典型钣金结构
出处:按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《钣金技术手册》第26页(2167字)
钣金加工产品中,占比重最大的即是汽车、飞机和电器冲压产品,产品大到飞机机身蒙皮、汽车引擎盖、覆盖件、车身、车门及后行李箱等,小到家用日光灯灯罩、文具用品纸夹、钉书针等,甚至是当前最热门的电路网络IC芯片导线架接脚等冲压产品;其精度几乎能达到微米等级以上。
(一)汽车钣金结构
若以轿车为例,轿车钣金零件数可达到整车零件数的60%,既有形状很小、质量才十几克的卡扣及仪器仪表零件,也有形状很大、上百千克的大梁及车身覆盖件等构件;既有一般精度、简单形状的零件,也有高级精度、复杂形状的零件。
轿车钣金件按使用部位,可分为车身与车架车轮冲压加工零件两大类。如图1-7所示,车身冲压加工的零件包括顶盖板、车门和车门护板、发动机盖板、行李箱盖板、加速踏板、挡板、侧板、仪表板、散热器等。
图1-7 轿车上钣金件的应用部位
1.顶盖板 2.转向拉套 3.仪表板 4.发动机盖板 5.散热器格栅 6.冷却风扇 7.前灯壳座 8.前保险杠 9.清洗剂储池 10.空气滤清器 11.侧板 12.车门护板 13.加速踏板 14.下弯板 15.控制箱 16.后保险杠 17.后灯壳座 18.行李箱盖板 19.衬板
一般由厚度1mm左右的冷轧薄钢板制作,少数需增强的零件选用稍厚的钢板,车身下部的滤清器、控制箱、燃油箱、消声器等零件多采用薄钢板,而电器件和内饰件则采用不锈钢或铝合金薄板;大多零件冲压加工时以拉深工序为主,其中车身外壳及内饰件等,须将冲模进行精加工以保证冲压件表面光滑美观、表面处理与后续处理容易。
车架冲压加工的零件有纵梁、后桥壳、悬架零件、刹车盘、保险杠等,由于承受较大载荷,所用材料多为热轧钢板,厚度多为1.2~3.6mm,特殊件厚度可达10mm左右,厚板件冲压加工时多以弯曲工序为主。
(二)飞机钣金结构
现代飞机的壳体都属薄壁结构,均须采用薄壁板材、型材和管材制造成型,广泛采用铝合金、镁合金、合金钢、钛合金等为原料,其中铝合金和太极钛合金应用最多,且钣金件零件数量很多,占比重很大,如图1-8所示。
图1-8 飞机钣金零件
1.蒙皮 2.口框 3.长桁 4.肋缘 5.翼肋 6.卡箍 7.导管 8.整流罩 9.框缘 10.隔板 11.翼尖 12.半球 13.副油箱壳体 14.支架 15.加强板
据有关资料介绍,有色钣金零件的数量占全机零件总数的40%左右,一般歼击机在1万件以上,轰炸机在4万件以上,大型运输机则达6万件以上。因此,钣金零件的加工制造对全机的制造质量和成本都有着至关重要的影响。
加工飞机钣金零件时,冲压方法大多用于批量较大的中、小尺寸零件,且冲压工序既有冲裁、弯曲、拉深、翻边等,还有胀形、管子扩口、管子收口和冷挤压等。然而,飞机的大型蒙皮零件,很多具有平坦的双曲度外形,为了将平整的毛料转变成所需的零件形状,则必须采用拉形方法,将毛料的两边夹紧,利用凸模上顶使毛料产生不均匀的双向拉伸变形而与凸模贴合,如图1-9a所示。
图1-9 飞机马鞍形蒙皮和机头罩蒙皮的成型
a.拉形状态 b.拉形过渡形状 c.落压得到的形状
此外,还有些大型复杂钣金件,如风挡骨架、机炮整流罩蒙皮、机翼翼尖(图1-8中11)、机头罩蒙皮(图1-8中1)、舱门及舱盖加强板、阻力板(图1-8中15)等须采用落压工艺成型。
落压工艺是将平板料坯放在落压模上,经过一次或多次冲击,使板料按胎模形状流动成型为所需要的形状(图1-9c),也可在落压过程中穿插拉形(图1-9b)、旋压或其他成型工序,以便提高生产效率和保证质量。
(三)电器钣金结构
电器钣金结构是以薄壁板材为主制造成的结构,一般用低碳钢、奥氏体不锈钢或铝合金等板材冲压与焊接而成。例如计算机主机箱体和仪器控制箱(图1-10)、冰箱箱体、空调外壳、洗衣机金属内筒和外壳、微波炉外壳等家用电器,以及锅体与锅盖、金属盆和烧水壶等日用品,均是采用薄钢板、奥氏体不锈钢或铝合金薄板经切割、冲裁、拉深、翻边及胀形等工序加工后,再利用焊接、咬接或铆接等方法组装成型。
图1-10 电器钣金结构
电子产品 b.仪器控制箱