钣金工常用薄钢板材质及性能

第一章　钣金工实用技术

第一节　钣金工常用金属材料

钣金工是从事金属结构制作的专业工种之一，主要是通过对各种金属材料进行下料、成形、矫正、装配等工序，来完成对产品的制作。因此，对于常见的金属材料的牌号、性能及用途必须有所了解，才能合理地使用材料，并掌握正确的加工方法。

一、钣金工常用薄钢板材质及性能

钣金工较常使用的薄板料有冷轧和热轧低碳钢板、镀锌板、不锈钢板等。

1.低碳钢薄板

低碳钢薄板（Q235）的厚度在0.6～3.2mm之间，有中等的抗拉强度（300～500N/mm2）、较好的塑性和较低的硬度，因此，最适合于承受冲压、弯曲等压力加工，压弯件、压延件常选用这种材料制造。这种材料也最适合于手工操作制造各种钣金零件。这种材料具有很好的可焊性，用电弧焊、气焊、二氧化碳气体保护焊、钎焊及接触焊都可获得良好的焊接质量。焊后无淬火组织，不会变脆。

2.镀锌板

镀锌板指外表有包锌膜的低碳钢板。一种是把钢板浸入浓酸，清洗后随即浸入熔融的锌槽中进行包膜；另一种是利用电镀法将锌镀在钢板表面上。

镀锌薄钢板表面灿烂耀目，其抗蚀寿命取决于锌膜的质量。优质的镀锌板经常与水接触，可耐用5～10年，若一旦经焊接、磨光或其他工艺处理，使锌脱落，便可锈穿。镀锌板主要用于防腐容器，如房屋顶棚、房顶排水管道、茶炉和一些咬口制品。

3.不锈薄钢板

不锈钢是高级合金钢。钢中含有锰、硅、铬、镍和钼等元素，其中以铬和钼含量最多。特殊的不锈钢含有10%～20%的铬和10%～25%的镍。不锈钢板主要用于车身装饰、建筑装饰和一些家用器皿等。

二、常用有色金属及其合金

钣金工常用的有色金属板有：紫铜薄板、黄铜薄板、铝板及铝合金薄板。

1.紫铜薄板

紫铜板也叫纯铜板，塑性好，其伸长率可达50%，抗拉强度较低，约为220N/mm2，这样的特性很适合冷压力加工。由于纯铜的加工硬化现象显著，利用这一特性，可经冷加工来提高它的强度。紫铜板对大气、海水及一些化学药品有良好的耐腐蚀性，但对氧化性的酸溶液抗蚀性较差。紫铜在低温时仍能保持其强度和伸长率。因此，在工业上广泛用于制造电缆、散热器、冷凝器以及热交换器等。紫铜也是国防工业中的重要材料之一。

2.黄铜板

黄铜是铜锌合金，它比纯铜的价格便宜，强度较高，塑性好。黄铜又分为普通黄铜和特殊黄铜。

普通黄铜是铜锌合金，用汉语拼音字母“H”加铜的百分含量表示，有H65、H68、H80、H90、H95五种牌号。

特殊黄铜是在黄铜中加入锡（Sn）、铅（Pb）、铝（Al）、锰（Mn）、铁（Fe）、硅（Si）等不同化学元素后制成的。特殊黄铜牌号用“H”加第二个主添加元素符号及除锌以外的元素含量数字组表示。常用的牌号有HSn62-1、HMn58-2、HPb59-1等。黄铜中加入锡不但提高了强度，并能显著提高其对海水的抗蚀能力和耐磨能力。锰能提高黄铜的工艺性能、强度和耐蚀性。硅能大大提高黄铜的强度。黄铜薄板材料也适合各种压力加工和手工加工制作各种钣金零件。成为机械结构中的重要材料之一。

3.薄铝板

常用的薄铝板有厚为0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm六种规格。

铝是银白色的轻金属，比重小（2.7g/cm3），熔点低（660℃），并具有良好的塑性、导电性、导热性和耐蚀性。所以，用铝板可制作耐蚀容器、油箱及家用器皿等。薄铝板具有很好的压延性能，也可以制作成各种形状的拉伸件和压弯件等。由于铝的强度较低（60N/mm2），所以不能用铝板来制造承受很大载荷的零件。

铝的化学性质很活泼，它和氧的亲和力很大，暴露于空气中表面容易形成一层非常致密的氧化膜，能保护下面金属不再继续氧化。所以铝在大气中的耐蚀性很强。

4.铝合金

在铝中加入铜（Cu）、镁（Mg）、锰（Mn）、锌（Zn）、硅（Si）等合金元素，可制成强度高、抗蚀性强、加工性能好的铝合金。按加工特点，铝合金可以分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。

