精密鈑金和綠色鈑金的概念是與時(shí)俱進(jìn)的，年輕時(shí)我們學(xué)習(xí)鈑金工藝，鈑金咬口縫用剪刀剪、用劃針或圓規(guī)劃線(xiàn)、用木方尺敲打折邊，尺寸精度不超1mm、外表看不到明顯的錘子印就算是水平高的鈑金工了。后來(lái)有了液壓剪板機(jī)和折彎?rùn)C(jī)，零件加工省力、加工后表面質(zhì)量均勻一致，外觀(guān)非常漂亮。再后來(lái)出現(xiàn)了數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎?rùn)C(jī)，加工零件的折彎角度可以精確到0.1°，尺寸可以精確到0.1mm甚至更高，不需要像以前那樣用梯形絲桿或螺紋一點(diǎn)點(diǎn)甚至幾次三番去調(diào)定位，從而節(jié)省了大量的時(shí)間和材料（手工調(diào)整避免不了要剪廢或折壞幾張板料，哪怕是小塊料）。到現(xiàn)在出現(xiàn)了自動(dòng)料庫(kù)，它不僅可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料，還可以根據(jù)待加工零件的不同板厚、材質(zhì)、尺寸自動(dòng)完成出入庫(kù)。在現(xiàn)代化的加工過(guò)程中，沖切、翻邊、攻絲、沖字壓印、通風(fēng)柵等工藝操作都能在一臺(tái)數(shù)控沖床上完成，之后再連線(xiàn)進(jìn)行自動(dòng)折彎、下線(xiàn)（如圖1所示的Salvagnini設(shè)備）。Salvagnini折彎?rùn)C(jī)中的折彎刀也是從手工換模發(fā)展到自動(dòng)換模，直到在2017年的工博會(huì)上，筆者看到通快折邊機(jī)自動(dòng)化程度更高，自動(dòng)模具功能更多、更巧妙，感覺(jué)號(hào)稱(chēng)世界領(lǐng)先的柔性折彎設(shè)備的締造者——Salvagnini要繼續(xù)保持老大地位不得不快速創(chuàng)新，推出更多、更巧妙的機(jī)器才行。

圖1 Salvagnini S4+P4

目前，精密鈑金加工的開(kāi)卷校平精度可達(dá)0.3～0.5mm。一般鈑金零件的折彎精度能達(dá)到0.05mm到0.1mm（CNC機(jī)床），沖切加工的定位精度和重復(fù)定位精度大多不超過(guò)0.1mm（當(dāng)然大型鈑金產(chǎn)品如尺寸大于1500mm的零件，精度要略大一些），所以用激光/數(shù)沖/水刀等切割、用數(shù)控折彎生產(chǎn)的鈑金零部件通常均能滿(mǎn)足尺寸精度要求。

精密鈑金加工的公差選用

值得一提的是鈑金件公差選用的問(wèn)題，目前行業(yè)內(nèi)參照的標(biāo)準(zhǔn)有《沖壓件尺寸公差》即GB/T 13914-2013、《沖壓件角度公差》即GB/T 13915-2013以及《沖壓件形狀和位置未注公差》即GB/T 13916-2013。在標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13914-2013的《平?jīng)_壓件尺寸公差》中規(guī)定了基本尺寸為0～6300mm、板材厚度為0～6mm的不同規(guī)格的平?jīng)_件的公差等級(jí)和公差值；《成形沖壓件尺寸公差》規(guī)定了基本尺寸為0～1000mm、板材厚度為0～6mm(分t≤1mm、1mm＜t≤4mm、t＞4mm三個(gè)厚度區(qū)間)的成形沖壓件的公差等級(jí)和公差值，以及沖壓件尺寸極限偏差的規(guī)定和公差等級(jí)的選用。GB/T 13915-2013規(guī)定了沖壓件的角度公差。GB/T 13916-2013規(guī)定了沖壓件的形狀和位置未注公差。

