钣金加工工艺介绍
时间:2023-06-08 阅读:1006
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。