钣金切割

切割过程是指通过施加足够大的力使材料失效而将一块钣金分开的过程。正在形成的切口可能遵循一条开放路径来分离部分材料或一条封闭的切口并移除该材料。切割过程的几何可能性取决于所使用的技术,但大多数都能够切割出任何2D形状。一些最常见的钣金切割工艺使用剪切力分离材料。前一中可以找到这些过程的描述。在本节中,将讨论使用其他力(如热能或磨损)的切割过程。使用这种力的一些常见的钣金切割方法包括:激光束切割等离子切割水喷射切割

激光束切割

激光切割使用大功率激光切割金属板材。一系列镜子和镜头将高能光束直接聚焦到要切割的表表面。当光束击中表面时,光束的能量会熔化并蒸发下面的金属。任何剩余的熔融金属或蒸汽都被气体流吹离切口。激光束相对于板材的位置被精确控制,使激光能够沿着所需的切割路径。
这个过程是在激光切割机上进行的,包括电源、激光系统、反射镜、对焦镜头、喷嘴、加压气体和工作台。最常用于钣金切割的激光器是二氧化碳基激光器,功率约为1000-2000瓦。但是,Nd 和 Nd-YAG 激光有时用于非常高的功率应用。激光束由一系列反射镜和包含镜头和喷嘴的”切割头”引导,将光束聚焦到切割位置。切割表面的光束直径通常约为 0.008 英寸。在某些机器中,切割头能够在 X-Y 平面上移动到夹在下面固定表的工作件上。在其他激光切割机中,切割头保持静止,而桌子在它下面移动。这两个系统都允许激光束切除工作件中的任何 2D 形状。如上所述,加压气体也用于在切割形成时吹走熔融的金属和蒸汽。这辅助气体(通常是氧气或氮气)会进入切割头,并被吹出与激光束相同的喷嘴。
激光切割可以在黑色金属和有色金属的钣金上预制。反射率低、导电性差的材料使激光束最为有效 – 碳钢、不锈钢和钛是最常用的。反射光和传导热量的金属,如铝和铜合金,仍然可以切割,但需要更高的功率激光。激光切割也可用于超越钣金应用,切割塑料、陶瓷、石材、木材等,如前所述,激光切割几乎可用于切割任何二维形状。但是,最常见的用途是切割外部轮廓或复杂功能。简单的内部功能,如孔或插槽通常使用其他钣金工艺冲出。但高度复杂的形状和外部分边界非常适合激光切割。激光切割不需要与材料进行任何物理接触,这一事实对切割质量有许多好处。首先,形成最小的毛刺,创建一个光滑的边缘,可能不需要任何整理。其次,任何工具接触都不意味着表的失真程度极小。此外,受激光束影响的狭窄区域仅存在少量热失真。最后,切割过程中不会在材料中嵌入任何污染物。虽然不是质量问题,但值得注意的是,缺乏物理工具磨损将降低成本,使激光切割成本对低批量生产有效。

能力

板厚: 0.02-0.50 在.
切割速度:30-500 IPM(1000 IPM 可行)
Kerf 宽度: 0.006-0.016 in. (0.004 在. 可行)
容差:±0.005分(±0.001分)
表面完成: 125-250 μin

设计规则

边缘 – 伯尔斯是最小的,但可以通过使用更薄的板材库存进一步减少。
角 – 圆角比锐角更胜一筹。内部角必须具有等于激光束半径的最低半径。
孔 – 最小孔直径应约为板材厚度的 20%,降至 0.010 英寸。激光切割孔将有轻微的自然锥形。
可以同时切割多张纸张以降低成本

等离子切割

等离子切割使用电电气体(等离子体)的聚焦流来切割钣金。等离子体在极高的温度和高速动,并通过喷嘴朝向切割位置。当等离子体接触下面的表面时,金属会融化成熔融状态。然后,熔融金属被喷嘴中的电离气体流吹离切口。等离子流相对于板的位置被精确控制,以遵循所需的切割路径。
等离子切割是使用可能手持的等离子火炬,或者更常见的是计算机控制的等离子火炬进行的。数控(计算机数控)等离子切割机使切割变得复杂和精确。在任一类型的等离子火炬中,等离子体的流动都是通过通过喷嘴指向切割表面以高速吹惰性气体而形成的。通过气体流动形成的电弧将气体电电化成等离子体。然后,喷嘴将等离子体的流动聚焦到切口位置。与激光切割一样,此工艺不需要任何物理模张来降低初始成本,并允许具有成本效益的低批量生产。
等离子切割的能力与激光切割略有不同。虽然这两种工艺几乎都能从钣金中切割出任何二D形状,但等离子切割的精度和完成程度不能相同。边缘可能是粗糙的,特别是较厚的板材,材料的表面将有一个氧化物层,可以删除与次要过程。然而,等离子切割能够切割比激光切割厚得多的床单,并且通常用于金属板以外的工作件。

水喷射切割

喷水切割使用高速水流切割金属板。水通常含有磨蚀性颗粒来穿磨材料,并在大约2000英尺/秒的高速下以狭窄的喷射器飞行。因此,水喷射对切割位置的材料施加非常高的压力(约 60,000 psi),并迅速侵蚀材料。水喷射的位置通常由计算机控制,以遵循所需的切割路径。
水喷射切割可用于从钣金中切割出几乎任何 2D形状。切割的宽度通常在 0.002 到 0.06 英寸之间,边缘质量良好。由于没有毛刺形成,通常不需要二次整理。此外,不使用热量熔化材料,如激光和等离子切割,热失真不是一个问题。

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