未注公差一般是指圖樣上無(wú)需標(biāo)注的公差，在我國(guó)又稱(chēng)為“未注公差、自由公差”。一般公差分為精密f、中等m、粗糙c、最粗v四個(gè)公差等級(jí)。有很多公司規(guī)定用GB/T 1804-2000，也有的公司規(guī)定用GB/T 15055-2007，誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)呢？GB/T 1804-2000是一般公差、未注公差的線(xiàn)性和角度尺寸的公差，本標(biāo)準(zhǔn)適用于金屬切削加工尺寸，也適用于一般鈑金件的加工尺寸，非金屬材料和其他工藝方法加工的尺寸可參照采用。GB/T 15055-2007規(guī)定了沖裁件線(xiàn)性尺寸、成形件線(xiàn)性尺寸、沖裁圓角半徑線(xiàn)性尺寸、成形圓角半徑線(xiàn)性尺寸、沖裁角度尺寸、彎曲角度尺寸公差的極限偏差。比較兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可發(fā)現(xiàn)基本尺寸相同的各個(gè)尺寸段中GB/T 15055-2007的公差相應(yīng)放寬，實(shí)際上，能達(dá)到兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中f級(jí)的鈑金件已經(jīng)是精密級(jí)了。個(gè)人以為鈑金件與機(jī)加工零件之間有配合要求的推薦用GB/T 1804-2000，單純鈑金件用GB/T 15055-2007。再?gòu)膶?shí)際出發(fā)，數(shù)控沖、數(shù)控剪、激光切割、水切割等下料方法目前均能達(dá)到f（精密）級(jí)，而大部分公司一般在圖紙的技術(shù)要求中注明未注公差按以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之一的m（中等）級(jí)執(zhí)行，所以對(duì)以上現(xiàn)代化的數(shù)控下料設(shè)備而言，再去研究采用哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已沒(méi)有必要。盡管GB/T 15055-2007中還針對(duì)不同材料厚度（分t≤1mm、1mm＜t≤4mm、t＞4mm三個(gè)厚度區(qū)間）規(guī)定了不同公差等級(jí)所對(duì)應(yīng)的極限偏差值，但這對(duì)傳統(tǒng)的普通下料設(shè)備仍有實(shí)用價(jià)值。對(duì)折彎工藝而言，數(shù)控自動(dòng)折彎?rùn)C(jī)（如Salvagnini和通快等設(shè)備）也能達(dá)精密級(jí)，普通數(shù)控折彎?rùn)C(jī)在對(duì)較大尺寸（如大于尺寸1500mm時(shí)）零件進(jìn)行折彎后其成形尺寸不一定能得到保證，這是折彎過(guò)程中手工定位和大尺寸易變形所造成。

20世紀(jì)70年代以前，紡紗廠(chǎng)使用的滾筒當(dāng)屬傳統(tǒng)意義上的精密鈑金件，單節(jié)滾筒卷圓縮口后用錫焊連接，滾筒全長(zhǎng)6m用5～6個(gè)單節(jié)滾筒連接而成，直徑為400mm，其全長(zhǎng)圓跳動(dòng)只允許在500μm以下，故使用2～3年后滾筒就要整修，而會(huì)修的師傅屈指可數(shù)?，F(xiàn)在的數(shù)控鈑金機(jī)床誤差縮小至100μm甚至幾十微米都不在話(huà)下，這就體現(xiàn)了鈑金的“精”（即加工精度）。我們的精密鈑金還在于“密”：材質(zhì)致密均勻，無(wú)表面蝕點(diǎn)，無(wú)微裂紋。精密鈑金設(shè)計(jì)技術(shù)要求為：⑴成品表面平整光滑無(wú)銹蝕，不應(yīng)有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷。⑵加工棱角清晰、圓角過(guò)渡平滑，不得有翹曲變形現(xiàn)象。⑶去除全部毛刺飛邊，銳角倒鈍。⑷下料和沖孔邊口不應(yīng)有翻邊現(xiàn)象，毛刺高度不大于0.1mm。⑸淺拉深不得有起皺、拉裂、扭曲等現(xiàn)象。⑹外觀(guān)尺寸及公差（包括線(xiàn)性尺寸、角度、形位公差等）應(yīng)符合圖樣上的技術(shù)要求。這也是我們?cè)O(shè)計(jì)精密鈑金件的圖紙和檢驗(yàn)的技術(shù)要求。

綠色鈑金加工的工藝要求

我們既要金山銀山又要綠水青山，綠色鈑金加工要求以下各工藝過(guò)程合格生產(chǎn)和排放。

鈍化：鈑金件電鍍鋅時(shí)需要鈍化處理，得到更致密的氧化保護(hù)層。不銹鋼板材本身具有一定的耐腐蝕性能，一般情況下直接加工即可，但在特定場(chǎng)合下需鈍化處理。如開(kāi)水器水箱使用SUS304或SUS316，零件仍需鈍化處理才能保證其在高溫下不銹蝕。而鈍化液中含5%的硝酸和2%的重鉻酸鉀，在酸洗鈍化二合一液中還有10%的氫氟酸。重鉻酸鉀中的六價(jià)鉻Cr6+會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害（如生殖系統(tǒng)）。氫氟酸腐蝕性強(qiáng)，對(duì)牙齒、骨骼損害嚴(yán)重，也能腐蝕玻璃。目前我國(guó)已經(jīng)成功用Cr3+來(lái)代替Cr6+，從而大大地降低了環(huán)境污染，并且已用某種添加劑來(lái)替代氫氟酸。

噴漆與噴粉：噴漆是涂料與溶劑（或還需加硬化劑）溶合后施工，以壓縮空氣或靜電力將漆霧化后噴向工件并附著在其表面，溶劑蒸發(fā)（或相互反應(yīng)）后固化成膜。這種工藝的不足之處在于，VOC（可揮發(fā)有機(jī)氣體）含量高，對(duì)人體有較大危害；涂料利用率很低，僅約50%，浪費(fèi)資源。而靜電噴粉不需要大量的稀釋劑，粉末不含有害物質(zhì)，助劑蒸發(fā)后固化成膜，不污染環(huán)境，涂層質(zhì)量好，附著力和機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕，固化時(shí)間短，不用底漆，粉回收使用率高。隨著環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯粉末噴涂的普及與應(yīng)用，鈑金件的美觀(guān)程度與噴漆不相上下，耐蝕性也大大提高。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的日益提高，有不少公司將磷化后的FePO4經(jīng)沉淀池兩次沉淀后處理成其他化工原料，從而減少了磷化處理對(duì)環(huán)境的污染。

