鈑金加工中常見的鈑金成型技術(shù)介紹

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　　金屬板材成形工藝是這樣的工藝，其中力施加到一塊金屬板上以改變其幾何形狀而不是去除任何材料。施加的力使金屬超過其 屈服強(qiáng)度，導(dǎo)致材料塑性變形，但不會(huì)失效。通過這樣做，片材可以彎曲或拉伸成各種復(fù)雜的形狀。鈑金成型工藝包括以下內(nèi)容：

　　· 彎曲

　　· 滾壓成型

　　· 紡織

　　· 深度繪圖

　　· 拉伸成型

　　彎曲

　　彎曲是一種金屬成形過程，其中力施加到一塊金屬板上，使其以一定角度彎曲并形成所需的形狀。彎曲操作導(dǎo)致沿一個(gè)軸的變形，但是可以執(zhí)行若干不同操作的序列以創(chuàng)建復(fù)雜的部件。彎曲部件可以非常小，例如支架，或長(zhǎng)達(dá)20英尺，例如大的外殼或底盤。彎曲可以通過幾個(gè)不同的參數(shù)來表征，如下圖所示。

　　彎曲圖

　　· 彎曲線 - 彎曲兩側(cè)的板材表面上的直線，用于定義水平凸緣的末端和彎曲的起點(diǎn)。

　　· 外模線 - 兩個(gè)法蘭外表面相交的直線是否繼續(xù)。該線定義了彎曲金屬板的模具邊緣。

　　· 法蘭長(zhǎng)度 - 兩個(gè)法蘭中任一個(gè)的長(zhǎng)度，從紙張邊緣延伸到彎曲線。

　　· 模具線距 - 從板材任一端到外模線的距離。

　　· 挫折 - 從彎曲線到外模線的距離。也等于模具線距離和法蘭長(zhǎng)度之間的差異。

　　· 彎曲軸 - 定義金屬板彎曲中心的直線。

　　· 彎曲長(zhǎng)度 - 沿彎曲軸測(cè)量的彎曲長(zhǎng)度。

　　· 彎曲半徑 - 彎曲軸與材料內(nèi)表面之間，彎曲線之間的距離。有時(shí)指定為內(nèi)彎曲半徑。外彎曲半徑等于內(nèi)彎曲半徑加上板厚。

　　· 彎曲角度 - 彎曲角度，在彎曲法蘭與其原始位置之間測(cè)量，或者作為從彎曲線繪制的垂直線之間的夾角。

　　· 斜角 - 與彎曲角度的互補(bǔ)角度。

　　彎曲的動(dòng)作導(dǎo)致金屬板中的拉伸和壓縮。片材的外側(cè)部分將經(jīng)受張力并拉伸至更大的長(zhǎng)度，而內(nèi)側(cè)部分經(jīng)歷壓縮和縮短。中性軸是金屬板內(nèi)部的邊界線，沿著該邊界線不存在張力或壓縮力。結(jié)果，該軸的長(zhǎng)度保持不變。外表面和內(nèi)表面的長(zhǎng)度變化可以通過兩個(gè)參數(shù)(彎曲余量和彎曲扣除)與原始平面長(zhǎng)度相關(guān)，這些參數(shù)在下面定義。

　　中性軸

　　· 中性軸 - 片材中既不拉伸也不壓縮的位置，因此保持恒定長(zhǎng)度。

　　· K系數(shù) - 材料中的中性軸的位置，計(jì)算為中性軸(從內(nèi)部彎曲表面測(cè)量)到材料厚度的距離的比率。K系數(shù)取決于若干因素(材料，彎曲操作，彎曲角度等)，并且通常大于0.25，但不能超過0.50。

　　· 彎曲余量 - 彎曲線之間的中性軸的長(zhǎng)度，或者換句話說，彎曲的弧長(zhǎng)。增加到法蘭長(zhǎng)度的彎曲余量等于總的平坦長(zhǎng)度。

