随着我国经济的稳定增长，钣金制品行业也在持续发展，但现阶段的钣金加工大部分仍然是劳动密集型产业，岗位技术人员的流动以及个人专业技能对产品质量稳定性存在很大的影响。比如：不同的焊接人员，其焊缝长度及高度、焊缝间距、焊接速度都存在明显差异，造成的虚焊、漏焊、焊穿、焊瘤等焊接缺陷不断出现。因此最终产品质量得不到有效控制、生产返工率高、能耗增大、利润降低，直接牵制着企业的稳定发展。为此有必要先分析一下行业发展趋势。

钣金加工行业的横向比较

中日差距：显著在制造技术、工艺设备上

先看日本模式，日本钣金件生产专业化、自动化程度高，生产规模大，产品精度高，管理人性化、系统化、基本上都有模具开发、设计和加工能力，其加工设备性能一直处于领先地位，图1所示为日本工厂加工车间：与此相比，我国钣金件制造企业总体情况规模较小，制造设备落后，生产以手工操作为主，产品质量稳定性差，生产效率低，难以实现批量生产、按时供货。各项企业指标水平相差较远，有待提高。

图1 日本工厂加工车间

值得一提的是，日本“匠心”精神令人震撼，其“工匠”们在企业生产中积累的各种生产诀窍和工艺装置，是现代先进制造技术和人类传统聪明才智的完美结合。中国企业要完善自己的制造技术和工艺设备，既需要时间的沉淀，又离不开工匠精神的修为。

中美之较：自动化、信息化成“短板”

钣金信息化，包括冲压、焊接、喷涂等工序。就中美横向对比而言，自动化、信息化水平“差之数里”，其全自动数控冲床车间的材料库如图2所示。当程序输入后，设备会通过扫码自动到材料库调用相对应的材料进行加工，此工段加工完成后零件又统一归放在指定区域，全部实现无人化操作。

首先，美国企业采用的是闭环控制自动化生产。企业都有其工装模具维护车间，模具上安装或内嵌有各种传感器。这些传感器无形中就是一道安全的保护屏障。

其次，美国其压力机上都安装有安全光栅，当工人距离压力机过近时，压力机会自动停机，自动切断“危险源”。

同时，美方企业自带“追踪器”，有自己的管理信息系统，其原材料供应商所供应的材料都带有条形码。入库时通过扫描，原材料的各种信息都会自动进入生产数据库，伴随着原材料进入加工过程，各个加工环节的电脑主机会自动将加工信息输入到数据库，这些信息将一直被附带到最终产品上。

图2 美国工厂数控加工车间

钣金加工行业的纵向比较

我国钣金行业厂家百家齐放、百家争鸣。伴随着国内经济增长放缓的影响，钣金制作行业整体遭遇“价格战滑铁卢”，设备、管理、市场均在不同程度地“沦陷”，导致价格下滑、效益降低，局部地区的零部件加工企业出现了关停并转现象。

设备方面：企业收益减少，对先进加工设备、检验设备投入明显不足。因此与国际先进企业的差距变得越来越大，短时期内很难发生质的改变。

管理方面：原料流、物流、工艺流等信息技术方面仍然存在信息表达、量化、提取等难度以及存在形式不规范、信息孤岛诸多问题，不利于管理层快速做出应对。

市场方面：大部分工厂钣金加工仅仅以产品交货为目的，没有形成良好的口碑以及维护自己品牌的意识、针对主要领域进行深度挖掘和积累，并制造出自己的产品，直接面对市场。需要改变运营思维，以打通设计、研发、制造等环节，实现规模化、批量化乃至个性化生产。

在当前形势下，很多企业也许都想到了改革，增加先进设备投资、扩大优秀人才引进，也不乏看到一些变革成功的名企。但在变革路上，企业内部管理所存在的痛点会阻挡其向更高水平发展，严重的情况直接导致企业改革失败，所有投入血本无归。为此，愿意与正在准备发展钣金自动化加工的同行们一起探讨改革路上的焊接自动化问题。

目前人力资源成本上涨，资深的优秀焊工紧缺。不少企业都面临缺少焊工的情况，选择焊接机器人代替成为趋势。要把焊接机器人用好、用顺手，真正地发挥最大作用，首先得做好以下几个方面工作。

