Основите на металното щамповане
Металното щамповане е производствен процес, използван за превръщане на плоски метални листове в специфични форми.Това е сложен процес, който може да включва редица техники за формоване на метал — заготовка, щанцоване, огъване и пробиване, за да назовем само няколко.
Има хиляди компании навсякъде, които предлагат услуги за щамповане на метали, за да доставят компоненти за индустриите в автомобилната, космическата, медицината и други пазари. С развитието на глобалните пазари има ескалирана нужда от бързо произведени големи количества сложни части.
Следното ръководство илюстрира най-добрите практики и формули, които обикновено се използват в процеса на проектиране на метално щамповане, и включва съвети за включване на съображенията за намаляване на разходите в части.
Основи на щамповането
Щамповането — наричано още пресоване — включва поставяне на плосък метален лист, на рулони или в празна форма, в преса за щамповане.В пресата инструмент и повърхност на матрицата оформят метала в желаната форма.Щамповане, изрязване, огъване, монетосечене, щамповане и фланциране са всички техники за щамповане, използвани за оформяне на метала.
Преди материалът да може да бъде оформен, професионалистите по щамповане трябва да проектират инструментите чрез CAD/CAM инженерна технология.Тези конструкции трябва да бъдат възможно най-прецизни, за да се гарантира, че всеки удар и огъване поддържа подходяща хлабина и следователно оптимално качество на частта.Един 3D модел на инструмент може да съдържа стотици части, така че процесът на проектиране често е доста сложен и отнема много време.
След като проектът на инструмента е установен, производителят може да използва различни механични обработки, шлайфане, EDM с тел и други производствени услуги, за да завърши производството си.
Видове щамповане на метал
Има три основни вида техники за метално щамповане: прогресивно, четириплъзгащо и дълбоко изтегляне.
Прогресивно щамповане
Прогресивното щамповане включва редица станции, всяка с уникална функция.
Първо, металната лента се подава през преса за прогресивно щамповане.Лентата се развива стабилно от намотка и в матрицата, където всяка станция в инструмента след това изпълнява различно рязане, щанцоване или огъване.Действията на всяка следваща станция допълват работата на предишните станции, което води до завършена част.
Може да се наложи производителят многократно да сменя инструмента на една преса или да заема няколко преси, като всяка извършва едно действие, необходимо за завършена част.Дори при използване на множество преси, услугите за вторична обработка често са били необходими за наистина завършване на част.Поради тази причина прогресивното щамповане е идеалното решение заметални части със сложна геометрияда се срещнем:
- По-бързо обръщане
- По-ниски разходи за труд
- По-къса дължина на пробега
- По-висока повторяемост
Fourslide Stamping
Fourslide, или мулти-слайд, включва хоризонтално подравняване и четири различни слайда;с други думи, четири инструмента се използват едновременно за оформяне на детайла.Този процес позволява сложни разрези и сложни огъвания за разработване дори на най-сложните части.
Металното щамповане Fourslide може да предложи няколко предимства пред традиционното пресово щамповане, което го прави идеален избор за много приложения.Някои от тези предимства включват:
1.Гъвкавост за по-сложни части
2. Повече гъвкавост за промени в дизайна
Както подсказва името му, fourslide има четири слайда — което означава, че до четири различни инструмента, по един на слайд, могат да се използват за постигане на множество огъвания едновременно.Тъй като материалът се подава в четириплъзгач, той се огъва в бърза последователност от всеки вал, който е оборудван с инструмент.
