材料厚度(分t≤1mm、1mm4mm三個厚度區間)劃定了不同公差等級所對應的極限偏差值,但這對傳統的普通下料設備仍有實用價值。對折彎工藝而言,數控自動折彎機(如Salvagnini和通快等設備)也能達精密級,普通數控折彎機在對較大尺寸(如大於尺寸1500mm時)零件進行折彎後其成形尺寸不一定能得到保證,這是折彎過程中手工定位和大尺寸易變形所造成。


  20世紀70年代以前,紡紗廠使用的滾筒當屬傳統意義上的精密鈑金件,單節滾筒卷圓縮口後用錫焊連接,滾筒全長6m用5~6個單節滾筒連接而成,直徑為400mm,其全長圓跳動隻答應在500μm以下,故使用2~3年後滾筒就要整修,而會修的師傅屈指可數。現在的數控鈑金機床誤差縮小至100μm甚至幾十微米都不在話下,這就體現了鈑金的“精”(即加工精度)。我們的精密鈑金還在於“密”:材質致密平均,無表麵蝕點,無微裂紋。精密鈑金設計技術要求為:⑴成品表麵平整光滑無鏽蝕,不應有劃痕、擦傷等損傷零件表麵的缺陷。⑵加工棱角清楚、圓角過渡平滑,不得有翹曲變形現象。⑶去除全部毛刺飛邊,銳角倒鈍。⑷下料和衝孔邊口不應有翻邊現象,毛刺高度不大於0.1mm。⑸淺拉深不得有起皺、拉裂、扭曲等現象。⑹外觀尺寸及公差(包括線性尺寸、角度、形位公差等)應符合圖樣上的技術要求。這也是我們設計精密鈑金件的圖紙和檢修的技術要求。


  綠色鈑金加工的工藝要求


  我們既要金山銀山又要綠水青山,綠色鈑金加工要求以下各工藝過程合格出產和排放。


  鈍化:鈑金件電鍍鋅時需要鈍化處理,得到更致密的氧化保護層。不鏽鋼板材本身具有一定的耐侵蝕機能,一般情況下直接加工即可,但在特定場合下需鈍化處理。如開水器水箱使用SUS304或SUS316,零件仍需鈍化處理才能保證其在高溫下不鏽蝕。而鈍化液中含5%的硝酸和2%的重鉻酸鉀,在酸洗鈍化二合一液中還有10%的氫氟酸。重鉻酸鉀中的六價鉻Cr6+會嚴峻汙染環境,對人體造成嚴峻傷害(如生殖係統)。氫氟酸侵蝕性強,對牙齒、骨骼損害嚴峻,也能侵蝕玻璃。目前我國已經成功用Cr3+來代替Cr6+,從而大大地降低了環境汙染,並且已用某種添加劑來替換氫氟酸。


  噴漆與噴粉:噴漆是塗料與溶劑(或還需加硬化劑)溶合後施工,以壓縮空氣或靜電力將漆霧化後噴向工件並附著在其表麵,溶劑蒸發(或相互反應)後固化成膜。這種工藝的不足之處在於,VOC(可揮發有機氣體)含量高,對人體有較大危害;塗料利用率很低,僅約50%,鋪張資源。而靜電噴粉不需要大量的稀釋劑,粉末不含有害物質,助劑蒸發後固化成膜,不汙染環境,塗層質量好,附著力和機械強度高,耐侵蝕,固化時間短,不用底漆,粉回收使用率高。跟著環氧樹脂、聚酯粉末噴塗的普及與應用,鈑金件的美觀程度與噴漆不相上下,耐蝕性也大大進步。跟著國家對環保要求的日益進步,有不少公司將磷化後的FePO4經沉澱池兩次沉澱後處理成其他化工原料,從而減少了磷化處理對環境的汙染。


  很多噴塗線已經采用機器人功課,既減少了對工人的傷害又保證了質量的不亂。現在粉末回收裝置已經成為塗裝線的標配,它能通過濾芯吸收絕大部門的粉末,並通過加裝電磁閥和傳感器,當工件經由期噴水,經由後封閉,從而節約了能源和50%的水量。


  湖南某廠從瑞士入口的噴塗線,其排放幾乎達到了零汙染,前處理後溶液的PH值不小於8,而普通噴塗線磷化處理後處理液均為酸性,這就是我們要研究和趕超的地方。


  現在有一種新的前處理工藝——矽烷處理必將替換磷化處理。20世紀90年代初,美國就開始對矽烷處理進行理論研究,

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