昆山钣金加工工艺知识介绍
钣金加工
钣金加工是针对金属薄板（通常在6mm以下）的一种综合冷加工工艺，包括剪切，冲裁，折弯，焊接，铆接，模具成型及表面处理等。其其显著的特征就是同一零件厚度一致。
钣金加工
钣金加工是钣金技术职员需要把握的枢纽技术，也是钣金制品成形的重要工序。钣金加工是包括传统的切割下料、冲裁加工、弯压成形等方法及工艺参数，又包括各种冷冲压模具结构及工艺参数、各种设备工作原理及操纵方法，还包括新冲压技术及新工艺。零件金属板材加工就叫钣金加工。
金属板材加工就叫钣金加工。具体譬如利用板材制作烟囱、铁桶、油箱油壶、通风管道、弯头大小头、天圆地方、漏斗形等，主要工序有剪切、折弯扣边、弯曲成型、焊接、铆接等，需要一定几何知识。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。相对应的是铸造件，锻压件，机械加工零件等。
钣金加工方法：
非模具加工：通过数冲、激光切割、剪板机、折弯机、铆钉机等设备对钣金进行的工艺方式，一般用于样品制作或小批量生产，成本较高。加工周期短，反应迅速。
模具加工：通过固定的模具，对钣金进行加工，一般有下料模，成型模，主要用于大批量生产，成本较低。前期模具成本高，零件质量有保证。前期加工周期长，模具成本高。
钣金加工流程：
下料：数冲、激光切割、剪板机
成型-折弯、拉伸、冲孔:折弯机、冲床等
其他加工：压铆、攻牙等
昆山钣金加工工艺知识介绍
焊接：钣金的连接方式
表面处理：喷粉、电镀、拉丝、丝印等
钣金加工工艺--下料
钣金的下料方式主要有数冲、激光切割、剪板机、模具下料等，数控为目前常用方式，激光切割多用于打样阶段（也可加工不锈钢钣金件），加工费用高，模具下料多用于大批量加工。
下面我们主要以数冲来介绍钣金的下料.
数冲又叫转塔数控冲床，可用来下料、冲孔、拉伸孔、滚筋、冲百叶窗等，其加工精度可达+/-0.1mm。
数控可加工的板材厚度为：
冷轧板、热轧板 ≤4.0mm
铝板 ≤5.0mm
不锈钢板 ≤2.0mm
冲孔有最小尺寸要求。冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。（如下图）
2.数冲的孔间距与孔边距。零件的冲孔边缘离外形的最小距离随零件外形边缘不平行时，该最小距离应不小于材料厚度t；平行时，应不小于1.5t。（如下图）
3.拉伸孔时，拉伸孔离边缘最小距离为3T，两个拉伸孔之间的最小距离为6T，拉伸孔离折弯边（内）的最小安全距离为3T+R（T为钣金厚度，R为折弯圆角）
4.拉伸折弯件及拉深件冲孔时，其孔壁与直壁之间应保持一定的距离。（如下图）
材料选用
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（6061、5052、1010、1060、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。
钣金加工工艺--成型
钣金的成型主要是钣金的折弯、拉伸。
1.钣金折弯
1.1 钣金的折弯主要使用折弯机床。
折床的加工精度;
一折：+/- 0.1mm
二折：+/- 0.2mm
二折以上：+/- 0.3mm
1.2 折弯加工顺序的基本原则：由内到外进行折弯，由小到大进行折弯，先折弯特殊形状，前工序成型后对后继工序不产生影响或干涉。
1.3 常见折弯刀形状：
常见V槽形状：
1.4 折弯件的最小弯曲半径：
材料弯曲时，其圆角区上，外层受到拉伸，内层则受到压缩。当材料厚度一定时，内r越小，材料的拉伸和压缩就越严重；当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时，就会产生裂缝和折断，因此，弯曲零件的结构设计，应避免过小的弯曲圆角半径。公司常用材料的最小折弯半径见下表。
折弯件的最小弯曲半径表：
弯曲半径是指弯曲件的内侧半径，t是材料的壁厚。
1.5 折弯件的直边高度：
一般情况下的最小直边高度不宜太小，最小高度要求：h〉2t
如果需要弯曲件的直边高度h≤2t，则首先要加大弯边高度，弯好后再加工到需要尺寸；或者在弯曲变形区内加工浅槽后，在折弯。
1.6 弯边侧边带有斜角的最小折弯直边高度：
