鈑金加工可讓您綜合各種技術(shù)和兼容材料來制造不同的產(chǎn)品。本文探討了金屬板材制造的基礎(chǔ)知識，并介紹了相關(guān)工藝及其應(yīng)用。您還將了解到該工藝的各種優(yōu)勢，以及適合鈑金加工的材料和表面處理。

什么是鈑金加工？

鈑金加工是一種用平面金屬板制造產(chǎn)品的技術(shù)，您可以使用不同的方法制造金屬板材，其中包括將金屬通過成型、彎曲和切割等工藝加工成所需形狀。

各種金屬板制造工藝與許多金屬材料兼容，這些材料包括不銹鋼、鋁、銅、黃銅、鋅和鋼。這些金屬板的厚度從 0.006 到 0.25 英寸不等，較薄的板材具有更高的延展性，而較厚的板材則非常適合重型應(yīng)用。

此外，鈑金制造還需要借助計算機輔助設(shè)計應(yīng)用程序，三維文件通常會轉(zhuǎn)化為控制操作的代碼。這樣，機器就能對不同的金屬板材進行精確切割、彎曲并形成最終產(chǎn)品。

3種金屬板材制造技術(shù)

定制鈑金加工涉及多種技術(shù)，深入了解不同的工藝對于實現(xiàn)有效的設(shè)計至關(guān)重要。下面簡要介紹 3 種鈑金加工技術(shù)。

• 切割金屬板
• 成型金屬板
• 連接金屬板

1. 鈑金切割工藝

切割通常是鈑金制造工藝的第一階段。您可以從矩形金屬板上切割出不同的形狀或結(jié)構(gòu)，以滿足設(shè)計要求。主要的切割技術(shù)分為兩類：無剪切切割和有剪切切割。

1.1 無剪切力切割

有幾種工藝可以在沒有剪切力的情況下充分切割金屬板材料。這些工藝有熱極、高壓和汽化，以塑造鈑金部件。它們包括以下幾種：

1.1.1 激光切割

鈑金激光切割是利用聚焦激光束在局部區(qū)域熔化金屬，激光切割機適用于從有色金屬，低碳鋼和不銹鋼等多種金屬。

這項技術(shù)由兩個同時運行的子過程組成。第一道工序是將高能激光束集中在金屬板上，材料吸收激光束的熱能，使其蒸發(fā)。

與此同時，第二道工序是由切割噴嘴為激光切割提供吹氣，這種氣體通常是氧氣或氮氣。

1.1.2 等離子切割

等離子切割是一種涉及金屬與稱為等離子的離子化氣體的熱切割工藝。這種方法使用大量的熱量來切割金屬，會在切割區(qū)域附近產(chǎn)生較大的毛刺和氧化區(qū)。此外，它還能在鈑金制造中實現(xiàn)更快的切割速度、更高的精度和可重復(fù)性。

等離子切割工具只對導(dǎo)電金屬板有效。因此，它是切割中等鋁厚度導(dǎo)電材料的最合適的方法之一。

1.1.3 水刀切割

這種切割工藝是利用高壓水流切割金屬板。水刀切割用途廣泛，它非常適合切割軟質(zhì)材料、金屬箔、織物或橡膠。同時，它也適用于切割銅、碳鋼、鋁和碳鋼等硬質(zhì)材料。

水刀切割所涉及的壓力通常約為 60,000 psi，速度為610米/秒，可切割不同類型的金屬板。另外，水切割是激光切割技術(shù)的更好替代品。

1.2 剪切力切割

這類工藝是利用剪切力克服金屬的極限剪切強度來切割金屬材料。通常需要使用模具、沖頭和剪切壓力機來充分切割金屬。這里的技術(shù)包括以下幾種：

1.2.1 機器剪切

剪切適用于大規(guī)模應(yīng)用和切割鋁和低碳鋼等不需要光滑表面的軟質(zhì)材料。它能在表面平整的金屬板材上切割出直線，剪切機在金屬板表面上施加剪切力，使平面金屬材料在切割點處裂開。

在短交貨期內(nèi)大批量生產(chǎn)數(shù)千個金屬板材加工零件時，這種方法具有很高的成本效益。然而，由于剪切會造成毛刺和材料變形，因此對于需要高質(zhì)量表面處理的應(yīng)用來說，機器剪切可能并不完美。

1.2.2 沖壓

沖孔使用剪切力在金屬板上打孔。在這種鈑金制造工藝中，廢料是從孔中取出的材料，而最終部件則是金屬板上剩余的材料。

沖孔適用于制作不同形狀和尺寸的切口和孔洞。但是，使用沖孔工藝需要花費大量時間，您必須正確匹配模具和沖孔刀。

1.2.3 沖裁

沖裁是經(jīng)濟型金屬板材加工的理想工藝，它使用沖裁沖頭在從較大的毛坯材料中去除一部分金屬板。沖頭在金屬板上產(chǎn)生 “沖裁力”，而模具則在加工過程中固定金屬板。

