富士康钣金制造技术手册.doc

FOXCONN富金精密工業(深圳)有限公司NWE產品事業處THE DIVISION OF NETWORK ENCLOSURE OF FUJIN系統名稱SYSTEM:工程管理系統主題SUBJECT:鈑金製造技術手冊文件編號DOCUMENT NO.:PAGE91 OF xREV001劉桂華 編著Content目錄:前言1 第一章下料1.1 LASER1.1.1 LASER機床加工原理1.1.2 LASER加工工藝1.2 NCT1.2.1 機床介紹1.2.2 機床加工參數1.2.3 常見加工方式1.2.4 NCT加工工藝1.3 線切割1.4 剪床下料2 第二章成型2.1 半剪2.2 抽橋2.3 沙拉孔2.4 抽孔&抽芽2.5 墊角3 第三章折床4 第四章聯接與緊固4.1 TOX鉚合4.2 焊接4.2.1 定義4.2.2 焊接方法與分類4.2.3 現有焊接設備組成及焊接能力4.2.4 焊接表示方法4.2.5 焊接製造工藝4.3 抽孔鉚合4.4 拉釘鉚合5 第五章表面處理5.1 拉絲5.2 噴丸和噴砂5.3 金屬鍍覆和化學處理5.3.1 鍍覆方法5.3.2 鍍前處理和鍍后處理5.3.3 金屬鍍覆和化學處理表示方法5.3.4 電鍍與化學鍍工藝5.3.5 金屬的化學處理5.3.6 鋁的表面處理5.3.7 鈑金製造中的金屬鍍覆和化學處理5.4 涂裝(烤漆)5.5 絲印和移印5.6 拋光5.7 研磨處理前言如何做一名優秀的鈑金製造工程師科技的發展日新月異伴隨著新產品的不斷推出作為構造各類產品基礎架構的鈑金件也得到了廣泛的應用。并且由於人們對產品的外觀要求越來越高鈑金件的結構工藝性也在不斷的提升。作為一名從事鈑金件加工製造的工藝人員應該如何適應行業的發展使自己更具有競爭力值得大家深思。一個優秀的,稱職的鈑金製造工程師至少應具備以下幾種能力:1. 了解產品,零件功能和裝配流程,掌握零件的關鍵及重要尺寸.首先應了解零件用在什麼產品上,出給什麼客戶,此客戶對產品品質的嚴厲程度(如有些客戶偏重於功能,對產品外形要求不是太苛刻,而有些客戶除了對產品功能有嚴格要求外,對產品外觀要求也很嚴格),每年訂單量大概是多少,首批訂單于何時交貨,等.了解這些對于選用什么樣的工藝很有必要.其次應該了解零件在產品上起什麼作用,后面還有哪些制程(如電鍍,熱處理等),對尺寸及功能是否會有不良影響(如電鍍常使軸尺寸變大,孔尺寸變小,熱處理常使零件變形等).第三,應該了解產品的裝配流程,零件之間的相互配合關系,掌握零件的關鍵及重要尺寸,這些尺寸常常會影響到產品的功能(如插拔力,抓扳力,壽命等)及與其它相關零件的配合(如與塑膠的配合等,公母產品的配合),還要掌握這些關鍵及重要尺寸在裝配流程中是否會產生變異,這些尺寸應該在製作中得到絕對的保証.因而在設計中必須有一些措施來保証這些尺寸符合圖面2. 應具備機械制圖及識圖能力.機械制圖及識圖能力,這是對于一個工程師最起碼的基本要求,假如一個對三視圖,第三角畫法,尺寸公差與配合,形狀與位置公差都搞不懂,工程圖面都看不透的人,如何來搞設計?因而,機械制圖及識圖是個基礎.另外應該了解一些不同國家及不同地區的不同畫法及不同標准,並能運用自如.3. 應具備使用工程電腦及相關工程軟件的能力.社會在進步,現在很多工廠企業,都已丟掉了畫板及鉛筆,采用CAD/CAM系統.CAD系統不僅工作效率高,勞動強度低,而且圖面清晰,不易出錯.正在被越來越多的企業采用和推廣.如果不會使用工程電腦和相關工程軟件,正如一個在現代化農場里使用鋤頭的農民一樣豈不成了不求上進,不學無術,終將會被社會淘汰的老古董?因此一位合格稱職的工程師除了會使用電腦和相關工程軟件外,還應具有一定的外文能力,否則這個信息時代且不成了新一代的文盲,無法接受新信息的現代文盲?4. 具備工藝分析能力.由于零件是產品設計工程師設計出來的,加工並非他們的專長,他們設計時往偏重于零件功能,對于零件的加工工藝性考慮得往往就少了些,也就是說,有些零件的工藝性可能會較差.如沖圓孔的孔徑和材料比值不能太小,否則會影響沖子強度;要有適當的圓角,以免應力集中;圓孔離折彎線不能太近,以免折彎時圓孔被拉長;折彎高度不能太小,以免會彎不起來;沖切的毛刺避免在外側,以免引起側龜裂;抽引高度不能超出材料的抽引極限,以免無法抽引;抽引圓角不能太小,避免無法達到或制程能力極低等.作為一名製造工程師,當你拿到零件圖時,你首先頭腦里一定要有個概念,這個零件最難保証的尺寸或功能在哪里,其加工工藝性如何?是不是能較理想地用目前通用的模式生產出來?制程穩定嗎?如果不好,在不影響功能的前提下,如何修改才較合理?