钣金切割工艺概述

要将钣金制作成产品，则必须对其进行切割加工。由于钣金零件形状的不同，相应的切割工艺也多种多样。本文我们就来做个简单概述。

针对不同厚度的材料，不论是定制或是量产，下料工艺及其要求各不相同。并且，这些工艺会对后续加工有着不同程度的影响。在工业领域，生产效率最为关键，因此像钣金剪这种手动操作方法已被许多先进的切割方法所替代。

切割厚板：无可替代的火焰切割

针对厚板，火焰切割一般为首选。它适用于中厚和重厚的非合金钢和低合金钢。尤其是在加工50毫米以上厚度的板料时，火焰切割因其良好的经济性而被广泛使用。

火焰切割可以使材料的表面达到点火温度（建筑钢的点火温度为1150到1250°C之间），金属在氧气的作用下燃烧，产生的高温又作用于下层材料加热至点火温度，进而深入材料内部而实现重复自燃。未燃烧的氧化铁会变成液态，随着切割氧气被吹出切口，进而沉积在材料底部成为熔渣。

从特殊方案到高效工艺：等离子切割

火焰切割虽然受用，但在加工高合金钢、铝或铜等原材料时仍会面临效果不佳或无法切割的情况。此时，等离子熔断切割工艺便应运而生，简称等离子切割法。该工艺是利用等离子弧作为热源、借助高速热离子气体熔化和吹除熔化金属而形成切口的热切割。

等离子体是一种导电气体，等离子切割就是利用等离子体的热量使材料在特定点液化，再将液化材料从切口吹出。通过吹出切口和切割头的方式来实现持续快速地切割。它适用于加工材料厚度约为0.5到160毫米。由于切割速度快，等离子切割也在钣金加工领域得到广泛的应用。

大批量加工 - 冲压

针对薄板，冲压是一项重要的工艺。冲压用于生产平面零件或在钣金件上塑造形状和轮廓。冲压件是通过冲压模具在冲床上冲裁加工而成的。冲压工具由两部分组成：压力机和模具，模具的开口与压力机相匹配。在冲压过程中，冲床线性移动并浸入模具。冲头和模具的边缘平行移动，将板材分开。

在钣金加工中，冲压过程并不是连续的加工。事实上是冲压机压在材料上的力会在上部区域加压，下部区域，材料在冲头离开材料时断裂。

冲头和凹模之间必须有一个间隙，其大小取决于材料的强度和厚度。通常间隙是板件厚度的 2%至 5%。间隙的尺寸会影响各种因素例如切割件的毛刺高度。

冲压的一个特殊方式是"咬边"。它使用单面开口的冲压模具在板材的边缘冲出许多孔。与传统的冲裁和剪切工艺相比，它可以实现分模线或独立于模具的切割路径。模具可以向各个方向移动，从而形成复杂的形状。

具有高度灵活性的激光切割

冲压虽然可以高效制造许多相同的零件，但是在面对小批量或单件零件生产时并不是明智之选，因为开模会增加成本。在这种情况下，激光切割成为了钣金加工中的一道经济实用的工艺。用于切割的激光束由电磁波组成，它可以加热和切除几乎任何材料，这在物理学上被称为消融。

确切地说，激光切割过程是同时进行的两个过程：其一是板料在切割端吸收激光束并被加热；其二是喷气将切除的材料吹出切口，从而保护激光头等免受蒸汽和飞溅物的影响。根据从切口中清除出的材料形态是液体、氧化物还是蒸汽而定，切割工艺区分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割以及激光划片与控制断裂。不同的方法导致形成的毛刺也不同，甚至加工后的切割边缘还会附着氧化层需要去除。

激光切割适用于加工厚度达 40 毫米的钢板，50毫米的不锈钢板以及25毫米左右的铝板。然而，该工艺在加工铝和铜材料时会面临一个难题：材料不但会反射大部分激光束，而且其具有高热导性会将大量能量带离切割位置。

钣金加工的小众工艺：水切割和铣削

在钣金加工中比较少见的工艺是水切割法和铣削切割法。水切割工艺是利用压强为4000巴、速度为900米/秒的高压水流来切割金属。这种工艺即是基于水流在材料表面而产生高压，切割接近表面的微小颗粒，流出的水还会产生剪切力，这也有助于废料的去除。

水切割法的优势在于它用的是压力而非热能。以上提到的火焰切割、等离子切割或激光切割等工艺，切割过程中产生的热能会导致钣金零件不同程度的变形。

另一种用于金属切割的小众方法是铣削。铣削工具通过绕自身轴线高速旋转来去除材料。通过按设定的轨迹移动或让零件移动来获得所需的轮廓。在此过程中，铣削工具会从毛坯上去除切屑，从而加工出所需形状。

铣削加工在工业生产中很常见，但在钣金加工中用于塑造零件外形却比较少见，仅在飞机制造、医疗技术和某些铝板制造等领域得以应用。并且，与所有的切削加工方式一样，铣削也会产生毛刺，因此后续仍需要对零件进行去毛刺处理。