工艺技术-金属冲压加工工艺简介(ppt 39页)

蘇州海闊業致精密五金有限公司 GREEN PRODUCT 金屬沖壓生產工藝 簡介 前言 當前金屬沖壓生產廣泛應用于各個產品領域 在 各類產品零件中占有非常重要的地位 ; 例如 UPS TPS產品大多使用金屬外殼 如下圖所示 由于生產該類零件涉及較多的机械加工工藝和 複雜的表面處理 此類產品較易出現各种不良問 題 故對其進行一下分析和探討，以便於處理問 題時能達成有效溝通 目錄 第一章 沖壓材料介紹 第二章 金屬沖壓成型金屬沖壓成型 第三章 金屬表面涂裝 第四章 金屬表面電鍍處理 第一章 沖壓材料介紹 沖壓常用材料 沖壓成型加工 其材料 為金屬薄片 ,包括 SECC(電 鍍鋅鋼板 ), SGCC(熱濅性電鍍鋅鋼板 ), SPCC(冷扎鋼板 ) SUS( 不鏽 鋼 ), 鋁片 , 銅片等 . vSGCC samplevSECC sample vSUS sample 1.SPCC (冷軋鋼板 )： 冷軋鋼品是以酸洗後的熱軋鋼捲，於冷軋工場常溫軋延至 0.30-3.20mm後，經電解 清 洗、退火及調質等過程製造而成。冷軋鋼品因厚度薄、尺寸精確、表面粗糙度 分級多，容易塗漆及電鍍、且機械性質及加工性良好，易於鈑金製成各種產品，故 用途非常廣泛，舉凡汽車車體、電子零件、家電用品、鋼製傢俱、容器等，均需大 量使用冷軋鋼品做為加工材料。 SPCC ： 易劃傷、氧化、生銹，制作過程中要戴手套，噴上防銹油，每片產品之間 用汽泡袋層層隔開，一般情況都做表面電鍍處理；電鍍後不可直接用手或髒手套觸 摸，以防止上面沾上手印或污物； 2.SECC(電鍍鋅鋼板 )： 電鍍鋅鋼捲底材為一般的冷軋鋼捲，在連續電鍍鋅產線經過脫脂、酸洗、電鍍及 各種後處理之製程後，即成為電鍍鋅產品，此產品特性不但具有一般冷軋鋼片的機 械性質及近似的加工性，且具有優越的耐腐蝕性及裝飾性外觀；在電子產品、家電 及傢具的市場上具有很大的 競爭性及取代性 SECC,大量用在通訊、 PC 產品、電子產品；因表面易劃傷，在不烤漆情況下需特 別注意表面不可有劃傷； SECC分為寶鋼，中鋼，韓國料，日本料以及台灣料，其表面顏色均有差異，故多 個料號組裝時需注意有色差情況； 3. SPTE(馬口鐵 )： 是一種超薄冷軋的低碳鋼片，主要用途是供應製罐業所使用的鍍錫 、鍍鉻鐵皮的原板。導電性強，外觀佳，因成本考量有些來取代 SUS ， 非磁性材料，但沖壓加工次數越多，磁性越強。 4. 磷青 銅片 (PBS )PHOSPHOR BRONZE SPRING： 磷青銅係由青銅 (銅錫合金 )添加脫氧劑，磷 (P)含量 0.03 0.35%及其 它微量元素如 Fe、 Zn等組成 。延展性、耐疲勞性均佳，可用於電氣及機械材料，且耐蝕性，材 料可靠度高於一般銅合金製 品，以連續熔解鑄造 (板片、銅卷 )方式 製成，具高度之材質均勻性。導電性佳、彈性高、富耐磨耗；是電氣 開關、端子等應用之彈片及導電材料，但沒有不銹鋼之強度。外觀須 電鍍。 5.鈹銅片 (BECU) BERYLLIUM CU： 高導電、高彈性 , 是所有銅合金中硬度及強度最 佳者 ;最適用於高溫、大電流之開關零件上 , 屬時 效硬化材 . 是微動開關、各種高級端子、繼電器等 精密彈片用材料 .特性與 PBS 相似，但熱處理後， 可得更好的硬度與彈性，外觀須電鍍，但成本高 。 6. SUS304(不銹鋼 )： 用途最多之不銹鋼種，因含有 Ni 故比 Cr 鋼較富耐蝕 性耐熱性，且具低溫強度，故機械特性非常好，加工硬 化性非常大，加熱處理不硬化，非磁性，強度佳，較沒 彈性，常使用厚度 0.4T 1.0T之間。 故 目前在 Notebook常 被廣泛運用在需結構強度之 Bracket,運用上必須指定級數 . 