Metalo štampavimo pagrindai
Metalo štampavimas yra gamybos procesas, naudojamas plokščiiems metalo lakštams paversti tam tikromis formomis.Tai sudėtingas procesas, į kurį gali būti įtraukta daugybė metalo formavimo būdų – išlyginimas, perforavimas, lenkimas ir pradūrimas.
Visoje šalyje yra tūkstančiai įmonių, siūlančių metalo štampavimo paslaugas, kad galėtų tiekti komponentus automobilių, kosmoso, medicinos ir kitų rinkų pramonės šakoms. Pasaulinėms rinkoms vystantis didėja poreikis greitai pagaminti didelius sudėtingų dalių kiekius.
Šiame vadove iliustruojama geriausia praktika ir formulės, dažniausiai naudojamos metalo štampavimo projektavimo procese, ir pateikiami patarimai, kaip į dalis įtraukti sąnaudų mažinimo aspektus.
Antspaudavimo pagrindai
Štampavimas (taip pat vadinamas presavimu) apima plokščio lakštinio metalo įdėjimą į štampavimo presą ritiniu arba tuščiu pavidalu.Presuose įrankis ir štampavimo paviršius formuoja metalą į norimą formą.Perforavimas, išlyginimas, lenkimas, kalimas, įspaudimas ir flanšavimas yra visi štampavimo būdai, naudojami metalui formuoti.
Prieš formuojant medžiagą, štampavimo specialistai turi suprojektuoti įrankius naudodami CAD/CAM inžinerinę technologiją.Šios konstrukcijos turi būti kuo tikslesnės, siekiant užtikrinti, kad kiekvienas perforatorius ir posūkis išlaikytų tinkamą prošvaisą, taigi ir optimalią dalių kokybę.Viename įrankio 3D modelyje gali būti šimtai dalių, todėl projektavimo procesas dažnai yra gana sudėtingas ir daug laiko reikalaujantis.
Sukūręs įrankio dizainą, gamintojas gali naudoti įvairias apdirbimo, šlifavimo, vielos EDM ir kitas gamybos paslaugas, kad užbaigtų jo gamybą.
Metalo štampavimo tipai
Yra trys pagrindiniai metalo štampavimo būdai: progresinis, keturių slydimas ir gilusis štampavimas.
Progresyvus štampavimas
Progresyvus štampavimas turi daugybę stočių, kurių kiekviena atlieka unikalią funkciją.
Pirma, juostelės metalas tiekiamas per progresyvų štampavimo presą.Juostelė tolygiai išsivynioja iš ritės į štampavimo presą, kur kiekviena įrankio stotis atlieka skirtingą pjūvį, perforavimą ar lenkimą.Kiekvienos sekančios stoties veiksmai papildo ankstesnių stočių darbą, todėl dalis baigta.
Gamintojui gali tekti pakartotinai keisti įrankį vienu paspaudimu arba atlikti kelis paspaudimus, kurių kiekvienas atlieka vieną veiksmą, reikalingą užbaigtai daliai.Net naudojant kelis presus, norint iš tikrųjų užbaigti dalį, dažnai prireikė antrinio apdirbimo paslaugų.Dėl šios priežasties progresyvus štampavimas yra idealus sprendimassudėtingos geometrijos metalinės dalyssusitikti:
- Greitesnis apsisukimas
- Mažesnės darbo sąnaudos
- Trumpesnis bėgimo ilgis
- Didesnis pakartojamumas
Štampavimas su keturiomis skaidrėmis
Fourslide arba kelių skaidrės apima horizontalų išlygiavimą ir keturias skirtingas skaidres;kitaip tariant, ruošiniui formuoti vienu metu naudojami keturi įrankiai.Šis procesas leidžia atlikti sudėtingus pjūvius ir sudėtingus lenkimus, kad būtų sukurtos net sudėtingiausios dalys.