只有對加工工藝性十分了解,才能提出合理,理想的改善方案,並與相關產品設計工程師協調解決有關問題.5. 具備專業加工知識。良好工藝的建立需要對各種加工設備有詳細的認知。6. 具備方案論証能力方案論証能力, 這對于鈑金製造工程師來講,最能反應一個設計工程師的功底,能力,實踐作戰經驗,細心度以及其改善問題的全面性及其深度.作為一名鈑金製造工程師,當它開始排工藝時,他應該考慮到這個零件是怎樣一步一步地被成型出來?其成型步驟如何?定位孔置在哪里?形狀如何?如何排配?關鍵及重要尺寸如何來保証?需要有哪些工站?操作是否方便?“條條道路通羅馬”但最簡單快捷的道路也許只有一條,你只有根據你的條件,如財力,時間,目的以及各種主客觀因素進行權衡比較,揚長避短,方案論証,你也許永遠也找不到一條通往羅馬的最佳路徑,但至少可以找到一條適合于你的合適路徑.同理作為一名冷沖模工程師,你只有根據現有條件,如各種機台吨數,參數,零件每月產量,交期,成本,現有加工能力等等主客觀條件,進行方案論証,才能達到最佳組合,提供優秀的產品以滿足客戶假如由于設計人員能力不足,經驗不足,考慮不周,排樣不科學所引發出來的異常,其給生產單位帶來的后果往往是致命的7. 處理異常的能力。異常處理可以反映一個人的綜合技能素質和協調溝通能力。并且通過處理異常吸取經驗使自身的能力進一步提升。第一章下料第一節LASER一LASER機床加工原理l Laser切割的原理:Laser是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radition的字首縮寫而成.原意為光線受激發放大,一般譯為鐳射(也稱激光).激光切割是由電子放電作為供給能源,通過He、N2、 CO2等混合氣體為激發媒介,利用反射鏡組聚焦產生激光光束,從而對材料進行切割.激光切割的過程:在NC程序的激發和驅動下,激光發生器內產生出特定模式和類型的激光,經過光路系統傳送到切割頭,並聚焦于工件表面,將金屬熔化;同時,噴嘴從與光束平行的方向噴出輔助氣體將熔渣吹走;在由程式控制的伺服電機驅動下,切割頭按照預定路線運動,從而切割出各種形狀的工件.l 機床結構:1) 床身 全部光路安置在機床的床身上,床身上裝有橫梁,切割頭支架和切割頭工具.通過特殊的設計,消除在加工期間由於軸的加速帶來的振動.機床底部分成幾個排氣腔室.當切割頭位於某個排氣室上部時,閥門打開,廢氣被排出.通過支架隔架,小工件和料渣落在廢物箱內.2) 工作台 在平面切割時,帶有嵌入式支架的工作台用於支撐材料. 3) 傳感器 良好的切割質量與噴嘴和工件的間距有關.有接觸式機械傳感器和電容感應式傳感器兩種.前者用於加工不導電材料,后者用於導電材料.4) 切割頭 它是光路的最后器件.其內置的透鏡將激光光束聚焦.標准切割頭焦距有5英寸和7.5英寸(主要用于割厚板)兩種.5) CNC控制器 轉換切割方案(工件組合排料的式樣)和軸運動的加工參數.通過橫梁、支架和旋轉軸的組合移動,該控制器控制光束在工件上的運動軌跡,自動調整切割速度和激光功率.6) 激光控制櫃 控制和檢查激光器的功能,並顯示系統的壓力、功率、放電電流和激光器的運行模式.7) 激光器 其心髒是諧振腔, 激光束就在這里產生,激光氣體是由二氧化碳氮氣氦氣的混合氣體,通過渦輪機使氣體沿諧振腔的軸向高速運動,氣體在前后兩個熱交換器中冷卻,以利于高壓單元將能量傳給氣體8) 冷卻設備 冷卻激光器、激光氣體和光路系統.9) 吸塵器 清除加工時產生大多數粉塵.10)自動上下料系統.l 切割方法1) 激光熔融切割 在激光熔融切割中,工件材料局部熔化,液態材料被氣體吹走,形成切縫.切割僅在液態下進行,故稱為熔融切割.切割時在與激光同軸的方向供給高純度的不活潑氣體,輔助氣體僅將熔融金屬吹出切縫.不與金屬反應.2) 激光火焰切割 與激光熔融切割不同,激光火焰切割使用活潑的氧氣作為輔助氣體.由於氧與已經熾熱了的金屬發生化學反應,釋放出大量的熱,結果是材料進一步被加熱.3) 激光氣化切割在激光氣化切割中,依靠極高的能量密度將切縫處的材料氣化.這種方法切割時金屬很快蒸發,可避免熔滴飛濺.選擇切割方法,需考慮它們的特點和板件的材料,有時也要考慮切割的形狀.由于氣化相對熔化需要更多的熱量,因此激光熔融切割的速度比激光氣化切割的速度快,激光火焰切割則借助氧氣與金屬的反應熱使速度更快;同時,火焰切割的切縫寬,粗糙度高,熱影響區大因此切縫質量相對較差,而熔融切割割縫平整,表面質量高,氣化切割因沒有熔滴飛濺,切割質量最好.另外,熔融切割和氣化切割可獲得無氧化切縫,對于有特殊要求的切割有重要意義.一般的材料可用火焰切割完成,如果要求表面無氧化,則須選擇熔融切割,氣化切割一般用于對尺寸精度和表面光潔度要求很高的情況,故其速度也最低.