（1）变形铝合金，具有良好的塑性，可以在冷态或热态下进行压力加工。

变形铝合金可以分为以下三种。

1）防锈铝合金。如LF2、LF3、LF5、LF10和LF21等。其特点是强度较纯铝略高，塑性、抗蚀性和焊接性良好，可以在冷态下进行压力加工，热处理不能强化。主要用于轧制板材，以制造承受轻负荷的深冲压、焊接零件以及在腐蚀性介质中工作的零件，还用于制造各种生活器具等。

2）硬铝合金。按性质不同，硬铝合金又分为：普通硬铝，如LY1、LY2、LY4、LY10、LY11、LY12等；超硬铝，如LC3、LC4、LC5、LC6等；耐热硬铝，如LY16、LY17等。特点是强度高，在退火状态下具有良好的塑性，焊接性较好，可以在冷态下进行压力加工，热处理可以强化。主要用于轧制板材和型材，以制造承受较高负荷的铆接或焊接零件，如飞机的骨架、蒙皮、翼肋、翼梁等。

3）锻铝合金。按性质不同，锻铝合金又分为：普通锻铝、如LD2、LD5、LD6、LD9、LD10等；耐热锻铝，如LD7、LD8等。它特点是强度高，在退火状态下具有良好的塑性，可以在热态下进行压力加工，热处理可以强化。主要用于制造各种锻件，如内燃机活塞、直升飞机桨叶，航空发动机的压缩机叶片和轮盘等。

（2）铸造铝合金的塑性较低，铸造性能好，广泛用于铸造各种形状复杂的零件，如仪表壳体和油泵壳体等。

铸造铝合金，如ZL11、ZL14、ZL2等；中强度耐热铸铝合金，如ZL401；高强度铸铝合金，如ZL10、ZL13等；高强度耐热铸铝合金，如ZL201、ZL202；高强度耐腐蚀铝合金，如ZL5。

第二节　钣金工常用工具

一、手工操作工具

1.钣金放样时常用量具和工具

（1）常用量具有直尺、卷尺和弯尺（见图1-1）。

1）直尺也称平尺，一般用不锈钢制成。测量范围在2m以下。常用1m和2m平尺。除画直线外，常用于圆滑连接曲线。直尺受热不均或一侧被重物砸击后会变弯。

2）钢卷尺长度分为1m、2m、3m、5m等规格。图1-1（d）为盘尺，长度有30m、50m等。

3）直角尺：由互相垂直的长短两直尺组成，在尺面上标有刻度，用于画垂线或测量制件的表面是否垂直。

（2）常用工具有画规、地规、样冲、画针、手锤、粉线等（见图1-2）。

图1-1　常用量具

图1-2　常用工具

1）画规：如图1-2（a）所示，也称圆规，用于画较小的圆或圆弧，也可用来截取线段。长度大小不同，一般用于画1m以下直径的圆。

2）地规：如图1-2（b）所示，用途与画规类似，只是用于画较大半径的圆。一般由工人自制。为防止画线时转动，最好用方管制作。焊上螺丝钉，下端最好焊上硬质合金尖，以防磨损。松开锁紧螺钉，即可对其两画脚距离进行调节。

3）样冲：如图1-2（c）所示，是用工具钢制成的，常用废钻头改制。样冲尖部磨成45°～60°的尖角，并淬火硬化。放样时，用样冲来打标记。画圆时可在圆心处打小坑以保证规脚的位置。钻孔时打样冲眼使钻头容易找正。圆筒构件的筒身下料时，用其标注中心线，以备装配时找正。

4）画针：如图1-2（d）所示，一般用碳钢缎制而成，长度约220～300mm，直径为3～6mm，尖端磨成10°～20°。尖端最好用铜焊上硬质合金。磨硬质合金时，一定要轻磨常蘸水，防止合金钢退火。

放样时，可用画针在金属坯料上划线，使用时画针要向外倾斜15°～20°，向划线方向倾斜约45°～75°,以防止画出弧线。

5）粉线：见图1-2（e），多用棉质细线、丝弦缠在粉线轴或胶皮上，用粉笔摩擦在线上打线。丝弦在使用前要用水煮一下，使其变软。粉线多用于画大尺寸工件。用手上提时要拿正，防止打出弧线。

2.钣金工手工实际操作工具

（1）手锤是日常工作中不可缺少的一种工具，见图1-3。

（a）图是手锤。常用的手锤上面是球头，可以进行多种操作。如果被打击表面的光洁度要求较高，应将锤头抛光。锤头的形状还有多种形状，如直头、横头等。锤头常用碳素工具钢制成，锤的两端经过淬硬热处理，以提高其硬度。锤头的大小按重量来区分，常用的手锤有0.5kg、1kg和2kg等几种。手锤的木柄选用比较坚固的曲柳木、白蜡木等制成。手锤柄的长度约为300～350mm。木柄断面呈椭圆形，中间稍细，这样便于握紧和减轻手的震动。木柄装入锤头后，用倒枪刺的铁楔敲入锤口中紧固。

