在决定是否使用新的制造方法之前，对技术基础有充分的了解至关重要。也就是说，您需要熟悉它是什么，它是如何运作的，以及它提供的不同好处。本文将讨论钣金制造的基础知识。我们将阐明这种生产金属的方法，该方法在不同领域有许多应用。
什么是钣金加工？
当我们谈论钣金制造时，我们的意思是用扁平金属板制造物体和结构。从多个钣金中创建各种组件和零件通常是用于处理钣金的工艺的最终目标。正因为如此，将这种金属成型工艺设想为一种特殊的制造工艺而不是一种不同的成型技术是有益的。
这些过程经常协作以成功生成必要的组件。切割、弯曲、冲压、冲压、焊接和精加工是涉及的基本过程 制造钣金产品.稍后，我们将深入了解每种方法的细节。
使用金属板制造可以应用于各种类型的金属。组成的组件 铝， 钢 ＆ 不锈钢、铜和 黄铜 只是我们工厂生产的一些钣金产品。由于制造过程的普遍性，您不太可能在不与钣金生产的产品互动的情况下度过一天。您几乎可以在任何地方找到这些东西。它们可以采用大型家用电器或支架或外壳等更微小的组件的形式。
钣金设计过程的分步指南
个人不了解制造钣金所涉及的基本程序是很常见的。当缺乏基本信息时，根据现实制定项目的需求和期望可能具有挑战性。加工钣金的方法有时需要一系列阶段，每个阶段都需要一组不同的专家和专用设备的参与。
以下步骤构成了金属制造的整个设计过程：
这个概念
快速原型的每一步都从一个概念开始，钣金设计也不例外。它从关于您作为设计师想要实现的目标的基本想法开始。您可以在初步大纲中记下这些想法，以便为您的项目建立切合实际的标准。它可能还需要创建所寻求的钣金部件的 3D 模型。该模型通常包括壁厚、弯曲曲率、孔方向、弯曲余量等规格。
创建工程图
完成 3D 模型后，制造过程的下一步是开发必要的图纸。在开始任何工作之前，工程师必须完成创建蓝图。使用这些蓝图，将确定制作第一张图纸所需的钣金要求。
机加工车间将根据提供的图纸进行加工。图纸通常包含制造所需的所有细节，例如材料的选择和表面处理等。
可制造能力分析
除相关计算外，还将对图纸进行交叉检查，以验证它们是否符合先决条件和标准。遵循 DFM 方法有助于专注于改进设计并可能减少零件数量。此类分析建议对用于各种应用的组件进行标准化。
工程师还将更好地了解如何创建足够简单且易于构建的设计。一旦可制造性研究完成，将有一个最终的车间设计，其中包括应力、应变水平和负载约束的深入计算。制造钣金的程序将根据那里可获得的信息来决定。
原型的开发
创建钣金设计模型后，工程师会执行多项操作以保持组件的几何完整性。切割、弯曲、冲压、冲压和焊接都是这些工艺的例子。对新生产的原型进行表面处理也可以增加审美价值。必须按顺序完成每个阶段。假设您匆忙完成流程步骤或省略其中任何一个步骤。在这种情况下，成品的质量和一致性可能会受到影响。
原型评估
在原型开发之后，客户将对其进行评估以确认它满足他们的需求。测试也可能需要在现实环境中使用这些组件。此外，用户对产品的输入可能包括在审查过程中。
大规模生产
原型要进入全面制造，首先必须通过一系列测试并满足一定的规格。
钣金制造技术
了解可用于充分理解利用钣金形成多个部件的过程的各种钣金制造技术至关重要。钣金加工程序将二维金属片转化为三维功能件。以下列表包含处理钣金的最流行技术。
切割