焊接零部件结构尺寸公差的一致性

智能机器人没有实时人为感知思维变通的能力，我们编制的加工程序给它拟定了焊缝长度、焊缝高度、焊缝间距等参数，机器人就会依据输入的程序进行重复加工。当出现零件尺寸偏差明显超出其公差范围时，在焊接过程中，就会出现以下一些情况：焊接电极与焊缝距离变大时，因距离过大会无法起弧；焊接电极与焊缝距离变小时，电极头部会触碰到零件而报警。这样机器就不能顺利地工作，重复修改程序会浪费掉更多的时间。

因此在焊接零部件的前工段加工时必须加强尺寸公差的管控，包括剪板、普冲、数冲、激光、折弯、压铆等各工位，做到批量产品结构尺寸的一致性比较稳定。当出现其他异常时要调整加工工艺来确保尺寸的稳定性。

设计合理的焊接工装夹具

机器人与员工相比的优点在于：员工的工作质量会受疲劳、情绪、专注度等影响，机器人只会按拟定的程序自始至终地执行。因此尽可能满足机器人最大程度地处于有效工作状态，充分利用好工作时间来提高工作效率。下面的图3就是效率提升的结果。

最初，此脚轮支架组件人工焊接时，没有任何工装夹具，采取手捏紧直接焊接。上班刚开始工作时精力充沛，还能基本满足要求，但时间一长受疲劳影响慢慢地扰乱视线，焊接后的尺寸出现明显超出公差的现象。

图3 快速定位装夹工装

之后为了消除人员疲劳影响，设计了如图3所示的快速装夹工装定位，确保了焊接后的尺寸都在公差要求范围以内。采取人工焊接时，此工装还能基本满足其要求；当采取焊接机器人利用此工装进行工作时，此工装就会显现出焊接效率明显不高的缺陷：人工装夹与机器人焊接未能同步进行，机器人在焊接时，装夹工人在旁边无事等待；工人装夹零件时，机器人又处于停止工作状态。

根据上述情况，对单个焊接组件的装夹、拆换及机器人焊接工时分别进行统计，再重新设计两套一次性装夹多个焊接组件的夹具（图4），让焊接的时间与辅助工装夹、取件的时间进行平衡，这样就成倍地提升了焊接机器人与操作工的工作效率。

图4 两套一次性装夹工具

编制合理的焊接程序

焊接程序中拟定的焊接电流、焊接电压、起弧及收弧时间、焊接速度等参数，是为了满足符合产品技术要求的焊缝焊接质量；通过调整焊接顺序、优化行走迹径来提升设备的有效工作时间，焊接程序的合理性直接决定了生产效率的高与低。

结束语

钣金焊接加工正在往自动化、智能化的趋势发展，再先进的设施、设备也都会或多或少存在某方面的局限性。因此在产品生产过程中制定检查流程，严把质量关，进行监督，并严格执行显得十分重要。只有在加工的每一步细节上严格把关，生产才会顺畅。产品做到精益求精，才能赢得业内极好的口碑。

——节选自《钣金与制作》2018年第8期

钣金加工钣金组的生产作业过程

 

 

本作业指导书用于指导钣金加工钣金组的生产作业过程。确保该过程受控，安全、准确

有效。

 

 

钣金加工钣金加工区 

 

此作业指导书由金加工主管负责编写，钣金组及相关人员共同执行。 

 

 

4.1．首件： 

各工序（对于折弯工序为工步）在同一生产条件下，进行批量生产的第一件。

 

4.2．生产工作单： 

生产工作单为指导零件加工过程的主要依据，主要包气括：零件图号、需求数量、工程号及工程名称、零件材料、加工工序、生产完成数量、报废数量、生产操作者签名、检验员签名（如果是自检则和操作者一样）生产日期等内容。

 

 4.3．材料型号： 

材料型号由以下内容组成       

SM**-AABBBCCC 

 SM：----材料代号固定的前两位代码。 

 **：----材料类型 

 AS： 铝板 

 CS： 铜板 

 AZ： 敷铝锌板 

 HG： 热镀锌板 

 MS： A3钢板 

 SS： 不锈钢板 

 AA：---板材厚度，为实际厚度乘以10，如2MM为“20”1.5MM为“15” 

 BBB：--板材宽度，为实际宽度数值的前三位。如1500MM为“150”如1250MM为“125”。 

 CCC：--板材长度，为实际长度数值的前三位。如2250MM为“225”如2440MM为“244”。 

 典型的材料代号如：SMAZ-20125225，表示厚度为2MM，长度为2250MM宽度为1250MM的敷铝锌

板 

 

 

5.1.零件编程： 

 

钣金组接到生产任务，由金加工计划员（目前由主管或金加工班长代替）将工作单交给编程员，编程员在接到任务后，根据工作单及图纸等技术文件，编写零件的冲切加工程序，并打印出模具清单，附在工作单上，交钣金组生产。 