（b）图是橡皮锤。用橡皮锤轻击薄板表面不会损坏材料表面。

（c）图是大锤，大锤的锤头有平头、直头和横头三种。大锤的重量有4kg、6kg、8kg、10kg等几种。大锤的木柄长度约600～1 100mm。随操作者的身高和工作情况而定，木柄装入锤头后，也应打入有倒枪刺的铁楔，以防锤头脱落。

（d）图是锤楔的示意图。用气体火焰加热钢板条或圆钢的端部，用手锤打扁端部用扁铲铲出倒枪刺，打好形状后，趁热铲断。锤楔的长度应大于锤身直径的1/2。

图1-3　常用手锤种类

（2）平锤、形锤和摔锤的示意图见图1-4。

平锤用于修整平面，防止大锤直接锤击板面产生锤疤，影响产品外观质量，用平锤压紧零件，大锤直接打击平锤的顶端，以保护板面。形锤用于弯曲或压槽。摔锤分上下两个部分，上部分装有木柄，供握持用，下部带有方形尾柄，以插入平台上相应的孔中。摔锤用以矫正型钢。

（3）顶铁是用中碳钢制成的畸形块，大小及形状依实际需要决定。其主要作用是修复薄板件时，将顶铁衬在反面以抵抗锤的击打。见图1-5。

图1-4　平锤、形锤和摔锤

顶铁是一种手持的铁砧，与锤配合进行钣金修理作业，不同形状的顶铁，适用于不同表面的凹陷或外形的修整。顶铁的形状与钢板外形的配合是十分重要的。图1-5（a）是万能顶铁，适用性最广；图1-5（b）是护板顶铁。图1-5（c）和（d）是足尖式和足根式顶铁，适用于在狭窄部位进行敲击，其平面直角边也可用以矫正凸缘。图1-5（e）是逗号顶铁。

图1-5　顶铁示意图

（4）钣金工常用的是实心铳，可在薄板上冲孔和扩孔等。铳子是用中碳钢制造的，可由操作者按需要自制，无固定规格。

（5）线痕錾又叫踩子。是一种没有锋刃的錾子，主要是板料变曲或棱线加工。无固定规格，根据需要自制。

（6）方木棒又叫拍板。用硬质木料制成，其规格为长400mm，宽和厚各为45mm。主要用于板件的卷边和咬接。

（7）钣金工常用的凿子有扁凿和窄凿两种，形状如图1-6所示。

图1-6　凿子

凿子一般用T7或65Mn钢锻成，包括切削部分、斜面、柄和头部等四个部分，柄部做成棱柱状。为了保证凿子的切削部分具有一定的硬度和韧性，必须对其进行热处理。凿子在热处理前预先刃磨，热处理后再稍作精磨便可使用。扁凿用于凿切工件的毛刺、尖棱、凿削平面和凿断薄的板料；狭凿用于开孔和挑焊根等凿削加工。对于脆性材料，凿削到尽头10mm处要掉头凿削。

（8）手工剪是手工剪切薄板的工具，分为直头和弯头两种，其中直头手工剪刀又分为小手剪刀和大手剪刀两种形式。小手剪刀用于剪切厚度在1mm以下的钢板，大手剪刀剪切厚度在2mm以下的钢板，弯头手剪则用于剪切圆形或曲形工件。

钣金工手工操作工具还有锉刀、扳手、手锯、虎钳、砂轮等。

二、汽车钣金修理手工工具

汽车钣金修理用的手工工具有通用工具和专用工具两类。通用工具包括各种扳手、各种螺钉旋具、钳子、锤子（见图1-7）等。

车身修理要用到许多不同的锤子，这些锤子专门为金属成形作业而制成特殊形状。

（1）球头锤是所有钣金作业普遍使用的多用途工具。主要用于校正弯曲的基本构件、修平部件和钣金件粗成形阶段。球头手锤的重量一般在290～450g。形状与图1-3（a）相同。

（2）橡皮锤主要用在修理表面微小的凹陷，而且不损坏表面光泽。汽车钣金用的橡皮锤与图1-3（b）所示相同。图1-7 （a）所示为软面锤。它一端是硬面的（钢制），另一端是软面的（可以更换橡皮头），适用于修理铬钢件或其他精密部件，而不损坏表面的光泽。

