鈑金加工作為現代制造業的重要分支,廣泛應用于電子、汽車、航空航天、建筑等多個領域。這項技術通過一系列精密的工藝流程,將金屬薄板加工成各種形狀和結構的零部件。那么鈑金加工的工藝都有哪幾種呢?下面就跟隨鉑源五金小編一起來看看吧!
一、剪切工藝
剪切工藝是鈑金加工中基本的工藝之一,主要用于將原材料切割成所需的形狀和尺寸。這一工藝在鈑金加工流程中處于起始環節,直接影響到后續加工的精度和效率。剪切工藝根據設備和技術不同,可分為機械剪切、激光剪切、等離子剪切、水刀剪切等多種方式。不同剪切方式各有特點,適用于不同厚度和材質的板材加工。
機械剪切是較為傳統的剪切方式,主要使用剪板機設備。剪板機能夠將金屬薄板剪成基本的形狀,如矩形或其他簡單的直線組合圖形。機械剪切的優點是加工成本低,操作簡單,但缺點是精度一般,裁剪后會有毛刺,且形狀單一,無法滿足復雜曲線的加工需求。機械剪切通常用于厚度較大的板材加工,在鈑金加工中主要用于下料工序,為后續加工提供基礎毛坯。
激光剪切是現代鈑金加工中應用最廣泛的技術之一,包括YAG固體激光切割機、CO2激光切割機和光纖激光切割機三種主要類型。YAG固體激光切割機價格低、穩定性好,但能量效率低,主要用于打孔、點焊及切割8mm以下的材料,特別適合切割鋁板、銅板等有色金屬材料。CO2激光切割機功率一般在2000-4000W之間,可穩定切割20mm以內的碳鋼,10mm以內的不銹鋼,8mm以下的鋁合金,以及木材、亞克力等非金屬材料。光纖激光切割機功率范圍更廣,可達1000W-30000W,優點是耗電少、維護方便、速度快,但難以切割鋁板、銅板等高反射材料。激光剪切的優點是切割無毛刺、精度高,能切割任意復雜圖形,如樹葉、花卉等,但工藝成本相對較高。
等離子剪切主要利用高溫等離子弧進行切割,適用于中等厚度板材。水刀剪切則通過高壓水流切割材料,特別適合切割復合材料或需要避免熱影響的材料。在實際生產中,數控沖床結合激光切割的復合加工設備大大提高了加工效率,使鈑金下料工藝更精準、更高效。
剪切工藝在操作前需要鈑金工程師進行產品圖紙精心設計及規格標注,特別是展開尺寸的計算,這與折彎半徑、折彎角度、板材材質、板材厚度都有關系。剪切工藝的精度直接影響后續加工的可行性,是鈑金加工質量的基礎保障。
二、沖壓工藝
沖壓工藝是鈑金加工中應用最廣泛的工藝之一,通過沖床和模具對原材料施加壓力,使其產生塑性變形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的工件。這一工藝具有生產效率高、成本低、材料利用率高等優點,特別適合大批量生產。沖壓工藝在汽車、電子、家電等行業中應用極為普遍,是現代制造業不可或缺的加工手段。
沖壓工藝根據加工方式不同,可分為普通沖壓和數控沖壓兩大類。普通沖壓通常使用固定模具,適合大批量生產,前期模具成本高,但零件質量有保證。數控沖壓則通過數控轉塔沖床實現自動化加工,板材厚度加工范圍通常為冷軋板、熱軋板小于或等于3.0mm,鋁板小于或等于4.0mm,不銹鋼小于或等于2.0mm。數控沖壓加工板材最大尺寸可達1250mm*4000mm,加工最小孔徑≥1T。沖壓工藝特別適合呈弧形分布或呈針孔、網格等狀態的金屬零部件加工,可以在短時間內分離出金屬結構并成型。
沖壓工藝中常見的加工方式包括單次沖壓、連續下料、沖料加工和陣列形成等。單次沖壓適合加工呈弧形分布或針孔、網格等狀態的金屬零部件;連續下料可分為單向和多向兩種,多向沖裁方法通常適用于加工大的金屬層或形成大的金屬孔,而單向沖裁方法適用于加工堆疊狀態的多個金屬零件。沖料加工也叫落料加工,主要對鈑金加工件的后期加工進行打磨和完成,起到精確定位和精磨的作用。陣列形成方式則通過組合現有模具,在數控機床幫助下快速加工大型鈑金產品,特別適合大規模生產相同類型的鈑金件。
沖壓工藝中,模具設計是關鍵環節。不同形狀需要不同的模具,模具的精度直接決定著沖壓件的尺寸精度和表面質量。模具間隙需要根據材料厚度及性質進行調整,若間隙過大,則沖切過后產品毛刺較大;若間隙過小,則會影響模具使用壽命,嚴重時造成模具損壞。沖壓工藝中常見的模具有圓孔、長圓孔、凸臺等,凸臺高度有限制,與板材材質、板材厚度、凸臺斜面角度等有關。凸臺包括散熱孔、安裝孔等,由于受折彎影響,設計孔的邊緣距離板材邊和折彎邊都會受到限制。
沖壓工藝中需要特別注意材料的選擇和工藝參數的設置。材料的厚度要在來料時做好測量確認,確保材料厚度在合理的公差范圍內。在選擇材料尺寸規格時,應考慮材料利用率,盡可能確保材料的高利用率;同時也要根據同種材質、同厚度的產品綜合考慮,同種材質、同厚度的板材規格最好保持一致14。沖壓工藝的合理應用,能夠顯著提高生產效率,降低生產成本,是鈑金加工的重要工藝之一。
