淺談鈑金的設計制造與成本核算

李春和

吉林航空維修有限責任公司 吉林 吉林 132102

引言

鈑金生產涉及制造行業各方面,如汽車,航空等,使用范圍廣泛,在制造業有著舉足輕重的地位。目前鈑金行業的產值年均增速高于10%,其中模具及配件行業產值增幅預計達到24%,因此分析鈑金的設計制造以及成本之間的關系對鈑金行業的發展顯得至關重要。闡述了鈑金設計制造過程中的設計方式、材料選取及定額、工藝流程及其相應的成本核算分析,為鈑金制造企業提供一定的參考和借鑒。

1 鈑金件結構設計特點

鈑金通常指的是手工或通過模具沖壓薄金屬片,使其發生不可恢復原狀的塑性形變,從而得到人們所需要的形狀和尺寸。之后,可以進一步通過焊接或機械加工形成更復雜的部件。在滿足產品功能的前提下,設計的結構應滿足一些基本要求,如易于加工、外形美觀、造價低廉,等等。以電器柜門為例,不同的安裝方式所需要的鈑金件結構就不同,如內嵌式的門鈑金件要比外掛式的薄。總而言之,沒有特定的鈑金件結構,只有根據要求而設計的鈑金件,這既是鈑金件的特點,也是其設計難點。

2 鈑金件的材料與成本核算

就常用的鈑金件材料而言,則一般是鍍鋅鋼材,其不僅具有冷軋鋼卷的機械性能,而且極具加工性,另外,又因為其自身具有電鍍的鋅層對其進行保護,所以,其還具有良好的耐腐蝕性和裝飾性。而就鈑金件的成本核算而言,其直接材料費在其中所占的比例是較大的,因此,在進行材料選擇時,在考慮到構件性能的情況下,應該最大程度的選擇較為經濟的板材。另外,還應該對材料的定額和余料的庫存量給予足夠的重視,其也是對材料的成本有著巨大影響的。換言之,在保證材料規格和數量合適的情況下,可以最大程度的提升材料的利用率。

3 鈑金制造工藝與成本核算

3.1 下料 軟模加工時下料有數沖和鐳射等方式。數沖就是利用沖裁的方法把構件未成型前的展開樣式沖裁出圖紙要求的孔位和尺寸形的一種工藝方式。這個工藝可以對厚度約0.5cm-5.0cm 左右的鋼鐵鋁銅板材進行精準而快速的線分割。沖外部輪廓時,可以選擇長方刀和短方刀,刀的長度決定了加工時間,也即決定了成本。數沖對刀具的磨損嚴重,尤其國產的刀具的沖裁次數僅為進口刀具的一半。在加工不銹鋼等硬度大的板材時,磨損是其它軟板材的2—3倍。這個過程中刀具費在成本核算是也占了相當的比例。數沖加工的產品毛刺較大,去毛刺工藝相應增加了人工費。鐳射加工是指利用高能量密度的激光束照射材料表面,使材料汽化或顏色改變的加工工藝。由于它是無接觸加工,對材料無直接沖擊,因此無機械變形,加工過程中無“刀具”磨損,無“切削力”作用于材料,同時由于鐳射光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,對非鐳射照射部位沒有或影響極小。鐳射加工產生的廢料比數沖少,加工時間短,材料變形小,對數沖無法加工到的產品,可以進行二次加工。對于反射較大的部分鋁板,要用專用的鐳射機加工,普通的加工鐵,不銹鋼,銅等深色金屬的鐳射機容易燒壞反射鏡。一般采用鐳射切割下料,間隔距離最小是0.5T,數沖沖壓下料,間隔距離相對就比較大,至少可以放下一個數沖刀具寬度,甚至是兩個刀具寬度。

3.2 鈑金件的折彎邊 鈑金件彎曲模V 形開度和彎曲R 角會影響板料彎曲的最短邊,因此,設計中應考慮到鈑金件的最短彎曲極限。若V形的模具開口寬度為12m、彎曲R 角O.5mm,那么彎曲的最小短邊就要比V/2+R+0.5=7mm 小。基于此,應根據現有的彎曲模規范設計,避免模具過多,從而導致模具加工和管理成本增加。在彎曲邊的設計中,還應考慮彎曲邊與彎曲邊之間的距離的限制問題,當彎曲邊緣靠近曲邊的其余部分時,彎曲邊緣和彎曲模具之間會出現干涉情況。

3.3 壓鉚 就這一部分的制造工藝而言,其主要的作用是保證釘狀產品擠壓在產品工件上保持不脫落,并且保證相關的安裝。而在該工藝中,所需要應用的零件其中包括了壓鉚螺柱、螺母和螺釘。需要注意的是,壓鉚的過程中是需要壓鉚機來進行完成的。另外,在對這一部分的內容進行成本核算時,其主要核算的內容就是鉚接件的數量和位置。

3.4 焊接和表面處理 很多制造工程使用的部件都是由幾個零件組合而成,而在鈑金加工工藝中,最好的方式則是焊接。焊接是屬于分子或原子水平的連接方式,可以滿足鈑金件對強度和精準的要求。鈑金加工中使用的焊接方式很多,有電弧焊、氣焊、釬焊等。因此,實際的鈑金加工過程中,需要根據材料的特性,選擇合理的焊接方式。在鈑金加工步驟的結尾,都需要對部件進行適當的表面處理。最基礎的環節是對冷加工板材的電鍍。不同的鈑金件的材質需要不同的表面處理方式作為輔助,如不銹鋼板的表面處理可以在折彎步驟前添加拉絲的環節,而鋁材質的板材通常需要進行適當的氧化。

3.5 表面處理 一般折彎,壓鉚之后要進行表面處理工序,不同的材料選擇的表面處理方法也不同,比如冷板加工后常選擇表面電鍍的處理方式,電鍍之后要磷化處理,最后再進行噴涂處理。表面前處理可以清潔表面,顯著提高涂膜附著力,能成倍提高涂膜的耐蝕力。清洗時將構件掛于流水線上,經過清洗溶液之后進入清水中,然后構件經過噴淋區,最后經過烘干過程。當進行噴涂時,工件的牙孔可擰上螺釘,導電保護區域可用高溫膠帶貼合保護。如果構件進行不裝配噴涂時,不需要進行噴涂的地方如螺孔等需要用螺釘或者軟膠棒進行填塞保護,其他區域可用耐溫性能良好的膠帶等粘貼保護。

結語

綜上所述,在鈑金的設計制造過程中,在功能性符合要求的情況下,其成本是最能反映設計是否合理的。而從本文也可明顯的看出,鈑金件的設計方式和制造主要包括了下料、折彎、壓鉚、焊接等,由此可見,其工藝流程是較為復雜的,是需要相關人員總結經驗,做好規劃才能實現長久穩定發展的。