当弯边侧边带有斜角的弯曲件时，侧面的最小高度为：h=（2～4）t>3mm
1.7 折弯件上的孔边距：
孔边距：先冲孔后折弯，孔的位置应处于弯曲变形区外，避免弯曲时孔会产生变形。孔壁至弯边的距离见下表。
1.8 局部弯曲的工艺切口：
折弯件的弯曲线应避开尺寸突变的位置。局部弯曲某一段边缘时，为了防止尖角出应力集中产生弯裂，可将弯曲线移动一定距离，以离开尺寸突变处（图a），或开工艺槽（图b），或冲工艺孔（图c）。注意图中的尺寸要求：S≥R；槽宽k≥t；槽深L≥t+R+k/2。
1.9 带斜边的折弯边应避开变形区：
1.10 钣金褶边（打死边）的设计要求：
钣金褶边的死边长度与材料的厚度有关。如下图所示，一般死边最小长度L≥3.5t+R。
其中t为材料壁厚，R为打死边前道工序（如下图右所示）的最小内折弯半径。
1.11 添加的工艺定位孔：
为保证毛坯在模具中准确定位，防止弯曲时毛坯偏移而产生废品，应预先在设计时添加工艺定位孔，如下图所示。特别是多次弯曲成型的零件，均必须以工艺孔为定位基准，以减少累计误差，保证产品质量。
1.12 标注弯曲件相关尺寸时，要考虑工艺性：
如上图所示所示， a）先冲孔后折弯，L尺寸精度容易保证，加工方便。b）和c)如果尺寸L精度要求高，则需要先折弯后加工孔，加工麻烦。
1.13 弯曲件的回弹影响回弹的因素很多，包括：材料的机械性能、壁厚、弯曲半径以及弯曲时的正压力等。折弯件的内圆角半径与板厚之比越大，回弹就越大。从设计上抑制回弹的方法示例
弯曲件的回弹，目前主要是由生产厂家在模具设计时，采取一定的措施进行规避。同时，从设计上改进某些结构促使回弹角简少如下图所示：在弯曲区压制加强筋，不仅可以提高工件的刚度，也有利于抑制回弹。
2.钣金拉伸
钣金的拉伸主要由数控或普冲完成，需要各种拉伸冲头或模具。
拉伸件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉伸成形。
需多次拉伸的零件，应允许表面在拉伸过程中可能产生的痕迹。
在保证装配要求的前提下，应该允许拉伸侧壁有一定的倾斜度。
2.1 拉伸件底部与直壁之间的圆角半径大小要求：
如下图所示，拉伸件底部与直壁之间的圆角半径应大于板厚，即r1≥t。为了使拉伸进行的更顺利，一般取r1=（3～5）t，最大圆角半径应小于或等于板厚的8倍，即r1≤8t。
2.2 拉伸件凸缘与壁之间的圆角半径
拉伸件凸缘与壁之间的圆角半径应大于板厚的2倍，即r2≥2t，为了使拉伸进行得更顺利，一般取r2=(5~10)t，最大凸缘半径应小于或等于板厚的8倍，即r2≤8t。（参见上图）
2.3 圆形拉伸件的内腔直径
圆形拉伸件的内腔直径应取D ≥d+10t，以便在拉伸时压板压紧不致起皱。（参见上图）
2.4 矩形拉伸件相邻两壁间的圆角半径
矩形拉伸件相邻两壁间的圆角半径应取r3 ≥3t，为了减少拉伸次数应尽可能取r3 ≥H/5，以便一次拉出来。
昆山钣金加工工艺知识介绍
2.5 圆形无凸缘拉伸件一次成形时，其高度与直径的尺寸关系要求
圆形无凸缘拉伸件一次成形时，高度H和直径d之比应小于或等于0.4，即H/d ≤0.4，如下图所示。
2.6 拉伸件材料的厚度变化：
拉伸件由于各处所受应力大小各不相同，使拉伸后的材料厚度发生变化。一般来说，底部中央保持原来的厚度，底部圆角处材料变薄，顶部靠近凸缘处材料变厚，矩形拉伸件四周圆角处材料变厚。
2.7 拉伸件产品尺寸的标注方法
在设计拉伸产品时，对产品图上的尺寸应明确注明必须保证外部尺寸或内部尺寸，不能同时标注内外尺寸。
2.8 拉伸件尺寸公差的标注方法
拉伸件凹凸圆弧的内半径以及一次成形的圆筒形拉伸件的高度尺寸公差为双面对称偏差，其偏差值为国标(GB)16级精度公差绝对值的一半，并冠以±号。
3.钣金其他成型：
加强筋--在板状金属零件上压筋，有助于增加结构刚性。
百叶窗--百叶窗通常用于各种罩壳或机壳上起通风散热作用。
孔翻边（拉伸孔）--用以加工螺纹或提高孔口的刚性。
3.1 加强筋：
加强筋结构及其尺寸选择
打凸间距和凸边距的极限尺寸按下表选取。
3.2 百叶窗
百叶窗成型方法是借凸模的一边刃口将材料切开，而凸模的其余部分将材料同时作拉伸变形，形成一边开口的起伏形状。
百叶窗的典型结构参见下图