切割通常作为制造钣金的初始阶段进行。切割金属板包括在这个过程中，从活动的名称可以看出这一点。换句话说，制造过程从一块矩形金属板开始。之后，根据客户提供的组件设计将材料切割成尺寸。切割金属板可以以几种不同的方式完成。
举例来说，剪刀是用于切割金属板的有用工具。这是因为它采用剪切力进行切割。剪切、冲压和下料是执行这种切割的三种不同方法。另一方面，制造商也可以在不需要剪刀的情况下进行切割。对于需要精确切割和更短交货时间的工业项目，这是最有效的方法。
冲压
冲压是一种冷成型工艺，在该工艺中，扁平金属坯料通过压力作用转化为各种形状。该过程需要使用工具和模具，这两者在受到冲击时都会通过施加剪切压力来改变金属的形状。
在钣金制造领域，冲压是一个更通用的短语。它包括弯曲、冲压和压花以及其他工艺。翻边也是其中的一部分，它涉及以制造法兰的方式滑动金属板。
折弯
弯曲钣金是生产过程中的另一个重要阶段。顾名思义，弯曲金属板就是这个过程的全部内容。钣金由金属制造商使用各种机械和工具弯曲，包括折弯机、轧制设备和其他机械。 U 形弯和 V 形弯等标准形状是由所使用的成套设备形成的。
弯曲是一个有点困难的过程，需要具有高水平专业知识的制造商，即使对于没有经验的人来说，这似乎很容易。当弯曲的金属物体试图恢复其原来的平面形状时，这种现象被称为“回弹”，主要是造成这种现象的原因。对于操作员来说，要解决钣金制造的这一难题，他们必须过度弯曲组件，以使其回弹角度与他们想要的角度相匹配。
冲孔
冲孔是一种用于在金属板上打孔的方法。这种方法使用冲模组合（由硬金属制成）。这些材料使用剪切力在金属板上刺出孔。之后，由孔产生的废料被模具收集。也可以通过冲压来完成在金属片材上制作压痕。
焊接
钣金制造的最后步骤之一是焊接过程。将多块金属熔合成一个单元的基本功能是“钣金焊接”。棒焊、TIG 焊和 MIG 焊是可以进行的多种焊接中的一些。
尽管它们的方法彼此不同，但所有这三种方法都是通过加热组件的边缘然后添加填充物来将金属片连接在一起。它在元素之间建立了冶金连接，从而更安全地融合它们。仅当产品不是由一个而是由两个或多个单独零件组成时才需要焊接。
钣金加工材料的选择
钣金工程使用各种不同种类的材料。必须为您的产品选择最合适的决定，以保证尽可能高的质量。
你的决定应该基于你想要的结果和你对它的总体期望。以下是制造中使用的钣金材料示例：
- 不锈钢：关于可用的不锈钢种类，您有几种不同的选择。它们可以是奥氏体不锈钢。这些将是包含大量镍和铬的非磁性金属。由于它们具有耐腐蚀和延展性的能力，它们得到了广泛的应用。另一方面，铁素体不锈钢具有磁性。它们在不需要结构支撑或美观的情况下工作良好。
- 热轧钢：在超过 1700 华氏度的温度下通过多次轧制操作制成的钢称为热轧钢。由于它们的延展性，这种钢可以很容易地成型为大块。
- 冷轧钢：冷轧钢是经过进一步加工的热轧钢。它们具有更高的耐受性，并提供更流畅的整体体验。
- 预镀钢：这种材料也称为镀锌金属板，并以该名称命名。它们通过在制造过程中施加的涂层来防止生锈。由于它们增强了灵活性，它们还促进了钣金劳动强度较低的加工技术。
- 铝：这是另一种在生产环境中经常使用的材料。对于它的尺寸，它具有很高的强度重量比。此外，它还具有多种特性，使其能够满足各种应用的先决条件。
- 铜和 黄铜：因为黄铜含有较少的锌，所以使用黄铜更简单。铜金属天然具有氧化层，可作为防腐蚀保护屏障。由于它们视觉上令人愉悦的外观，这两种材料都适用于建筑项目。