图1-7　汽车钣金修理用锤

（3）镐锤是专门维修小凹陷用的工具，如图1-7（c）所示。镐锤的尖端用于将凹陷敲出，其平端头与顶铁配合作业可以去除微小的凸点。使用镐锤时要小心，若用力过猛，其尖顶端可能戳穿车身的钢板。镐锤不能用于修复大的凹陷表面。

（4）冲击锤见图1-7（b）。锤头一端是圆形，锤顶表面近乎是平的。这种锤顶面大，打击力散布在较大的面积上，可用于矫正凹陷板面的初始作业或加工不露表面的板件。变形大的凹陷表面用冲击锤另一端凸起顶面敲击下凹的金属下表面，使之逐渐恢复平整。

第三节　钣金制品手工加工技术

手工弯曲在钣金制品中是常见的，手工弯曲是采用必要的工夹具，通过手工操作来弯曲板料。下面举例介绍手工弯曲操作的过程。

一、手工弯曲

1.角形件的弯曲

首先按板厚里皮计算出毛坯料的展开长度，然后在板料上画出弯曲位置线，用样冲打出印迹。弯曲时，如图1-8（a）所示，将钢板放在规铁上，并压上压铁，要注意板料的弯曲线与规铁、压铁的棱边相重合。用手锤或拍板将板料的两端弯成一定角度以便定位，使料在锤击中会移位。然后，一点挨着一点地从一端向另一端移动，锤击时要轻。所要求的弯曲角度要分多次锤击而成。弯曲后的工件如图1-8（b）所示。如果弯曲后直角不足，可以放于如图1-8（c）所示的角钢模上用形锤整形。图1-8（d）是在铁轨上用拍板折弯的情况。

图1-8　直角弯曲件的手工　弯

2.弯制封闭的形件

如图1-9所示，弯曲□形工件时，首先在展开料上画线，然后以线定位，用规铁夹在虎钳上，并使弯曲线与规铁的棱边相重合，规铁高出垫板2～3mm，然后用手锤锤击。

图1-9　□形工件的手工弯曲

锤击时用力要均匀，并有向下的分力，以免把弯曲线拉出而跑线。然后再弯曲合拢边。这时使用的规铁的形状尺寸必须和图样上的□形工件内部尺寸相同。弯曲两面后，将规铁放在U形工件里，底部与工件靠严，规铁上部仍要高出垫板2～3mm，下部加垫块，夹紧后，用手锤弯曲成形。

3.弯曲圆筒形零件

如将薄板料弯曲成圆筒，应事先取一段与所要弯曲零件尺寸相适应的钢轨或圆钢作胎具。如果圆筒的料较薄，尺寸较小，可以自制简易模具，如图1-10所示。弯曲时，应先将料的两端头弯制好。开始弯曲时应使板料的边缘始终与胎具保持平行，逐渐 向内直至形成中心弯曲。当钢板两边缘接触时，进行点固焊对接。焊接后再在钢轨或钢管上修圆。为了避免工件表面被击伤，留下锤痕，影响工件的表面质量，要用木质拍板或木锤、胶质锤。弯曲板厚1mm以下的圆筒时，一般情况下将零件垫在钢管上或钢轨上手工弯曲。

图1-10　薄板料弯曲圆筒形零件的简易手压模具

4.弯曲锥形工件

圆锥台的毛坯坯料呈扇形。首先均分上下口的圆弧长，画上若干条素线，即将坯料等分成若干个压制区，目的是控制弯曲方向和压线的疏密度。然后用弧锤和大锤按弯曲素线锤击，模具见图1-11。由于圆锥台大口和小口弯曲曲率不等，素线疏密度不同，应适当调节锤击力的大小。在手工弯曲过程中，应经常用样板检查弯曲程度，如果出现扭歪、错口等现象，要及时找正。

二、放　边

放边是通过锤击使零件某一边变薄伸长的工艺方法。

1.锤放方法

制造凹曲线弯边的零件，例如直角弯曲件的外弯，可将直角型材放在铁砧或平台边缘上捶放角材边缘，如图1-12所示，使边缘材料厚度变薄、面积增大、弯边伸长，越靠近角材边缘伸长越大，越靠近内缘伸长越小。这样，直线形角材就逐渐被捶放成了曲线弯边的角材。

图1-11　弯曲圆锥台

图1-12　直角弯曲件的放边

放边时，角材底面必须与铁砧表面保持水平，握持角钢的手不能太高或太低，否则在放边过程中角材会产生翘曲。锤痕要均匀并呈放射形，捶击的面积占弯边宽度的3/4，不能锤击角材根处。只捶击要弯曲的部分，有直线段的角形零件，在直线段内不能敲打。在放边过程中，材料会产生冷作硬化，发现材料变硬后，要退火处理，否则易打裂。在操作过程中，随时用样板或量具检查外形，达到要求后要进行修整、校正。