Metalinis štampavimas keturiomis slankėmis gali pasiūlyti keletą pranašumų, palyginti su tradiciniu presavimo štampavimu, todėl jis yra idealus pasirinkimas daugeliui programų.Kai kurie iš šių privalumų:
1. Universalumas sudėtingesnėms dalims
2.Daugiau lankstumo keičiant dizainą
Kaip rodo pavadinimas, keturšliaužyje yra keturios skaidrės – tai reiškia, kad norint vienu metu atlikti kelis lenkimus, galima naudoti iki keturių skirtingų įrankių, po vieną vienoje skaidrėje.Kai medžiaga patenka į keturių slydimą, ji greitai sulenkiama kiekvieno veleno, kuriame yra įrankis.
Deep Draw štampavimas
Gilus piešimas apima lakštinio metalo ruošinio traukimą į štampą per perforatorių ir suformuojant formą.Metodas vadinamas „giliu tempimu“, kai traukiamos dalies gylis viršija jos skersmenį.Šis formavimo būdas idealiai tinka kuriant komponentus, kuriems reikia kelių skersmenų serijų, ir yra ekonomiška alternatyva tekinimo procesams, kuriems paprastai reikia sunaudoti daugiau žaliavų.Įprastos programos ir produktai, pagaminti iš gilaus tempimo, yra šie:
1.Automobilių komponentai
2.Lėktuvų dalys
3.Elektroninės relės
4.Indai ir virtuvės reikmenys
Deep Draw štampavimas
Gilus piešimas apima lakštinio metalo ruošinio traukimą į štampą per perforatorių ir suformuojant formą.Metodas vadinamas „giliu tempimu“, kai traukiamos dalies gylis viršija jos skersmenį.Šis formavimo būdas idealiai tinka kuriant komponentus, kuriems reikia kelių skersmenų serijų, ir yra ekonomiška alternatyva tekinimo procesams, kuriems paprastai reikia sunaudoti daugiau žaliavų.Įprastos programos ir produktai, pagaminti iš gilaus tempimo, yra šie:
1.Automobilių komponentai
2.Lėktuvų dalys
3.Elektroninės relės
4.Indai ir virtuvės reikmenys
Trumpalaikis štampavimas
Trumpalaikis metalo štampavimas reikalauja minimalių išankstinių įrankių išlaidų ir gali būti idealus sprendimas prototipams ar mažiems projektams.Sukūrę ruošinį, gamintojai naudoja pasirinktinių įrankių komponentų ir štampavimo įdėklų derinį, norėdami sulenkti, perforuoti arba gręžti dalį.Dėl individualių formavimo operacijų ir mažesnio eksploatavimo dydžio gali būti taikomas didesnis mokestis už vienetą, tačiau nesant įrankių sąnaudų, daugelio projektų, ypač tų, kuriems reikia greito apyvartumo, trumpalaikis vykdymas gali būti ekonomiškesnis.
Gamybos įrankiai štampavimui
Yra keli metalo štampavimo gamybos etapai.Pirmasis žingsnis yra sukurti ir pagaminti tikrą įrankį, naudojamą gaminiui sukurti.
Pažiūrėkime, kaip sukuriamas šis pradinis įrankis:Akcijų juostos išdėstymas ir dizainas:Dizaineris naudoja juostelės projektavimui ir matmenims, leistiniesiems nuokrypiams, padavimo kryptiui, laužo mažinimui ir kt.
Įrankinio plieno ir štampo rinkinių apdirbimas:CNC užtikrina aukštesnį tikslumo ir pakartojamumo lygį net ir sudėtingiausiems štampams.Įranga, pvz., 5 ašių CNC frezos ir viela, gali pjauti grūdintą įrankių plieną su itin mažomis leistinomis nuokrypomis.
Antrinis apdorojimas:Metalinės dalys yra apdorojamos terminiu būdu, siekiant padidinti jų stiprumą ir padaryti jas patvaresnes.Šlifavimas naudojamas detalių, kurioms reikalinga aukšta paviršiaus kokybė ir matmenų tikslumas, apdailai.