百叶窗尺寸要求：a≥4t；b≥6t；h≤5t；L≥24t；r≥0.5t。
3.3 孔翻边（拉伸孔）
孔翻边形式较多，常见的是要加工螺纹的内孔翻边。
钣金加工工艺--其它加工
钣金上辅件的铆接，如铆螺母、铆螺柱、铆导向柱等。
2.钣金上螺纹孔的攻牙。
钣金板厚t<1.5时，采用翻边攻牙。钣金厚度t≥1.5时，可采用直接攻牙。
钣金加工工艺--焊接
在钣金焊接结构设计时，应该贯彻“对称布置焊缝、焊点，并避免汇交、聚集、重叠，次要的焊缝、焊点可中断，主要的焊缝、焊点应连接。”
钣金中常用焊接有电弧焊，电阻焊等。
电弧焊
钣金间要有足够的焊接空间，焊接间隙最大应在0.5～0.8mm，焊缝要均匀平整。
2.电阻焊
焊接面要求平整，无皱褶、回弹等。
电阻焊的尺寸如下表：
电阻焊点间距
在实际应用中，焊接小零件时，可参考下表数据。
在焊接大尺寸零件时，点距可适当加大，一般不小于40-50mm，非受力部位，焊点间距可放大到70-80mm。
板厚t、焊点直径d、最小焊点直径dmin、焊点间的最小距离e，若板材为不同厚度组合，按最薄板选取。
电阻焊板材层数及料厚比
电阻点焊的板材一般为2层，最多3层，焊接头各层的板材厚度比应在1/3～3之间。
如确需3层板焊接，应先检查料厚比，如合理可焊接，如果不合理，应考虑开工艺孔或工艺缺口，2层焊接，错开焊接点。
钣金加工工艺--连接方式
这里主要介绍钣金在加工过程中的连接方式，主要有铆钉铆合、焊接（上面已述）、抽孔铆合、TOX铆合。
铆钉铆合：
这种铆钉常称为拉钉，将两块板材通过拉钉铆合在一起称之为拉铆，常见铆合形状如图：
2.焊接（前面已述）
3.抽孔铆合：
其中的一零件为抽孔，另一零件为沉孔，通过铆合摸使之成为不可拆卸的连接体。
优越性：抽孔与其相配合的沉孔的本身具有定位功能。铆合强度高，通过模具铆合效率也比较高。
4.TOX铆合：
通过简单的凸模将被连接件压进凹模。在进一步的压力作用下，是凹模内的材料向外“流动”。结果产生一个既无棱角，又无毛刺的圆连接点，而且不会影响其抗腐蚀性，即使对表面有镀层或喷漆层的板件也同样能保留原有的防锈防腐特性，因为镀层和漆层和板件也同样能保留原有的防锈防腐特性，因为镀层和漆层也是随之一起变形流动。材料被挤向两边，挤进靠凹模侧的板件中，从而形成TOX连接圆点。如下图所示：
钣金加工工艺--表面处理
对钣金表面进行处理可以起到防腐保护和装饰作用。钣金常见的表面处理有：粉末喷涂、电镀锌、热浸锌、表面氧化、表面拉丝、丝印等。
对钣金进行表面处理前应清除钣金表面的油污、锈迹、焊渣等。
粉末喷涂:
钣金的表面喷涂有液体和粉末漆两种,我们常用的是粉末漆.通过喷粉、静电吸附、高温烘烤等方式，在钣金表面喷上一层各种颜色的涂料，用来美化外观，且能增加材料的防腐蚀性能。是常用的表面处理方式。
注：不同厂家喷涂出的颜色多少会存在一定色差，所以同一台设备的同一颜色的钣金应尽量在同一厂家喷涂。
2.电镀锌、热浸锌
钣金的表面镀锌是常用的表面防腐处理方法，且能起到一定的美化外观作用。镀锌可分为电镀锌和热浸锌。
电镀锌的外观比较光亮平整，镀锌层较薄，较为常用。
热浸锌的镀锌层较厚，且可产生铁锌合金层，抗腐蚀能力强于电镀锌。
3.表面氧化：
这里主要介绍一下铝和铝合金的表面阳极氧化。
铝和铝合金的表面阳极氧化可以氧化成各种颜色，起到防护作用又有很好的装饰作用。同时可以在材料的表面产生阳极氧化膜，阳极氧化膜有较高的硬度和耐磨性，又有良好的电绝缘性和绝热性。
4.表面拉丝：
将材料放在拉丝机的上下辊轮之间，辊轮上附着有砂带，通过电机带动，让材料通过上下砂带，在材料表面拉出一道道痕迹，根据砂带的不同，痕迹粗细也不相同，主要作用是美化外观。一般都是铝材才考虑用拉丝的表面处理方式。
5.丝印
在材料表面丝印上各种标识的工艺，一般有平板丝印和移印两种方式，平板丝印主要用于一般平面上，但如果遇上有较深的凹坑的地方，就需要用到移印。
丝印须有丝印模。
钣金加工精度
参考附件：
GBT13914-2002 冲压件尺寸公差
GBT13915-2002-T 冲压件角度公差
GB-T15005-2007 冲压件未注公差极限偏差
GB-T 13916-2002 冲压件形状和位置未注公差
常用材料
镀锌钢板SECC
