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钣金加工厂家的行业发展趋势
现代化钣金加工技术是以数控钣金加工设备为核心,配以齐备的工、模、夹具及辅助设备等,形成坚实的现代高新技术基础。成为现代新兴的钣金另工技术,是当前领先技术。
钣金加工在日常生产中已是无处不在,被广泛用于航空、船舶、轨道交通、汽车、计算机机箱、通信机箱机柜、医疗器械、仪器仪表等领域。随着技术的发展,对钣金加的需要只会有增无减,可见钣金加工智能化必将在技术进步的进程中担当主角。
而钣金加工智能化主要体现在以下几个方面:
1、智能制造装备-具有感知、分析、推理、决策及控制功能的制造装备的统称;
2、智能柔性生产线-在智能技术的基础上建立柔性生产线是钣金加工生产的发展趋势;
3、机器人-在钣金加工行业,已有用于工作条件较差的焊接、打磨等工艺的机器人,也有用于下料、折弯成形工艺的机器人;
4、信息化管理-钣金加工技术的自动化、智能化发展趋势,必然促使钣金加工企业的管理变革。建立信息化管理体系势在必行。
吉林四平华久钢铁物资有限公司位于莲湖枣园西路221号综合库院内 ,是一家专业从事 不锈钢天沟等产品的生产厂家,还生产各种规格吉林四平品种多样。我厂拥有一支高素质的的研发团队,拥有国内优良的生产技术,通过引进国内外较先进的生产设备,在制作工艺和环节上精益求精,使产品从设计到制造无误。
公司生产的产品在很多行业有着广泛应用。在市场发展中,我们将不断努力,不断创新,开发出品质的产品,从而以优良的产品、无微不至的服务,回馈我们的客户!
激光切割在金属钣金加工中的运用
钣金车间传统加工方式包括剪板、冲裁和折弯等工艺流程。其中冲裁工艺需要大量的模具,具有少切削及无切削工艺特征。在一个产品加工时一般会配备几十套模具,甚至有的产品可能需要上百套模具。从经济角度上看,配备大量的模具,产品的成本相应增加,造成资金浪费。为适应现代钣金加工,降低生产成本和提高加工工艺,激光加工技术便应运而生。
随着激光切割机的应用,钣金加工工艺得到了飞速发展,并给钣金制作加工带来了革命性理念。激光切割工艺以及激光切割机设备正在被广大板材加工企业所熟悉接受,并以其加工效率高、加工精度高、切割断面质量好、可进行三维切割加工等诸多优势逐步取代传统钣金切割设备(以数控设备为主,包括剪床、冲床、火焰切割、等离子切割、高压水切割等传统的板材加工设备)。激光加工技术在钣金加工工艺中具有很重要的位置,提高了钣金工艺劳动生产率,推动了钣金工艺的发展。激光切割机柔性化程度高,可以大大地缩减加工周期,切割速度快,出产效率高,提高加工精度,加快产品的开发速度,这些优点被众多制造企业关注。
激光切割机是将激光器发射出的激光,经光路系统,聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面,使工件达到熔点或沸点,同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动,终使材料形成切缝,从而达到切割目的。激光切割加工是用不可见的光束代替了传统的机械刀,具有精度高、切割快速、不受切割图案限制、自动排版节省材料、切口平滑、加工成本低等特点,将逐渐改进或取代传统金属切割设备。激光刀头的机械部分与工件无接触,在工作中不会对工件表面造成划伤;激光切割速度快,切口光滑平整,一般无需后续加工;切割热影响区小,板材变形小,切缝窄(0.1~0.3mm);切口没有机械应力,无剪切毛刺;重复性好,不损伤材料表面,数控编程,可加工任意平面图,对幅面很大的整板切割,无需开发模具,经济省时。一般来讲,建议12mm以内的碳钢板、10mm以内的不锈钢板使用激光切割机。激光切割机无切削力,加工无变形,无刀具磨损,材料适应性好。无论是简单还是复杂零件,都可以用激光一次精密快速成形切割。可实现切割自动排样、套料,提高了材料利用率,经济效益好。
激光切割机分类
根据激光发生器的不同,目前市面上大致可分为三种激光切割机:CO2激光切割机、YAG(固体)激光切割机、光纤激光切割机。
CO2激光切割机
CO2激光切割机:可以稳定切割20mm以内的碳钢、10mm以内的不锈钢、8mm以下的铝合金。CO2激光器波长为10.6μm,比较容易被非金属吸收,可以高质量地切割木材、亚克力、PP、有机玻璃等非金属材料,但是CO2激光的光电转化率只有10%左右。CO2激光切割机在光束出口处装有喷吹氧气、压缩空气或惰性气体N2的喷嘴,用来提高切割速度和保证切口的平整光洁。为了提高电源的稳定性和寿命,CO2气体激光要解决大功率激光器的放电稳定性。根据国际标准,激光危害等级分4级,CO2激光属于危害小的一级。