Vielos EDM:Vielos elektros išlydžio apdirbimas formuoja metalines medžiagas su elektra įkrauta žalvario vielos gijose.Vielinis EDM gali iškirpti įmantriausias formas, įskaitant mažus kampus ir kontūrus.
Metalo štampavimo projektavimo procesai
Metalo štampavimas yra sudėtingas procesas, kuris gali apimti daugybę metalo formavimo procesų – išlyginimą, perforavimą, lenkimą, pradūrimą ir kt.Tuščiavimas:Šis procesas yra susijęs su neapdorotų gaminio kontūrų arba formos iškirpimu.Šiame etape siekiama sumažinti ir išvengti įbrėžimų, kurie gali padidinti jūsų dalies kainą ir pailginti pristatymo laiką.Žingsnis yra toks, kai nustatote skylės skersmenį, geometriją / kūgiškumą, atstumą tarp krašto iki skylės ir įstatykite pirmąjį auskarą.
Lenkimas:Kai kuriate lenkimus į štampuotą metalinę dalį, svarbu, kad būtų pakankamai medžiagos – būtinai suprojektuokite dalį ir jos ruošinį taip, kad būtų pakankamai medžiagos lenkimui atlikti.Kai kurie svarbūs veiksniai, kuriuos reikia atsiminti:
1.Jei lenkimas padarytas per arti skylės, jis gali deformuotis.
2. Įpjovos ir skirtukai, taip pat plyšiai turi būti suprojektuoti taip, kad jų plotis būtų bent 1,5 karto didesnis už medžiagos storį.Jei jie bus mažesni, juos gali būti sunku sukurti dėl jėgos, veikiančios smūgius, todėl jie gali sulūžti.
3. Kiekvieno tuščio dizaino kampo spindulys turi būti bent pusė medžiagos storio.
4. Kad sumažintumėte įtrūkimų skaičių ir jų sunkumą, venkite aštrių kampų ir sudėtingų išpjovų.Kai tokių veiksnių išvengti nepavyksta, savo dizaine atkreipkite dėmesį į šlifavimo kryptį, kad būtų galima į juos atsižvelgti štampuojant
Sugalvojimas:Šis veiksmas atliekamas tada, kai štampuotos metalinės dalies kraštai yra mušami, kad būtų išlyginta arba sulaužyta šerdis;tai gali sukurti daug lygesnę briauną sugalvotoje detalės geometrijos srityje;tai taip pat gali suteikti papildomo tvirtumo tam tikroms detalės vietoms ir tai gali būti panaudota siekiant išvengti antrinio proceso, pvz., šlifavimo ir šlifavimo.Kai kurie svarbūs veiksniai, kuriuos reikia atsiminti:
Plastiškumas ir grūdėtumo kryptis– Plastiškumas yra liekamosios deformacijos, kurią medžiaga patiria veikiant jėga, matas.Lengviau formuojami metalai, turintys didesnį plastiškumą.Grūdelių kryptis yra svarbi didelio stiprumo medžiagoms, tokioms kaip grūdintas metalas ir nerūdijantis plienas.Jei vingis eina išilgai didelio stiprumo grūdų, jis gali įtrūkti.
Lenkimo iškraipymas / išsipūtimas:Išsipūtimas, kurį sukelia lenkimo iškraipymas, gali siekti ½ medžiagos storio.Didėjant medžiagos storiui ir mažėjant lenkimo spinduliui, iškraipymas / išsipūtimas tampa sunkesnis.Interneto nešiojimas ir „Neatitikimo“ pjūvis:Tai yra tada, kai reikia labai nežymiai įpjauti arba išmušti dalį ir paprastai yra apie 0,005 colio gylio.Ši funkcija nėra būtina naudojant sudėtinius arba pernešimo tipo įrankius, bet būtina, kai naudojami progresiniai štampavimo įrankiai.
