鈑金造型風(fēng)格

1、 鈑金一概念鈑金至今為止尚未有一個比較完整的定義，根據(jù)國外某專業(yè)期刊上的一則定義可以將其定義為：鈑金是針對金屬薄板（通常在 6mm 以下）一種綜合冷加工工藝，包括剪、沖/切/復(fù)合、折、焊接、鉚接、拼接、成型（如汽車車身）等。其顯著的特征就是同一零件厚度一致。鈑金有時也作扳金，這個詞來源于英文 platemetal，一般是將一些金屬薄板通過手工或模具沖壓使其產(chǎn)生塑性變形，形成所希望的形狀和尺寸，并可進(jìn)一步通過焊接或少量的機(jī)械加工形成更復(fù)雜的零件，比如家庭中常用的煙囪，鐵皮爐，還有汽車外殼都是板金件.金屬板材加工就叫鈑金加工。具體譬如利用板材制作煙囪、鐵桶、油箱油壺、通風(fēng)管道、彎頭大小頭、天園地方

2、、漏斗形等，主要工序是剪切、折彎扣邊、彎曲成型、焊接、鉚接等，需要一定幾何知識。鈑金件就是薄板五金件,也就是可以通過沖壓,彎曲,拉伸等手段來加工的零件,一個大體的定義就是-在加工過程中厚度不變的零件. 相對應(yīng)的是鑄造件,鍛壓件,機(jī)械加工零件等,比如說汽車的外面的鐵殼就是鈑金件,不銹鋼做的一些櫥具也是鈑金件。二應(yīng)用范圍鈑金工是上世紀(jì) 90 年代初期才發(fā)展起來的一個工種，他的前身叫冷作工?，F(xiàn)在我們一般是這樣分類的：厚板鈑金：3mm 以上厚度板材的成型加工，這類板材因為厚度原因，已經(jīng)不能夠上數(shù)控機(jī)械設(shè)備加工，通常采用線切割、氣切割、激光切割等方式進(jìn)行。例舉廠家：船體制造、鍋爐制造等制造型企業(yè)。從事這

3、類工作的，可以稱為冷作工。薄板鈑金：一般指 2mm 以下板材加工，通過數(shù)控切、沖、折的加工方式；通過液壓成型的方式、通過模具沖壓、剪裁的方式，這類都可以稱為薄板鈑金。例舉廠家：電器、電腦殼體類制造企業(yè)，汽車殼體制造類企業(yè)等。中板加工：介于薄板與厚板加工之間的，各種方式均可采納的加工。這倆類結(jié)構(gòu)制作拼裝成員，均可稱呼為鈑金工。金屬鈑金件是指以金屬薄板為材料，通過塑性變形而制成的零件或產(chǎn)品。金屬板材是一類重要的產(chǎn)品造型材料，鈑金件在當(dāng)代工業(yè)產(chǎn)品中應(yīng)用十分廣泛，如汽車、電焊機(jī)、加油機(jī)、加氣機(jī)以及一些工業(yè)儀器等均是典型的鈑金件。放在幾年前的國內(nèi)，除了汽車以外的其他鈑金產(chǎn)品多是純粹的工業(yè)品，產(chǎn)品最終面對

4、的是一群小眾，而非廣大的普通消費者，因此是不大講究外觀造型的，從而導(dǎo)致我們所見到的此類工業(yè)產(chǎn)品基本都是一些丑陋不堪的玩意兒。然而，隨著市場競爭的日漸激烈以及業(yè)內(nèi)人士審美品位的提高，這些原本被認(rèn)為不需要進(jìn)行外觀設(shè)計的產(chǎn)品，其外觀造型的質(zhì)量日益受到業(yè)內(nèi)重視。因而，研究金屬鈑金件產(chǎn)品的成型工藝與產(chǎn)品造型的關(guān)系便顯得十分重要而緊迫，這對于相關(guān)企業(yè)及設(shè)計師來說都是非常有意義的。三.鈑金造型風(fēng)格1 鈑金件典型成型工藝對產(chǎn)品造型的影響鈑金件的常用成型工藝一般包括以下幾類:折彎、拉深、旋壓、特種成型等，其中，對產(chǎn)品外觀有直接而重大影響的主要有折彎和拉深工藝，同時，這也是在鈑金件中應(yīng)用最廣的兩種成型工藝。下面將