为钣金加工选择合适的表面光洁度
表面处理是制造定制金属板过程中的另一个关键步骤。金属的表面处理在美学和现实上都具有优势。
钣金可能会进行多种表面处理，包括：
- 喷砂：该技术包括使用高速射弹在金属板上喷洒沙子或其他磨料以使其平滑。因此，它赋予金属板哑光纹理以准备涂层。
- 抛光抛光：该技术涉及使用布轮抛光表面层，最终使金属具有光泽的外观。
- 喷粉：这是一种将粉末涂料直接喷涂到金属部件表面的工艺。之后，通过在烤箱中烘烤，在元件上形成一层耐磨涂层。
- 阳极氧化: 对部件进行阳极氧化处理使其具有卓越的防锈能力。此外，它增强了表面的硬度和耐用性。
- 化学薄膜：这些类型的涂层以其高导电性和耐腐蚀性而闻名。这种涂层程序的结果是具有金色光泽的表面，它最适合作为油漆的基础。
设计对钣金制造的影响
在对钣金零部件进行建模时，需要考虑的一些最关键的设计特征如下：
- 壁厚：在任何几何形状上保持均匀的厚度至关重要。需要使用不同厚度的钣金来制造具有不止一种壁厚的几何形状。因此，对齐和定向碎片可能会提供错误的结果或需要更多时间。
- 弯曲半径：钣金的内弯曲半径必须保持在与材料厚度相当的最小值。因此，最终组件中的扭曲和不平等将不太可能发生。通过在整个截面中保持弯曲半径均匀，可以确保元件的成本效益和适当的对齐。
- 折弯补偿和扣除：弯曲余量是必须添加到零件的实际长度以帮助开发平面设计的材料量。扣除额与折弯津贴相反。术语“折弯扣除”是指为实现扁平设计而必须从法兰长度中减去的材料量。
- K因子：材料厚度与中性轴的比值称为K因子。 K因子用于钣金工艺。这个数字取决于所使用材料的不同物理特性及其厚度。
- 孔和槽方向: 这两个元素本身就非常重要。建议任何孔或槽的直径等于金属板的厚度。此外，孔之间必须有适当的边距。它们的放置方式不应使它们过于靠近材料的边缘。
折边、槽口、标签、螺旋、圆角和埋头孔是应考虑的其他一些后续影响。
钣金制造的一些 DFM 技巧
为了更有效地创建组件，了解一些对钣金制造有用的设计理念至关重要。
使用钣金进行设计时，必须准确描述孔尺寸、对齐方式和位置。如果孔尺寸小于金属板的厚度，则抛光过程可能需要更长的时间，冲头负荷可能更高，毛刺可能过多。因此，孔的直径应大于金属板的厚度。
此外，孔之间的空间必须至少是金属板厚度的两倍。在孔必须靠近边缘的情况下，该孔与边界之间的距离必须等于板材的厚度。
钣金部件可以在穿孔位置周围使用套环和弯曲释放来加强。为了防止包括凸片或凸耳的零件断裂，晶粒结构是另一个必须考虑的因素。凸耳不应沿与谷物平行的方向运行。结果可能导致表面破裂。相反，它们应该垂直于纹理方向对齐或在该方向上稍微小于 45 度。
凸模与凹模之间的间隙应保持相对较宽，以防止凸模磨损过快。此外，在弯曲处添加珠子并在拐角处添加倒角会使材料更加坚硬。您可以通过这种方式减轻回弹效应的影响。在跨喇叭孔进行压印时，钣金物体无需进一步加工即可保持其平整度和强度。
钣金加工
用钣金制造东西结合了科学和艺术的各个方面。由于涉及的细节和方法种类繁多，因此在每项工作中与合格的金属制造商合作是必不可少的。由于您对钣金设计有基本的了解，您应该将剩余的工作外包给专业公司。
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