　　· 折彎 - 也稱為彎曲補(bǔ)償，是一塊材料通過彎曲拉伸的量。該值等于模具線長(zhǎng)度與總扁平長(zhǎng)度之間的差值。

　　當(dāng)彎曲一塊金屬板時(shí)，材料中的殘余應(yīng)力將導(dǎo)致板材 在彎曲操作后稍微回彈。由于這種彈性恢復(fù)，必須使片材過度彎曲精確的量以獲得所需的彎曲半徑和彎曲角度。最終彎曲半徑將大于最初形成的彎曲半徑，并且最終彎曲角度將更小。最終彎曲角的初始彎曲角的比率被定義為回彈因子，K 小號(hào)?；貜椓咳Q于幾個(gè)因素，包括材料，彎曲操作，以及初始彎曲角度和彎曲半徑。

　　彈回

　　彎曲通常在稱為折彎?rùn)C(jī)的機(jī)器上進(jìn)行，該機(jī)器可以手動(dòng)或自動(dòng)操作。因此，彎曲加工有時(shí)被稱為加壓制動(dòng)成形。壓力制動(dòng)器有多種尺寸(通常為20-200噸)，以便最適合給定的應(yīng)用。折彎?rùn)C(jī)包含一個(gè)稱為沖頭的上部工具以及稱為模具的下部工具，金屬板位于其間。將薄板小心地定位在模具上并通過后擋板固定就位，同時(shí)沖頭下降并迫使薄板彎曲。在自動(dòng)機(jī)器中，沖頭在液壓油缸的作用下被迫進(jìn)入板材。所達(dá)到的彎曲角度由沖頭迫使片材進(jìn)入模具的深度決定。精確控制該深度以實(shí)現(xiàn)所需的彎曲。標(biāo)準(zhǔn)工具通常用于沖頭和沖模，允許較低的初始成本和適合小批量生產(chǎn)。定制工具可用于專門的彎曲操作，但會(huì)增加成本。根據(jù)生產(chǎn)數(shù)量，金屬板材料和彎曲程度選擇工具材料。自然，需要更強(qiáng)大的工具來承受更大的數(shù)量，更硬的金屬板和嚴(yán)格的彎曲操作。為了提高強(qiáng)度，一些常見的工具材料包括硬木，低碳鋼，工具鋼和硬質(zhì)合金鋼。

　　按下制動(dòng)器(打開)

　　折彎?rùn)C(jī)(關(guān)閉)

　　在使用折彎?rùn)C(jī)和標(biāo)準(zhǔn)模組時(shí)，仍然有多種技術(shù)可用于彎曲板材。最常見的方法稱為V形彎曲，其中沖頭和模具是“V”形的。沖頭將片材推入V型模具中的“V”形凹槽，使其彎曲。如果沖頭沒有迫使板材到模腔底部，在下面留下空間或空氣，則稱為“空氣彎曲”。結(jié)果，V形槽必須具有比在板中形成的角度更尖銳的角度。如果沖頭迫使薄板到模腔底部，則稱其為“打底”。該技術(shù)允許更多地控制角度，因?yàn)榛貜椵^少 。但是，需要更高噸位的壓力機(jī)。在這兩種技術(shù)中，“V”形槽或模口的寬度通常是板厚的6至18倍。該值被稱為模具比率并且等于模具開口除以板材厚度。

　　V彎曲

　　除了V形彎曲之外，另一種常見的彎曲方法是擦拭彎曲，有時(shí)稱為邊緣彎曲。擦拭彎曲需要通過壓力墊將片材保持在擦拭模具上。然后，沖頭壓在片材的邊緣上，該邊緣延伸超過模具和墊片。片材將相對(duì)于擦拭模具邊緣的半徑彎曲。

　　擦拭彎曲

　　設(shè)計(jì)規(guī)則

　　· 彎曲位置 - 彎曲應(yīng)位于存在足夠材料的位置，并且優(yōu)選地具有直邊緣，以使片材固定而不會(huì)滑動(dòng)。該法蘭的寬度應(yīng)至少等于板材厚度加上彎曲半徑的4倍。