另外,切割的形狀也影響切割方法,在加工精細的工件和尖銳的角時,火焰切割可能是危險的,因為過熱會使細小部位燒損.l LASER氣體在實際的Laser切割過程中,還要有輔助氣體的參與.輔助氣體不但可以將熔渣及時吹走,還起到冷卻工件和清潔透鏡的作用.選用不同的輔助氣體,更能夠改變切割的速度及割縫表面質量,對特殊金屬的切割具有重大意義.1) 激光氣體激光氣體是由氦氣,氮氣,二氧化碳氣體按照一定比例混合,這個比例在工廠預定好,確保最佳性能,不要隨便調整,比例不當,可能會造成激光系統的失效和高壓電源的損害.二氧化碳CO2: 是激活物質,通過電荷放電,它被激發,然后電能轉換成紅外線氮氣N2: 氮氣將電荷放電產生的能量傳給二氧化碳,提高激光的輸出功率氦氣He: 氦氣能幫助保持氣體中的電荷放電,並使二氧化碳易冷卻2) 切割氣體：主要是N2或O2. N2切割的切割面比較光亮.O2切割的切割面由於材料被氧化而發黑.注: LASER所用氣體均為高純度(均在99.99%以上).3) 氣體參數的控制影響氣體參數包括氣體類型、氣體壓力和噴嘴直徑.(1) 輔助氣體類型 輔助氣體類型有氧氣、空氣、氮氣和氬氣.氧氣適合於厚板切割、高速切割和極薄板切割;空氣適合於鋁板、非金屬及鍍鋅鋼板的切割,在一定程度上它可以減少氧化膜且節省成本;氮氣作為切割時的保護氣體可防氧化膜發生,防止燃燒(在板料較厚時容易發生);氬氣用於鈦金屬切割.(2) 氣體壓力 氣體壓力分高壓和低壓兩種,根據Laser機的技術參數,高壓最大為20兆帕,低壓最大為5兆帕.選擇壓力的依據有板料厚度、切割速度、熔化金屬的粘度和激光功率.當料厚較大,切速較快,金屬液體的粘度較高時,可選用高一些的壓力;相反,對于薄料、慢速切割或液態粘度小的金屬,則可選擇適當的低壓.功率較大時適當增加氣體壓力對冷卻周圍材料是有益的,它適用于有特殊要求的場合.不管選用怎樣的壓力,其原則都是在保証吹渣效果的前提下盡可能經濟.(3) 噴嘴直徑噴嘴直徑的選取與氣體壓力的選擇原則上是一樣的,但它還與切割方法有關.對于以氧氣作為輔助氣體的切割,由于金屬的燃燒,割縫較寬,要想迅速有效地吹走熔渣,得選用大直徑的噴嘴才行,對于采用脈沖切割的場合,割縫較小,不宜選用太大的噴嘴.有時噴嘴大小的選擇會與壓力選擇相矛盾,在不能兩全的情況下,通過調節噴嘴與切縫的距離也能起到一定的作用.l 切割頭的使用范圍:透鏡焦距inch光斑直徑um焦深長度mm使用范圍材料類型料厚范圍mm氣體類型氣體壓力bar5.001300.6結構鋼鍍鋅板不銹鋼合金85810O2N2 N2N25128168167.501901.4結構鋼不銹鋼合金201010O2N2 N25820820注:噴嘴分為HK及K兩種,如HK15表示高壓感應式,孔徑為1.5mm.下圖為切割頭的結構圖: 圖表 1l 材料特性與Laser加工的關系 工件切割的結果可能是切縫幹淨,也可能相反,切縫底部挂渣或切縫上帶有燒痕,其中很大的一部分是由材料引起的.影響切割質量的因素有:合金成分、材料顯微結構、表面質量、表面處理、反射率、熱導率、熔點及沸點.通常合金成分影響材料的強度可焊性搞氧化性和耐腐蝕性,所以含碳量越高越難切割;晶粒細小切縫質量好;如果材料表面有銹蝕,或有氧化層,熔化時因氧化層與金屬的性質不同,使表面產生難熔的氧化物,也增加了熔渣,切縫會呈不規則狀;表面粗造減少了反光度,提高熱效率,經噴丸處理后切割質量要好許多.導熱率低則熱量集中,效率高.因此晶粒細小,表面粗糙、無銹蝕、導熱率低的材料容易加工. 含碳量高、表面有鍍層或涂漆、反光率高的材料較難切割.含碳量高的金屬多屬于熔點比較高的金屬,由于難以熔化,增加了切穿的時間.一方面,它使得割縫加寬,表面熱影響區擴大,造成切割質量的不穩定;另一方面,合金成分含量高,使液態金屬的粘度增加,使飛濺和挂渣的比率提高,加工時對激光功率、氣吹壓力的調節都提出了更高的要求.鍍層和涂漆加強的光的反射,使熔融因難;同時,也增加了熔渣的產生.下表為LASER切割不同材料時的切割時間材質料厚(mm)切割速度(mm/min)穿孔時間輔助氣體連續脈沖熱浸鍍鋅鋼板鍍鋁冷軋鋼板電鍍鋅板冷軋鋼板0.870000.20.4N20.91.060000.20.4N21.250000.20.6N21.548000.30.6N22.035000.31N22.545000.31O2熱軋板0.20.330010.3O2不銹鋼0.580000.11N21.070000.21N21.555000.21N22.032000.31N22.530000.31N23.022000.41N2l 常用工程材料的激光切割1金屬材料的激光切割:幾乎所有的金屬材料在室溫對紅外波能量有很高的反射率,但反射處于遠紅外波段10.6m光束的CO2激光器還是成功應用于許多金屬的激光切割,金屬對10.6m激光束的超始吸收率僅有0.510%,但具有功率密度超過106w/cm2的聚焦激光照射在金屬表面時卻能在微秒級時間內很快使表面開始熔化,處于熔融態的大多數金屬的吸收率急劇上升,一般可提高到60%-80%.1.1 :碳鋼現代激光切割系統可以切割碳鋼板的最大厚度已可接近20mm,利用氧化熔化切割機制切割碳鋼的切縫可控制在滿意的寬度范圍對于低碳鋼:切割熱影響區可不予考,慮且切縫平整,光滑,垂直度好,磷,硫偏析區容易產生切邊熔蝕.