在制造业的宏大图景中,钣金加工就像一支灵巧的画笔,在薄金属板上勾勒出各种形状和功能的作品。从简单的金属板到复杂的机械设备外壳,钣金制造利用其独特的工艺和技术,将普通金属材料转化为实用美观的产品零件。所以钣金制造如何运作?本文将带您深入探索该领域的奥秘,揭示如何钣金经历了切割、冲压、弯曲、焊接等一系列精细的操作,最终成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
什么是钣金制造?
钣金加工只是加工金属板的过程.它涵盖了从简单的剪切和切割到复杂的冲压、弯曲、焊接等一系列过程,旨在将金属板塑造成满足客户需求和设计要求的特定形状和尺寸。
钣金制造的优点是什么?
钣金制造包括多种技术,这些技术具有许多优点。最终部件具有均匀的壁厚和显著的机械性能。以下是一些主要的钣金加工的优势
1.准确性和效率
钣金制造的准确性和效率是一流的。它适用于生产原型和最终用途部件。此外,了解大多数钣金技术都是自动化的这一点至关重要。使用 CAD 软件和 CNC 加工消除了人为错误。因此,最终产品通常很少或没有变形。
2.多功能性
钣金制造工艺使用一系列技术和工具。这使得为您的项目选择最合适的方法变得容易。此外,金属部件制造并不限制人们可以使用的材料。有一千多种兼容的金属。但是,最终零件的应用会影响您使用的材料。
3.以低成本进行高产能生产
通过钣金制造,可以实现与市场需求相等的生产能力。虽然初始成本可能很高,设置时间可能很长,但当生产开始时它会变得更好。生产的零件越多,节省的钱就越多。
4.轻量化零部件的制造
钣金制造生产出轻质但耐用的零件。出色的轻量化强度比使其可用于汽车和航空航天零件制造。最终,它降低了制造成本并提高了燃油效率。
5.定制设计
钣金制造可用于提出创新设计,以构建定制和独特的零件。它很灵活,可以轻松地将金属板转化为个性化且美观的部件。金属板制造商可以提出创新想法并生产功能性定制产品。
钣金制造中使用哪些材料?
1.不锈钢
用于钣金制造和设计的不锈钢材料类型经久耐用、成本效益高,并且具有出色的机械强度。
2.铜
虽然铜价格昂贵,但其出色的耐用性、热性能和耐化学性使其成为制造钣金零件的流行材料类型。
3.铝
当优先考虑有效的强度重量比时,铝是钣金制造设计的绝佳选择。
4.黄铜
黄铜是铜和锌的合金,这表明它的综合硬度和耐腐蚀性。
5.预镀钢
预镀钢与普通钢相似,不同之处在于它涂有另一种金属,通常是锌。因此,它具有增强的耐腐蚀性,可以承受恶劣的天气。
常用哪些类型的钣金?
铝板
铝板由于其高强度重量比和固有的耐腐蚀性而广泛用于制造业,可满足大多数应用。在铝板制造中,通常 Al1100 牌号具有很强的耐腐蚀性和易成型性。它具有很高的导热性和导电性,使其适用于输电或电网线路。3003 级是一种中等强度合金,具有良好的成型性,用于热交换器和炊具。在 5052 和 6061 牌号中,前者因其强度、可成型性、可焊性和耐腐蚀性而在钣金制造中更为常见。6061 级是一种结构合金,用于挤压和高强度应用,例如卡车和船舶框架。
镀锌板
表面镀锌层镀锌金属板能有效防止钢板生锈,延长其使用寿命,保持冷轧钢板的机械性能,具有高强度。表面平整光滑,适用于需要外观的场合,价格相对适中,性价比高。常用于建筑行业、汽车行业、家用电器等。
铜/黄铜金属板
铜是一种优良的导体,黄铜(铜锌合金)也具有良好的导电性和导热性,并且易于切割、冲压和焊接。黄铜比纯铜具有更好的耐腐蚀性。由于它们的特性不同,铜和黄铜各有其用途。低锌黄铜易于冷成型、焊接和钎焊。铜片的高锌含量使其能够形成一层不会继续腐蚀的氧化物或铜绿,并在建筑和消费品等应用中提供所需的外观。
钛金属板
钛金属板可以定义为薄而扁平的钛板,这种金属以其高强度重量比和高耐腐蚀性而闻名。这些板材是通过热轧、冷轧或粉末冶金方法等工艺生产的。钛金属板广泛用于航空航天、汽车、医疗和海洋工业,其性能受到高度评价。由于其强度高、耐高温、与人体相容性强,用于生产飞机框架、发动机零件、人体植入物和船用产品等产品。
钣金制造如何运作?