這種工藝具有重復(fù)性高、尺寸控制和精確度高的特點，適用于制造經(jīng)濟型定制鈑金零件。

1.2.4 鋸切

鋸切是指利用鋸齒工具在金屬材料上切割出一系列微小的切口，其中鋸齒利用剪切力和摩擦力撕裂金屬材料。帶鋸有各種細(xì)齒和微彎齒，適合切割黃銅、鋁和其他有色金屬板。

水平帶鋸可將較長的棒料切割成所需的尺寸，另外，垂直帶鋸有助于實現(xiàn)復(fù)雜的切割，從而在鈑金零件上形成精確的輪廓。

2. 鈑金成型技術(shù)

鈑金成型技術(shù)有助于重塑材料，同時保持其固態(tài)。不過，這些技術(shù)在定制鈑金制造中的應(yīng)用有所不同，本節(jié)將介紹鈑金工藝中使用的基本成型技術(shù)。

2.1 折彎

鈑金折彎在中小規(guī)模生產(chǎn)中具有很高的成本效益。它包括用力使金屬表面變形，并以所需的角度進行彎曲，以形成所需的形狀。您可以使用壓力制動器和軋制機來執(zhí)行此操作，這種技術(shù)適用于彈簧鋼、銅和 5052 鋁。

2.2 軋制

軋制是指通過一對軋輥使金屬件的厚度逐漸減小或達到平衡厚度。這些軸棍不斷高效旋轉(zhuǎn)，形成壓縮力，從而改變工件的形狀。

冷軋和熱軋是兩種主要的軋制工藝。冷軋通常在室溫下進行，而熱軋則在超過材料再結(jié)晶的溫度下進行。圓盤、沖壓件、車輪輪輞、和管道是典型的軋制金屬板材零件。

2.3 褶邊

褶邊是一種定制鈑金制造工藝，是指將鈑金邊緣翻轉(zhuǎn)到自身上，以形成具有兩層的區(qū)域。它通常分為兩個不同的階段。第一階段包括混合金屬板并將其放入 V 形模中，然后在第二階段將移除材料并將其放入壓平模中。

通常褶邊能有效加固零件邊緣并改善其外觀。而且該工藝具有較高的精度，有助于制造出具有高質(zhì)量表面的零件。不過，在此過程中材料通常會發(fā)生變形，從而導(dǎo)致尺寸變化。

2.4 卷曲

卷曲是將圓形空心軋輥連接到金屬板邊緣的工藝。其過程通常分為三個階段。最初的兩個階段形成卷曲的曲線，而第三個階段則將卷曲閉合。

鈑金卷邊可有效去除工件上未經(jīng)處理的鋒利邊緣，使其在操作時更加安全。而且，卷曲邊緣可增加其強度。但是，卷邊會導(dǎo)致毛刺和材料變形。因此，在這一過程中需要格外小心。

3. 鈑金連接技術(shù)

以下是鈑金加工過程中涉及的連接技術(shù)：

3.1 焊接

焊接是將金屬板材加熱到熔點并用焊槍固定，從而將其連接成一個部件的標(biāo)準(zhǔn)工藝。它是鈑金工程最后階段的基本工藝之一。鈑金焊接技術(shù)有多種，包括:

• 焊條電弧焊 (SMAW)
• 惰性氣體保護（MIG）焊接
• 鎢極氣體保護（TIG）焊接

這三種技術(shù)的方法各不相同。不過，它們的目的都是通過熔化部件邊緣和填充物來連接金屬板。

3.2 鉚接

鉚接是在要連接的金屬片上鉆孔，然后安裝鉚釘。插入鉚釘后，通過擠壓使鉚釘尾部變形，這樣做可以壓平鉚釘尾部，防止其脫落。此外，鉚接適用于鋁和銅等有色金屬零件。

鉚接有兩種形式-冷鉚接和熱鉚接。冷鉚適用于直徑小于 10 毫米的有色金屬和輕金屬。相比之下，熱鉚接則是將 1000 – 1100?C 的熱量施加到 10 毫米以上的鋼鉚釘上。

鈑金制造的優(yōu)勢

鈑金制造包括各種技術(shù)，可幫助許多行業(yè)制造部件。鈑金制造的主要優(yōu)勢如下：

輕量化零部件制造

鈑金制造是生產(chǎn)輕量化部件的理想選擇。航空航天和汽車等需要輕質(zhì)部件的行業(yè)，都可使用定制鈑金制造技術(shù)來生產(chǎn)部件和產(chǎn)品。

