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材料科学:关于钣金

2020-11-09 13:48:51 来源:
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导读:

无论是在汽车制造、机械工程行业,或是管道、钢铁和桥梁建设,亦或是电气行业和医疗技术,钣金在几乎所有制造业中都起着至关重要的作用。经过了几十年的发展,钣金制造已经发展成为一种工业工艺,随之也产生了各种不同的钣金类别、形式和厚度。但是经历过工业制造的钣金依然可被称作是“天然产品”。从材料的组成到制造加工,再到组装和存放,方方面面的因素影响着钣金的性能和质量。

目前我们仍面临的挑战在于如何最可靠高效地进行钣金件的加工。特别是对于钣金制造业的入门新手来说,了解钣金件的加工工艺尤为重要。在本篇文章中,您可以了解到关于钣金的知识,它们的制造,以及加工的技术要领。

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钣金制造工艺

现代钣金制造和加工技术多种多样,很难给出一个明确的定义和分类。钣金有着众多的名称和分类,而且口语叫法也常有不同。此外,还存在一些由不同制造商创造的术语或品牌。激光板就是这样一个例子,它没有一个正式的定义,通常被理解为具有极好激光切割性能的金属板。然而,这些并不是特殊生产的板料,而是经过精心挑选而来,能够为激光切割客户带来相应的附加值。

热轧和冷轧 - 钣金是如何被生产出来的

市场上有几种常见的钣金制造工艺。最初的产品通常由矩形铸钢块组成,称为板坯。这些板坯在钢铁厂或轧钢厂采用可逆或连续热轧工艺轧制成所需厚度的板材。在连续的生产过程中,板坯经由一系列相连的轧机被轧制到所需的厚度,成品的长度可达几百米。然后将板坯切割成预定长度或卷成卷料。另一方法是通过辊子的连续来回运动,将板材轧制到相应的厚度。这种方法适用于厚度为5 mm或更大,宽度为2000 mm或更大的板。这两种工艺的轧制厚度在一定范围内会有重叠。采用热轧工艺,有些钣金既可以连续生产,也可以采用反向技术生产。

厚达15mm的板材经常是卷成卷料。相比之下,厚度超过15mm的通常只作为毛坯轧制和切割。厚度在3 mm的薄板通常可以通过额外的轧制工艺(冷轧)进一步精炼,以获得更高的质量。

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钣金 - 最重要的类型和最常见的形式

钣金作为轧制金属产品有许多不同的形式。很重要的一点是需要区分卷料和板料。卷料是一种卷绕的金属带,重达几吨,通常有几百米长。而板料(也称为板材)是一块从卷料上切割下来的、一定长度的矩形薄板。钢厂的钢卷会被加工成更小的卷料或板料(或板材),然后将它们按照正确的尺寸和数量交付给钣金加工商。除了钢和不锈钢以外,几乎所有金属,从贵金属,如金银,到各种钢合金以及铝,都可以制成钣金。钣金的长和宽总是大于厚度值。

钣金一般分为薄板和厚板。薄板是指厚度小于3mm的板材,通常是从卷料上剪切下来的。相反,厚板的厚度都超过3mm。钣金有小尺寸、中尺寸、大尺寸和超大尺寸,一般的尺寸标准如下: 

小尺寸:1000 mm x 2000 mm

• 中尺寸:1250 mm x 2500 mm

• 大尺寸:1500 mm x 3000 mm

• 最大尺寸:2000 mm x 4000 mm

此外,不同的行业标准还根据板材的性能将钣金的初始材料进行了总结。为钣金类型的概括提供了帮助。

激光切割、剪切或冲压 - 最常见的钣金加工技术

1. 切割钣金的方法有很多种,最常用的工艺有:

  • 冲压:在冲压时,金属冲压件由人工、自动化压机、冲床,或是冲压工具从板料中冲出成型。冲压主要应用于从平整的卷料带上直接加工出小型零部件的生产。
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  • 咬边(电剪):咬边工艺的特点体现在它的分割缝、不依赖于切割工具的切割流程和自由的切割形状。一侧开口的冲剪器,通过上下往复咬合的剪切工具,对钣金件进行剪切。此工具可人工或电动控制,但只能手持使用。此外,咬边是一项非常粗略的工艺,其应用也在逐渐减少。
  • 激光切割:此种方法是通过激光束的热量切割金属板。激光是一种高度灵活的工具,特别适用于薄板的加工。激光切割是柔性金属板加工中最常用的方法,它要求最精细的切口和最高的质量。
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  • 等离子切割:这是一种热切割方法,通过等离子体流的热量用来液化物质。等离子体流的高动能将液化物质吹出切口。等离子切割主要用于厚度在50 mm和10 mm之间的金属板。
  • 火焰切割(氧气切割):在此切割过程中,使用氧气和燃气(如乙炔、MAPP、丙烯、丙烷或天然气)将板材加热至点火温度。添加氧气会产生一个切口使钣金分离。火焰切割是切割极厚材料最常用的方法。
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2. 切割后,钣金可以通过进一步的加工技术成形。最常见的有:

  • 折弯:弯曲或折痕代表着金属板成形的过程。钣金件被放在一个压力制动器的模具上,工具从上至下移动到材料上,在构件中形成所需弯曲的角度。
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  • 板材轧制:滚压是另一种常用的成形工艺。金属板通常通过三个辊子进行塑性变形,使其弯曲成圆形。
  • 型材滚制:这种工艺是成形工艺的一种。料带从卷料中展开,经过一排的成对组合的滚轮,一对接一对地对料带进行滚压,直到弯曲形成所需形状。这一工艺通常用于上车大批量的长尺寸型材。
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  • 成型:在成形过程中,成形工具将板材压成所需的形状。一般来说,这些工具又自动冲床或成型机进行驱动。由于工装通常会带来相当大的一次性投资成本,因此这些工艺通常用于批量生产。

若想将两个或多个板材连接在一起,常用工艺有折边、铆接、钎焊和电焊。

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钣金加工总是会产生机械负荷或热量。由于钣金通常容易成形,应力和不均匀性会很快在材料中产生。因此那些几乎无内应力,且平整的钣金件在钣金制造后序加工工艺中至关重要。此外,各种不同的板材以及多样性的加工方法,另我们很难预测钣金在加工过程中的变化。也正因如此,对钣金件进行去毛刺和矫平加工必不可以。

关于去毛刺矫平加工的更多信息,欢迎联系我们:


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邮箱:china@arku.com

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