5、從這兩種工藝的基本原理入手，分析總結(jié)其所成型的產(chǎn)品的造型特征的規(guī)律，以及對這些規(guī)律的運用技巧。1.1 折彎工藝折彎工藝常與切割及焊接工藝組合運用，即切割 +折彎+焊接工藝。在這組工藝中，折 彎是核心工藝，而切割和焊接可認(rèn)為是輔助工藝。1.1.1 折彎工藝基本原理折彎工藝也稱彎曲工藝，是將板材、型材或管材等彎成一定曲度和角度，形成一定形狀的零件的工序。圖 1 所示為折彎工藝原理示意圖。圖 2 所示為各種典型彎曲件。這里要討論的是金屬板料的彎曲工藝。1.1.2 采用折彎工藝的產(chǎn)品造型特征很明顯，折彎后，產(chǎn)品仍是以平面構(gòu)成，只是在折彎處形成了一個圓角R，此圓角取值較大時實際就是一個曲面，只向一個方向

6、彎曲的曲面，可稱之為單曲面。因此，折彎工藝所成型的產(chǎn)品造型特征可總結(jié)如下:特征一:折彎后，產(chǎn)品的各個面仍然是平面，因而形成挺拔、硬朗的造型風(fēng)格，但若在外觀造型的美學(xué)方面控制不好，則會是另一種局面:生硬、呆板。事實上現(xiàn)在很多產(chǎn)品即是如此。特征二:折彎半徑較大時，折彎處可實現(xiàn)單曲面，即只朝一個方向彎曲的曲面。由于無法同時從兩個方向折彎，所以折彎工藝無法得到雙曲面。特征三:折彎曲面的最小半徑受到板料厚度以及材料種類以及材料纖維方向的影響。具體情況見表 l。 特征四:折彎工藝較多地依賴于操作工人的技術(shù)，產(chǎn)品的公差較大而且不夠穩(wěn)定，產(chǎn)品的折彎工藝成本低廉，無須使用模具，非常適合小批量生產(chǎn)。當(dāng)生產(chǎn)批量很高

7、時，則更適合采用精度更高的模具進(jìn)行生產(chǎn)了。一些自身重量較大，或者要求殼體必須有較高強度，或者需要屏蔽電磁輻射的產(chǎn)品，必須采用金屬外殼。目前市場上的此類產(chǎn)品普遍采用了切割加折彎加焊接的工藝。圖 3 為一組折彎產(chǎn)品，這些產(chǎn)品就顯得比較粗陋，工藝水平低且造型缺乏美感。設(shè)計此類產(chǎn)品造型時，需要十分重視產(chǎn)品的節(jié)奏感，或者要防止整個外觀造型中只有完全平行的和垂直的平面，如此極易造成死板生硬的局面，可設(shè)法形成小范圍的斜面或者利用折彎半徑形成的單曲面來對生硬的整體進(jìn)行調(diào)和，以達(dá)到剛?cè)嵯酀?jì)之功效。圖 4 所示為成都某公司所設(shè)計的一款加氣機(jī)產(chǎn)品，產(chǎn)品頂部采用了較大彎曲半徑，在操作面板上制造了局部的斜面，既使產(chǎn)品形

8、態(tài)更豐富，也增強了可操作性，一舉兩得。圖5 為筆者為四川內(nèi)江市某公司設(shè)計的一款醫(yī)用 X 光機(jī)的操控臺。醫(yī)療設(shè)備是要跟病人打交道的，不能過于生硬、冷漠，必須具有較強的親和力，讓它柔是一條較好的解決方案，因此在產(chǎn)品右側(cè)也采用了大 彎曲半徑，其他位置以小圓角與之呼應(yīng)。這樣，產(chǎn)品中直線與曲線取得了有機(jī)統(tǒng)一。拉深工藝是沖壓工藝的一種，是指將平板毛坯或杯形毛坯在凸模作用下拉入凹模型腔形成開口空心零件的成形工藝方法，圖 6 所示為拉深成型示意圖。拉深也稱壓延.是板金成形的基礎(chǔ)性工藝。用拉深成形可以制成筒形，階梯形、錐形、半球形、盒形和其它不規(guī)則形狀的立體空心零件。拉深零件的尺寸范圍很寬，直徑小至 lmm，大