Щамповане с дълбоко изтегляне
Дълбокото изтегляне включва издърпване на заготовка от ламарина в матрицата чрез щанца, оформяйки я във форма.Методът се нарича "дълбоко изтегляне", когато дълбочината на изтеглената част надвишава нейния диаметър.Този тип формоване е идеален за създаване на компоненти, които се нуждаят от няколко серии диаметри и е рентабилна алтернатива на процесите на струговане, които обикновено изискват използването на повече суровини.Обичайните приложения и продукти, направени от дълбоко изтегляне, включват:
1.Автомобилни компоненти
2. Самолетни части
3. Електронни релета
4. Прибори и съдове за готвене
Щамповане с дълбоко изтегляне
Дълбокото изтегляне включва издърпване на заготовка от ламарина в матрицата чрез щанца, оформяйки я във форма.Методът се нарича "дълбоко изтегляне", когато дълбочината на изтеглената част надвишава нейния диаметър.Този тип формоване е идеален за създаване на компоненти, които се нуждаят от няколко серии диаметри и е рентабилна алтернатива на процесите на струговане, които обикновено изискват използването на повече суровини.Обичайните приложения и продукти, направени от дълбоко изтегляне, включват:
1.Автомобилни компоненти
2. Самолетни части
3. Електронни релета
4. Прибори и съдове за готвене
Краткосрочно щамповане
Краткосрочното метално щамповане изисква минимални предварителни разходи за инструменти и може да бъде идеално решение за прототипи или малки проекти.След като заготовката е създадена, производителите използват комбинация от персонализирани инструментални компоненти и вложки за матрици, за да огъват, щанцоват или пробиват частта.Операциите по формоване по поръчка и по-малкият размер на тираж могат да доведат до по-висока такса за брой, но липсата на разходи за инструменти може да направи краткия тираж по-рентабилен за много проекти, особено тези, които изискват бързо изпълнение.
Производство на инструменти за щамповане
Има няколко стъпки в производството на метални щампи.Първата стъпка е проектиране и производство на действителния инструмент, използван за създаване на продукта.
Нека да разгледаме как се създава този първоначален инструмент:Оформление и дизайн на фондовата лента:Дизайнер използва се използва за проектиране на лентата и определяне на размери, допуски, посока на подаване, минимизиране на скрап и др.
Машинна обработка на инструментална стомана и матрици:CNC осигурява по-високо ниво на прецизност и повторяемост дори за най-сложните матрици.Оборудване като 5-осни CNC фрези и тел могат да режат закалени инструментални стомани с изключително малки допуски.
Вторична обработка:Термичната обработка се прилага върху метални части, за да се подобри тяхната здравина и да ги направи по-издръжливи за тяхното приложение.Шлифоването се използва за довършване на части, изискващи високо качество на повърхността и точност на размерите.
Тел EDM:Електроразрядната обработка на тел оформя метални материали с електрически заредена нишка от месингова тел.Wire EDM може да изрязва най-сложните форми, включително малки ъгли и контури.
Процеси на проектиране на метално щамповане
Щамповането на метал е сложен процес, който може да включва редица процеси на металоформоване — изрязване, щанцоване, огъване и пробиване и други.Покриване:Този процес е свързан с рязане на грубия контур или форма на продукта.Този етап е за минимизиране и избягване на неравности, които могат да увеличат цената на вашата част и да удължат времето за изпълнение.Стъпката е мястото, където определяте диаметъра на отвора, геометрията/конусността, разстоянието между ръба и отвора и поставяте първия пиърсинг.
Огъване:Когато проектирате завоите във вашата щампована метална част, важно е да предвидите достатъчно материал — уверете се, че сте проектирали вашата част и нейната заготовка, така че да има достатъчно материал за изпълнение на завоя.Някои важни фактори, които трябва да запомните:
1. Ако огъване е направено твърде близо до отвора, той може да се деформира.
2. Вдлъбнатините и ушите, както и слотовете, трябва да бъдат проектирани с ширини, които са поне 1,5 пъти дебелината на материала.Ако бъдат направени по-малки, те могат да бъдат трудни за създаване поради силата, упражнявана върху ударите, което ги кара да се счупят.
3. Всеки ъгъл във вашия празен дизайн трябва да има радиус, който е поне половината от дебелината на материала.
4. За да сведете до минимум случаите и тежестта на неравностите, избягвайте остри ъгли и сложни изрези, когато е възможно.Когато такива фактори не могат да бъдат избегнати, не забравяйте да отбележите посоката на бръчките във вашия дизайн, за да могат да бъдат взети под внимание по време на щамповането
Сечене:Това действие е, когато ръбовете на щампована метална част се удрят, за да се изравнят или счупят ръбовете;това може да създаде много по-гладък ръб в изкованата зона на геометрията на детайла;това може също така да добави допълнителна здравина към локализираните зони на частта и това може да се използва за избягване на вторичен процес като премахване на ръбове и шлайфане.Някои важни фактори, които трябва да запомните:
Пластичност и посока на зърното– Пластичността е мярката за постоянна деформация, която материалът претърпява, когато е подложен на сила.По-пластичните метали се формоват по-лесно.Посоката на зърната е важна при материали с висока якост, като закалени метали и неръждаема стомана.Ако огъването върви по зърното с висока якост, то може да бъде склонно към напукване.