三、折彎工藝
折彎工藝是鈑金加工中實現三維成型的重要手段,通過折彎機將金屬板材按照預定角度和形狀進行彎曲,形成所需的結構特征。這一工藝在鈑金加工中占據核心地位,因為許多產品都需要通過折彎來獲得所需的形狀和結構。折彎工藝的精度和效率直接影響最終產品的質量,是鈑金加工技術水平的直接體現。
折彎工藝通常使用折彎機(也叫折邊機)實現,通過上刀和下刀對金屬薄板冷壓使其產生形變,得到所需的形狀。折彎工藝需要使用不同形狀的模具組合,這些模具分為上模和下模,不同的形狀需要不同的模具,模具的好壞決定著折彎尺寸的準確度。在折彎過程中,必須控制好最小折彎半徑和折彎的延展系數。對于最小折彎半徑而言,若半徑過小,會使得材料拉伸延展性變強,當延展達到極限狀態時,材料就會發生斷裂。而折彎的延展系數,則受材料種類、厚度、V形槽寬度等多種因素影響。
在常用材料中,不銹鋼的延展系數最大,鋁板的延展系數最小。同種材料,選用的V形槽寬度不同,其折彎的延展系數也不同,通常V形槽寬度越大,延展系數越大。由于板材會有折彎回彈的屬性,因此在折彎的角度選擇上,通常要選擇小于折彎需求角度的刀具。
折彎工藝中需要特別注意幾個關鍵點:材料厚度、折彎半徑、折彎角度和折彎順序。鈑金折彎的尺寸計算需要根據鈑金的厚度、折彎角度和折彎長度等因素進行計算。在單邊高度方面,取決于折彎機的大小及上刀的高度;雙邊高度不大于單邊最大高度,除受單邊高度所有限制外,還受底邊的限制:折彎高<底邊。由于鈑金件是由一塊金屬薄板通過折彎形成的,折彎邊的接觸不封沒有硬性連接,若不處理會影響強度,通常處理方式為焊接,圖紙上技術要求內容為:焊角、焊角,修圓。
四、焊接工藝
焊接工藝是鈑金加工中實現部件連接和結構強化的關鍵工藝,通過熔化或加壓方式將兩個或多個金屬部件連接成一個整體。這一工藝在鈑金加工中占據重要地位,因為許多產品都需要將多個鈑金件連接在一起,構成完整的產品結構。焊接工藝不僅能夠實現金屬部件的永久連接,還能增強連接處的強度,提高產品的整體性能。
鈑金加工中常用的焊接方式包括氣體保護焊、激光焊、電阻焊、氬弧焊、電焊、機器人焊接及碰焊等。氣體保護焊和激光焊通常情況下會用到焊絲,但兩者相比,后者的焊接效果更美觀,但價格更高,且兩種焊接的板材受熱變形量大。電阻焊是利用上下電極頭接觸加熱、加壓的方式進行焊接,其特點是不需要焊絲,焊接后板材變形量小。若零件焊接位置形狀復雜,會對電極頭形狀有較高要求。這些不同的焊接方式適用于不同的鈑金件連接需求,選擇合適的焊接方式能夠提高產品質量和生產效率。
焊接工藝在鈑金加工中有兩種主要應用場景:一是將多個鈑金件連接在一起,達到成品或組裝配件加工的目的;二是單個零件邊縫需要焊接,使折彎邊精密以增加折邊強度。焊接工藝的合理應用能夠顯著提高鈑金件的結構強度和穩定性,是鈑金加工技術的重要組成部分。焊接工藝的選擇需要考慮材料的性質、焊接要求以及加工條件等因素。
五、表面處理工藝
表面處理工藝是鈑金加工的最后環節,對鈑金制品表面進行加工處理,以提高其耐腐蝕性、美觀性和功能性。這一工藝雖然不直接改變鈑金件的形狀和尺寸,但對產品的質量和性能有著決定性影響。表面處理工藝能夠賦予鈑金制品豐富的色彩、良好的質感以及優異的耐腐蝕性,使其在各種環境條件下都能保持良好的性能。
鈑金加工中常見的表面處理工藝包括噴涂、電鍍、陽極氧化、噴砂等。噴涂是最常用的表面處理方式,包括噴粉和噴漆兩種形式。噴粉處理是將粉末涂料通過靜電吸附到鈑金件表面,然后通過高溫烘烤使粉末熔融、固化,形成堅硬的涂層。噴粉處理具有環保、耐腐蝕、顏色豐富等優點,廣泛應用于家電、電子、通信機柜等領域。噴漆處理則使用液體涂料,通過噴涂設備均勻地涂覆在鈑金件表面,經過烘干或自然干燥后形成保護層。噴漆處理可以根據需要實現各種顏色和效果,但環保性不如噴粉處理。
電鍍工藝通過電解原理在鈑金件表面沉積一層金屬或合金,以提高其耐腐蝕性、導電性或裝飾性。常見的電鍍層包括鍍鋅、鍍鉻、鍍鎳等。電鍍工藝特別適合需要高耐腐蝕性的鈑金件,如汽車零部件、電子接插件等。陽極氧化工藝則主要應用于鋁及鋁合金鈑金件,通過電化學方法在鋁表面形成一層致密的氧化膜,提高其耐腐蝕性和耐磨性。陽極氧化工藝還能實現各種顏色效果,是鋁制品表面處理的重要方式。
噴砂工藝通過高速砂流沖擊鈑金件表面,形成均勻的表面紋理,提高表面質量。噴砂處理不僅能夠改善鈑金件的外觀,還能提高后續涂層的附著力。噴砂處理分為干噴砂和濕噴砂兩種,干噴砂效率高,但可能產生粉塵污染;濕噴砂環保性好,但成本較高。除上述工藝外,鈑金加工中還有磷化、鈍化、拋光、拉絲等表面處理方式,每種方式都有其獨特的工藝特點和適用范圍。
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