SECC的底材为一般的冷轧钢卷，在连续电镀锌产线经过脱脂、酸洗、电镀及各种后处理制程后，即成为电镀锌产品。SECC不但具有一般冷轧钢片的机械性能及近似的加工性，而且具有优越的耐蚀性及装饰性外观。在电子产品、家电及家具的市场上具有很大的竞争性及取代性。例如电脑机箱普遍使用的就是SECC。
普通冷轧板SPCC
SPCC是指钢锭经过冷轧机连续轧制成要求厚度的钢板卷料或片料。SPCC表面没有任何的防护，暴露在空气中极易被氧化，特别是在潮湿的环境中氧化速度加快，出现暗红色的铁锈，在使用时表面要喷漆、电镀或者其他防护。
热浸镀锌钢板SGCC
热浸镀锌钢卷是指将热轧酸洗或冷轧后之半成品，经过清洗、退火，浸入温度约460°C的溶融锌槽中，而使钢片镀上锌层，再经调质整平及化学处理而成。SGCC材料比SECC材料硬、延展性差（避免深抽设计）、锌层较厚、电焊性差。
不锈钢SUS304
使用最广泛的不锈钢之一，因含Ni（镍）故比含Cr（铬）的钢较富有耐蚀性、耐热性，拥有非常好的机械性能，无热处理硬化现象，没有弹性。
不锈钢SUS301
Cr（铬）的含量较SUS304低，耐蚀性较差，但经过冷加工在冲压加工中能获得很好的拉力和硬度，弹性较好，多用于弹片弹簧以及防EMI。
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。
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）合理选择间隙及包边方式，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。
昆山钣金加工工艺知识介绍
加工流程
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。
③NC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。
2．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。
3．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。
4．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。
5．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。
6．折弯：折弯就是将2D的平板件，折成3D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。
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。
折床模具分类，直刀、弯刀（80℃、30℃）。
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）。
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。
7．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。
其他应用
钣金车间加工部件的加工步骤为：产品前期试验、产品加工试制和产品批量的生产。在产品加工试制步骤时，应及时与顾客沟通联系，得到相应加工的评价之后，再进行产品批量的生产。
激光打孔技术是激光材料加工技术中最早实现实用化的激光技术。钣金车间中激光打孔一般采用的是脉冲激光，能量密度较高，时间较短，可以加工1μm的小孔，特别适用于加工具有一定角度和材料较薄的小孔，还适合加工强度硬度较高或较脆较软材料的零件上的深小孔和微小孔。
激光可实现燃气轮机的燃烧器部件打孔加工，打孔效果可实现三维方向，数量可达到上千个。可打孔的材料包括不锈钢、镍铬铁合金和哈斯特洛依(HASTELLOY)基合金。激光打孔技术不受材料的力学性能影响，实现自动化比较容易。
在激光打孔技术的发展下，激光切割机实现了自动化的操作，在钣金行业上面的应用改变了传统钣金技术的加工方法，实现了无人操作，大大提高了生产效率，实现全程全自动的操作，带动了钣金经济的发展，在打孔效果方面提升了一个档次，加工效果赫然显著。
