1.鈑金概念

鈑金（Sheet Metal)是針對金屬薄板（厚度通常在6mm以下）的一種綜合冷加工工藝，包括沖裁、折彎、拉伸、成形、鍛壓和鉚合等，其顯著的特征是同一零件厚度一致。

鈑金具有重量輕、強度高、導電（能夠用於電磁屏蔽）、成本低、大規模量產性能好等特點，目前在電子電器、通信、汽車工業、醫療器械等領域得到了廣泛應用，例如在電腦機箱、手機、MP3中，鈑金是必不可少的組成部分。
隨着鈑金的應用越來越廣泛，鈑金件的設計變成了產品開發過程中很重要的一環，產品設計工程師必須熟練掌握鈑金件的設計技巧，使得設計的鈑金既滿足產品的功能和外觀等要求，又能使得沖壓模具制造簡單、成本低。

2.各種鈑金件的制造工藝簡介

鈑金的常用的工藝有：

沖壓（Stamping）、折彎成型（Press brake forming）、沖孔（Punching）、彎曲（Bending）、卷曲（Curling）、脫模（Decambering）、拉深（Deep drawing）、擴展（Expanding）、褶邊/打死邊（Hemming and seaming）、液壓成形（Hydroforming）、漸進成形(Incremental sheet forming或ISF）、熨燙（Ironing）、激光切割（Laser cutting）、光化學加工（PCM或Photochemical machining）、射孔（Perforating）、滾軋成形（Roll forming）、軋制（Rolling）、旋壓（Spinning）、水射流切割（Water jet cutting）、旋轉（Wheeling）等。

不同於注塑件，一個復雜的鈑金件常常需要不同的工藝組合，才能順利地生產，這一點和金屬切削很像。所以一個復雜鈑金件常常需要多套設備和模具。

作為機械工程師，需要了解鈑金件的主要制造工藝。因為每一種生產方式，對鈑金都有不同要求。

接下來我們通過相關動圖看看他們是如何被加工的！

作者相信，這些動圖是十分有利於學習DFM的。當然最好去現場看看。

2.1 鈑金沖壓（Stamping）

沖壓（也稱為壓制）是將坯料或卷材形式的平板金屬放入沖壓機的過程，在沖壓機中，工具和模具表面將金屬制成網狀。沖壓包括各種鈑金成型制造工藝，例如使用機器壓力機或沖壓機的沖孔，落料，壓花，彎曲，翻邊和壓印。

這可以是單階段操作，其中壓力機的每個行程都會在鈑金零件上產生所需的形狀，或者可以通過一系列階段進行。該過程通常在鈑金上進行，但也可以用於其他材料，例如聚苯乙烯。通常級進模沖壓，是從鋼卷，卷軸進給，以將卷材退繞到矯直機以矯平卷材，然后進料到進料器中，進料器將材料推入壓機並以預定的進料長度進給。根據零件的復雜程度，可以確定模具中的工位數量。

沖壓通常在冷金屬板上進行。有關熱金屬成形操作，請參見鍛造。

這是鈑金件最常用的制造方式。

2.2 折彎成型（Press brake forming）

折彎是用於生產長而薄的鈑金零件的一種彎曲形式。折彎的金屬的機器被稱為折彎機。機器的下部包含一個稱為模具的V形凹槽。機器的上部包含一個沖頭，可將金屬板向下壓入V形模具中，從而使其彎曲。

折彎包含很多方式，但是最常見的現代方法是“空氣彎曲”"air bending"。在此，模具的角度要比所需的彎曲角度（通常為90度的彎曲角度，通常為85度）更尖銳，並且上部工具的行程受到精確控制，以將金屬向下推所需的量以使其彎曲90度。通常，通用機器的可用彎曲力約為每米長度25噸。下模具的開口寬度通常是要彎曲的金屬厚度的8到10倍（例如，在40毫米的模具中可以彎曲5毫米的材料）。金屬中形成的折彎的內半徑不是由上工具的半徑決定的，而是由下模具的寬度決定的。通常，內半徑等於成型過程中使用的V寬度的1/6。

2.3 沖孔（Punching）

沖孔是一種成形過程，使用沖壓機將稱為沖頭的工具壓過工件，以通過剪切產生孔。

沖孔適用於多種片狀材料，包括金屬片，紙張，硫化纖維和某些形式的塑料片。打孔器通常將工件壓入模具。在此過程中，來自孔的廢料塊會沉積到模具中。取決於要打孔的材料，該段塞可以回收再利用或丟棄。

大多數沖孔機是機械操作的，但是簡單的沖孔機通常是手動的。該機械壓力機的主要組件是機架，馬達，撞錘，模座，墊枕和底座。沖頭安裝在撞錘上，模具安裝在墊板上。隨着工件前進到下一個孔，廢料掉落下來。

工業上最常見的是大型計算機控制的沖床，稱為CNC。這些最常見的是“炮塔”或“軌道”品種。轉塔式沖床將沖頭及其相應的模具容納在旋轉的轉位轉塔中，而滑軌式沖頭將工具存儲在后軌上，而不影響工件。這些機器使用液壓和氣動動力，以足夠的力擠壓形狀，以剪切金屬。

沖孔的特點是：

這是在中等或較高制造水平的帶材或金屬薄板上開孔的最經濟有效的方法。
它能夠創建多個形狀的孔。
沖頭和沖模通常由常規工具鋼或硬質合金制成
它會產生拋光區域翻轉，並在所得孔的側壁上造成模頭斷裂。
這是一個快速的過程。

2.4 銅管彎曲（Tube bending）

彎管是用於永久性地形成管道或管材的任何金屬成形工藝。

彎管可以是成型綁定的，也可以使用自由彎曲的程序，並且可以使用熱支撐或冷成型的程序。

三輥推彎（TRPB）是最常用的自由彎曲工藝，用於制造由幾條平面彎曲曲線組成的彎曲幾何形狀。

該過程非常靈活，因為使用獨特的工具集，可以獲得幾個彎曲半徑值Rm，盡管該過程的幾何精度無法與旋轉拉伸彎曲相媲美。

2.5 激光切割（Laser cutting）

鈑金可以用各種方式切割，從稱為錫剪的手動工具到非常大的電動剪子。隨着技術的進步，鈑金切割已轉向計算機進行精確切割。許多鈑金切割操作都是基於計算機數控（CNC）激光切割或多工具CNC沖床。

CNC激光是承載激光束的透鏡組件並在金屬表面上移動。氧氣，氮氣或空氣通過激光束從同一噴嘴進入。金屬被激光束加熱並燃燒，從而切割金屬板。邊緣的質量是鏡面光滑的，並且可以獲得約0.1毫米（0.0039英寸）的精度。在1.2毫米（0.047英寸）薄板上的切割速度可以達到每分鍾25 m（82英尺）。大多數激光切割系統都使用基於CO2的激光源，其波長約為10 µm。一些較新的系統使用基於YAG的激光器，其波長約為1 µm。