主要优点:功率大,一般功率都在2000~4000W之间,能切割25mm以内的全尺寸不锈钢、碳钢等常规材料、以及4mm以内铝板和60mm以内的亚克力板、木质材料板、PVC板,切割薄板时速度很快。另外由于CO2激光器输出的是连续激光,在切割时是三种激光切割机中切割断面光滑的。
主要市场定位:6~25mm的中厚板切割加工,主要针对大中型企业以及部分纯对外激光切割加工企业。由于其激光器维护耗损大,主机耗电量大等无法克服因素,近年来受到光纤激光切割机的巨大冲击,市场处于明显萎缩状态。
YAG(固体)激光切割机
YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点,但能量效率一般低于3%。目前产品的输出功率大多在800W以下,由于输出能量小,主要用于打孔和点焊及薄板切割。它的绿色激光束可在脉冲或连续波的情况下应用,具有波长短、聚光性好特点,适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工的情况,也可用于切削、焊接和光刻等。YAG固体激光切割机激光器的波长不易被非金属吸收,故不能切割非金属材料,且YAG固体激光切割机需要提高电源稳定性和寿命。需要研制大容量、长寿命光泵激励光源,采用半导体光泵可使能量效率大幅度增长。
主要优点:能切割其他激光切割机无法切割的铝板、铜板以及大多数有色金属材料。机器采购价格便宜、使用成本低、维护简单,大部分关键技术已被国内企业所掌握。配件价格及维护成本低,且机器操作维护简单,对工人人员素质要求不高。
主要市场定位:8mm以下切割。主要针对自用型中小企业和加工要求不是特别高的大多数钣金制造、家电制造、厨具制造、装饰装潢、广告等行业用户,未来可能逐步取代线切割、数控冲床、水切割、小功率等离子等传统加工设备。
光纤激光切割机
光纤激光切割机可以通过光纤传输,柔性化程度空前提高,故障点少、维护方便、速度快,在切割4mm以内薄板时具有很大优势,但是受固体激光波长的影响,其在切割厚板时质量较差。光纤激光器切割机波长为1.06μm,不易被非金属吸收,故不能切割非金属材料。光纤激光的光电转化率高达25%以上,在电费消耗、配套冷却系统参数等方面光纤激光优势相当明显。根据国际标准,光纤激光由于波长短,对眼睛伤害很大,属于危害大的一级。出于考虑,光纤激光加工需要在全封闭的环境进行。光纤激光切割机作为一种新兴激光技术,普及程度远远不如CO2激光切割机。
主要优点:光电转换率高、电力消耗少、能切割12mm以内的不锈钢板、碳钢板,是这三种机器中切割薄板速度快的激光切割机。割缝细小、光斑质量好,可用于精细切割。
主要市场定位:12mm以下切割,尤其是薄板的高精密加工。主要针对加工精度及效率要求极高的厂家。估计伴随着5000W及以上激光器的出现,光纤激光切割机终会取代CO2大功率激光切割机的大部分市场。
激光切割方式
图1所示为激光切割的三种方式。
图1 激光切割方式
激光熔化切割
⑴激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。
⑵激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,气体本身不参与切割。
⑶激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。
⑷大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度增加和材料熔化温度增加而成反比例地减小。在激光功率一定的情况下,限制因素是割缝处的气压和材料的热传导率。
⑸激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。对于钢材料来说,会产生熔化但不到气化的激光功率密度,激光功率密度在104W/cm2~105W/cm2之间。
激光火焰切割
激光火焰切割与激光熔化切割不同之处在于其使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后金属之间的相互作用,发生化学反应使材料进一步加热。对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。
另一方面,该方法和熔化切割相比切口质量更差。实际上生成了更宽的割缝、明显的粗糙度、增加热影响区区域和更差的边缘质量。
⑴激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是有缺陷的(有烧掉尖角的危险)。可以使用脉冲模式激光限制热影响区。
⑵所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因素是氧气的供应和材料的热传导率。
激光气化切割
