精密鈑金加工具有加工靈活、適合小批量生產的特點,在機箱柜體、家電產品、五金制品等多個行業制造領域被廣泛應用。
本文主要針對小批量生產情況下,如何合理安排加工工藝及在鈑金加工過程中可能出現的工藝問題進行分析并提出改進方案。
隨著各種家電、儀器更新換代的速度加快,許多產品都是小型化、輕量化生產,鈑金加工的優勢盡顯,如何快速滿足各類產品需求是鈑金加工過程中急需解決的問題。
鈑金加工工藝也隨著社會的發展,不斷突破傳統的加工方式,由手工鈑金演變成沖壓鈑金,直至現階段的數控鈑金,使得鈑金加工更準確、更智能。
一、精密鈑金加工發展趨勢設想
前些年,鈑金加工設備主要是普通的沖床、激光機和折彎機,其缺點是加工定位精度低,加工尺寸往往依靠經驗豐富的鈑金加工操作人員來保證,這對于加工小而精的產品來說,難度很大。
而隨著自動化的發展越來越快,近些年,數控折彎機和激光沖床復合機被廣泛應用到鈑金制作行業,且隨之演變出的編程軟件更加提高了鈑金加工的質量與加工效率。
操作人員只需要調取編輯好的加工程序即可進行加工,對鈑金加工操作人員的技能要求大大降低,也為加工出精度要求更高的產品提供了充分保障。
然而,現階段數控鈑金加工雖已普及,但在折彎工序中仍然以人力為主,在生產尺寸較長、重量較大的產品時,對于操作人員來說,勞動強度依然較大。
雖然現階段有折彎機械手的使用,但是受限于產品的特性,在鈑金制作行業仍然未被廣泛使用。
能否在未來的發展中,設計出一種折彎隨動裝置,通過機床的API接口獲取機床信號,輔助操作人員進行大尺寸產品的生產,這將大大降低操作人員的勞動強度。
或者隨著自動化的進一步發展,用折彎機械手完全替代人工作業也將是鈑金制作行業發展的趨勢。
二、精密鈑金加工工藝介紹
鈑金加工主要包括下料、折彎、焊接、鉚接、成形等,而其中主要用到的工藝有下料、折彎和焊接。
下文針對以上三項基礎加工工藝進行簡單介紹:
1、下料
鈑金下料可分為沖切加工和激光加工兩種。
沖切加工是利用沖床結合模具進行加工的工藝。
其優點是,加工的孔的尺寸精度和相對位置精度高,對于多孔的產品來說,加工效率高。
但需要注意的是,使用的加工模具的間隙需要根據材料厚度及材料性質進行調整,若模具間隙過大,則沖切過后產品毛刺較大;
若模具間隙過小,則會影響模具的使用壽命,嚴重時,造成模具損壞。
進行產品的外形尺寸沖切時會有“接刀點”的殘留,影響產品的外觀。
這樣對于加工來說就會具有一定的局限性。
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,再利用輔助氣體將熔融殘渣吹掉的過程。
其優點是節省購買加工模具的成本、加工速度快、切割不易變形、切割縫隙小且美觀。
隨著激光沖床復合機的引入,大大提高了加工效率,且能更好地保證加工制品的尺寸精度,使得鈑金下料工藝更準確,更高效。
2、折彎
鈑金折彎要控制好至小折彎半徑和折彎的延展系數。
對于至小折彎半徑而言,若半徑過小,會使得材料拉伸延展性變強,當延展達到極限狀態時,材料就會發生斷裂。
而對于折彎的延展系數,不同材料、不同V形槽寬度的折彎下模都會對其產生影響。
就現階段常用到的三種材料:鋁板、鋼板、不銹鋼板來說,
對于同種厚度,使用同種規格V形槽的折彎下模折彎時,不銹鋼的延展系數至大,鋁板的延展系數至小。
且同種材料,選用的V形槽寬度不同,其折彎的延展系數也不同,通常V形槽寬度越大,延展系數越大。
所以,要想折彎尺寸合格,在選用合適規格V形槽的前提下,計算好材料的延展系數是關鍵。
但由于板材會有折彎回彈的屬性,因此在折彎刀具的角度選擇上,通常要選擇小于折彎需求角度的刀具。
現階段普遍的90°折彎,通常會選用86°的折彎刀具。
3、焊接
在鈑金加工過程中,為了增強連接處的強度,通常會進行焊接工藝處理。
在鈑金加工中常用到的焊接有氣體保護焊、激光焊和電阻焊。
但三種焊接的工藝不同,前兩種焊接通常情況下會用到焊絲,
但兩者相比,后者的焊接效果更美觀,但價格更高,且兩種焊接的板材受熱變形量大。
電阻焊是利用上下電極頭接觸加熱、加壓的方式進行焊接的,其特點是不需要焊絲,焊接后板材變形量小。
若零件焊接位置形狀復雜,會對電極頭形狀有較高要求。