廣泛的技術(shù)和材料

正如本文所討論的，鈑金制造工藝涉及多種技術(shù)。這種制造工藝還允許您從多種金屬板材料中進行選擇，包括銅、不銹鋼、鋼、鋁和其他定制金屬板。不過，您所選擇的材料將需要與最終產(chǎn)品的用途想匹配。

效率和精度

鈑金技術(shù)提高了效率和精確制造能力，它有助于以高精度和高準(zhǔn)確度更快地制作不同的部件。例如，一些激光切割機可實現(xiàn)約 0.0005 英寸的切割精度。

此外，大多數(shù)鈑金技術(shù)都是自動化的，只要在電腦上輸入代碼，機器就會開始運轉(zhuǎn)。這一過程避免了人為錯誤。因此，最終產(chǎn)品通常變形很小或沒有變形。

可用于鈑金制造的金屬材料

與鈑金工程兼容的材料有很多，以下是一些常見的金屬板材料：

• 不銹鋼
• 熱軋鋼
• 冷軋鋼
• 預(yù)鍍鋼
• 碳鋼
• 鋁
• 銅
• 黃銅

鈑金零件的表面處理選項

表面處理是定制金屬板材加工的一個基本方面。它使制造的零件兼具功能性和美觀性。以下是鈑金加工件的一些表面處理方法：

• 粉末噴涂
• 噴砂
• 拋光
• 電鍍
• 陽極氧化
• 激光雕刻

鈑金件的工業(yè)應(yīng)用

多個行業(yè)都會使用鈑金加工零件，以下是其中的一些應(yīng)用：

汽車

鈑金加工工藝為汽車的制造鋪平了道路，這種技術(shù)的金屬成型能力有助于用薄金屬板制造出完美的車架。因此，大多數(shù)汽車零件都要經(jīng)過沖壓和切割操作。例如，大多數(shù)汽車的引擎蓋、擋泥板、側(cè)板和車頂都是鈑金工程產(chǎn)品。

航空航天

定制鈑金加工有助于生產(chǎn)一些適用于太空的部件和輕質(zhì)零件。航空航天工業(yè)中使用的部件通常要求更嚴(yán)格的公差和更高的精度。因此，您可以將鋁和鋼等金屬板材與鈑金工藝相結(jié)合，創(chuàng)造出復(fù)雜的航天部件。

醫(yī)療

由于醫(yī)療工具對質(zhì)量和精度的要求，鈑金制造有助于檢測設(shè)計錯誤并提供可靠的解決方案。鈑金手板和部件是核磁共振成像應(yīng)用以及手術(shù)刀和手術(shù)器械生產(chǎn)的理想選擇，您可以采用該工藝實現(xiàn)流程自動化，以防止人為錯誤并提高制造醫(yī)療設(shè)備的準(zhǔn)確性。

外殼

鈑金加工有助于生產(chǎn)經(jīng)濟型外殼，以保護敏感的齒輪箱和設(shè)備。此外，制造的鈑金部件還能保護工具不受環(huán)境影響，防止灰塵進入。同樣，利用鈑金加工技術(shù)，您還可以為電纜連接制作各種開孔，如玻璃窗、LED 面板、光管和 HDMI。

鈑金制造設(shè)計技巧

以下是一些重要的鈑金制造設(shè)計技巧：

壁厚

每個部件的幾何形狀都必須保持統(tǒng)一的厚度，因為鈑金制造部件是由單一金屬板制造而成的。通常情況下，您可以制造厚度為毫米單位的鈑金件。

不過，不同的定制鈑金制造技術(shù)可兼容不同的厚度。例如，激光切割適用于厚度在 0.5 毫米至 10 毫米之間的金屬板。相比之下，金屬板折彎可適用于厚度在 0.5 毫米至 6 毫米之間的金屬板。

孔和槽的方向

在定制鈑金制造中進行零件建模時，孔和槽的直徑是必須考慮的重要因素?？缀筒鄣闹睆綉?yīng)與材料的厚度一樣大。此外，孔與孔之間應(yīng)留出足夠的空間，切勿將孔與材料邊緣靠得太近。

彎曲余量

彎曲余量是指在零件實際測量值的基礎(chǔ)上增加的額外材料長度，以創(chuàng)建一個平面圖案。

彎曲半徑

保持金屬板的內(nèi)部彎曲半徑與其厚度相等是非常重要的，它可以防止最終產(chǎn)品出現(xiàn)鈑金缺陷和變形。在整個部件上保持一致的彎曲半徑有助于確保鈑金工藝的成本效益。

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結(jié)論

使用鈑金加工制造零件是一種極佳的選擇，它有多種優(yōu)勢，包括效率高、精度高、可制造輕量化部件以及兼容多種材料和技術(shù)。因此，了解該工藝所涉及的不同方法、應(yīng)用和設(shè)計技巧對于您的鈑金項目的成功是非常重要的。