2.放边零件展开尺寸计算

（1）如图1-13所示，半圆形零件的展开长度可用弯曲型材展开长度的公式计算。

图1-13　放边零件展开尺寸计算

角材展开料的宽度按里皮计算，即展开料宽度

式中　B——展开料宽度；a、b——角钢边宽；t——板厚。

在弯曲直角时，由于零件的窜动，可能会产生边宽的误差，压制时尽量采用折边机。手工弯曲时，如果对边宽要求较高，可适当加宽下料尺寸，弯曲后再用砂轮修磨。

由于在放边的平面中各处材料伸展程度不同，外缘变薄量大、伸展的多，内缘变薄量小、伸展的少，所以展开长度取放边宽度a的一半处的弧长来计算。

式中　L——半圆加直边形零件展开料长度；R——零件弯曲内半径；a——放边一边的宽度；m——零件直边长。

三、收　边

收边是指角形件某一边材料被收缩，用长度减小、厚度增大的方法来制造内弯的零件。

收边方法如下：

（1）先用折皱钳起皱，将板边起皱后，再收边，在规铁上用木锤敲平，使板边变厚。见图1-14。图1-14（a）是成品图。图1-14（b）是用折皱钳折皱，折皱钳用直径8～10mm的圆钢弯曲后焊成，圆钢表面要光滑，以免划伤工件表面。图1-14（c）是折皱并弯曲后的状态；

图1-14　皱缩

（2）如图1-14（d）所示，使用橡皮打板进行收边。在修整零件时，用橡皮抽打，使材料收缩。橡皮打板用中等硬度，宽度60～70mm，厚15～40mm的橡皮板制造，长度可根据需要确定。然后用木锤打平，见图1-14（e）。

（3）“搂”弯边，如图1-14（f）所示，将坯料夹在形胎上，用铝锤顶住坯料，用木锤敲打顶住部分，这样坯料逐渐被收缩靠胎。

收边零件的展开计算与放边的计算方法相同，即按收边的中心计算圆弧展开长。

四、拔　缘

拔缘是指在板料的边缘，利用手工锤击的方法弯曲成弯边。拔缘分为内拔缘和外拔缘。其目的主要是增加刚性。如图1-15所示。

图1-15　外拔缘折角弯边与内拔缘圆角弯边

外拔缘时，由于受到其中三角形多余金属的阻碍，所以采用收边的方法，使外拔缘弯边增厚。内拔缘时，由于受到内孔圆周边缘的牵制不能顺利地延伸，所以采用放边的方法，使内拔缘弯边变薄。拔缘可以采用自由拔缘和胎型拔缘两种方法。自由拔缘一般用于塑性好的薄板料，在常温状态下的弯边零件；胎型拔缘多用于厚板料、孔拔缘及加温状态下进行弯边的零件。

1.自由拔缘

以外拔缘为例说明自由拔缘的操作过程。

（1）计算毛坯料直径D。毛坯料的直径等于零件内直径加两倍拔缘宽度。如图1-15（a）所示的毛坯料直径：D＝d+2b。一般零件直径与坯料直径之比为0.8～0.85。

（2）拔缘。计算出坯料直径后，画出加工的外缘宽度线，随后剪切、去毛刺。在铁砧上，按照零件外缘宽度线，用木锤敲打进行拔缘。首先将坯料周边弯曲，在弯边上起皱，然后打平，使弯边收缩成凸边。薄板拔缘时，必须经多次反复起皱打平，才能制成零件。拔缘时，锤击点的分布和锤击力的大小要稠密、均匀，不能操之过急，如锤击力量不匀，可能使弯边发生裂纹。操作过程可见图1-16。

图1-16　外拔缘操作过程

2.胎具拔缘

（1）利用胎具外拔缘时，一般采用加热拔缘的方法。拔缘前，先在坯料的中心焊装一个钢套，以便在胎具上固定坯料拔缘的位置，如图1-17（a）所示。坯料加热温度750～780℃，每次加热时间不宜过长，加热面略大于坯料边缘的宽度线，按照前述外拔缘过程分段依次进行，一次弯边成型。

（2）利用胎具内拔缘过程弯边比较困难，见图1-17（b），内孔直径不超过80mm的薄板拔缘时，可采用一个圆形木锤一次冲出弯边；较大的圆孔和椭圆孔的厚板内拔缘时，可制作一个圆形的钢凸模进行一次冲出弯边。

图1-17　胎型拔缘

五、拱　曲

拱曲是指将薄板料用手工锤击，通过板料周边起皱向里收，中间打薄向外拉，这样反复进行，使薄板逐渐变形制成凸凹曲面形状的零件。如图1-17所示。一般拱曲可分为冷拱曲和热拱曲。