高碳鋼:切邊質量略有改善,但其熱影響區也稍擴大.1.2 不銹鋼:不銹鋼激光切割過程中氧化放熱反應沒有碳鋼那樣熾烈,因此與同樣厚度的普通鋼比,其切割速度稍慢利用惰性氣體輔助氣體切割不銹鋼,可獲得無氧化切邊,直接用來焊接,但切割速度與氧作輔助氣體要損失50%左右.1.3 合金鋼:在激光功率在可能切割的范圍內,只要工藝參數控制得當,獲得平直無粘渣切邊並不十分困難,但對含鎢的高速工具鋼和熱模鋼,激光切割時會有熔燭粘渣現象發生.1.4鋁及合金鋁切割屬于熔化切割機制,所用輔助氣體主要用以從切割區吹起熔融產物,通常獲得較好的切面質量,有時熔渣也會沿著切邊粘附在切縫背面,對某些鋁合金來說,注意預防切縫表面晶間微裂縫的產生鋁激光切割需要很高的功率密度,人擊破它對10.6m波長光束高反射率的阻礙形成初始孔洞,一旦這種氣化洞生成,它將象鋼一樣極大地提高對光束的吸收率1.5 銅及合金純銅(紫銅)由于太高的反射率,基本上不能用CO2激光束切割黃銅(銅合金)使用較高激光功率,輔助氣體用空氣或氧氣,可以對較薄的板材進行切割,切縫背面有時會粘附少許粘渣1.6 鈦及合金純鈦能很好耦合聚焦激光束轉化熱能,輔助氣體采用氧時化學反應激烈,切割速度快,但易在切割邊生成氧化層,不小心還會引起過燒,為穩妥起見,采用空氣作為輔助氣體為好.1.7 鎳合金:鎳基合金也稱超級合金,品種很多,其中大多數可實離氧化熔化切割2非金屬材料的激光切割:10.6m波長的CO2激光束很容易被非金屬材料所吸收,導熱性不好和低的蒸發溫度又使吸收的光束能幾乎整個傳輸入材料內部,並在光斑照射處瞬間汽化,形成起始孔洞,進入切割,過程的良性循環2.1有機材料:2.1.1塑料(聚合物): 激光切割對塑料加工有較大的吸引力,因為激光可以對任何形狀復雜形狀工件進行無接觸的高速切割,激光作為一種高功率密度強熱源,很快蒸發膠合劑,破壞材料的聚合鏈,實施切割.低熔塑料,在正確控制工藝下,可獲無毛刺,氣泡的底部切邊,切縫光滑平整.高強塑料,為了破壞其強的連接鏈,需要較強的光束功率密度,切割時由此產生燃燒,切邊形成不同程度碳化.切割聚氯:乙稀類材料注意防止切割過程中產生有害氣體.2.1.2 橡膠:切割時與工件無接觸,橡膠激光切割無需擔心工件的延伸和變形,防止切邊發粘.2.1.3 木材: 激光能有效切割木材,層壓板,木屑板,無鋸悄.2.2 無機材料2.2.1石英: 熱膨脹系數較低的石英材料比較適宜激光切割切邊質量好,切面光滑.2.2.2 玻璃: 對大多數破璃來說,受激光熱沖擊后產生裂紋.2.2.3 陶瓷: 陶瓷激光切割機制是可控向斷裂,聚焦光點,引起定向加熱梯度和高的機械應力,使陶瓷這類幾首沒有塑料的材料生成小裂縫,裂縫沿著光點移動方向不斷生成,最后把陶瓷切斷,采用連續波CO2激光束切勿使用高功率,否則將會出現龜裂導致切割失敗.2.2.4 石頭: 不同類型引石材料中含有水份,濕氣由于激光束瞬間快速加熱引起爆炸導致開裂.3復合材料的激光切割:新型輕質加強絎維聚合體復合材料很難用常規方法進行加工,利用激光無接觸加工特點可以對固化前的層選薄片高速進行切割修剪定尺,在激光束加熱下薄片邊緣被融合,避免絎維屑生成.對完全固化后的厚工件,尤其繃絎維和碳絎維合成材料,激光切割要注意防止切邊可能會有碳化,分層和熱損傷發生. l Laser切割應注意的問題 前面分析了Laser切割最主要的幾個技術參數,它們決定了切割工藝的主要方面.但並不是只要把握了這就一定能加工出高質量的產品,還有幾個問題是特別需要引起注意的;1) 切速的選擇 激光切割的速度最大可達200300mm/s,實際加工時往往只有最大速的1/3 1/2,因為速度越高,伺服機構的動態精度就越低,直接影響切割質量.有實驗表明,切割圓孔時,切速越高,孔徑越小,加工的孔圓度就越差.只有在長邊直線切割時才可以使用最大速切割以提高效率.2) 切割的引線和尾線在切割操作中,為了使割縫啣接良好,防止始端和終點燒傷,常常在切割開始和結束處各引一段過渡線,分別稱作引線和尾線.