1.design
设计阶段是项目奠定基础的地方。设计师通常会创建产品的初始草图或 2D/3D 模型,这可以使用计算机辅助设计 (CAD) 软件或手动完成。在开始生产之前,列出重要因素,例如商品的预期用途、所需的尺寸和公差,以及所需的任何特定材料或饰面。
2.切割
激光切割通常是制造过程的第一步。激光切割是切割钣金的最精确方法之一,因为激光能够遵循编程设计并准确切割材料。
3.弯曲
使用折弯机等设备或数控折弯机以弯曲切割的钣金零件。根据设计要求,选择合适的弯曲模具和弯曲角度,确保弯曲区域光滑无裂纹。对于需要局部弯曲的零件,如拐角或特殊形状的区域,需要精细的操作,以确保弯曲精度和外观质量。
4.成型
成型过程将材料弯曲或变形成所需的形状。与切割(还原材料)不同,成型实际上是在不减少其质量的情况下重塑材料。
5.焊接
有多种焊接技术可用于钣金加工,包括 MIG 焊接、TIG 焊接、机器人 MIG 焊接和点焊。
金属惰性气体 (MIG) 焊接:这是一种通常的快速焊接选项,更适合较厚的材料。
钨极惰性气体保护气体 (TIG) 焊接:提供比 MIG 更好的控制和精度。最适合较薄的材料。您可能还会看到它被称为钨极气体保护焊 (GTAW)。
机器人 MIG 焊接:这是更传统的 MIG 焊接的自动化版本。
点焊:这是电阻焊工艺的后续过程。
6.整理
精加工是准备金属产品的最后一步,使其更耐腐蚀,增加了另一层耐用性。它还有助于使表面看起来更美观。常见工作包括表面处理、抛光和粉末喷涂(可选颜色)、阳极氧化、钝化等。
7.测试
对加工后的钣金产品进行全面的质量检查,包括尺寸测量、外观检查、性能测试等方面。确保产品符合设计要求和质量标准。
8.包装
经过加工和检验的商品必须妥善包装,以防止在运输和储存过程中出现残损。在包装过程中,应注意产品的固定和保护措施,以确保产品安全到达买家手中。
弯曲钣金使用哪些技术?
常见钣金折弯 技术主要包括:
1.手动折叠
如果您没有折弯机,手动弯曲钣金也是一种选择。首先,您需要根据所用金属的类型计算板材的弯曲公差。接下来,用记号笔标记弯曲线并将板材切割成合适的尺寸。将木板牢固地放在虎钳夹中,使用木块作为将木板弯曲的形状或角度的参考。接下来,用木槌轻轻敲击板材,直到金属变形。此方法仅推荐用于厚度不超过 2 毫米的板材,因为较厚的板材可能会破裂。虽然手动弯曲钣金是一种简单快捷的方法,它不能保证折弯机可以提供的质量和精度水平。对于较厚的板材或更复杂的弯曲,建议使用弯曲机以避免板材破损。
2.弯曲机
折弯机对于制造涉及钣金制造的结构至关重要。它钣金折弯 通过在模具上将它们冲压成正确的形状。该机器可以弯曲厚达 20 毫米的板材。弯曲机有两种类型:机械弯曲机和液压弯曲机。使用折弯机,您可以进行 V 形或 U 形弯曲。V 形弯曲 (V-bend) 是在金属冲压成模具形状时形成的。这种弯曲只能用厚度不超过 2 毫米的板材进行。也可以使用折弯机进行空气弯曲,其中冲头仅将板材压至所需角度,而不是完全压入模具中。折弯机是一种多功能工具,可以对不同厚度的板材进行各种弯曲。
3.激光弯曲
激光弯曲是一项相对较新的技术,它依靠激光束的精度来产生高质量的弯曲。激光折弯机结合了激光切割机和折弯机的优点。首先,使用激光将金属板切割成所需的形状和尺寸。接下来,仍然使用激光加热金属板要弯曲的区域,使金属更具延展性,从而更容易弯曲金属板。金属板加热后,传统的折弯机执行弯曲。这折弯钣金该技术具有多种优势,包括能够快速准确地弯曲和弯曲非常厚的板材。它还可以以非常大的角度弯曲,而不会有板材变形或开裂的风险。
选择钣金厚度的关键要点
了解钣金量规厚度是任何项目的关键。这不仅仅是选择一个数字。您需要考虑几个因素,以确保您的零件符合预期并发挥其性能。
钥匙要点 | 插图 |
仪表系统 | 较小的数字意味着更厚的金属。但规格因材料而异。始终检查仪表图以了解确切的厚度。 |
项目需求 | 考虑强度、重量和耐腐蚀性。较厚的规格提供更高的强度,但会增加重量。对于户外项目,请选择与金属的自然电阻相辅相成的仪表。 |
成本与收益 | 较厚的板材通常成本更高。平衡材料成本与项目要求。有时,略微减少厚度可以在不影响质量的情况下节省资金。 |
材料可用性 | 始终检查您的制造商库存。针对不可用的仪表进行设计可能会导致延迟和额外成本。与您的制造商进行开放式沟通有助于简化您的项目。 |