　　· 彎曲半徑

　　· 對(duì)所有彎曲使用單個(gè)彎曲半徑，以消除其他工具或設(shè)置

　　· 內(nèi)彎曲半徑應(yīng)至少等于板厚

　　· 彎曲方向 - 平行于板材軋制方向彎曲硬質(zhì)金屬可能導(dǎo)致斷裂。建議垂直于軋制方向彎曲。

　　· 位于太靠近彎曲處的任何特征(例如孔或槽)可能會(huì)扭曲。這些特征與彎曲的距離應(yīng)至少等于板厚加上彎曲半徑的3倍。

　　· 在手動(dòng)彎曲的情況下，如果設(shè)計(jì)允許，可沿彎曲線切割槽以減小所需的手動(dòng)力。

　　滾壓成型

　　輥軋成形，有時(shí)是拼寫成型，是一種金屬成形工藝，其中通過一系列彎曲操作逐漸成形金屬板。該工藝在輥軋成形生產(chǎn)線上進(jìn)行，其中金屬板料通過一系列軋輥站進(jìn)料。每個(gè)工位都有一個(gè)輥?zhàn)?，稱為輥?zhàn)幽＞?，位于紙張的兩?cè)。輥模的形狀和尺寸對(duì)于該工位可以是唯一的，或者可以在不同的位置使用幾個(gè)相同的輥模。輥?zhàn)幽＞呖梢栽谄牡纳戏胶拖路剑刂鴤?cè)面，以一定角度等。當(dāng)片材被迫通過每個(gè)輥?zhàn)庸の恢械妮佔(zhàn)幽＞邥r(shí)，它會(huì)塑性變形和彎曲。每個(gè)軋輥站在板材的完全彎曲中執(zhí)行一個(gè)階段以形成期望的部件。輥模被潤(rùn)滑以減少模具和板之間的摩擦，從而減少工具磨損。而且，潤(rùn)滑劑可以允許更高的生產(chǎn)率，這也取決于材料厚度，軋制站的數(shù)量和每個(gè)彎曲的半徑。輥軋成形生產(chǎn)線還可以包括在輥軋成形之前或之后的其他金屬板制造操作，例如沖壓或剪切。

　　軋輥成型線

　　輥軋成形工藝可用于將板材形成各種橫截面輪廓。開放輪廓是最常見的，但也可以創(chuàng)建封閉的管狀形狀。因?yàn)樽罱K形狀是通過一系列彎曲實(shí)現(xiàn)的，所以該部件沿其長(zhǎng)度不需要均勻或?qū)ΨQ的橫截面。輥軋成形用于制造非常長(zhǎng)的金屬板部件，其典型寬度為1-20英寸，厚度為0.004-0.125英寸。然而，可以形成更寬和更厚的片材，一些寬達(dá)5英尺，厚0.25英寸。輥軋成形工藝能夠生產(chǎn)零公差至±0.005英寸的零件。典型的軋制成型零件包括面板，軌道，貨架等。這些零件通常用于工業(yè)和商業(yè)建筑，用于屋頂，照明，

　　旋壓

　　旋壓，有時(shí)稱為旋轉(zhuǎn)成形，是一種金屬成形工藝，用于通過旋轉(zhuǎn)一塊金屬板形成圓柱形部件，同時(shí)將力施加到一側(cè)。金屬薄板高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)滾輪將薄板壓在稱為心軸的工具上，以形成所需部件的形狀。旋轉(zhuǎn)金屬部件具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的中空形狀，例如圓柱形，圓錐形或半球形。例子包括炊具，輪轂罩，衛(wèi)星天線，火箭鼻錐和樂器。

　　紡紗通常在手動(dòng)或CNC車床上進(jìn)行，并且需要坯料，心軸和輥?zhàn)庸ぞ?。坯料是圓盤形的金屬片，由片材預(yù)切割并形成部件。心軸是部件內(nèi)部形狀的固體形式，坯料將被壓在該心形上。對(duì)于更復(fù)雜的零件，例如具有凹入表面的零件，可以使用多件式心軸。由于心軸在此過程中不會(huì)經(jīng)受太多磨損，因此它可以由木材或塑料制成。然而，大批量生產(chǎn)通常使用金屬心軸。心軸和坯料夾在一起并固定在車床的主軸箱和尾架之間，以通過主軸高速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)毛坯和心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過工具將力施加到片材上，使片材彎曲并圍繞心軸形成。該工具可以進(jìn)行多次通過以完成片材的成形。該工具通常是連接到杠桿的滾輪。滾輪有不同的直徑和厚度，通常由鋼或黃銅制成。輥?zhàn)觾r(jià)格低廉，磨損小，可以實(shí)現(xiàn)零件的小批量生產(chǎn)。