引線和尾線對工件本身是沒有用的,因此要安排在工件范圍之外,同時注意不能將引線設置在尖角等不易散熱處.引線與割縫的連接盡量采用圓弧過渡,使機器運動平穩並避免轉角停頓造成燒傷.3) 尖角的加工用走圓弧加工出鈍角如有可能,避免加工沒有圓弧的角.帶圓弧的角有下列好處:軸運動的動態性能好.熱影響區小.產生的毛刺少.對於不帶圓角的邊角,可以設定的最大半徑是切縫寬度的一半.此時切割出來的邊角是沒有圓角的.圖表 2圓孔成角法加工銳角 走圓弧法加工鈍角用圓孔成角法在薄板上切割尖角當在薄板上高速切割時,建議使用圓孔成角法切割尖角,它有下列好處:切割尖角時,軸向變化均勻.切角時,切速恆定.防止了軸振動,避免毛刺生成.尖角處的熱影響區小.用延時法在厚板上切割尖角切割厚板時,如果還使用圓孔成角法,尖角周圍會過熱.此時應采用參數:“Critical angle ,dwell time”來切割尖角.機器運動到尖角處,停頓特定的時間,然后繼續轉向運動.l LASER加工特性1) 狹的直邊割縫最小割線寬度為0.2mm,最小圓孔直徑0.7mm。2) 最小的鄰邊熱影響區3) 極小的局部變形 4) 工件無機械變形 5) 無刀具磨損 6) 切割材料無需考慮它的硬度7) 與自動化裝備結合很方便,容易實現切割過程自動化 8) 由于不存在對切割工件限制,激光束具有無限的仿形切割能力 9) 與計算要相結合,可整張排料節省材料 二 LASER加工工藝:1. LASER加工參數1)平面加工範圍LASER加工范圍:X*Y(2500*1250), (現有鈑材最大面積: 1220mm*2440mm,切割時鈑材邊緣必須留10mm.)2)加工高度LASER光頭在高度方向(Z方向)可抬高6080mm即其切割工件在不拆除間柵的情況下高度最多為60mm工件高度超過60mm時應該考慮將工件降低如拆間柵做連接治具等等。3)加工厚度2512型加工料厚:機型SUSSPHCALCU1800W5mm10mm3.0mm薄材3000W10mm25mm5mm5mmLASER還可以加工木板,壓克力板及附有薄膜的金屬材料等.注: 對金屬切割LASER機具有自動感應功能而非金屬它無法感應,因此加工時必須設定在每某一高度.,同時LASER機具有將薄膜割穿后再重复割金屬材料而不必設定高度的功能.4)加工最小槽寬與孔徑LASER加工最小槽寬由激光束光俓決定現有激光束光俓通常為0.2mm,所以最小加工槽寬為0.2mm即直接割線。同理由激光束光俓決定了加工最小孔徑為0.7mm。2. 常用鐳射加工方式:1) 一次鐳射切割: 一次性將工件的外形內孔完全割出.這是LASER加工的普遍方式。由于不存在對切割工件限制,激光束具有無限的仿形切割能力LASER最適合加工外形複雜的工件。當工件所有外形內孔一次性完全割出后, 而不影響后續所有工站作業, 並能夠保証產品品質, 在工程排配時采用一次鐳射切割.2) 二次加工: 二次加工的定義: 因工藝上的需要或設計變更,要求對成品或半成品進行補切割加工 分多次將工件的外形內孔完全割出。當一次鐳射切割影響后續工站作業, 難以保証產品品質時, 采取第一次切割工件的部分圖元, 然后經過相關工站加工后, 再進行第二次鐳射切割, 將工件外形內孔完全割出, 並經過后續工站作業加工出產品, 從而滿足產品的品質要求. 成型工件避位孔定位銷鐳射頭治具板半成品圖表 3二次加工的基本加工原理見圖表3其加工步驟為首先放一塊治具板於機台上并固定(此板材大小不作要求由現場依實際需要選用比工件略大即可因為我們只需要其上的定位孔)再調用治具程式在治具板上割出三定位孔和切割路徑避位孔然後放上待切割之工件將三定位銷把工件與治具板定位(工件上有前工站加工的三定位孔)最後調用本體程式切割本體。加工完一片後拔出定位銷取出工件和切下的外框廢料再上下一片料實現批量切割。二次加工注意事項l 除開借用工件上已有孔定位外定位銷孔孔徑統一取6.10,以適應所采用的外經為6.00的定位銷。(見圖表4的圈1處)l 若必須用其它規格的定位孔需要知會LASER現場以便通知能準備相應的定位銷。常用定位銷見下表規格(D)間隔示意圖3.08.00.1mml 治具板上的避位孔應至少比本體大35mm以避開LASER火焰防止工件背面有燒黑現象。(見圖表4的圈2處)l 定位銷孔距切割路經至少應有15mm的距離以防止鐳射頭與定位銷釘干涉。(見圖表4的圈3處和圖表5尺寸A)。321圖表 4圖表 53) 刻蝕LASER具有刻蝕功能.如:將文字或圖案刻在工件上平面刻蝕範圍無要求。刻蝕深度与加工參數有關,一般在0.1mm左右所以當工件有表面處理(如烤漆等)時會被覆蓋此時不宜采用刻蝕。另外注意刻蝕相對於工件放置來講只能是正面刻蝕很明顯的原因是LASER頭是在正面的不可能進行反面加工。