（1）冷拱曲一般是指在常温下用手工将板料锤击而成。

1）用顶杆手工拱曲法。拱曲深度较大的零件，主要是利用顶杆和手工锤击的方法制成弧形零件，如图1-18所示。图1-18 （a）是拱曲件的厚度变化，边缘变厚，中间变薄。操作顺序如图1-18（b）、图1-18（c）所示。首先将毛料边缘做出皱褶，然后在顶杆上将皱褶打平，使边缘的毛料因皱缩向内弯曲。此时可用木锤轻轻而均匀地锤击中部，使中间的毛坯料伸展拱曲。锤击时锤击点要均匀稠密，边锤击边旋转毛坯料。根据目视随时调整锤击部位，使表面光滑。出现局部凸出应立即停止锤击，否则越打越凸起。

图1-18　半球形零件的拱曲

锤击到毛料中心时，要沿圆周转动进行，不能集中到一处锤击，防止中心毛料伸展过多而凸起。

依次收边锤击中部，并配合中间检查，直到符合要求为止。为考虑最后修光时要产生回向变形，一般拱曲度要稍大些。

最后用平头锤在圆顶杆上把拱曲成型好的零件修光，再按要求划线切割，修光边缘。

为提高材料的塑性，毛坯料应在使用前退火，加热后放在草木灰中保温。在加工过程中，发现毛料冷作硬化时，应立即退火，否则易裂。

2）在胎具上手工拱曲法。拱曲尺寸较大而深度较浅的零件，可直接在胎具上加工。操作时，先将毛坯料压紧在胎具上，用手锤从边缘开始逐渐向中心部分锤击，如图1-19所示，（a）、（b）、（c）图表示拱曲过程；图（d）表示在橡皮上伸展坯料。

图1-19　在胎模上拱曲

在拱曲过程中，注意不能操之过急，锤击要轻而均匀，使整个加工表面均匀地伸展，形成下凹趋势，使毛坯料逐渐全部贴合在胎具上。最后用平头锤在顶杆上打光锤击凸痕。完成手工成型的全过程。

在胎模上进行较深的拱曲时，随着锤击的进行，制件的周边将会出现皱褶，此时应停止锤击中部，将皱褶的边缘贴紧模具，敲平皱褶。皱褶敲平之后，再继续对中部锤击拱曲。

对精度要求不高、拱曲度不大的制件，也可以在木墩上挖坑代替模具，较小的制件拱曲也可以利用废轴承圈作模具。

精度较高的制件可以在步冲机上进行。如图1-20所示，上模不断地上下运动，同时手工移动制件完成拱曲。图1-20（a）是压制示意图。图1-20（b）和图1-20（c）是多种上下模中的两个模具示意图。

图1-20　在步冲机上拱曲

（2）热拱曲是将毛坯料加热后，利用冷却收缩产生拱起，主要用于零件尺寸比较大、钢板比较厚的制件。例如造船厂采用热拱曲的方法加工出扭曲的船边板。

热拱曲是利用金属热胀伸长量和冷却收缩量不均匀而产生构件形。如图1-21所示，对毛坯料进行三角形局部加热。受热时，加热部位的金属要向四周膨胀，但是其周围的金属并没有加热，钢板的传热性又不够好，由于该区处于高温状态，力学性能比未加热部位低，比较软，所以不但不能自由膨胀，反而被压缩变厚。当加热部位冷却时，金属的强度逐渐增加，即使周围限制其收缩，也不能阻止其产生收缩变形。加热部位在加热时不能自由伸长，而冷却时却要缩短，必然因加热部位的变小而使构件产生变形。但是，对同一部位的再次加热产生的再次变形量很小，对于脆性金属不宜采用。对于塑性好的金属，例如Q235，加热后可以浇水以增加变形量。拱曲程度与加热点多少有关，加热点越多越密，拱曲的程度越大。一般采用大号气焊枪加热。

图1-21　局部加热产生拱曲

六、卷　边

卷边是将薄板制成的工件边缘卷成圆弧的加工方法，一般适用于1.2mm以下的普通钢板、镀锌板、小于1.5mm的铝板以及小于0.8mm的不锈钢板。卷边的目的是消除薄板边锐利的锋口，并且能够提高薄板边缘的强度和刚度。一般卷边形式有三种，一种是空心卷边，一种是夹丝卷边，另一种是折边。夹丝卷边是指在所卷的工件内嵌入一根金属丝。金属丝的直径根据工件的尺寸和受力情况来确定，一般情况下金属丝的直径是板厚的3倍以上，而卷边金属丝的工件边缘尺寸应不大于金属丝直径的2.5倍。空心卷边是指卷边过程中嵌入金属丝，而在卷边完成后再将金属丝抽拉出来。

