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加工钣金成型是将金属板料、型材、管材等半成品,利用材料的可塑性,在不产生切削的情况下制成各种薄壁零件的加工技术。成形工艺是与成形时所用机床设备和工艺装备(模具等)密切相关的。该技术的开发不仅提高钣金工艺技术水平,而且提高钣金零件成形质量和提高钣金机械化自动化水平,减少手工劳动量。钣金激光成形是近年发展起来的一项无模具成形新技术,如激光冲击成形、激光弯曲成形、激光打标机等,可用来弯曲板材、成形半球体、球体、S形等异形截面零件,或在管子的特定区域作凸缘、收缩、胀形,如飞机上的连接角片、隔板、型材、支架、蒙皮和汽车上的灯罩等。
钣金板在激光冲击成形前,在零件表面上实施涂覆工艺—“表面黑化处理”,然后在涂覆层上再覆盖一层透明材料,称之为透明层,如流动的水。激光照射时,透过透明层,光束能量被不透光的涂覆层初步吸收,蒸发一薄层涂覆层材料。蒸发了涂覆层材料继续吸收光束的剩余能量,从而迅速成为高压气体。高压气体在透明层的限制下,产生冲击应力波,并作用在工件上,使工件产生变形。同时,来自高压气体的部分应力波穿透工件表面,使一定深度的表层产生残余压应力,有助于强化工件表层,提高疲劳寿命。另外,还有一部分应力波则穿过透明材料,称之为应力波损失。
近年来出现的激光技术可以说是给钣金加工带来了又一次革命,激光切割和激光成形应运而生。采用激光切割加工板料,"模具更换"等价于在NC(数控机床)系统中插人新的加工(切割或成形)程序,所以模具管理问题被NC程序的装卸问题所代替。当激光加工设备的稳定、可靠、配套和自动化程度高,则工艺技术理论研究的数据可信度大,工作面开展广,工业应用范围将相应扩大。激光切割与CAD/CAM技术相结合,可实现加工各种复杂几何形状自动化过程,其中需要采用许多先进技术,如产品设计与工艺设计的专家数据库等。现代生产大都是多品种小批量生产,为提高生产率,钣金冲裁应采用成组套裁,即在一块板料上同时加工出多种零件。由于柔性制造系统的出现解决了小批量、多品种的钣金件生产,降低了生产成本,极大地提高了市场响应速度,新品研制、转产适应度,从而缩短研制和生产周期。