4) 割線當工件不需要寬槽就必須割線。注意LASER切割最小寬度有0.2mm在正常切割時程式會自動補償這一差別(如下外形割孔等)。但對割線卻無法辨別做補償。如果對割線位置有嚴格要求此時一定要通知轉程式人員明確告知應該補償哪一邊。如下圖示,當需保証A尺寸時采取的不同補正光頭補正後位置實際要求線的位置3. 常見工藝處理1) 切割頭與二次加工件的干涉常用切割頭示意圖:鐳射頭 噴嘴 注:從以上切割頭結構尺寸圖中可看出成形工件的二次加工干涉范圍.干涉加工范圍(不同的噴嘴頭) 正常噴嘴 切削后的噴嘴(主要用于二次切割)注:噴嘴外的陰影區域為正常的無干涉加工范圍.2) 薄材(料厚小於或等於0.2mm)的加工:LASER加工是利用高壓氣體來完成, 依靠劍柵(鐵材)的支撐,而薄材在切割過程中材料會被高壓氣體吹著向下變形且經過劍柵處工件被燒黑。工藝處理時,通常先割一母板以避開工件的切割路徑,再將材料放在母板上或者將薄材放在專用支架(治具)上并繃緊拉直以避免接觸劍柵。通常的做法是做一個壓料治具將工件夾在下墊板和壓料治具中間并壓緊來實現薄板材料的切割。如下圖表示薄材下板避位孔切割避位孔薄材下墊板壓料治具圖表 6 圖表 7注意在設計下墊板和壓料治具時應考慮定位銷孔相對兩孔邊的尺寸要比薄材的外形大。見圖表7所示即尺寸A大於尺寸B,尺寸C大於尺寸D。因為大多數薄材供料形式均為卷料在用LASER下料之前都要先用剪刀或剪床剪成片料此時不能保証外形尺寸很準確。在此情況下定位銷孔距離較大可保証薄材仍然能放入被夾住。例如當圖表7中實際下料尺寸D比C大後由於A大於B此時在縱向上板材還是可從兩定位銷中間通過不會與兩定位銷發生干涉。3) 落料位置工作台上劍柵之間的行距為50mm(二次加工時,如有干涉,可將干涉之劍柵取下),加工小工件時,如果工件在X方向的寬度小於50則工件切割完後就會從劍柵之間的空隙掉入廢料箱.如果工件在X方向的寬度大於50小於100如果工件切割完後剛好只有一個劍柵支撐, 也會掉入廢料箱.如果工件尺寸X方向大於100劍柵可以托住工件所以可直接從工作台面取工件。此側邊為門位置如下圖原點劍柵主橫梁4) 工件在機台擺放位置LASER機台X和Y方向定義見上圖沿機台長度方向為X方向。區別X和Y方向的意義如下l 可優化排板以使板材利用率達到最高l 對二次切割工件盡量將長邊與操作者所處的位置(門開啟處)平形以方便上下工件。注意工件在機台位置的X和Y方向與在AUTOCAD作圖的X和Y方向是對應的除非在轉程時又作過旋轉所以在作圖過程當中盡量將圖形擺放得與實際要求的相一致。例如在一般的二次切割件中你應該將工件在圖面豎直放置。5) 非封閉外形和內孔的切割針對非封閉外形和內孔的切割(一般在二次切割中會較多遇到)起始點不要直接置於工件上應該預留一段引線此目的是為了防止LASER在起點處剛開始作穿孔時燒傷工件。一般外伸5mm即可。圓弧引線引線根據具體情況分兩種直線引線或圓弧引線。應用如下圖直線引線6) 倒圓角所有工件的銳角如沒有特別要求在LASER加工時,必須按R0.5mm倒圓角.原因有兩條其一防止工件有銳角對人員造成的傷害其二使機器運動平穩並避免轉角停頓造成燒傷.7) 其他處理l 在割五金件底孔時,必須加大0.05mm. 因為在切割起點与終點時會留有微小的接點.例 : 底孔為5.4應割成5.45l 割工藝孔時寬度一般大于0.5mm, 越小毛刺越明顯.l 在從平面到凸包的斜面作二次切割時,速度必須很慢,實際上与切割等厚材料類似.l LASER為熱加工,割网孔及薄材受熱影響, 容易使工件變形.第二節NCT一 機床介紹控制面板工作台面刀盤夾爪1. NCT加工原理NCT即數控機床是一種能夠適應產品頻繁變化的柔性自動化機床,加工過程所需的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對位移量都用數字化的代號來表示,通過控制介質(如紙帶或磁盤)將數字信息送入專用的或通用的計算機,計算機對輸入的信息進行處理和運算,發出各種指令來控制機床的伺服系統或其它執行元件,使機床自動加工出所需要的工件或產品。2. NCT的主要結構(1) NC控制系統: 主要的控制指令都由此發出,並接收機床的各個部分發出、反饋回來的信息,進行集中處理,以控制機床的各個工作過程.(2) 液壓系統: 在NC控制系統支撐下的供沖頭沖擊所需的動力,執行T命令,m參數.(3) 冷卻系統: 帶走機床各個主頁部分在工作中產生的熱量,使機床在穩定的狀態下工作.