 

编程人员在编程时应该把零件号编入零件的加工程序中去具体编法如下： 例：图号8K2.151.010 零件编号：8K2151010 

 

 5.2. 冲压作业：

 

 5.2.1 操作者每天开机后生产前，应根据《设备点检润滑标准书》，进行点检及安全检查，若发现问题则记录在工作交接单上并及时处理其问题，若无法解决，则报告领班或维修人员。 

 

5.2.2操作者接到生产任务时，应确认程序，模具清单及工作单是否齐全发现不当之处应立即向班长反馈，或者上报有关人员处理。 

 

5.2.2.1.操作者根据所接受的生产工作单上的材料领取相应的材料进行冲切，若发现材料有以下现象之一，应不使用并报告班长或者主管处理：

 

生产工作单上的材料型号与图纸或模具 清单标识的材料不一致（三者必须保持统一）

 

1. 敷铝锌板有锈斑，变色 


2. A3钢板有较为严重的生锈时 


3. 板材的变形量（平面度），不超过4mm/m2为准 


4. 2.2.2  操作者按编程人员提供的模具清单，检查，更换，设定好模具，设定模具时，应注意正确选用上下间隙，冲抗拉强度40KG/CM2以下的材料时，选用10%-20%板厚的间隙，冲抗拉强度大于40KG/CM2 例如，不锈钢时，应选用20%-30%板厚的间隙。如冲3mm厚的不锈钢板时，间隙应选用0.6-0.9mm。换下的模具应放回工具柜原位。 

操作人员根据板材的厚度调节好设备参数却保零件号的清晰，如发现漏编或错编，应及时反馈给编程人员更改，以确保图号的准确性若发现工件出现较为严重的毛刺时，应及时刃磨刀具或调整设备参数。磨后应调整其装刀高度，如磨后高度不够时应上报给班长。

 

5.2.2.3如果是采用激光切割所选的参数需Production Order上的参数表一致。 

 

5.2.2.4 只有持有公司颁发的操作证的员工才能独立操作机床，若无操作证只能作为辅助操作人员，在操作机床进行首件生产时，应有班长或持有操作证的人员在场。 每位操作者完成首件后应自检，只有首检合格后才能进行批量生产，首检不合格时，应做好不合格品的记录，并找出原因或报班长处理，若属编程问题，则立即反馈给编程员，以便更改程序，操作者不得随便更改程序，不合格品应放置到不合格品区进行隔离并标识。             

 

首件合格后按生产工作单 上的生产数量进行批量生产，完成后的零件整齐的放置在栈板上，注意不能叠放太高，大件的应更少，如冲出的零件毛刺较高或者由于步冲而产生的尖刺，操作者应打磨合格后才能把工件转入下道工序，对于无法冲出图号的零件，则冲完零件后，都应用标记笔在适当的地方标上图号，以便识别。完成批量生产后，在工作单上的填写完成数量，操作者签名及完成日期，与生产无关的东西不得乱写。操作者每次下班前应清理好边角料，及工作场所的卫生，并按照《设备点检润滑标准书》进行日常保养，并做好记录，有倒班时应做好交接班工作。冲完后剩下的边角料应尽量分类放置，以便再次利用来冲小零件。 

 

5.3.折弯作业 

 

5.3.1 操作者每天开机后生产前，应根据《设备点检润滑标准书》进行点检及安全检查，若发现问题则记录在工作交接单上并及时处理其问题，若无法解决，则报告领班或维修人员。 

 

5.3.2操作者接到班长或者领班安排的任务后应确认工作单及图纸是否与工件相符，并确认工作要求及图纸要求，数量等，发现不妥应立即反馈给班长或者领班。 

 

5.3.3只有持有公司颁发的操作证的员工才能独立操作机床，若无操作证只能作为辅助操作人员，在操作机床进行首件生产时，应有班长或持有操作证的人员在场。工作时，操作者按图纸进行模具设定和编程，复杂的零件折弯程序应存入计算机内，方便调用参考，也可以直接在图纸上进行适当的工艺标注，但必须是持有操作证的员工才能做，有工艺卡的零件，应按工艺卡进行编程与操作。无操作证的操作者禁止编程作业，若属于培训阶段的应有 班长和持有操作证者在场才能允许编程，并在完成后要求班长或者持证者检查 

 

5.3.4折弯编程作业参考折弯和编程手册和安全操作规程。 

 

