浅谈钣金的设计制造与成本核算

李春和

吉林航空维修有限责任公司 吉林 吉林 132102

引言

钣金生产涉及制造行业各方面,如汽车,航空等,使用范围广泛,在制造业有着举足轻重的地位。目前钣金行业的产值年均增速高于10%,其中模具及配件行业产值增幅预计达到24%,因此分析钣金的设计制造以及成本之间的关系对钣金行业的发展显得至关重要。阐述了钣金设计制造过程中的设计方式、材料选取及定额、工艺流程及其相应的成本核算分析,为钣金制造企业提供一定的参考和借鉴。

1 钣金件结构设计特点

钣金通常指的是手工或通过模具冲压薄金属片,使其发生不可恢复原状的塑性形变,从而得到人们所需要的形状和尺寸。之后,可以进一步通过焊接或机械加工形成更复杂的部件。在满足产品功能的前提下,设计的结构应满足一些基本要求,如易于加工、外形美观、造价低廉,等等。以电器柜门为例,不同的安装方式所需要的钣金件结构就不同,如内嵌式的门钣金件要比外挂式的薄。总而言之,没有特定的钣金件结构,只有根据要求而设计的钣金件,这既是钣金件的特点,也是其设计难点。

2 钣金件的材料与成本核算

就常用的钣金件材料而言,则一般是镀锌钢材,其不仅具有冷轧钢卷的机械性能,而且极具加工性,另外,又因为其自身具有电镀的锌层对其进行保护,所以,其还具有良好的耐腐蚀性和装饰性。而就钣金件的成本核算而言,其直接材料费在其中所占的比例是较大的,因此,在进行材料选择时,在考虑到构件性能的情况下,应该最大程度的选择较为经济的板材。另外,还应该对材料的定额和余料的库存量给予足够的重视,其也是对材料的成本有着巨大影响的。换言之,在保证材料规格和数量合适的情况下,可以最大程度的提升材料的利用率。

3 钣金制造工艺与成本核算

3.1 下料 软模加工时下料有数冲和镭射等方式。数冲就是利用冲裁的方法把构件未成型前的展开样式冲裁出图纸要求的孔位和尺寸形的一种工艺方式。这个工艺可以对厚度约0.5cm-5.0cm 左右的钢铁铝铜板材进行精准而快速的线分割。冲外部轮廓时,可以选择长方刀和短方刀,刀的长度决定了加工时间,也即决定了成本。数冲对刀具的磨损严重,尤其国产的刀具的冲裁次数仅为进口刀具的一半。在加工不锈钢等硬度大的板材时,磨损是其它软板材的2—3倍。这个过程中刀具费在成本核算是也占了相当的比例。数冲加工的产品毛刺较大,去毛刺工艺相应增加了人工费。镭射加工是指利用高能量密度的激光束照射材料表面,使材料汽化或颜色改变的加工工艺。由于它是无接触加工,对材料无直接冲击,因此无机械变形,加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于材料,同时由于镭射光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非镭射照射部位没有或影响极小。镭射加工产生的废料比数冲少,加工时间短,材料变形小,对数冲无法加工到的产品,可以进行二次加工。对于反射较大的部分铝板,要用专用的镭射机加工,普通的加工铁,不锈钢,铜等深色金属的镭射机容易烧坏反射镜。一般采用镭射切割下料,间隔距离最小是0.5T,数冲冲压下料,间隔距离相对就比较大,至少可以放下一个数冲刀具宽度,甚至是两个刀具宽度。

3.2 钣金件的折弯边 钣金件弯曲模V 形开度和弯曲R 角会影响板料弯曲的最短边,因此,设计中应考虑到钣金件的最短弯曲极限。若V形的模具开口宽度为12m、弯曲R 角O.5mm,那么弯曲的最小短边就要比V/2+R+0.5=7mm 小。基于此,应根据现有的弯曲模规范设计,避免模具过多,从而导致模具加工和管理成本增加。在弯曲边的设计中,还应考虑弯曲边与弯曲边之间的距离的限制问题,当弯曲边缘靠近曲边的其余部分时,弯曲边缘和弯曲模具之间会出现干涉情况。

3.3 压铆 就这一部分的制造工艺而言,其主要的作用是保证钉状产品挤压在产品工件上保持不脱落,并且保证相关的安装。而在该工艺中,所需要应用的零件其中包括了压铆螺柱、螺母和螺钉。需要注意的是,压铆的过程中是需要压铆机来进行完成的。另外,在对这一部分的内容进行成本核算时,其主要核算的内容就是铆接件的数量和位置。

3.4 焊接和表面处理 很多制造工程使用的部件都是由几个零件组合而成,而在钣金加工工艺中,最好的方式则是焊接。焊接是属于分子或原子水平的连接方式,可以满足钣金件对强度和精准的要求。钣金加工中使用的焊接方式很多,有电弧焊、气焊、钎焊等。因此,实际的钣金加工过程中,需要根据材料的特性,选择合理的焊接方式。在钣金加工步骤的结尾,都需要对部件进行适当的表面处理。最基础的环节是对冷加工板材的电镀。不同的钣金件的材质需要不同的表面处理方式作为辅助,如不锈钢板的表面处理可以在折弯步骤前添加拉丝的环节,而铝材质的板材通常需要进行适当的氧化。

3.5 表面处理 一般折弯,压铆之后要进行表面处理工序,不同的材料选择的表面处理方法也不同,比如冷板加工后常选择表面电镀的处理方式,电镀之后要磷化处理,最后再进行喷涂处理。表面前处理可以清洁表面,显著提高涂膜附着力,能成倍提高涂膜的耐蚀力。清洗时将构件挂于流水线上,经过清洗溶液之后进入清水中,然后构件经过喷淋区,最后经过烘干过程。当进行喷涂时,工件的牙孔可拧上螺钉,导电保护区域可用高温胶带贴合保护。如果构件进行不装配喷涂时,不需要进行喷涂的地方如螺孔等需要用螺钉或者软胶棒进行填塞保护,其他区域可用耐温性能良好的胶带等粘贴保护。

结语

综上所述,在钣金的设计制造过程中,在功能性符合要求的情况下,其成本是最能反映设计是否合理的。而从本文也可明显的看出,钣金件的设计方式和制造主要包括了下料、折弯、压铆、焊接等,由此可见,其工艺流程是较为复杂的,是需要相关人员总结经验,做好规划才能实现长久稳定发展的。