8. SUS301(不銹鋼 )： Cr (鉻 ) 成分比 SUS304 低，耐蝕性較差， 但冷間加工能得到非常高度的拉加及硬度 ，其特性用途廣大，因彈性佳，但常用厚 度在 0.4T 0.07T 之間。 運用上必須指定級 數 ,以期達到設計之需求 (例如彈力 ,強度 ). 備注： 1.若兩著硬度接近 如 (SUS 301 3/4H跟 SUS 304 H) 雖然硬度相同 ,但是用在彈性的產品上 SUS 304 H 較易產生彈性疲乏 . 2.材料厚度影響硬度公差 (越厚公差越大 ). 第二章 金屬沖壓成型 沖壓成型 - 是利用沖模使板材產生分離或變形的加工方法 .成型 產品具有尺寸穩定性好 , 強度 高 ,可以用於加工形狀複雜的零件 . 沖壓成型使用材料 - 為金屬薄片 ,包括 SECC(電鍍鋅鋼板 ), SGCC(熱濅性電鍍鋅鋼板 ), SPCC(冷扎鋼板 ), SUS(不鏽鋼 ), 鋁片 , 銅片等 . 沖壓成型模具類型 - 包括有工程單模 , 連續模等 . 連續模自動化程度高 , 生產效率高 ,適用於大批量生產 時 . 沖壓成型設備 - 包括有油壓及氣壓 , 在選用沖壓設備時 , 可以依據實際工件外形尺寸大小及成型工 藝特點 , 來計算需要的壓力大小 , 從而決定適用的機型和噸位 . 沖壓成型工藝 - 主要包括有下料 剪切 , 沖孔 , 折彎 , 拉伸 , 脹形 , 翻邊 , 整平等 . 沖壓模具介紹 1.工程模 工程模為單一模具 , 其功能上只能完成沖壓過程中的某一道工序 , 或者某一道較為 複雜的工序中的一部份 , 在生產效率上它比連續模低 . 工程模也可以變為類似連續 模生產 , 請參考附圖 (工程模變為類似連續模生產 ).可依沖壓產品成型工藝過程展開 , 包括有沖孔模 , 折彎模 , 整平模 (部分產品平整度要求較高 ), 剪切模 , 拉伸模等 , 整 個產品將在多個機床及模具上依次完成沖壓成型 ,在沖壓過程也能插入如焊接 , 攻 牙 , 增加零件等工序 . 工程模 工程模 sample v2.連續模 v沖壓成型過程連續進行 , 沖壓的輸入端為 板材 , 輸出端為廢料及沖壓產品 . 連續模 的最大特點是整個沖壓過程連續進行 , 生 產自動化程度及效率較高 . 連續模一般用 於生產成型工藝較簡單的沖壓產品 . 這類 產品多具有可一次成型 , 數量需求較大 , 如風扇轉子用鐵殼等 .連續模在完成沖壓 工序後 , 可進行點銲 , 铆接 , 攻牙 , 表面處 理等工序 , 整個產品 (零件 )的生產才基本 完成 . v 連續模 連續模半成品 sample 3.上下模 將沖壓模分為 凸模 (上模 , Punch)和凹模 (下模 , Die). 上下模的間隙 , 刃口鋒利程度等 對裁切斷面品質有直接的影響 . 沖壓設備選用原則 v 1.沖裁力計算公式 a(沖床 Ton位 ): v P = KLS v P -沖裁力 (N) ; L -沖裁周邊長 度 (mm) ; v S -坯料厚度 ; K -係數 , 常取 K = 1.3 ; v - 材料抗剪強度 (Mpa) v 2.沖壓設備的選定 : v 依據以上公式選定合適的 Ton位大小 , 從 而選定對應的沖壓機床 . 沖壓設備 v110Ton沖壓機床 v300Ton沖壓機床 鈑金加工 n什麼是鈑金加工呢？ n -鈑金加工簡單地說就是薄板金屬的加工 .以往稱作手 加工 .主要是從事樣品的制作及小量產制作； n鈑金加工有哪些特殊的加工工藝？ n 鈑金加工主要包括： CNC數控下料，輔助鉗加工 (鉚 釘、抽孔攻牙、莎拉孔、拉釘鉚接、易模抽形打凸 )，折彎 ，焊接等工藝； 鈑金加工設備 鐳射切割機： Laser機根據廠家及功率可以分為：日本三凌 Laser、 日本 Mazak Laser、 瑞士百超 Laser等等； 我司現兩種型號 Laser： 一種是日本三凌：可以雙床台自動交換上下料，功率為 3000W， 切割速度最快可達 14000MM/分， 最大可加工的厚度為 12MM鋼材； 一種為日本 Mazak： 具有自動上下料裝置，功率為 1500W。 