5.3.5 首件折弯和参数调整，操作者编好程序后，应检查一下所编程序的显示图形是否与图纸一致，安装的模具是否与程序要求的一致，并应注意折弯顺序与折弯方向。首件折弯时，每折弯一次都应该进行尺寸，角度测量，根据测量的结果与图纸尺寸相比，不符合的，相应的调整参数或进行补偿，直至符合要求后，将程序储存好，检验的依据为《冲压件角度公差》与《冲压件尺寸公差》。只有首件验证合格后，才可将上道工序完成的半成品进行批量折弯在批量生产中还应抽检所生产的工件的尺寸，角度等情况，发现问题还应抽检前面所完成的工件的准确性，若出现不合格的应立即上报给班长，不合格品应放置于不合格品区，并贴上黄色的不合格标签。 

 

 5.3.6 批量生产完成后，应在工作单上填写完成数量，操作者签名，及完成日期，要求每个项目都要填写清楚，完成数量一定要填写实际折弯完成的数量，与要求关的东西不得乱填写。批量生产时叠放工件应注意其安全性，不得叠放太高，不宜超过1.5M 

 

5.3.7对于大的工件，平放时对产生变形的则应放在专用的小内并竖放完成后的工件操作者应做好标识，然后送到指定的区域，非检验完的工件不准上架，或送到装配区。 

 

 5.3.8每天上班或者下班之前，应整理好工作场所，工作应摆放整齐，还应根据《设备点检润滑标准书》进行日常保养工作，并做好记录。

 

钣金材质都能够进行机械加工，钣金加工一般用到的材料有冷轧板(SPCC)、热轧板、镀锌板(SECC、SGCC)，铜(CU)(黄铜、紫铜、铍铜)，铝板(6061、6063、硬铝等)，铝型材，不锈钢(镜面、拉丝面、雾面)，根据产品作用及应用环境的不同，选用材质有所不同。下面，简单介绍各种钣金加工材质的性能。

　　(1)冷轧板SPCC，主要用电镀和烤漆件，成本低，易成型，材料厚度≤3.2mm。SPCC原是日本标准（JIS）的“一般用冷轧碳钢薄板及钢带”钢材名称，现在许多国家或企业直接用来表示自己生产的同类钢材（如宝钢Q/BQB402标准就有SPCC）。注意：相近的牌号有SPCD（冲压用冷轧碳钢薄板及带）、SPCE（深冲用冷轧碳钢薄板及带）、SPCCK\SPCCCE等（电视机专用钢）、SPCC4D\SPCC8D等（硬质钢，用于自行车圈等），分别用于不同场合。

冷轧板具有良好的性能，即通过冷轧，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和钢板，平直度高、表面光洁度高、冷轧板表面清洁光亮、易于进行涂镀加工、品种多，用途广，同时具有冲压性能高和不时效、屈服点低的特点，所以冷轧板具广泛的用途，主要应用于汽车、印制铁桶、建筑、建材、自行车等行业，同时还是生产有机涂层钢板的最佳选材。

(2)热轧板，广泛地应用于集装箱、汽车、铁路机车车厢、管道、钢瓶等工业制作行业，也是冷轧板及其深加工产品的基材。热轧薄板主要是由连续式热轧机组轧制的。经连续式轧机最后轧制的热轧薄板还可再经过酸洗、退火，随后卷成卷状，称卷状的热轧薄板为热轧薄卷板。薄钢板通常以卷板和剪切成一定长度和宽度的单张板投放市场。卷板开卷后，按一定的宽度和长度剪切，即得到热轧薄板。

(3)镀锌板SECC、SGCC。SGCC大部分是亮的，小锌花，其实很难看出锌花，大锌花很明显的可以看到那种六边形的花块，SGCC——热浸锌钢板，钢板锌层是热镀上去的，国内暂时还没有钢铁厂可以生产这种材料，所以大多是靠进口的，价格比SECC贵一些。SECC是容易区分的，它是灰色。SECC——电镀锌钢板，锌层是电镀上去的，耐腐蚀性比SGCC稍微差一些，不过价格也便宜不少，所以国内平价机箱用的都是SECC板材。SECC电解板分N料、P料，N料主要不作表面处理，成本高，电器用，提高耐指纹性及耐蚀性；P料用于喷涂件，磷酸盐处理主要是为钢板进一步涂漆作表面准备，同时也可以防止表面产生白锈钝化处理。