Изкривяване на огъване/издутина:Изпъкналостта, причинена от изкривяване при огъване, може да бъде толкова голяма, колкото ½ дебелината на материала.Тъй като дебелината на материала се увеличава и радиусът на огъване намалява, изкривяването/издутината става по-сериозна.Носеща мрежа и кройка „несъответствие“:Това е, когато се изисква много леко врязване или изпъкналост на частта и обикновено е дълбоко около 0,005 инча.Тази характеристика не е необходима, когато се използва инструментална екипировка от комбиниран или трансферен тип, но се изисква, когато се използва инструментална екипировка с прогресивна матрица.
Персонализирана щампована част за жизненоважно оборудване за наблюдение в медицинската индустрия
Клиент от медицинската индустрия се обърна към MK, за да щампова по поръчка метален печат на част, която ще се използва като пружина и електронен щит за жизненоважно оборудване за наблюдение в областта на медицината.
1.Те се нуждаеха от кутия от неръждаема стомана с пружинни елементи и имаха проблеми с намирането на доставчик, който би осигурил висококачествен дизайн на достъпна цена в разумен срок.
2. За да отговорим на уникалното искане на клиента да покрием само единия край на детайла — вместо цялата част — ние си партнирахме с водеща в индустрията компания за калайдисване, която успя да разработи усъвършенстван процес на селективно покритие с един ръб.
MK успя да отговори на сложните изисквания за дизайн, използвайки техника за подреждане на материали, която ни позволи да изрежем много заготовки наведнъж, ограничавайки разходите и намалявайки времето за изпълнение.
Щампован електрически конектор за окабеляване и кабелно приложение
1. Дизайнът беше много сложен;тези капаци са били предназначени да се използват като последователно свързани кабели в електрически канали в пода и под пода;следователно, това приложение по своята същност представя строги ограничения на размера.
2. Производственият процес беше сложен и скъп, тъй като някои от задачите на клиента изискваха напълно завършен капак, а други не — което означава, че AFC е създавал частите на две части и ги е заварявал заедно, когато е необходимо.
3. Работейки с примерен капак на конектора и един единствен инструмент, предоставен от клиента, нашият екип в MK успя да направи обратно инженерство на частта и нейния инструмент.От тук проектирахме нов инструмент, който бихме могли да използваме в нашата 150-тонна преса за прогресивно щамповане Bliss.
4.Това ни позволи да произведем частта в едно парче с взаимозаменяеми компоненти, вместо да произвеждаме две отделни части, както правеше клиентът.
Това позволи значително спестяване на разходи — 80% от цената на поръчка от 500 000 части — както и време за изпълнение от четири седмици вместо 10.
Персонализирано щамповане за автомобилни въздушни възглавници
Автомобилен клиент изисква високоякостна, устойчива на натиск метална втулка за използване във въздушни възглавници.
1. С изтегляне 34 mm x 18 mm x 8 mm, втулката трябваше да поддържа толеранс от 0,1 mm, а производственият процес трябваше да поеме уникалното разтягане на материала, присъщо на крайното приложение.
2. Поради уникалната си геометрия, втулката не можеше да бъде произведена с помощта на инструменти за трансферна преса и нейното дълбоко изтегляне представляваше уникално предизвикателство.
Екипът на MK изгради прогресивен инструмент с 24 станции, за да осигури правилното развитие на тегленето и използва DDQ стомана с цинково покритие, за да осигури оптимална здравина и устойчивост на корозия.Металното щамповане може да се използва за създаване на сложни части за огромен набор от индустрии.Любопитни ли сте да научите повече за различните персонализирани приложения за метално щамповане, върху които сме работили?Посетете нашата страница с казуси или се свържете директно с екипа на MK, за да обсъдите вашите уникални нужди с експерт.