日本三凌 日本 Mazak 鐳射切割機 鐳射切割機： 也就是激光切割； n 它的加工原理是 O2或 N2+空氣，經過高溫和高氣 n 壓產生光路，光路再經過聚焦鏡片將光路聚焦在 n 一點而產生激光；它切割路徑是由數字程序控制； 周邊配套設備： n 吸塵器：在機器作業時吸走所產生的鐵屑。 n 冰水機：主要用於制冷，控制溫度。 n 變壓器：主要用於恆定通過機器的電流。 n 瓦斯：此為鐳射機器的輔助氣體。 n 空壓機：保證鐳射激光頭有干燥的空氣和足夠的壓力。 加工范圍： 最大可加工的板材范圍為 1250*2500；最大可加工的厚度為 12MM鋼材；可以切割的板材有：鋼材， AL材，壓克力板。 鐳射切割機 加工的優缺點： 優點：可以切割各種不同的外形及異形孔，加工的毛邊較 nct 要小，加工的產品表面劃傷要比 nct好，比較適合制作 樣品加工和小量產生產。 缺點：成本較高，效率較低，並且切割圓孔時，會有微小的 起割點和噴渣。 切割的種類： 氧氣切割：切割邊不易氧化，切割速度較低，成本較低，適 合切割冷軋 SPCC材料，不易燒傷，切割邊不美觀。 氮氣切割：切割邊易氧化，切割速度較快，成本較高，適合切 割 SECC材料，切割邊較美觀，但圓孔周邊氣體噴 渣不易擦除。 鈑金加工設備 數控轉塔沖床 (NCT)： NCT可以分為：日本村田 、 日本 Amada、 台灣台勵福、通快等； 我司現兩種型號 NCT： 一種是日本 Amada 255，另一種為日本村田 2048； Amada 255 村田 2480 數控轉塔沖床 加工原理 ： 它的加工原理是通過數字程序，經過 NC裝置轉化，通過氣壓 動力沖擊； 加工范圍： 最大壓力為 20T， 最大可加工的板材范圍為 1250*2500；最大可 加工的厚度為 3.0MM；可以沖切的板材有：鋼材， AL材， CU 材， SUS等。 加工的優缺點： 優點：可以切割各種不同的材料，加工的速底較快，成本較低， 可以用來抽孔，沖莎拉孔及沖網孔，比較適合制作小量 產生產。 缺點：毛邊較大，易劃傷，栽切邊不美觀，有接點，表面容易 壓傷等。 其他鈑金加工設備 油壓機 :型號 ST 160， 最大壓力為 160噸。主要用於多個鉚釘和易模 成型的制作。 鉚釘機： 型號 RW-500 ， 行程 70MM， 壓力在 3.5噸，電子產能：上、下 0.12秒，主要用于鉚各種五金件（螺母）等。 油壓機 鉚釘機 其他鈑金加工設備 折彎機 : 通過上下模及油壓作用 , 對板金材料作折彎變形 . 一般模具 有 V形及 U形兩種 , 方便折彎角度及形狀的選擇 . 同時在折彎機上模作 輔助治具 , 可以完成抽孔 , 鉚釘拉伸等其他成型工藝 . 其他鈑金加工設備 點銲機 : 對板金材料進行點銲連接 ,增加其穩定性和強度 . 其他鈑金加工設備 鑽床 攻牙 鑽床 : 主要用於鑽孔，倒莎拉； 攻牙機： 主要用於攻各種牙； 一 金屬涂裝 : 為達到防腐 ,表面美觀 ,裝飾性等要求 ,以粉體或液体涂料涂 裝于工件上的一种工藝方法 . 二 特點 : 1,高裝飾性 2,涂裝前表面預處理要求較為嚴格 3,涂裝環境要求較高 4,有一定的保護性 5,可實現机械化自動化的流水線生產線 . 三 适用范圍 工件表面 第三章 金屬表面涂裝 四 分類 可分為 粉末 液体 電泳涂裝 . A,粉末涂裝 1 粉末涂裝 : 是近年來發展起來的新型涂裝方法 ,是將粉末涂料涂覆在工件表 面上 ,經過熔融 ,固化形成均勻涂膜的涂裝方法 . 