　　旋轉(zhuǎn)車床

　　有兩種不同的紡紗方法，稱為常規(guī)紡紗和剪切紡紗。在傳統(tǒng)的紡紗中，輥?zhàn)庸ぞ咄茐号髁现钡剿c心軸的輪廓一致。得到的紡紗部分的直徑小于坯料，但保持恒定的厚度。在剪切紡紗中，輥?zhàn)硬粌H使坯料彎曲抵靠心軸，它還在其移動(dòng)時(shí)施加向下的力，在心軸上拉伸材料。通過這樣做，紡成部分的外徑將保持等于原始坯料直徑，但是部分壁的厚度將更薄。

　　常規(guī)旋壓與剪切旋壓

　　深度拉伸

　　深拉伸是一種金屬成型工藝，其中金屬板被拉伸成所需的部件形狀。工具向下推動(dòng)金屬板，迫使其進(jìn)入所需部件形狀的模腔。施加在片材上的拉力使其塑性變形成杯形部分。深拉部件的特征在于深度等于部件直徑的一半以上。這些部件可具有各種橫截面，具有直的，錐形的或甚至彎曲的壁，但是圓柱形或矩形部分是最常見的。對(duì)于韌性金屬，例如鋁，黃銅，銅和低碳鋼，深拉伸是最有效的。用深拉伸形成的部件的實(shí)例包括汽車車身和燃料箱，罐，杯，廚房水槽和鍋和平底鍋。

　　深拉工藝需要一個(gè)空白的空白支架，沖頭和模具。坯料是一塊金屬板，通常是圓盤或矩形，其由原料預(yù)切割并形成部件。坯料被模具上方的坯料夾持器夾緊，模具具有部件外部形狀的空腔。稱為沖頭的工具向下移動(dòng)到坯料中，并將材料拉伸或拉伸到模腔中。沖頭的運(yùn)動(dòng)通常是液壓驅(qū)動(dòng)的，以對(duì)坯料施加足夠的力。模具和沖頭都會(huì)受到施加在金屬板上的力的磨損，因此由工具鋼或碳鋼制成。繪制零件的過程有時(shí)會(huì)發(fā)生在一系列操作中，稱為繪圖縮減。在每一步中，沖頭迫使零件進(jìn)入不同的模具，每次將零件拉伸到更大的深度。在完全拉出零件后，可以抬起沖頭和壓邊圈，并將零件從模具中取出。夾在坯料夾持器下方的金屬板部分可以形成圍繞可以被修剪掉的部件的凸緣。

　　深度繪圖

　　深度繪圖序列

　　拉伸成型

　　拉伸成形是一種金屬成形工藝，其中一塊金屬板在模具上同時(shí)拉伸和彎曲，以形成大的輪廓部分。拉伸成型在拉伸壓力機(jī)上進(jìn)行，其中通過夾爪將一塊金屬板沿其邊緣牢固地夾緊。夾爪各自連接到托架上，托架通過氣動(dòng)或液壓力拉動(dòng)以拉伸片材。在該過程中使用的工具是拉伸成型塊，稱為成型模具，其是固體成型件，金屬板將被壓靠在該成型件上。最常見的拉伸壓力機(jī)垂直定向，其中成型模具放置在壓力臺(tái)上，該壓力臺(tái)可通過液壓油缸升高到片材中。當(dāng)模板被驅(qū)動(dòng)到板材中時(shí)，板材的邊緣緊緊地夾緊，拉力增加，板材塑性變形成新形狀。水平拉伸壓力機(jī)將模架側(cè)向安裝在固定的壓力臺(tái)上，而夾爪將片材水平拉動(dòng)在成型模具周圍。

　　拉伸成型

　　拉伸成形部件通常很大并且具有大半徑彎曲?？梢援a(chǎn)生的形狀從簡(jiǎn)單的曲面到復(fù)雜的不均勻的橫截面變化。拉伸成型能夠以非常高的精度和光滑的表面成形零件。延展性材料是優(yōu)選的，最常用的是鋁，鋼和鈦。典型的拉伸成型部件是大型弧形面板，例如汽車中的門板或飛機(jī)上的翼板。其他拉伸成型部件可以在窗框和外殼中找到。

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