（1）卷边展开长度计算如图1-22所示。卷边弯曲部分是1/4圆管展开长。整体展开长为：

图1-22　卷边展开长度计算

式中　L——展开料长度；L1——构件直边长度；d——钢丝直径；t——板厚。

（2）卷边操作过程。

1）在板料上划出卷边线。

2）将板料放在平台、方铁或钢轨上，左手压住板料，右手用木锤或拍板击打下弯80°～90°，不要打实，形成圆弧。如图1-23（a）所示。

图1-23　夹丝卷边过程

3）将板料翻转，弯朝上，轻而均匀地拍打，卷边向里扣，使卷曲部分逐渐成半圆形，如图1-23（b）所示。

4）将铁丝放入卷边内，从端头开始扣好，将铁丝弯曲，弯曲程度大于所要求的曲率，以便于将铁丝靠紧。然后放一段扣一段，前面用钳子夹靠铁丝，后面用木锤或手锤扣打，见图1-23 （c）。扣完后，再依次轻轻敲打，使卷边紧裹金属丝。

5）翻转板料，使卷口靠住平台或钢轨的缘角，再次打靠，使边缘咬紧。在钢板的咬口处要去掉一些板料，只留一层用于包边。

空心卷边的操作过程与夹丝一样，就是使卷边与铁丝不太靠紧，最后把金属丝抽拉出来。抽拉时，只要把铁丝的一端夹住，将板件一边转，一边向外拉即可。

七、咬　缝

咬缝是把薄板的边缘折转扣合并压紧。咬缝连接不仅牢固、可靠，而且密封性能好。必要时，咬口后采用锡焊。采用咬缝连接的板料在下料时，要考虑留出咬缝余量，否则将使制成的工件尺寸变小，造成废品。

咬缝余量如图1-24、图1-25和图1-26所示，以b的倍数为准。以平缝单扣为例，因为咬缝占据了一个咬缝宽度b，在展开图的基础上加3个咬缝宽度的余量即可。

对于厚度为0.2～1.5mm的板料，b的宽度取5～8mm。

图1-24是平缝的咬口断面示意图。其中单扣的断面层数是4层，两端共加3b的咬口余量。双扣的断面层数是7层，由于里面的宽度比较窄，两端共加5b的咬口余量。套扣的套下料宽度是4.5b。

平缝用于连接平面构件和桶形件的纵缝。

图1-24　平　缝

图1-25表示角缝的咬口断面形状。其咬口余量与平缝咬口分析方法相同。其中，匹茨堡缝也叫锤扣，它用在各种不同形状管件的纵长方向折角缝。广泛用于桶、箱、罩壳的上下底连接，各种曲面与底的连接。咬缝宽度取5～8mm。大型构件可取匹茨堡缝的宽度为1/2英寸，即b=12.7mm。

图1-25　角　缝

图1-26是立缝的断面图。由于立缝不占据构件的展开长度方向尺寸，断面有几层就加几层的宽度。立缝单扣两端共加3倍咬缝宽度。双扣共5层，加5倍咬缝宽度。咬缝宽度取5～8mm。立缝多用于平面、柱面和其他曲面的连接。外表要求平滑时用内扣，内壁要求光滑时用外扣。

图1-26　立　缝

八、盐酸与焊锡

（1）焊接咬缝使用的烙铁可以用紫铜（纯铜）自制。取铜棒或厚铜板用气焊火焰或用焦碳炉加热，将前端锻成斜面，见图1-27，再钻两个孔，安上弯好的钢筋作为手柄，用铁钉固定好锤头，或在钢筋的端部套扣用螺栓固定。烙铁的端部必须清理干净，否则不沾焊锡。

（2）焊锡由铅和锡熔化而成。纯锡强度太低。一般的比例是锡占80%，铅占20%。制作时，按需要的焊锡总量称好8份锡和2份铅，如图1-27所示，放在角钢上，用气焊火焰加热，或用焦碳炉在角钢下面加热，焊锡熔化后，形成焊锡条。为保证焊锡的纯度，角钢表面要认真清理。

（3）焊药是用浓盐酸加锌反应而成的。制作时，先取一个敞口玻璃瓶，清理干净后，倒入浓盐酸。注意不要烧手，万一碰上，要立即用水冲洗。于室外远离人群处放稳敞口瓶后，先少量放入锡块，锡块不要太大，此时会产生大量烟雾，注意风向，躲开烟雾。分几次放入锡块，等待一会儿，待盐酸里的锡块不再反应时，焊药就制好了。

