浅谈钣金加工技术在电梯行业中的应用

近四十年来，钣金加工技术在电梯制造行业有着飞速的发展，是助推钣金加工技术提升的重要行业，该系列技术极大地提高了钣金加工的效率和品质，实现解放约80%的劳动力，可靠保证了钣金加工作业的人员安全。本文基于钣金加工技术的沿革，简要介绍钣金加工设备的作业流程和典型电梯钣金部件加工工艺流程，见证电梯钣金加工技术飞速发展的成果。传统电梯钣金加工电梯钣金部件的加工工艺流程通常包含剪切、冲孔、折弯、焊接（铆接）和校平等工序。上世纪八十年代，电梯钣金部件的加工分别是在剪板机、冲床、折弯机、焊接（铆接）机和校平平台上独立完成的，且每个加工设备的周边都需要有足够的空间放置前一道工序加工完成的零件和本道工序加工完成的零件。所有的操作过程都是人工完成的，如抬起材料（半成品）、放入加工设备中加工、托举（调转）取出、放下加工完成的零件。在周而复始的循环操作过程中，员工也会因操作疲劳而加工出不符合图纸要求的尺寸公差或形位公差，特别是加工较长或较宽的零件时，通常是两人一起作业，由于操作不同步或用力不均匀造成废品率会更高，还会发生剪板或冲孔造成工人残疾，焊机造成弱视或失明，校正校平作业和冲孔作业造成听力下降或失聪等现象。因此，传统钣金加工是占地面积大、作业人员多及废品率高的加工工艺技术，对人身有伤害的制造业不是一个好行业。多工位冲制技术的兴起随着改革开放的深入，政府办公用地、商业用地和居住用地变的越来越少，建筑物的高度越来越高，这些发展促使电梯的需求量急剧上升，迎来了电梯制造业的春天。二十一世纪初期，由于电梯的钣金零件加工比例大，许多电梯制造企业为了顺应市场需求，纷纷购买多工位冲床，以提升加工效率。多工位冲床是一个可自动冲制多个孔或多种不同尺寸孔的冲孔设备，该设备的核心技术是开发了驱动转盘控制技术和夹钳控制技术，准确保证了待加工零件在冲孔过程中的定位精度，大大降低了人工定位时易出现的位置误差和工时浪费。多工位冲床可以根据待加工孔的结构安装数套相关冲床模具，有多少个工位转塔就可以安装多少套模具，一种孔结构冲制完成，控制系统会自动转换模具冲制另一种结构的孔，创新改变了一台冲床只能安装一套模具的生产方式。多工位冲床对提高钣金加工的效率和质量所产生的效益是显而易见的，也大大减少了零件的搬运和各种模具的安装调整时间。重要的是不需人工从事放置、夹紧或定位的作业，完全杜绝了冲床对人手指或肢体的伤害。激光切割技术的崛起提高加工效率、降低设备工装投入、减少维护成本和杜绝人身伤害，是设备制造企业和设备使用企业永不停止的创新追求。模具的不良是多工位冲床在加工过程中发生损坏或降低冲孔质量最多的原因，为了减少维护模具或更换模具带来的意外成本和调整设备的误工成本，采用激光切割技术是可替代的加工技术，多数企业已逐步应用于钣金加工。因没有了模具冲制，也就不会发生因模具磨损或断裂造成零件的报废。激光加工主要是通过激光光束对材料进行切割，其性能优良、能量密度大且导向性能很好，切割的质量和效率获得了高水准的保证，从而广泛应用于航空、高铁、汽车、医疗器械等多个高技术产品制造加工领域。电梯行业也不例外，目前已经非常普及了。激光切割机的切割原理是利用激光束的密度和热能，使金属材料发生汽化、氧化反应，实现对材料的切割。电梯钣金部件的切割加工，多选用光纤激光切割机，其在加工质量、维护和使用方面非常适合电梯钣金部件的加工，因其切缝细小、切口光滑平整、无毛刺、加工变形小等优势，很适合加工薄板类零件，如轿顶天花的个性化设计、轿壁的非标准设计、大量不同结构尺寸的门板以及各式各样观光电梯的钣金零件加工。电梯操纵箱的显示屏和按钮也是人们追求个性化极高的部件，激光切割机使人们的高品位诉求得以实现。还有自动扶梯和人行道的鱼形板、支撑门等部件的加工也采用激光切割的方式，若靠冲制模具完成，其冲制模具设计的周期较长，加工费时费力，且模具长时间使用后因间隙扩大会降低零件的质量。模具加工是投入成本和维护成本高的加工方案，已不能适应电梯钣金加工的市场需求。钣金自动化生产线的发展电梯行业是随着中国经济高速发展而快速崛起、飞速发展的行业，人们进出高层楼房如不搭乘电梯，健康的人会很无奈，而行走困难的人更有可能与世界隔绝。目前，中国是全球生产电梯的超级大国，每年整机制造量约占全球的60%。电梯制造企业始终肩负着提高人类生活品质的社会责任，为了企业的发展以及更好的服务社会，不断与设备制造商探索速度高、质量高、人力投入低、占用制造面积少的脚步始终没有停止，现已成功研制了电梯钣金部件加工专项自动化生产线，将本文前面介绍的多工位冲床或激光切割机、薄板折弯机和焊接机等各自独立的加工单元连线成一条自动化生产线，使所有零件的搬运、传送由输送带完成，零件的折弯、焊接由机械手完成，实现了划时代的自动化生产。钣金自动化生产线共有剪切、冲孔、折弯、焊接（铆接）和校平等工序，由于钣金自动化生产线是传送带、机器加工设备与机械手配合加工的自动化加工系统，在加工程序完全正确的情况下，若原材料有表面质量问题，或材料厚度超差，或表面平面度超差，都会制造出不合格部件，因此至少需要如下措施以确保每道工序加工的原材料（半成品）是合格的，最终保证焊接后的部件是合格的。⑴购买原材料时，需签订包含原材料质量标准要求和包装要求的相关条款；交货时，要求提交质量合格证明或检验记录，确保原材料的品质。⑵企业储存原材料要有保证质量的技术规范，内容至少包括储存位置、转运设备和放置材料托盘的规定。⑶剪切前，有检验平面度和表面质量的检验规定。⑷焊接完成后，有整体部件表面质量、焊接质量和平面度检验的规定。结束语电梯钣金加工的历史展示了中国电梯制造业的钣金加工技术发展历史，见证了在短短的四十年间，中国电梯年产量和保有量跃居全球第一位的重要历程。虽然，目前还有电梯企业仍然采用单台加工设备完成一个或两个工序的加工，并不会影响电梯钣金部件的质量水准