四方科技主要從事食品冷凍裝置制造，以往產品的機架及結構件主要以管型材拼接為主。鈑金件由于具有敞開的形式，制造工藝簡單，制造效率高等特點，逐步在食品機械的機架及結構件中得到應用，并且成為一種行業趨勢。中板鈑金廣泛運用在該領域，但中厚板受材料厚度、折彎工藝、焊接工序等的影響很大，通常會在成形后出現缺口相對較大的現象，導致焊接變形隨之增大，從而無法保證零件的尺寸和形位公差，甚至焊接的缺陷給產品的外觀質量帶來致命影響。其次中厚板加工具有一些工藝難點，為克服工藝難點，我公司鈑金工藝人員總結了一套行之有效的方法，解決了中厚板鈑金加工問題，在此與大家分享。
中板鈑金工藝分析
首先來看實例，圖1為我公司某產品的固定支架，材料是拉絲SUS304，厚度為4mm，接下來，我們討論它是如何實現精密加工的。
圖1 產品固定支架
零件質量要求分析
⑴首先保證基準面A的平整度以及面A與面B1、B2的垂直度，是滿足裝配形位關系，保證機器位置精度的關鍵。⑵強調折彎的精度，需要保證B1、B2面的橫向尺寸和固定支架隱含的相對尺寸，以及產品的尺寸精度關系。⑶形位精度和尺寸精度與下料、校平、折彎、焊接等工藝息息相關。⑴鈑金工序控制主要強調工序的正確性，該零件合理的鈑金工藝流程是：原材料（平整度較好的拉絲板）→激光切割→校平→折彎工序（關鍵工序控制）→焊接。1)傳統的工藝是采用SolidWorks畫法，正常展開、折彎、焊接，結果發現零件縫隙很大，焊接時填絲量很大，大家都知道不銹鋼焊接后變形會更大，從而導致零件焊接后變形無法控制，根本無法生產出滿足裝配精度要求的合格品，零件縫隙如圖2所示。
（a）C處最大縫隙為4mm（b）D處最大縫隙為0.8mm （c）E處選擇三角形補塊填充（d） F處最大縫隙為2mm
圖2 零件折彎后縫隙
2)我們的做法是用畫圖軟件展開此零件，在C、E、F處加薄片，將焊接后的最大縫隙控制在0.2～0.3mm，在鈑金折彎前用手動倒角機或拋光機去除多余的基材，從而實現零件的精密加工。如圖3所示紅色圓圈所示。
（a）添加薄片2mm×52mm并倒角3.5mm×22°，折彎后狀態 （b）添加薄片0.7mm×121.5mm， 折彎后狀態 （c） 添加薄片2mm×56mm并倒角 3.5mm×20°，折彎后狀態
圖3 零件縫隙消除措施
1)零件工藝圓孔要大一點，在食品機械行業是不需焊接的，反而更有利機器的清潔。2)使用三維柔性平臺保證工件的形位與尺寸精度，用氬弧焊打多點粘接焊接部位，待工件固定后，可以拿下零件，完成自由焊接，可有效節省時間。3)焊接時，由于產品縫隙很小，可以不用加焊絲，而是采用自熔方式，焊接后紋理漂亮，無需打磨，不但提高效率和產品的表面質量，更為關鍵的是焊接小間隙零件不產生收縮，零件基本上無變形，無需增加整形工序，可一次性滿足技術要求。
中厚板鈑金工藝分析
在結構設計中經常會遇到折彎R角與不同材料厚度連接的焊接方式，由于R值較大，焊接填料很多，會產生較大熱量及收縮變形，一般通過修改零件結構的方式，如把直角焊接改成平面對接的方式焊接，完成中厚板精密加工，如圖4所示。
圖4 結構優化對比
結構優劣對比：優化后容易實現焊接，焊接變形小，無需打磨工序，外觀面平整、美觀，提高效率，節省成本。中厚板焊接工藝同樣可以通過鈑金折彎工藝來實現。板厚8mm，材料為雙面拉絲SUS304，原設計需要焊接側板，改變結構后變焊接為折彎，如圖5所示。
圖5 中厚板工藝改進
2)實現鈑金結構件后，要注意細節方面的處理，如焊接時，R角過渡相對較小，比較美觀，而8mm板材鈑金折彎R角太大，折彎噸位也大，所以我們經過有限元強度分析后做改善處理，見圖6。
圖6 優化后的零件
結束語
以上工藝在公司新產品開發中已廣泛使用且成果斐然，我公司的技術工藝和加工方式明顯超越同行，解決了中厚板鈑金精密加工的難題。誠然，還需要鈑金行業與其他相關行業從業人員共同努力，推動技術廣泛使用，同時總結出更優質的問題解決方案，推動鈑金中厚板加工工藝的繼續進步。
