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特种钣金的加工工艺分析

Oct 16,20

近年来,随着国内、国际局势日趋复杂,客户对防护型车辆的需求逐渐增多,而防护型车辆车身内外表面多为特种钢板。早期特种车体结构普遍为特种钢板焊接拼接结构,但是焊缝部位为防护薄弱环节,因此使用折弯一体化减少焊缝的设计逐渐替代了原有的焊接拼接式结构。一般特种系列钢板材料抗拉强度为常规钢板的3~5倍(1500~2100 MPa),材料性能特殊,易开裂,回弹大、硬度大,普通加工工艺及刀具在结构及强度上均无法满足特种钢板的加工.

特种钣金产品的折弯工艺

特种钢板极其坚硬而又兼有韧性,通过优化合金成分,结合特有的直接淬火工艺,获得高硬度和高韧性,延伸率仅为7%左右,硬度普遍达到550HBW,普通折弯模具的结构、硬度、折弯参数都无法满足其加工需求,回弹大,易开裂,外表面容易产生压痕。一般加工制造企业采用的是V形及U形折弯模具,下模R角部位为固定结构,V口宽度一般为料厚的4~6倍,上模R角通常取1~1.5倍料厚.
针对特种钣金类产品,我们主要讨论自由折弯,我司重新开发了特种钣金的专用折弯模具,如图4所示。下模R角部位采用可拆换、可滚动的LD材质滚轴结构,上模、下模R角、V口宽度及角度重新设计,此处必须考虑到特种钣金类产品回弹较大的因素,比如上模R角可选3~6倍料厚,下模R角可选4~8倍料厚,V口宽度可选6~12倍料厚,这对于控制折弯回弹、开裂、外表面压痕都有着很好的作用。另外,折弯时有以下问题需要注意:(1)要注意与轧制方向成直角折弯,折弯前打磨去除所有瑕疵,剪切边缘也应打磨平。(2)折弯力和回弹会随特种钣金强度的增加而增加,板材硬度越高,折弯力越大且回弹也越大。
基于成本及维修方面考虑,上模R角、下模R角、上下模本体均可以采用可拆换结构,方便维修,又可降低成本。采用特种钣金折弯工艺具有柔性化生产的优点,便于产品升级调整,同时可以有效配合焊接的精度需求。前期投入小,投资周期短,对设备人员的要求相对较低,有利于降低企业成本。

特种钣金产品的切割工艺


针对特种钣金产品的切割工艺,主要有以下几种方式。
(1)水刀。该工艺可用于所有特种钣金产品下料,并且为首选方法,因为该工艺不存在热影响区,可彻底消除裂纹风险。
(2)激光切割。对于较厚的特种钣金产品下料,可采用这种工艺进行切割,这种工艺所产生的切口较窄,热影响区也较窄,一般小于3mm。
(3)等离子切割。特种钣金产品的下料也可采用这种工艺进行切割。这种工艺产生的切口一般宽3~4mm,热影响区宽度不超过5mm。并且等离子切割可以在水下进行,这样可以减少变形,产生的热影响区也更窄。
(4)气割。该工艺可用于厚达60mm的特种钢板,这种工艺会产生宽2~5mm的切口,热影响区一般宽4~10mm。值得一提的是,对高硬度的特种钢板采用不受控气割可能导致氢致裂纹(也称为冷裂纹),而板厚超过20~30mm时也可能产生这种情况,板材越厚,对开裂的敏感性也越高。而要避免在切割过程中或切割后产生裂纹,最有效的方法是对钢板进行预热,随后对切割部件进行高温保温。预热包括在开始切割前,将整张钢板或目标切口两侧至少100mm宽的区域加热到规定的最低温度,可以通过使用恒温加热炉、加热毯等方式实现,而在某些情况下也可使用燃气加热炉在整个过程中保持温度(可使用相同设备对切割部件进行高温保温)。只有当切割部件足够宽,能够消耗过多热量时,才能采用低速切割。
(5)砂轮。该工艺一般用于管材和圆钢的切割,也可用于特种钣金产品的直线切割。切口宽度与砂轮厚度相等,几乎没有热影响区。