选择合适的厚度需要做出明智的决定。考虑强度、重量、耐腐蚀性、成本和可用性。请咨询您的制造商,以确保您使用的材料最适合您的需求。一些常见钣金量规图:
估算钣金制造成本
在当今竞争激烈的市场背景下,全面了解钣金制造的成本结构是建立适当定价策略的关键基础。钣金部件的生产周期涵盖所有关键阶段,包括切割、弯曲、滚压成型、冲压和焊接。
估算原材料成本
我们需要将整个生产周期分解为几个可管理的单元,并逐一估计这些可管理的单元,以更准确地估计与每个阶段相关的成本。在此前提下,我们的重点应该放在原材料成本的计算上。考虑到产品体积、材料密度和具体材料成本,我们可以使用以下公式估算原材料成本:
原材料成本 = 体积材料密度材料成本(每公斤)
作为公式的一个说明性示例,假设密度为 6.8 k g/dm3,板材尺寸为 700 x 300 毫米,厚度为 1.5 毫米,材料成本为每公斤 0.8 美元,我们可以计算出单位原材料成本的值。
机械加工成本
考虑到机器的小时成本、循环工作时间和系统的加工效率,我们不能忽视加工成本。计算加工成本的公式为:
效率 /(每单位周期时间的每小时成本)= 加工成本
例如,如果周期时间为 14 秒,效率为 84.5%,每小时成本为 78.8 美元,我们可以计算出每单位的处理成本。
总成本
将原材料成本和加工成本相加,得到直接生产成本的总单位。通过对不同生产阶段的这一过程进行反复计算,我们可以充分掌握整个生产周期的成本结构,为制定有效的成本和经济策略提供坚实的基础。这种详细的成本估算在制定可持续制造计划和定价策略方面发挥着重要作用。
影响钣金制造成本的因素
在估算钣金加工将直接影响项目经济和最终成本的成本。
材料成本 | 钣金加工中使用的材料成本占总成本的很大一部分。不同材料的成本差异很大,如不锈钢、铝合金、碳钢等材料的价格不同。 |
加工过程 | 不同钣金加工工艺会影响成本,如冲压、焊接、切割等工艺的复杂性和耗时都会影响成本。 |
设备成本 | 所需的设备、机械和工具的投资成本钣金加工也是影响成本的重要因素。先进的设备和工具可能会提高生产力,但也会增加成本。 |
人工成本 | 人工成本是钣金制造成本,包括操作员、技术人员和管理人员的工资、培训和福利。 |
设计要求 | 产品的设计要求将直接影响加工的难度和成本。复杂的设计需要更多的加工技术和精度,从而增加了成本。 |
购买数量 | 大规模生产通常可以降低成本,因为可以通过规模效应节省材料、劳动力和设备的成本。 |
质量要求 | 高质量的产品通常需要更严格的工艺要求和检验标准,这可能会增加成本。 |
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常见问题
1.钣金制造的流程是怎样的?
首先,创建产品的初始草图或 2D/3D 模型,使用切割技术切割金属板,然后使用弯曲机、CNC 弯曲机等设备弯曲切割的钣金零件。根据图纸将材料弯曲或变形成所需的形状,然后焊接金属板,最后对金属产品进行分类、测试和包装。
2.我们如何降低制造成本?
为了降低制造成本,请专注于高效的材料选择,简化设计以简化设计,采用自动化来完成重复性任务,优化能源使用,有效管理供应链,投资于员工培训,确保严格的质量控制,探索再利用和回收选项,并培养持续改进的文化。这些策略共同有助于节省成本,而不会影响制造工艺和最终产品的质量。
3.钣金的工作原理是什么?
工作原理钣金主要是通过在金属板上进行切割、弯曲、冲孔等工艺来生产所需的形状和尺寸。这些工艺步骤的结合和合理应用,使钣金产品被广泛应用于汽车、航空航天、电子设备、建筑等领域。
4.如何降低复杂工艺流程带来的生产成本?
对现有流程进行审查和优化,以消除不必要的步骤。引入自动化和机器人技术以减少手动操作。采用先进的加工设备和工具,提高生产效率。
总结
钣金是一种重要的金属制造技术并广泛应用于许多领域。通过精密的工程设计和图纸制作、严格的材料采购和切割、精确的弯曲和组装以及必要的表面处理,可以加工出高质量的钣金零件。在制造过程中,必须严格遵守安全操作规程,以确保人身安全和设备安全。希望这篇文章能帮助读者更好地了解钣金制造的过程和关键点。
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隆盛团队
本文由多位 Longsheng 撰稿人撰写。龙盛是制造业的领先资源,拥有CNC 加工,钣金加工,3D 打印,注塑,金属冲压等。