許多噴涂線(xiàn)已經(jīng)采用機(jī)器人作業(yè)，既減少了對(duì)工人的傷害又保證了質(zhì)量的穩(wěn)定?，F(xiàn)在粉末回收裝置已經(jīng)成為涂裝線(xiàn)的標(biāo)配，它能通過(guò)濾芯吸收絕大部分的粉末，并通過(guò)加裝電磁閥和傳感器，當(dāng)工件經(jīng)過(guò)時(shí)噴水，經(jīng)過(guò)后關(guān)閉，從而節(jié)約了能源和50%的水量。

湖南某廠(chǎng)從瑞士進(jìn)口的噴涂線(xiàn)，其排放幾乎達(dá)到了零污染，前處理后溶液的PH值不小于8，而普通噴涂線(xiàn)磷化處理后處理液均為酸性，這就是我們要研究和趕超的地方。

現(xiàn)在有一種新的前處理工藝——硅烷處理必將替代磷化處理。20世紀(jì)90年代初，美國(guó)就開(kāi)始對(duì)硅烷處理進(jìn)行理論研究，歐洲則在20世紀(jì)90年代中期才開(kāi)始進(jìn)行試探性研究。21世紀(jì)初，我國(guó)迫于環(huán)保壓力，各大研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)才開(kāi)始著手對(duì)硅烷處理進(jìn)行研究，真的是變壓力為動(dòng)力，目前與歐美企業(yè)的技術(shù)差距已越來(lái)越小。鈑金表面硅烷處理有如下優(yōu)點(diǎn)：不含Zn、Ni等重金屬離子，不含P，Ni對(duì)人體有害元素，WTO規(guī)定，2016年后Ni需達(dá)到零排放；常溫下，就可以進(jìn)行硅烷處理，省去了加熱過(guò)程，磷化處理的成本是硅烷處理的5到8倍；替換磷化工藝不需設(shè)備改造，只需調(diào)整槽位即可；不用亞硝酸鹽催化劑，避免了對(duì)人體的危害；硅烷處理沒(méi)有沉渣，節(jié)省了清渣倒槽的成本；處理時(shí)間短，控制方便，有效提高了漆、粉與鈑金件的附著力；可共線(xiàn)處理鐵板、鋁板、鍍鋅板等。

磷化處理工藝的各工序?yàn)椋孩兕A(yù)脫脂→②脫脂→③水洗→④水洗→⑤表調(diào)→⑥表面成膜→⑦水洗→⑧水洗。硅烷處理省去了⑤表調(diào)和⑦⑧水洗。對(duì)懸掛鏈輸送方式改造時(shí)，可將①預(yù)脫脂、②脫脂、④水洗保留，③水洗改為脫脂，⑤表調(diào)、⑥磷化改為水洗，⑦水洗改為硅烷處理，⑧水洗備用。

一種新型的防銹鍍鋅鋁鎂鋼板（簡(jiǎn)稱(chēng)XLM）是在板材中添加了合適比例的鋅、鋁、鎂，使其產(chǎn)生復(fù)合效果，是具有高強(qiáng)度、高抗腐蝕性、高耐腐蝕性的新型環(huán)保型鋼板，其抗腐蝕性介于鍍鋅板與不銹鋼之間。我們通過(guò)新材料新工藝的應(yīng)用，比如用此新材料替代50%的噴粉板，則同樣能達(dá)到降低排放的目的。

對(duì)于焊接件，建議不使用鍍鋅板。因?yàn)殇\的熔點(diǎn)為419.5℃，揮發(fā)溫度為908℃。電焊熔滴平均溫度在2000℃以上，電弧溫度在4000℃以上。在焊接時(shí)，大量的鋅被蒸發(fā)，除造成零件焊接缺陷和抗腐蝕性能低外，更為嚴(yán)重的是揮發(fā)的鋅蒸氣易使焊接工人鋅中毒。

倡導(dǎo)綠色鈑金加工就要從身邊做起，在追求自動(dòng)化、數(shù)字化和信息化的同時(shí)，保護(hù)好員工的身體，如激光切割機(jī)除塵器和防護(hù)罩的安裝等。對(duì)于焊接而言，應(yīng)注意焊煙除塵并使其與焊臺(tái)隔開(kāi)，減少射線(xiàn)照射。同時(shí)，應(yīng)注意噴砂、陽(yáng)極氧化中的噪聲、粉塵、氧化劑的個(gè)人防護(hù)，以及打磨時(shí)粉塵的吸收和個(gè)人防護(hù)。

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