9、至 23m，厚度 0.230 mm。拉深加工的對象廣泛，材料品種繁多。因此，在日用品、電器元件、機(jī)械零件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件和汽車要件的成形中，有著廣泛的應(yīng)用。 圖 7 是典型拉深件外形示意圖。1.2.2 采用拉深工藝的產(chǎn)品造型特征拉深工藝所成型的產(chǎn)品造型特征可總結(jié)如下:特征一:開口空心造型，制品形態(tài)簡單。一般情況下，此開口處的截面為最大截面(如圖8 所示的炊具)，若開口截面非最大截面，則形成特征五中的股肚造型。特征二:能實現(xiàn)雙曲面造型，因而產(chǎn)品造型風(fēng)格比較柔和。特征三:不允許有側(cè)凹，即與合模方向垂直的方向的凹陷，此凹陷是無法用拉深工藝完成的。特征四:拉深高度不宜過高。否則將增加拉深次數(shù)，以防板料在拉

10、深過程中被撕裂，在兩次拉深中間進(jìn)行退火處理。 拉深工藝生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品尺寸均勻一致，表面光潔，可實現(xiàn)機(jī)械化、自動化，適合大批量生產(chǎn)，成本低，廣泛應(yīng)用于航空、汽車、儀器儀表、電器等工業(yè)部門和生活日用品的生產(chǎn)。實際上，在鈑金件產(chǎn)品造型沒計中，若單純只采用折彎(加切割加焊接)工藝或者拉深工藝，得到的產(chǎn)品在形態(tài)上都顯得比較單調(diào)，缺乏細(xì)節(jié)。而這兩種工藝所得到的產(chǎn)品造型效果正好是互補的，一個硬朗，一個柔和。如果能將二者有機(jī)結(jié)合，將會取得剛?cè)嵯酀?jì)的理想效果。運用實例一:圖 3 中的電焊機(jī)是典型的傳統(tǒng)產(chǎn)品，其工藝只采用了折彎加切割加焊接工藝，造型呆板生硬。圖 10 是作者為成都某公司設(shè)計的一款電焊機(jī)外觀造型，

11、右圖為電焊機(jī)操作面板局部。此款電焊機(jī)造型創(chuàng)新點有兩處:一是操作面板處采用了傾斜面造型，既豐富了外名黔查型又便于使用者操作;二是在操作面板處采用了一次淺拉深工藝，形成一個漸消面，局部柔和處理和起伏變化使產(chǎn)品造型造型在關(guān)鍵處驟然增色，起到畫龍點睛之效。而從工藝成本來看，增加一個拉深工藝的費用約為 5000 元，按生產(chǎn)批量 200 臺計算，每件產(chǎn)品所分?jǐn)偟睦钅＞叱杀炯s為 25元，這個成本相對于每臺產(chǎn)品市場售價的約 3000 元來說，幾乎完全可以忽略不計。運用實例二:圖 11 是作者為成都某公司設(shè)計的一款車載電腦報站器之顯示屏造型。在產(chǎn)品的幾個大的棱邊采用了折彎工藝，而在左右兩端采用了局部的拉深工藝

12、，形成向下凹陷的槽，這些凹槽的存在使得產(chǎn)品面板上有了細(xì)節(jié)，豐富了面板的層次。對產(chǎn)品的整體造型起到了至關(guān)重要的作用。產(chǎn)品右側(cè)的細(xì)槽處由于槽寬度太小，為了防止拉深時板料被撕裂，需要進(jìn)行三次拉深，中間再間隔進(jìn)行兩次退火處理。 3 結(jié)論折彎和拉深是兩種十分傳統(tǒng)的鈑金工藝。獨立地看，此一種工藝所成型的產(chǎn)品的外觀造型均具各自鮮明的特征，同時又均具顯著的局限性。但若將此二種傳統(tǒng)而普通的工藝組合運用，則可取得1+12 的造型效果，而這種造型效果的改善所付出的成本代價很小，一般企業(yè)都是完全能夠承受的，有較大的推廣應(yīng)用價值。另外值得指出的是，鈑金件的最終造型效果還嚴(yán)重依賴于工藝水平，若工藝水平跟不上，再好的設(shè)計也