激光气化切割过程中,材料在割缝处发生气化,此情况下需要非常高的激光功率。为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料厚度一定不要大大超过激光光束直径,该加工因而只适合用在没有熔化材料排出的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。
该加工不能用于木材和某些陶瓷,这些材料通常要达到更厚的切口。
⑴激光气化切割中,优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。
⑵激光功率和气化热对优焦点位置有一定的影响。
⑶板材厚度一定的情况下,大切割速度反比于材料气化温度。
⑷所需激光功率密度大于108W/cm2,取决于材料、切割深度和光束焦点位置。
⑸板材厚度一定的情况下。假设有足够的激光功率,大切割速度受到气体射流速度限制。
激光加工过程
加工过程指激光光束、加工气体和工件之间的相互作用。图2所示为加工参数。
图2 加工参数
切割过程
在进行切割之前,激光必须将工件加热到材料熔化和气化所需的温度。
切割平面由一个几乎垂直的平面组成,该平面吸收激光辐射加热并熔化。在激光火焰切割中,进入割缝的氧气流进一步加热熔化区,达到接近沸点温度,产生的气化把材料移走。同时借助加热气体,液化材料从工件下部排出。
激光熔化切割中,液化材料随气体排出,该气体保护割缝以防氧化。连续的熔化区沿着切割方向逐渐滑移,因而得到一条连续割缝。激光切割过程许多重要活动发生在该区域,对这些活动的分析可以得到激光切割的重要信息,可以计算切割速度并解释牵引线特性的形成。
材料特性
在工件上进行切割的结果可能出现整洁的切口,或者相反,存在边缘粗糙或过烧情况。
影响切割质量重要的因素有。
⑴合金成分。
合金成分在一定程度上影响着材料的强度、比重、可焊接性、抗氧化能力和酸性。铁合金材料中的一些重要元素有碳、铬、镍、镁和锌等。
碳含量越高,材料越难切(临界值认为是含碳0.8%)。以下型号碳钢用激光切割效果很好:St 37-2,StW 22,DIN 1.203。
⑵材料基本微观结构。
一般来说,组成材料的颗粒越细,切割边缘质量越好。
⑶表面质量和粗糙度。
如果表面有生锈区域或氧化层,切割的轮廓将不规则并出现许多破损点;要切割波纹板,就选择大厚度切割参数。
⑷表面处理。
常用的表面处理有镀锌、涂漆、阳极电镀或覆盖分层塑料胶片。用锌处理过的板材易在边缘出现挂渣。对于涂漆的板材,切割质量依赖于所涂产品的成分组成。
有分层材料涂层的板材非常适合激光切割。为了使电容式探测无故障工作,让分层涂层得到优粘合(避免产生浮泡),分层边必须总是在切割工件的上部。
⑸光束反射。
光束在工件表面如何反射取决于基本材料、表面粗糙度和处理方式。一些铝合金、铜、黄铜和不锈钢板材具有高反射率特点。切割这些材料时,要特别注意调节好焦点位置。
⑹热传导率。
焊接时,低热传导率的材料和高热传导率的材料相比,需要更小的功率。比如对于铬镍合金钢,所需的功率要小于结构钢,加工产生的热吸收也更少。又比如铜、铝和黄铜这些材料焊接时会散失掉一大部分吸收激光产生的热,因为热从光束目标点处传导开了,所以热影响区的材料更加难熔化。
⑺热影响区。
激光火焰切割和激光熔化切割会导致切割材料边缘区域发生材料变异。关于热影响区域的范围与基本材料厚度之间的关系,表1列出了一些参考数值。
表1 材料厚度与热影响区域的关系
从表中可以了解:⑴加工低碳钢或无氧钢时,热影响区淬火现象减少了;⑵高碳钢(比如Ck60)会出现边缘区域变硬现象;⑶硬轧铝合金的热影响区会比其余部分稍微软一些。
钣金加工冲压件加工的常见问题及原因
1.毛刺:冲孔或切边角过程中不完全留有余料,钢板截断面下部位产生毛刺,以截断面为基准,毛刺高度为0.2mm以上时,发生的铁粉会损坏模具并产生凸凹。 2.凸凹:材质表面异常凸起或凹陷,是开卷线有异物(铁屑、灰尘)混入引起的。 3.辊子印:清洗辊子或者送料辊子附着异物引起(以固定节距发生),一般情况下可以将板料上的辊子印异物去掉即可。 4.滑动印:由于辊子滑动引起,在突然停止或者加速时发生。 5.卷料粉碎可能或许边沿起皱:开卷线的导向辊可能或许模具上的导向辊间隙小时产生的起皱情景,由于卷料送入不屈衡引起。 6.划痕:产生零件上有划痕的主要原因,模具上有尖利的伤痕或有金属尘屑掉入了模具,防止措施为修磨模具上的伤痕和金属尘屑。 7.底部开裂:产生零件底部开裂的主要原因是材料塑性较差或模具压边圈压得过紧,防止措施为更换塑性较好的材料或把压边圈放松一些。 8.侧壁有:产生零件侧壁有的主要原因是材料的厚度不够(比较小的允许厚度还薄)或上、下模安装时出现偏心,造成一边间隙大,另一边间隙小,防止措施为即时更换材料和重新调整模具。
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