焊接时，先清理好接缝，抹上盐酸后，边熔化焊锡边焊接。焊接后，要用抹布擦干盐酸，或用温水清洗。

图1-27　锡焊烙铁、焊锡及焊药

九、卷边咬缝实例

（1）灰簸箕的制作方法。图1-28为灰簸箕的施工图，采用0.5mm厚镀锌板制作。角缝要咬口，咬口余量分别为5mm、6mm、7mm。其他边缘是卷边。

图1-28　灰簸箕展开图

下料方法如图1-28所示，先画出底板，尺寸为300mm× 334mm，再画出两个侧板起高20mm画45°线，画板宽70mm。在四周加宽6mm作为卷边量。后板角处是角缝双扣咬口。卷边量应为3b=3×6=18mm。一般的习惯是往前卷缝，在后板上加7+5=12mm、在侧板加6mm作为咬口量。

折弯、咬合顺序如下：

1）首先利用钢轨和木拍板折后板与底板成90°；

2）折两侧板两端的咬口边，以备与侧板相咬合；

3）折侧板的直角，折弯时，可用两手将板料压在钢轨的棱角上即可完成。为不妨碍两侧板折弯，后板折弯应略小于90°；

4）扣合后板与侧板，如图1-28（a）所示，扣合后，翻转簸箕扣放于钢轨上打合咬口（图1-28（b））；

5）将四边卷边制出。簸箕前端的卷边应压实变薄。

簸箕也可以加梁，梁的断面两端是卷边，中间制筋。用铁铆钉铆接。

（2）炉筒子的制作。由于用普通钢板制作的不耐用，常采用镀锌板制作炉筒子。产品图和展开图见图1-29。一般民用的炉筒子用0.5mm厚的镀锌板，咬缝宽度为6mm。长1 000mm，直径为φ100mm。为了一节套一节，应有大小头之分。小头展开长小6mm，即直径小2mm。咬口为平缝单扣。

图1-29　镀锌板炉筒子的制作

咬口方法见图1-30。图1-30画出了两种咬制平缝单扣的方法。（a）～（h）表示在折边后，加一个垫板，见图（d），再抽出垫板，两块板或一块板的两端折好后，挂在一起，见图（f），用压铁压住后打出抗弧，以防脱开。

图1－30下部是在钢轨上咬口的示意图。咬口过程中，如果板边被砸实，可以用一字形螺丝刀拨离，也可以自制刀形板拨离。咬合纵缝时要防止伤及抗弧。

手工制作炉筒子的顺序是：用画针在镀锌版上画线，用手工剪刀剪切，用拍板轻打边缘完成下料。

先在板料的两端折边，折边后的咬接缝要直，如果不直要及时矫正。两端扣在一起时应先固定两端，再依次压打合拢。用拍板压打时，要均匀打击，不可在一处打击次数过多。

制作完成后，作上大小头记号，以便于节与节之间的安装。

图1-30　平缝单扣的咬缝操作步骤

（3）图1-31为常见的炉筒拐脖施工图。在各截面处咬口的形状并不一样。图1-31画出了两个单节在咬合之前的接口折边示意图。下节的边缘均匀地向外折4mm，上节的上部折边量不同，上端放边后收边，下端只有2mm宽的弯边，中间圆滑过渡。

图1-32是拐脖的展开图画法，用平行线法展开，为了与圆筒连接，下节的展开长减去6mm，上下节间连斜线。

将圆和展开长分别分为相同的适当等分，对应连接，圆滑连接各交点得到展开图。

图1-31　炉筒拐脖产品图

图1-32　拐脖的展开图

图1-33是加咬口后的实际下料展开图。上下口的咬口预留量不一样。

画线剪切后，先在钢轨上　出圆弧，边压边滑动，　圆后用木拍板将圆筒打均匀，消除硬棱。先将筒身的纵缝咬合，再进行收边与放边。放边时，用小锤的一字形端，将板打出锤痕，拉长边缘。收边时要轻而均匀的用木拍板往里收，不要急于求成。

上下节间咬合时，先扣住下端，用左手按住上节，先板边扣合几点，再均匀收边咬合接缝。

图1-33　加咬口留量的展开图

本章小结

白铁工是钣金工一个较大的分类，在民用、机械制造、修理、建筑等行业中应用很广。民用白铁工主要制作水桶、油捅、简易热水器等容器类构件和各种盒类、架类、管道类等民用和工业用白铁制品，而企业中的白铁工则主要为各类产品制作零件。白铁工和铆工对于展开图的画法需求是一样的，而白铁工有一整套的制作工艺，本章的内容就是为白铁工而写的。

本章主要介绍了钣金制品手工加工技术，如弯曲、收边、放边、拔缘、拱曲、卷边及咬缝技术，利用这些基本技术可以完美地制作出各类钣金制品。通过一些实际操作工艺的介绍，希望达到举一反三的目的。