钣金加工工艺介绍
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钣金加工主要包括下料、折弯、焊接、铆接、成形等，而其中主要用到的工艺有下料、折弯和焊接。下文针对以上三项基础加工工艺进行简单介绍： 下料 钣金下料可分为冲切加工和激光加工两种。冲切加工是利用冲床结合模具进行加工的工艺。其优点是，加工的孔的尺寸精度和相对位置精度高，对于多孔的产品来说，加工效率高。但需要注意的是，使用的加工模具的间隙需要根据材料厚度及材料性质进行调整，若模具间隙过大，则冲切过后产品毛刺较大;若模具间隙过小，则会影响模具的使用寿命，严重时，造成模具损坏。进行产品的外形尺寸冲切时会有“接刀点”的残留，影响产品的外观。这样对于加工来说就会具有一定的局限性。而激光加工是利用聚焦的高功率光束照射到材料表面使其熔化，再利用辅助气体将熔融残渣吹掉的过程。其优点是节省购买加工模具的成本、加工速度快、切割不易变形、切割缝隙小且美观。随着激光冲床复合机的引入，大大提高了加工效率，且能更好地保证加工制品的尺寸精度，使得钣金下料工艺更精准，更高效。 折弯 钣金折弯要控制好最小折弯半径和折弯的延展系数。对于最小折弯半径而言，若半径过小，会使得材料拉伸延展性变强，当延展达到极限状态时，材料就会发生断裂。而对于折弯的延展系数，不同材料、不同V形槽宽度的折弯下模(图1)都会对其产生影响。就现阶段常用到的三种材料：铝板、钢板、不锈钢板来说，对于同种厚度，使用同种规格V形槽的折弯下模折弯时，不锈钢的延展系数最大，铝板的延展系数最小。且同种材料，选用的V形槽宽度不同，其折弯的延展系数也不同，通常V形槽宽度越大，延展系数越大。所以，要想折弯尺寸合格，在选用合适规格V形槽的前提下，计算好材料的延展系数是关键。但由于板材会有折弯回弹的属性，因此在折弯的角度选择上，通常要选择小于折弯需求角度的刀具。现阶段的90°折弯，通常会选用86°的折弯具。 焊接 在钣金加工过程中，为了增强连接处的强度，通常会进行焊接工艺处理。在钣金加工中常用到的焊接有气体保护焊、激光焊和电阻焊。但三种焊接的工艺不同，前两种焊接通常情况下会用到焊丝，但两者相比，后者的焊接效果更美观，但价格更高，且两种焊接的板材受热变形量大。电阻焊是利用上下电极头接触加热、加压的方式进行焊接的，如图2所示，其特点是不需要焊丝，焊接后板材变形量小。若零件焊接位置形状复杂，会对电极头形状有较高要求。 钣金加工中的难点 在钣金加工过程中，无论是下料、折弯还是焊接工艺，都需要根据产品的特性，设计出合理、加工工艺顺序，以确保产品在加工完成后符合产品的外观及质量要求。随着社会的快速发展，产品的结构逐渐向结构件的少量化、单个结构件的复杂化方向发展，因此，对钣金加工工艺的技术要求也越来越高。对于下料工艺而言，需要特别注意产品结构上的特殊工艺，如拉深工艺、凸包工艺等，这些工艺的成形方向、成形尺寸不同，机床在运动过程中对其结构的影响也不同，需要根据制品结构工艺的特点特殊处理;而对于折弯和焊接工艺，随着结构件的复杂化，非标刀具的使用也会越来越多，因此在加工编程中，要打破常规思维，可能需要设计出形式不同、非固定、非模式化的加工工艺程序。这就给钣金加工提出了许多难题，也成为了钣金加工工艺提升的难点。 钣金加工材料选择 在加工材料选择时，首先要确保所使用材料符合产品的材质及厚度要求。材料的厚度要在来料时做好测量确认，确保材料厚度在合理的公差范围内。在选择材料尺寸规格时，首先应考虑材料利用率，尽可能确保材料的高利用率;同时也要根据所加工同种材质、同厚度的产品综合考虑，同种材质、同厚度的板材规格最好不要多于三种，避免出现材料严重浪费，间接增加加工成本。其次，应从加工产品的实际情况出发，选取与其外形、轮廓尺寸相符的材料，确保整体产品的一体性和统一性;最后，为了进一步利用材料，大尺寸零件内部结构的废料部分可作为小尺寸零件的加工材料，这样可进一步提高材料利用率，节省加工材料。 孔缺结构设计 孔缺结构在钣金加工中不可缺，在孔缺结构设计时，既要考虑产品的外观要求，同时也要满足产品的质量要求，便于加工的进行。应依据产品结构及产品的具体用途进行孔缺设计，要对孔缺位置、尺寸、形状、数量等作精准定位，为加工工序做好设计规划;为了更好地保证产品的强度质量，在孔缺结构设计时，要保证孔边距在两倍料厚之上;其次，应当依据具体问题具体分析，制定针对性优化加工工艺。如图3所示，在进行孔缺结构设计时，要控制好孔缺位置与折弯位置的距离，以免造成折弯后孔缺位置由于材料的延展而造成孔缺变形。 焊接结构设计 焊接结构设计包括多个方面：首先，在钣金结构件设计时，应当做好预留空间设计，避免出现空间不足的问题，导致焊接质量出现问题。其次，要做好焊接时间与焊接接缝的设计处理，避免钣金薄板发生变形，焊点设计应对称且避免与焊缝距离过大，以保证美观的同时保证钣金件的承力达标。 钣金加工已经与我们现阶段的生活密不可分。在现如今多样化市场的驱使下，我们要对钣金加工原理和工艺进行深入研究，逐步优化钣金加工工艺，用最短的时间设计、加工出高质量的钣金产品，让钣金制作行业朝着更好的发展不断前进。 |
