钣金制造工艺指南：切割、弯曲及超越

钣金制造是一种有价值的原型设计和生产方法，可用于制造坚固的功能部件，如面板、支架和外壳。

然而，与其他制造技术不同，钣金制造实际上包括许多不同的过程，所有这些过程都以不同的方式操纵钣金。这些不同的过程可能涉及切割金属板、对其进行成型或将不同的零件连接在一起。

本指南着眼于主要的钣金制造工艺，并解释了它们的工作原理和用途。

什么是钣金加工？

钣金制造是将钣金加工成功能部件的一组制造工艺。对于本指南，我们将流程分为三类：切割、变形和组装。

常见的钣金包括钢、不锈钢、铝、锌和铜，这些材料的规格通常在 0.006 到 0.25 英寸（0.015 到 0.635 厘米）之间。较薄的量规更具延展性，而较厚的量规可能更适用于应用繁重的重型零件。

对于部分平坦或中空的零件，钣金制造可以成为铸造和机械加工等工艺的一种经济高效的替代方案。该过程也很快，并且产生的材料浪费最少。

钣金制造广泛用于工业和消费零件以及汽车、航空航天、能源和机器人等专业行业。

操纵钣金的三种主要方法之一是切割它。从这个意义上说，钣金制造可以被认为是一种减材制造工艺（如 CNC 加工），因为可以通过简单地去除材料部分来制造可用的零件。

制造商可以使用各种不同的机器来切割钣金件，其中一些是钣金加工所独有的。

钣金切割的关键方法之一是激光切割 .激光切割机使用通过透镜或镜子增强的强大激光。它是一种精确且节能的机器，适用于薄或中等规格的钣金，但可能难以穿透最硬的材料。

另一种钣金切割工艺是水射流切割 .水射流切割是一种钣金制造方法，它使用高压水射流（与研磨物质混合）来切割金属。水射流切割机特别适用于切割低熔点金属板，因为它们不会产生热量，不会使金属过度变形。

第三种钣金切割选项是等离子切割 .等离子切割机创建一个电离气体电通道，形成热等离子射流，该射流甚至可以轻松穿透厚规格的金属板。虽然不如激光或水射流切割机准确，但等离子切割机速度快、功能强大且设置成本低。

这三款切割机除了钣金外，还可以在其他材料上使用，但也有一些专门用于钣金加工的技术。

打孔的过程 （有时称为穿孔 )，例如，使用冲头和模具在钣金上创建精确的孔。金属板放置在两个组件之间，冲头迫使自身穿过金属到达模具。在冲压过程中，将去除材料的冲压圆片变成废料，但这些圆片也可以用作新工件：这称为下料 .

当创建许多孔时，可以使用类似的设备进行穿孔钣金件。

钣金制造工艺的另一个主要类别是钣金变形。这组流程包含了无数种方法来改变和操纵钣金而不切入它。

主要变形过程之一是钣金弯曲 .使用称为制动器的机器，一家钣金公司可以将钣金弯曲成 V 形、U 形和通道，最大角度为 120 度。较薄的钣金规格更容易弯曲。也可以做相反的事情：钣金制造商可以通过 decambering 工艺从带状钣金件上去除水平弯曲 .

冲压的过程是另一个变形过程，但它也可以被认为是它自己的一个子类别。它涉及使用配备工具和模具的液压或机械冲压机，其操作类似于冲压 - 尽管不一定必须去除材料。冲压可用于特定任务，例如 curling , 绘图 , 压花 , 翻边 , 和包边 .

纺纱是一种钣金制造工艺，与其他变形技术不同，它使用车床旋转钣金，因为它被压在工具上。该过程看起来类似于 CNC 车削甚至陶器旋压，可用于创建圆形钣金零件：圆锥体、圆柱体等。

不太常见的钣金变形工艺包括轮动，用于在钣金中制作复合曲线，以及轧制，其中金属板在一对辊之间进给以减小其厚度（和/或增加厚度的一致性）。

有些工艺介于切割和变形之间。例如，钣金膨胀的过程包括在金属上切割多个切口，然后像手风琴一样将金属片拉开。

钣金切割和变形是钣金成型的两种方式。第三种方式是组装，或者使用普通的紧固件或者其他方法。

虽然它并不总是被认为是一种制造过程，但使用紧固件组装钣金零件的不同组件螺栓、螺钉和铆钉是整个制造过程的重要组成部分。可以明确执行其他钣金制造工艺，如冲压，以便为铆钉和其他紧固件打孔。

钣金部件也可以使用焊接工艺连接在一起，其中加热以熔化与另一个组件连接的金属部分。两个组件的熔化金属熔合形成牢固的连接。不锈钢和铝等常见钣金具有良好的可焊性，但不同金属可能通过某些类型的焊接更好地焊接：电弧、电子束、电阻等。

如果您已经设计了钣金零件，那么您很可能对用于实现设计的制造工艺有一个很好的了解。事实上，Autodesk Fusion 360 和 Dassault Systemes Solidworks 等一些 CAD 实用程序可让您创建与弯曲和冲压等物理钣金制造过程相关的特征。

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