(4) 工作台: 放置板材,由伺服電機控制XY軸進給,使板材加工位置和沖頭的工人相配合,是加工的主要場所.3. NCT機床類型就目前現有機床型號有以下兩大種AMADA機床 VIP255VIP2510VIP357川普(TRUMPH)機床 TP2000(一台)由於現場大量是AMADA機床以下討論均以AMADA為主對川普機床不同部分會單獨提出說明。4. 刀盤與刀具刀盤上模下模l 刀盤情況刀盤因機床型號的不同有所區別。VIP357機台轉盤分三層, 58個刀位, ABCDE五個級別, 兩個B型自動轉角刀位(T220,T256), 除中內層的A型刀位外, 其它都為有鍵刀位; VIP255機台和VIP2510機台轉盤分二層, 31個刀位, ABCD四個級別, 兩個B型自動轉角刀位(T210,T227 ),一個C型自動轉角刀位(T228),除內層的A型刀位外, 其它都為有鍵刀位. 轉程時盡量避免對旋轉刀位進行排刀。同時還要注意是否為有鍵刀位,截面是圓形的刀具,例如圓刀,沙拉刀,抽孔,抽芽,中心沖圓形凸點(凸包)等可以放在無鍵刀位,其他刀具必須放在有鍵刀位.l 刀具情況NCT刀具按外形尺寸的大小分ABCDE五個級別A級外形尺寸最小E級最大。各級別刀具與刀盤上的刀位相對應。刀盤刀位安裝模具尺寸規格如下表:模具種類公稱尺寸標准上模尺寸型號A1/21.6-12.7mm dia(0.063-0.5dia)36(12)外環12支有KEYB1-1/412.8-31.7mm dia(0.501-1.25dia)14(14)外環6支有4KEY內環8支有2KEYC231.8-50.8mm dia(1.251-2dia)4(4)D3-1/250.9-88.9mm dia(2.001-3.5dia)2(2)E4-1/289.0-114.3mm dia(3.501-4.5dia)2(2) ( )內的數字表示適用模具的型號.NCT刀具的種類及其代號為: 矩形刀 - RE 腰形刀 - OB 圓刀 - RO 雙D刀-DD 正方刀 - SQ 切角刀 - CR 特殊刀 - SP 單D刀 - SD二 機床加工參數1. X和Y方向定義如下X方向為平行於兩夾爪的方向Y方向為平行於定位銷或定位柱的方向。見下圖定位銷夾爪2. 加工范圍:型號X方向Y方向VIP357-10x1840-50y1270VIP255-10x1210-50y1270如果X方向超越此范圍,可使用自動移爪指令G27加以調整.格式為G27 X 移動量. 下圖顯示了使用自動移爪方式的前后情況.圖中畫剖線的是兩塊圓柱形壓板,供夾爪松開時固定板料使之不發生移動用.夾爪松開后向外退,並向X軸正方向移動了Amm,然后向內進入到相應位置,夾緊.這樣就完成了移爪的全部動作.移爪前后的加工范圍和下面圖表示的那樣擴大了.如果是Y方向越此范圍,則可能出現危險.因為它意味著夾爪可能進入了危險區.危險區情況如圖所示.第一種情況,夾爪位于上下模之間,沖孔會損壞夾爪;第二種情況,雖然夾爪不會損壞,但材料因處于不同平面而變形.解決的方法是改變夾爪位置、改變模具刀位、改變模具尺寸或設計代用夾爪.3. 工件的定位工件在NCT上的定位是靠夾爪和Y方向上的定位銷或方形定位塊定位將工件靠在夾爪上可確定Y方向的位置再靠在定位銷或方形定位塊上可定X方向的位置。定位銷或方形定位塊距原點定位位置如下型號距原點定位位置VIP357定位銷 45mm 定位檔塊130210mmVIP255定位銷 59mm4. 夾爪相關數據NCT兩夾爪在X方向相對位置可調以此適應不同尺寸的板材但是兩夾爪不可能無限地靠近他們之間存在有一個最小的距離值見下圖。如果工件比最小值還小就只能考慮采用一個夾爪夾持。5. 各刀型夾爪危險區及成型干涉區數值一覽表當夾爪夾持工件在運動過程中有可能夾爪會被沖到導致損壞因此加工部分和夾爪之間要留出一定的安全距離。離夾爪Y方向的最小距離=上模半徑+夾爪寬度+變形區項目下模直徑mm上模直徑mm離夾爪Y方向最小距離mm刀型A型1825.425.430B型3847.847.840C型74897050D型110125.411080E:1) 材料變形區通常取5mm,具體數值以材質厚度和成型高度而定,此值僅供參考2) 夾爪寬度取10 mm。向上成型加工幹涉區=上模半徑+變形區(注: 變形區=向上成型圖元半徑或寬度/2+材料變形區)A型B型C型D型E型最小加工幹涉區mm12.7+變形區24+變形區35+變形區55+變形區67+變形區向下成型加工幹涉區=下模半徑+變形區(注: 變形區=向下成型圖元半徑或寬度/2+材料變形區)A型B型C型D型E型最小加工幹涉區mm12.7+變形區24+變形區45+變形區63+變形區79+變形區6. NCT加工預估工時l 換刀時間相鄰刀位換刀時間大約1.5秒；間隔刀位換刀時間大約2.0秒；旋轉位換刀時間大約2.5秒；以上換刀時間大概可以全部統一成2.0秒；因為即使有裝30把刀的極複雜工件,換刀時間誤差應超不過15秒;l 沖孔次數單孔刀沖孔次數每秒最多可沖8個,孔距4-5MM,即每分鐘480個;但現場據刀具及設備狀況, 每秒沖4個,即一般每分鍾為240個;多孔刀沖孔次數每秒最多可沖2個, 即每分鐘120個; 但現場據刀具及設備狀況, 一般每分鍾為60-70個;l 成型時間1. 