Individualizuota štampuota dalis gyvybiškai svarbiai medicinos pramonės stebėjimo įrangai
Medicinos pramonės klientas kreipėsi į MK, kad jis pagal užsakymą metaliniu antspaudu įspaustų dalį, kuri būtų naudojama kaip spyruoklė ir elektronikos skydas gyvybiškai svarbiai medicinos srities stebėjimo įrangai.
1. Jiems reikėjo nerūdijančio plieno dėžutės su spyruoklinėmis svirtelėmis ir jiems buvo sunku rasti tiekėją, kuris pateiktų aukštos kokybės dizainą už prieinamą kainą per pagrįstą laiką.
2. Siekdami patenkinti unikalų kliento prašymą padengti tik vieną dalies galą, o ne visą dalį, bendradarbiavome su pramonėje pirmaujančia skardinimo įmone, kuri sugebėjo sukurti pažangų vieno krašto, selektyvaus dengimo procesą.
MK sugebėjo patenkinti sudėtingus projektavimo reikalavimus, naudodama medžiagų krovimo techniką, kuri leido mums vienu metu pjaustyti daug dalių ruošinių, o tai sumažino išlaidas ir sumažino pristatymo laiką.
Antspauduota elektros jungtis, skirta laidams ir kabeliams prijungti
1.Dizainas buvo labai sudėtingas;šie dangteliai buvo skirti naudoti kaip rafinuotus grandininius kabelius grindyse ir po grindimis esančiuose elektros bėgių takeliuose;todėl šioje paraiškoje iš esmės buvo nustatyti griežti dydžio apribojimai.
2. Gamybos procesas buvo sudėtingas ir brangus, nes kai kuriems kliento darbams reikėjo visiškai sukomplektuoto dangčio, o kitiems ne – tai reiškia, kad AFC sukūrė dalis iš dviejų dalių ir prireikus jas suvirino.
3. Dirbdami su pavyzdiniu jungties dangteliu ir vienu kliento pateiktu įrankiu, mūsų MK komanda sugebėjo pakeisti dalį ir jos įrankį.Iš čia sukūrėme naują įrankį, kurį galėtume naudoti savo 150 tonų Bliss progresyviajame štampavimo prese.
4. Tai leido mums gaminti dalį iš vienos dalies su keičiamais komponentais, o ne gaminti dvi atskiras dalis, kaip darė klientas.
Tai leido žymiai sutaupyti išlaidų – 80 % nuo 500 000 dalių užsakymo kainos – taip pat keturių savaičių, o ne 10, pristatymo laikas.
Individualus automobilių oro pagalvių štampavimas
Automobilių klientas reikalavo didelio stiprumo, atsparaus slėgiui metalinio tarpiklio, skirto naudoti oro pagalvėse.
1. Esant 34 mm x 18 mm x 8 mm traukimui, tarpiklis turi išlaikyti 0,1 mm leistiną nuokrypį, o gamybos procesas reikalingas, kad būtų pritaikytas unikalus medžiagos tempimas, būdingas galutiniam panaudojimui.
2. Dėl savo unikalios geometrijos tarpiklio nebuvo galima pagaminti naudojant perkėlimo preso įrankius, o jo gilus tempimas buvo unikalus iššūkis.
MK komanda sukūrė 24 stočių progresyvų įrankį, kad užtikrintų tinkamą tempimo vystymąsi, ir naudojo DDQ plieną su cinkavimu, kad užtikrintų optimalų stiprumą ir atsparumą korozijai.Metalo štampavimas gali būti naudojamas kuriant sudėtingas dalis įvairioms pramonės šakoms.Norite sužinoti daugiau apie įvairias pritaikytas metalo štampavimo programas, su kuriomis dirbome?Apsilankykite mūsų puslapyje „Case Studies“ arba tiesiogiai susisiekite su MK komanda ir aptarkite savo unikalius poreikius su ekspertu.