2 粉末涂裝的优點 : (1)涂料中無溶劑 ,全部為固体成分 ,可減少環境污染 ,改善涂裝施 工條件 . (2)一次噴涂厚度可以達到 50300um,可以簡化施工工藝 ,縮短生產 周期 ,降低生產成本 ,提高工作效率 ,保証涂膜質量 ,避免因涂膜厚 而出現流挂 ,堆積 ,气孔等缺陷的產生 . (3)涂料損失少 ,固体粉末的回收率可以達到 90%以上 . 3 缺點 很難獲得薄層涂膜 ; 調色 ,修補以及形狀複雜工件的涂裝均 較困難 .涂裝設備也較複雜 . 4 粉末涂裝的工藝流程 : 表面預處理 -覆蓋或遮蔽工件不需要涂裝部位 -工件預熱 - - 粉末涂裝 -烘烤 . 制程工藝 一 ,工藝流程圖 除銹脫脂 表調磷化 皮膜 水洗 水洗烘干 水洗 首檢調漆 涂裝 烘烤 前 處 理 烤 漆 烤漆檢驗項目以及標准 1 膜厚 測量儀器 膜厚計 標 准 3060um 2 光澤度 測量儀器 60 度光澤度計 標准 10(+/-2) 度 3 鉛筆硬度 測量儀器 荷重 1kg鉛筆硬度机 標准 3H 4 百格試驗（密著試驗） 測試設備 百格刀 標准 100 無脫落 膜厚儀 百格刀 5 耐沖擊試驗 測試儀器 沖擊強度机 標准 1/2in.500g.350mm 無脫漆 ,開裂 6 彎曲試驗 測量設備 彎曲試驗机 標准 彎曲 180 R5.0 無脫漆 ,開裂 7 溶劑導電度 (客戶有靜電裝置） 測量設備 電流計 標准 0.2M 8 原漆粘度 測量裝置 2# 伏特杯 標准 25,130sec 9 耐酒精性 測試方法 以抹布沾酒精 (95%)以 500g/cm2 來回擦 拭 50次 判定標准 無脫漆 變色 10 重塗性 測試方法 砂帶 (800)打磨后噴涂 判定標准 百格無脫落 11 色差 測試儀器 色差儀 CM508dCM2600 判定標准 E 1.0, 樣板 E 0.3 12 油漆狀態 目視為液体 金屬表面電鍍 什么是電鍍 ? 利用電極通過電流 ,使金屬附著于物体表面上以改變物体表面 特性或尺寸 電鍍的目的 ? 電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層 ,改變基材表面性質或尺 寸 . 賦予金屬光澤 增強物品的防鏽能力 防止磨耗 提高導電度 潤滑性 強度 耐熱性等 或防止滲碳 氮化 尺寸錯誤或磨 耗的物件修補 一 電鍍定義及目的 前 處理 （去漬 去脂） 電鍍 （附著 上色） 后處理 （活化 鈍化 防鏽 保護） 干燥 二 電鍍制程 （ 1）前處理 去除表面污物 提高表面附著力 前處理占鍍件品質的重要地位 （ 2）電鍍 以電化學原理 利用各种鹼性及酸性化學藥劑交互作用的過程 改變物体 電鍍過程 中 所使用的藥水成份 濃度 品質影響電鍍效果較大 （ 3）后處理 進行防氧化處理 提高物体表面的防蝕性 确保產品的耐久性 （ 4）干燥 制程的最后一道工序 去除物体濕气以利儲放 三 . 電鍍的檢驗標准 一 ,電鍍的檢驗項目 1,電鍍層厚度 膜厚計 2,外觀 ,要求色澤均一 目測 3,電鍍層結合力 3M膠帶測試 4,硬度 5,耐腐蝕性 鹽水噴霧試驗机 6,吃錫性 錫爐 二 ,檢驗設備及其使用 膜厚計 , 鹽水噴霧試驗机 , 錫爐 , 3M膠帶 三 ,各种電鍍檢驗標准 1,外觀 要求 40W日光燈下 ,距离工件 500mm處目測 合格 :電鍍層細致 ,均勻 ,連續 ,完整 ,無針孔 ,麻點 ,起皮 ,起泡 ,脫落 ,斑點 ,燒焦 等現象 . 膜厚儀 2,電鍍層結合力 指鍍層与基体結合的強度 ,又稱為附著強度 ,可以通過以 下試驗來檢測 a, 剝离試驗 ,3M#600膠帶 (1in寬 ),將其均勻附著于工件表面 ,在其表面施以 5kg力 ,使其完全附著 (無气泡產生 ),再將其撕 起 ,膠布面不得有電鍍層附著 . c, 彎曲試驗 ,將試件反复彎曲 ,直至試件斷裂 ,不能有剝落 ,此 法應用于截面較薄的鍍件 . d, 划痕試驗 ,用 30度角硬質鋼刀在試件上划兩條相距 2mm 的平行線或邊長為 1mm的方格 ,划線要一刀直達底層 ,觀察