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鈑金加工主要有三種:沖裁、彎曲、拉伸,不同的加工工藝對(duì)板材有不同要求,鈑金的選材也應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品的大致形狀和加工工藝考慮板材的選擇。
1 材料對(duì)沖裁加工的影響
沖裁要求板材應(yīng)具有足夠的塑性,以保證沖裁時(shí)板材不開(kāi)裂。軟材料(如純鋁、防銹鋁、黃銅、紫銅、低碳鋼等)具有良好的沖裁性能,沖裁后可獲得斷面光滑和傾斜度很小的制件; 硬材料(如高碳鋼、不銹鋼、硬鋁、超硬鋁等)沖裁后質(zhì)量不好,斷面不平度大,對(duì)厚板料尤為嚴(yán)重。對(duì)于脆性材料,在沖裁后易產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象,特別是寬度很小的情況下,容易產(chǎn)生撕裂。
2 材料對(duì)彎曲加工的影響
鈑金加工中需要彎曲成形的板材,應(yīng)有足夠的塑性、較低的屈服極限。塑性高的板材,彎曲時(shí)不易開(kāi)裂,較低屈服極限和較低彈性模量的板料,彎曲后回彈變形小,容易得到尺寸準(zhǔn)確的的彎曲形狀。含碳量<0.2%的低碳鋼、黃銅和鋁等塑性好的材料容易彎曲成形;脆性較大的的材料,如磷青銅(QSn6.5~2.5)、彈簧鋼(65Mn)、硬鋁、超硬鋁等,彎曲時(shí)必須具有較大的相對(duì)彎曲半徑(r/t),否則在彎曲過(guò)程中易發(fā)生開(kāi)裂。特別要注意材料的硬軟狀態(tài)的選擇,對(duì)彎曲性能有很大的影響,很多脆性材料,折彎會(huì)造成外圓角開(kāi)裂甚至折彎斷裂,還有一些含碳量較高的鋼板,如果選擇硬質(zhì)狀態(tài),折彎也會(huì)造成外圓角開(kāi)裂甚至折彎斷裂,這些都應(yīng)該盡量避免。
3 材料對(duì)拉伸加工的影響
板材的拉伸,特別是深拉伸,是鈑金加工工藝中較難的一種,不僅要求拉伸的深度盡量小,形狀盡可能簡(jiǎn)單、圓滑過(guò)渡,還要求材料有較好的塑性,否則,非常容易引起零件整體扭曲變形、局部打皺、甚至拉伸部位拉裂。屈服極限低和板厚方向性系數(shù)大,板料的屈強(qiáng)比σs/σb越小,沖壓性能就越好,一次變形的極限程度越大。板厚方向性系數(shù)>1時(shí),寬度方向上的變形比厚度方向上的變形容易。拉伸圓角R值越大,在拉伸過(guò)程中越不容易產(chǎn)生變薄和發(fā)生斷裂,拉伸性能就越好。常見(jiàn)的拉伸性能較好的材料有:純鋁鈑、08Al,ST16、SPCD。
4 材料對(duì)剛度的影響
在精密鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,經(jīng)常遇到鈑金結(jié)構(gòu)件的剛度不能滿足要求,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師往往會(huì)用高碳鋼或不銹鋼代替低碳鋼,或者用強(qiáng)度硬度較高的硬鋁合金代替普通鋁合金,期望提高零件的剛度,實(shí)際上沒(méi)有明顯的效果。對(duì)于同一種基材的材料,通過(guò)熱處理、合金化能大幅提高 材料的強(qiáng)度和硬度,但對(duì)剛度的改變很小,提高零件的剛度,只有通過(guò)變換材料、改變零件的形狀,才能達(dá)到一定的效果,不同材料的彈性模量和剪切模量有規(guī)定的。
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