(4)铜，主要用导电作用料件，其表面处理是镀镍、镀铬，或不作处理，成本高。

黄铜是铜与锌的合金，改变黄铜中锌的含量可以得到不同机械性能的黄铜。黄铜中锌含量越高，其强度也较高，塑性稍低，工业中采用的黄铜含锌量不超过45％。含锌量再高将会产生脆性，使合金性能变差。在黄铜中加1％的锡能显著改善黄铜的抗海水和抗海大气腐蚀能力，因此称为＂海军黄铜＂。锡能改善黄铜的切削磨性，铅黄铜即通常所说的易削国标铜，加铅主要目的是改善切削加工性和提高耐性，铅对黄铜的强度不大。雕刻铜也是铅黄铜的一种，多数黄铜具有良好的色泽，加工性，延展性，易于电镀或涂装。

红铜即纯铜，又名紫铜，具有很好的导电性和导热性，塑性极好，易于热压和冷压加工，可制成管、棒、线、条、带、板、箔等铜材。大量用于制造电线、电缆、电刷、电火花专用电蚀铜等要求导电性良好的产品，须防磁性干扰的磁学仪器、仪表、如罗盘、航空仪等。

铍铜，以铍为主要合金元素的铜合金，又称之为铍青铜。它是铜合金中性能最好的高级有弹性材料，有很高的强度、弹性、硬度、疲劳强度、弹性滞后小、耐蚀、耐磨、耐寒、高导电、无磁性、冲击不产生火花等一系列优良的物理、化学和力学性能。主要用于电阻焊机中各类焊接电极，各类模具镶嵌件（代替钢材），注塑机冲头等耐磨高温工件．

(5)铝板，一般用表面铬酸盐(J11-A)，氧化(导电氧化，化学氧化)，成本高，有镀银，镀镍。

(6)铝型材，截面结构复杂的料件，大量用于各种插箱中，表面处理同铝板。

(7)不锈钢，表面光洁，有较高的塑性、韧性和机械强度，耐酸、碱性气体、溶液和其他介质的腐蚀。它是一种不容易生锈的合金钢，但不是绝对不生锈。由于不锈钢的硬度相对于其它材料较高，不适合数冲，一般是激光切割。在折弯时板材的反弹系数高，在焊接时平面度相对于其它材料很难控制，由于表面比较光滑，在进行钝化、喷粉、喷漆之前要进行拉丝或打磨处理。

 

 　钣金加工是钣金技术职员需要把握的枢纽技术，也是钣金制品成形的重要工序。钣金加工是包括传统的切割下料、冲裁加工、弯压成形等方法及工艺参数，又包括各种冷冲压模具结构及工艺参数、各种设备工作原理及操纵方法，还包括新冲压技术及新工艺。零件金属板材加工就叫钣金加工。钣金件就是薄板五金件,也就是可以通过冲压,弯曲,拉伸等手段来加工的零件,一个大体的定义就是在加工过程中厚度不变的零件。

钣金加工中，钣金件要通过一定方式进行联接紧固，钣金联接的主要方式可采用焊接、螺纹联接、铆接和粘接。

　　1.焊接——是对焊件进行局部或整体加热或使焊件产生塑性变形，或加热与塑性变形同时进行，实现永久连接的工艺方法，可分为：手工电弧焊、气体保护电弧焊、激光焊、段焊和接触焊，我司主工采用气体保护焊接接触焊。

 　1.1气体保护电弧焊——在进行气体保护电弧焊时，电极电弧区及焊接熔池处在保护气体的保护下，采用氩气保护焊缝表面梅雨氧化物及夹杂物。可以在任何空间位置施焊，可以用肉眼观察焊接的成形过程并进行调整生产效率高。

　　1.2接触焊——接触焊时瞬时加热连接部位子啊熔化状态或非熔化状态下对被焊件加压形成焊接接头的焊接方法，它可分为对焊、点焊和缝焊。

　　2.螺纹联接——螺纹联接局域安装容易、拆卸方便、操作简单等优点，常用于可拆的钢结构连接，它可分为螺钉联接合螺栓联接。

　　3.铆接——铆接是用铆钉将金属结构的零件或组合件连接在一起的方法，铆钉种类较多，我们常用的铆钉有封闭形圆头抽芯铆钉、封闭形沉头抽芯铆钉及开口型圆头抽芯铆钉、开口型沉头抽芯铆钉。

4.粘接——用粘接剂将所需连接就按粘接在一起的一种连接方法。

5.插接——插接具有安装容易、拆卸方便、操作简单等优点，相比于其他连接方式，利用钣金件自身属性即可完成钣金件之间的连接，不破坏钣金件本身的材料属性。