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【MFC推荐】钣金零件质量的工艺控制探讨

2019-10-08 08:58:26 来源:
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导读:
摘要:介绍了钣金零件质量控制的基本要求和行业现状,分析了影响钣金零件内在质量和外在质量的因素,总结了控制钣金零件内在质量和外在质量工艺措施,同时对钣金行业存在的问题提出应对措施。

关键词:钣金零件;质量;工艺控制

随着工业技术的飞速发展,新材料、新工艺不断推陈出新,企业别无选择的经历深刻变革。一些企业传统的优势工种出现了拿着不能,放了不行的尴尬状况,工种的边缘化,导致从业人员的流失。笔者调查发现:在一些工业企业,许多钣金结构产品已被铸造件代替。一些单位的钣金制作由几个车间萎缩为一个班组,有的甚至合并到了别的班组,钣金成了实实在在的辅助工种。但是,钣金这个工种在国民经济中仍然占有一席之地,因此,对钣金技术的研究仍旧不可缺少。

钣金零件的质量要求

获得优良的钣金零件,既取决于高水平的设计、严格的生产过程质量控制,好的制造技术,又依赖于适合的工艺技术。钣金零件制造的质量总体上分为外在质量和内在质量两方面。外在质量控制主要指零件的几何尺寸和形状的准确度满足图样要求,表面无损伤、污染,边缘无毛刺等;内在质量控制主要指控制零件成形后材料的理、化性能。

钣金零件外在质量的工艺控制

影响钣金零件几何尺寸和形状准确度的因素除工艺装备本身的误差外,主要有四个方面:一是材料在成形中厚度的变化;二是零件成形后的回弹;三是零件畸变;四是零件表面和边缘质量状况。这些因素在钣金工艺编制时要结合零件特点、工艺装备现状以及操作者的素质全盘考虑,在工艺文件中具体规定。

01厚度变化的工艺控制

凡是需要对板料进行弯曲的钣金零件,在下料时一般都要进行展开料的计算。这就是对材料厚度变化的预先控制。一般来讲,薄板对展开料的计算影响不大;中、厚板则必须考虑板厚的影响,如果处理不当就会产生次品或废品。由于材料在弯曲变化过程中体积保持不变,因此,板料弯曲时内侧受压材料会增厚,外侧被拉伸则要减薄,以中性层作为计算展开料的依据。材料的减薄直接影响到零件的使用性能,故对于材料的最大减薄量,工艺要严格控制,不能超出设计图样的要求。厚度变薄率是钣金工艺重点控制的因素之一,减少零件最大变薄量的主要措施有:板料在一次成形中应保持最有利的变形条件,减少材料流动阻力和防止应力集中;采用分割变形,增加过渡工序,注意错开各道工序的最大变薄区,使之不相互重叠;采用其他方式取代拉伸变形,提供零件成形所需的材料等。

02尺寸和形状准确度的工艺控制

影响钣金零件尺寸和形状准确度的主要因素是材料的回弹。因为材料的塑性变形总是存在着弹性分量,采用模具进行钣金零件的弯曲加工时,与模具完全贴合的钣金零件在去除压力后总要弹离模具,难以保持与模具一致的形状和尺寸,这种现象就是回弹。

要减少回弹对钣金零件尺寸和形状准确度的影响,采取的措施通常有:

①在设计模具时,预先考虑零件的回弹趋势和回弹量大小,采取补偿措施,在试模时再根据实际情况进行修正,使钣金零件产生的回弹恰好得到补偿,保证尺寸和形状的准确度。

②合理安排工序和工艺参数。譬如:黑色金属可以采用加热成形的方法,材料受热变软,变形抗力降低,回弹减少;拉形时,适当增加拉力,改变材料的应力、应变分布,减少回弹,以保证钣金零件尺寸和形状的准确度。

03材料畸变的工艺控制

影响钣金零件外在质量的另外一个因素是材料的畸变。在进行圆管的弯曲加工时,如果不采取工艺限制措施,在非加载的方向上也会出现材料变形,这就是材料的畸变。抵制材料畸变的工艺方法是在成形过程中采用刚性限制。譬如:圆管弯曲时,在管内填砂或加芯棒;型材弯曲时,在剖面内加垫块。

04零件表面质量和边缘状况的工艺控制

钣金零件边缘(含孔边缘。)的毛刺未去除,或去除不符合要求,在不采取保护措施或保护措施不当的情况下就放在一起流转,很容易造成零件表面划伤。钣金零件在成形过程中,材料边缘还容易出现微裂纹,微裂纹和零件表面的损伤都是引起应力集中,造成疲劳破坏的重要原因。此外,钣金零件的表面如果受到污染,则可能造成腐蚀。因此,在钣金工艺文件中,对零件毛刺的去除,表面质量的保护都必须明确规定。

控制钣金零件表面质量和边缘状况的主要工艺措施有:

①钣金零件从原材料开始就要重视对表面质量的防护;

②从下料工序开始,每道工序都要规定去除毛刺和表面质量防护的要求;

③毛料、半成品、成品要分开放置,以防止损伤相邻零件的表面;

④加强零件在热处理和表面处理过程中的表面防护,避免零件间及零件与工装、夹具间的摩擦、碰撞;

⑤对热成形零件,热压下陷零件,成形后要进行探伤(磁力探伤、荧光探伤)检查,以避免交付的零件存在微裂纹;

⑥钣金工作台和校正平台及所用的工装、工具表面要保持清洁,无脏物和杂物,以避免污染或损伤零件;

⑦镁合金板材及零件上应使用红蓝铅笔划线或做标记,不准使用石墨铅笔;

⑧在加工或搬运无表面防护的毛料,半成品和零件时,戴清洁柔软的手套,防止零件表面污染造成腐蚀;

⑨钣金零件要及时表面处理,涂油或用纸封存。

钣金零件内在质量的工艺控制

将材料通过塑性变形制成钣金零件后,其理化性能必须符合设计要求,因为,钣金零件是以材料理化性能为重要依据进行设计的。

在钣金零件的加工过程中,控制其理化性能满足要求的工艺措施通常有:
①规定合适的中间热处理和最终热处理参数,对材料性能要求严格或对内应力敏感的材料,在成形中安排消除内应力工序;

②采用热成形工艺加工钣金零件时,要严格控制加热温度和加热时间;

③凡是需要中间退火的钣金零件必须严格控制退火前的变形量以回避临界变形;

④合理安排钣金零件的硬度检查工序。

结束语

好的钣金工艺是保证钣金零件质量的重要条件。基于工业技术的进步带来钣金工种在某些行业萎缩,以及技术原因,行业壁垒原因等造成的不能将钣金零件的加工外包等客观实际,可以探索在集团内部将钣金工种整合的管理措施,这样既保证了自己产品的加工需要,又可以集中力量形成市场竞争能力,改善钣金工艺人才流失、大量钣金设备闲置、技术每况愈下的恶性循环状况。

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