沙拉刀一個的成型時間.(含預孔)大約1.3秒;2. 字模一個的成型時間大約0.7秒;3. 一般凸包的成型時間大約3秒;高一點的要4秒;4. 卡槽刀由於成型情況特殊,大約5秒才完成;5. 凸點大約1秒6. 抽孔大約2秒7. 中橋大約2.5秒8.壓印大約1秒9. 墊腳大約1秒10. 半剪大約2秒11. 特殊成型大約1.5秒12. 自攻芽大約2秒13. 斷差大約3秒14. 加強筋大約1秒7. 典型機床特性參數VIPROS-357加工技術性能表:項 目內 容最大加工尺寸不運用自動換爪-10x1840 -50y1270運用自動換爪1270x2440最大加工板厚(mm)6最大荷重(kg)100加工精度(mm)0.10工作台移動速度 (x 、y m/min)65、50轉塔回轉速度(rpm)30最大沖擊頻率520/420 (行程3mm,間距2mm)360/360 (行程6mm,間距2mm)275/275 (行程8mm,間距8mm)275/240 (行程8mm,間距25.4mm)兩定位銷距夾爪的直線距離擋塊: 130.00 圓定位銷: 55.00一個夾爪寬度(mm)80兩夾爪合並一起最小寬度(mm)220空壓最低值(kg/cm2)3油壓最低值(kg/cm2)190油溫最高值700川普機台加工參數一覽適用范圍小批量簡易工件,目前主要用于有密集网孔工件的二次加工.加工厚度最大加工厚度為6.4 MM.刀盤TP2000機台總共有11個可選擇的裝刀位置,除去兩個夾爪占用兩個位置后,一個程式中一次性最多可用9個刀架,即最多可用9個普通刀具(此處所謂的普通刀具是相對于多功位刀具而言,即是指一個刀盤上只能裝一把刀的刀具)而如果采用多功位刀具時,一次性可裝90把刀具.而如果加工需要用到的刀架超過9個時,我們亦可將裝刀數量超過9個,這時,實際加工中,現場可能通過中途停機換刀的方法來實現加工.這樣現場在加工時會先將先用到的9把刀具裝在各刀位上,當程式執行到第十把刀時,會停機換刀后再繼續執行程式完成加工.定位方式定位柱定位,共有兩個定位柱,直徑20MM,Y軸距離為90MM.兩定位柱的適用范圍為:定位柱2適用于加工圖元相對于位柱X方向最大距離小于530MM及工件本身尺寸較小的(X1220)二次加工.除上述情況外都適用定位柱1.兩定位柱間距為940MM.機台工作范圍無附加平台:1275X1280MM有附加平台:1275X2030MM注:使用多功位刀具時,加工范圍相應減小.5功位時,減小20mm,10功位時減小26mm實際加工范圍X方向: -25-1275mm;Y方向: -7-1280mm.換刀時:Ymax=-161.5mm夾爪危險區1. 普通刀具:Xmax=97X2=194mm,Ymax=72mm.2. 五功位刀: Xmax=97X2+20X2=234mm,Ymax=72+20=92mm.3. 十功位刀: Xmax=97X2+26X2=246mm,Ymax=72+26=98mm.自動下料尺寸200X200mm.加工速度X軸方向運動速度:90m/min;Y軸方向運動速度:60m/min;X,Y復合速度:108m/min;沖擊速度:定位高度1mm:900 1/min; 定位高度25mm:420 1/min;打標記速度:2200 1/min;C軸轉動速度:3 rotations/s最大沖擊直徑Single stroke 76mmStandard multicut 200mm精度Positioning accuracy 0.1mmRepeatability 0.03mm三 常見的加工方式NCT加工有多種方式,比如沖网孔、段沖、蠶食、切邊角、自動移爪等,每一種加工方式都對應著特定的NC程序指令,使用相應的指令不僅使各種加工變得輕松,不易出錯,而且.本節將就這些典型的NCT加工方式作一些說明.1) 沖网孔l 在實際加工中,NCT常常加工數目惊人的散熱网孔.l 沖网孔時以G36模式加工速度最快l 單位面積內超過25%的网孔,則沖壓會導致材料變形,此時必須進行適當的工藝處理.通常是先NCT用整張材料沖壓,工件沖完后再進行校平.若有非常重要的尺寸必須保証精度時可考慮校平后二次加工.l 网孔的大小及相互間距不一致時,在公差范圍內与客戶協商改為一致,以便后續量產開模(如:NCT開多頭沖)