13、無法彌補產(chǎn)品粗制濫造的局面。而工藝水平一方面依賴于硬件設(shè)備，另一方面更依賴于工人的技術(shù)經(jīng)驗和敬業(yè)精神。四鈑金加工工藝流程隨著當(dāng)今社會的發(fā)展，鈑金業(yè)也隨之迅速發(fā)展，現(xiàn)在鈑金涉及到各行各業(yè)，對于任何一個鈑金件來說，它都有一定的加工過程，也就是所謂的工藝流程，要了解鈑金加工流程，首先要知道鈑金材料的選用。一、材料的選用，鈑金加一般用到的材料有冷軋板（SPCC）、熱軋板（SHCC）、鍍鋅板（SECC、SGCC），銅（CU）黃銅、紫銅、鈹銅，鋁板（6061、6063、硬鋁等），鋁型材，不銹鋼（鏡面、拉絲面、霧面），根據(jù)產(chǎn)品作用不同，選用材料不同，一般需從產(chǎn)品其用途及成本上來考慮。1冷軋板 SPCC，主要

14、用電鍍和烤漆件，成本低，易成型，材料厚度3.2mm。2熱軋板 SHCC，材料 T3.0mm ,也是用電鍍,烤漆件，成本低，但難成型，主要用平板件。3鍍鋅板SECC、SGCC。SECC 電解板分 N 料、P 料，N 料主要不作表面處理，成本高，P料用于噴涂件。4銅；主要用導(dǎo)電作用料件，其表面處理是鍍鎳、鍍鉻，或不作處理，成本高。5鋁板；一般用表面鉻酸鹽（J11-A），氧化（導(dǎo)電氧化，化學(xué)氧化），成本高，有鍍銀，鍍鎳。6鋁型材；截面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的料件，大量用于各種插箱中。表面處理同鋁板。二、圖面審核，要編寫零件的工藝流程，首先要知道零件圖的各種技術(shù)要求；則圖面審核是對零件工藝流程編寫的最重要環(huán)節(jié)。三、

15、展開注意事項，展開圖是依據(jù)零件圖（3D）展開的平面圖（2D）四、 板金加工的工藝流程，根據(jù)鈑金件結(jié)構(gòu)的差異，工藝流程可各不相同，但總的不超過以下幾點。1、 下料：下料方式有各種，主要有以下幾種方式剪床：是利用剪床剪切條料簡單料件，它主要是為模具落料成形準(zhǔn)備加工，成本低，精度低于 0.2，但只能加工無孔無切角的條料或塊料。沖床：是利用沖床分一步或多步在板材上將零件展開后的平板件沖裁成形各種形狀料件，其優(yōu)點是耗費工時短，效率高，精度高，成本低，適用大批量生產(chǎn)，但要設(shè)計模具。NC 數(shù)控下料，NC 下料時首先要編寫數(shù)控加工程式，利用編程軟件，將繪制的展開圖編寫成 NC 數(shù)拉加工機(jī)床可識別的程式，讓其根

16、據(jù)這些程式一步一刀在平板上沖裁各構(gòu)形狀平板件，但其結(jié)構(gòu) 受刀具結(jié)構(gòu)所至，成本低，精度于 0.15。 鐳射下料，是利用激光切割方式，在大平板上將其平板的結(jié)構(gòu)形狀切割出來，同NC下料一樣需編寫鐳射程式，它可下各種復(fù)雜形狀的平板件，成本高，精度于 0.1.鋸床：主要用下鋁型材、方管、圖管、圓棒料之類，成本低，精度低。 翻邊：又叫抽孔、翻孔，就是在一個較小的基孔上抽成一個稍大的孔，再攻絲，主要用板厚比較薄的鈑金加工，增加其強度和螺紋圈數(shù)，避免滑牙，一般用于板厚比較薄，其孔周正常的淺翻邊，厚度基本沒有變化，允許有厚度的變薄 30-40%時，可得到比正常翻邊 高度大高 40-60%的高度，用擠薄 50%時，可得最大的翻邊高度，當(dāng)板厚較大時，如 2.0、2.5等以上的板厚，便可直接攻絲。沖床：是利用模具成形的加工工序，一般沖床加工的有沖孔、切角、落料、沖凸包（凸點），沖撕裂、抽孔、成形等加工方式，其加工需要有相應(yīng)的模具來完成操作，如沖孔落料模、凸包模、撕裂模、抽孔模、成型模等，操作主要注意位置，方向性。 壓鉚：壓鉚就本公司而言，主要有壓鉚螺母、螺釘、松不脫等，其是通過液壓壓鉚