什么是凸緣加工(翻邊加工)?介紹其優缺點和主要用途

發布日期: 2024-04-25

凸緣加工是在金屬板材加工過程中的一種工藝,類似鈑金件加工和沖壓加工。它通常在螺釘、管道等與金屬板相連接的孔部進行,具有可減少零件數量、易于與其他零件連接等優點。本文將對凸緣加工的特點、利弊等進行說明。
凸緣加工是在金屬板材加工過程中的一種工藝,類似鈑金件加工和沖壓加工。

 

 

?什么是凸緣加工(翻邊加工)?

凸緣加工是指在金屬板上孔周圍形成凸起形狀的加工方法。它也是對金屬板進行的一種塑性加工,類似于鈑金件加工和沖壓加工。凸緣加工又稱翻邊加工。
加工時,先在板材上鉆孔,然后再用直徑大于孔徑的凸模沖孔。這樣孔被擴大的同時,孔周圍的材料也被凸模頂起。
加工時,先在板材上鉆孔,然后再用直徑大于孔徑的凸模沖孔。這樣孔被擴大的同時,孔周圍的材料也被凸模頂起。
如上圖所示,其特點是,原本孔是平面的,而在凸緣加工之后會形成一個三維的隆起形狀,由此還可以增強孔周圍的抗彎曲性。凸緣加工的方法有兩種,分別為普通加工和拉深加工。采用普通加工,凸緣高度較小,并受中心圓直徑(凸緣厚度中心圓直徑)制約。而拉深加工的特點是凸緣高度較大大,且加工后內、外直徑的尺寸精度較高。凸緣加工經常與攻絲和焊接等其它加工方法結合使用。

?凸緣加工的優點

下面介紹凸緣加工的用法和優點。

  • 使得螺紋孔加工變得簡單
對于金屬薄板來說,即使通過攻絲在預制孔中加工螺紋,但由于孔自身深度不夠,有效螺紋長度有限。因此很難在薄板上實現有效的螺紋連接,需要通過螺栓和螺母配合或焊接螺母等措施實現。但是如果進行凸緣加工,則可以在凸緣部進行螺紋加工,從而確保有效的螺紋連接固定。這樣即使不使用其他零件,也可以在金屬板上直接加工螺紋孔。
  • 不易積垢
在凸緣加工部,凸起的底部不是直角,而是一個帶半徑的弧面,這樣可以防止污垢和銹跡在該區域積聚。尤其是在板材上焊接管道時,板材和管道的連接部位會變成直角,但如果將管道焊接到凸緣凸起的端末,就可以消除底部的直接形狀。與直角相比,曲面不易藏污納垢,更易于維護,因此常用于像食品行業需要嚴格衛生控制的領域等。
  • 焊接強度更高
通常凸緣加工與焊接加工相結合使用,可以實現高強度焊接效果。例如,配管T字焊接時,是將一根管焊接到另一根管道的側面,形成直角相交的形狀。但此方法的焊接難度很高,且因交叉部位呈尖角形,容易因應力集中發生斷裂。在這種情況下,應在第一根管上開孔并進行凸緣加工,然后在凸起部位與第二根管對接進行焊接。這能夠增加焊縫自身的強度,也可防止焊接區域的應力集中,使得配管更加安全可靠。

?凸緣加工的缺點

雖然凸緣加工優點很多,但也存在缺點和不適合的情況。以下是一些需要特別注意的缺點。

  • 軟質材料加工需謹慎

對于鋁等軟質材料,凸緣加工可能會出現一些問題。例如凸模壓入時,孔本身會變形,導致無法形成凸起形狀,或凸起部的強度不足。 所以該方法更適合具有一定強度的材料(如不銹鋼等)。

  • 厚板不易加工

凸緣加工也不適合較厚的板材。壓下凸模時,由于材料承受很高的負載,可能無法加工形成預期的形狀。根據行業經驗,當厚度超過 2 毫米時,加工難度會增加。

  • 不適合用于頻繁拆裝螺釘的場合

凸緣加工所產生凸起高度有限。即使在凸緣加工后使用絲錐加工螺紋孔,有效螺紋數量也比螺母等螺紋少。如果反復拆裝螺釘,會出現螺紋破損的情況。所以在反復拆裝螺釘的部位,可以考慮其他方法,如焊接螺母或采用鎖緊螺母等。

 

?凸緣加工的典型用途

凸緣加工因其便利性而被廣泛應用,以下是一些典型的應用。

  • 螺絲孔
在板材上加工螺紋孔,是最具代表性的用途之一。例如,觀察機械類零部件就很容易能發現它們的身影。用絲錐在凸緣加工部切削螺紋,作為螺紋孔使用。
  • 商用炊具
凸緣加工也常用于有快速清洗,易于保持清潔形狀要求的商用炊具。例如,在連接噴嘴和主體母材時,主體母材必須經過凸緣加工處理,然后將噴嘴與本體的凸起部對焊連接在一起。使得噴嘴和本體連接部形成弧形過度,這種形狀可防止污垢積聚,且易于清洗。
  • 管道焊接
凸緣加工也可用于配管工程中的管道焊接。管道之間的直角焊接是一項難度非常高的工作,而將凸緣加工的凸起部與管進行的焊接,是一種對縫平接,這就大大降低了焊接難度,且能使得管道質量更高、更穩定。

?凸緣加工的更多用途

凸緣加工通常不作為獨立的加工工藝使用。在通常情況下,它會與其他各種技術(如螺紋加工和焊接)結合使用。因此,它具有廣泛的應用范圍,可以根據使用條件和設計需求以多種方式呈現出來。例如,化學品制造商使用的容器與炊具一樣,要求具有不會藏污納垢且易于維護的結構特點。另外,由于本體與管道連接處呈弧形, 本體內的流體更容易流入管道。其它用途還包括結構復雜的管道焊接,例如建筑展會上使用的管道,采用凸緣加工可以降低焊接難度。

?總結

凸緣加工又稱翻邊加工,是對金屬板材進行的一種塑性加工。將直徑大于孔徑的凸模壓入孔中,在孔周圍形成凸起。凸緣加工常與其他各種加工相結合,如在凸緣加工后的凸起部位切削螺紋孔、或在凸起部位焊接管道等,它具有減少螺栓等零部件數量、提高工作效率和焊接質量等多個優點。另一方面在類似鋁這樣的軟質板材和厚質較大板材的加工時必須注意。另外,如果是為了加工螺絲孔,則必須確認該螺紋孔是否會經常拆裝。凸緣加工應用于螺絲孔、商用炊具、管道焊接等各個領域。
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