Bazele ștanțarii metalelor
Ștanțarea metalului este un proces de fabricație utilizat pentru a transforma foile metalice plate în forme specifice.Este un proces complex care poate include o serie de tehnici de formare a metalului - decuparea, perforarea, îndoirea și perforarea, pentru a numi câteva.
Există mii de companii din întreaga lume care oferă servicii de ștanțare a metalelor pentru a livra componente pentru industriile din industria auto, aerospațială, medicală și alte piețe. Pe măsură ce piețele globale evoluează, există o nevoie crescândă de cantități mari de piese complexe produse rapid.
Următorul ghid ilustrează cele mai bune practici și formule utilizate în mod obișnuit în procesul de proiectare a ștanțarii metalelor și include sfaturi pentru a încorpora considerații de reducere a costurilor în piese.
Bazele ștampilării
Ștanțarea - numită și presare - implică plasarea tablei plate, fie sub formă de bobină, fie sub formă goală, într-o presă de ștanțare.În presă, o unealtă și suprafața matriței formează metalul în forma dorită.Ștanțarea, ștanțarea, îndoirea, marcarea, ștanțarea și flanșarea sunt toate tehnicile de ștanțare utilizate pentru modelarea metalului.
Înainte ca materialul să poată fi format, profesioniștii în ștanțare trebuie să proiecteze sculele prin tehnologia de inginerie CAD/CAM.Aceste modele trebuie să fie cât mai precise posibil pentru a se asigura că fiecare poanson și îndoire menține un spațiu liber adecvat și, prin urmare, o calitate optimă a piesei.Un model 3D cu un singur instrument poate conține sute de piese, astfel încât procesul de proiectare este adesea destul de complex și necesită timp.
Odată ce designul sculei este stabilit, un producător poate folosi o varietate de prelucrare, șlefuire, electroerozare cu sârmă și alte servicii de fabricație pentru a-și finaliza producția.
Tipuri de ștanțare a metalelor
Există trei tipuri majore de tehnici de ștanțare a metalelor: progresivă, fourslide și deep draw.
Ștanțare progresivă a matriței
Ștanțarea progresivă cu matriță are un număr de stații, fiecare cu o funcție unică.
În primul rând, banda de metal este alimentată printr-o presă de ștanțare progresivă.Banda se desfășoară în mod constant dintr-o bobină și în presa de matriță, unde fiecare stație din instrument efectuează apoi o tăiere, perforare sau îndoire diferită.Acțiunile fiecărei stații succesive se adaugă la munca stațiilor anterioare, rezultând o parte finalizată.
Un producător ar putea fi nevoit să schimbe în mod repetat unealta cu o singură presă sau să ocupe un număr de prese, fiecare efectuând o acțiune necesară pentru o piesă finalizată.Chiar și folosind mai multe prese, serviciile de prelucrare secundară au fost adesea necesare pentru a finaliza cu adevărat o piesă.Din acest motiv, ștanțarea progresivă cu matriță este soluția ideală pentrupiese metalice cu geometrie complexăa întâlni:
- Întoarcere mai rapidă
- Cost mai mic cu forța de muncă
- Lungime de rulare mai scurtă
- Repetabilitate mai mare
Ștampilare cu patru diapozitive
Fourslide, sau multi-slide, implică alinierea orizontală și patru diapozitive diferite;cu alte cuvinte, patru unelte sunt folosite simultan pentru a modela piesa de prelucrat.Acest proces permite tăieri complicate și îndoiri complexe pentru a dezvolta chiar și cele mai complexe părți.
Ștanțarea metalică cu patru diapozitive poate oferi mai multe avantaje față de ștanțarea prin presă tradițională, ceea ce o fac o alegere ideală pentru multe aplicații.Unele dintre aceste avantaje includ:
1. Versatilitate pentru piese mai complexe
2. Mai multă flexibilitate pentru modificări de design
După cum sugerează și numele, un fourslide are patru diapozitive - ceea ce înseamnă că până la patru instrumente diferite, unul pe diapozitiv, pot fi folosite pentru a realiza mai multe îndoiri simultan.Pe măsură ce materialul se alimentează într-o patrulă, acesta este îndoit în succesiune rapidă de fiecare arbore care este echipat cu o unealtă.
Ștampilare Deep Draw
Embutarea adâncă implică tragerea unui semifabricat de tablă în matriță printr-un pumn, formând-o într-o formă.Metoda este denumită „imbutire adâncă” atunci când adâncimea piesei trase depășește diametrul acesteia.Acest tip de formare este ideal pentru crearea componentelor care necesită mai multe serii de diametre și reprezintă o alternativă rentabilă la procesele de strunjire, care necesită, de obicei, utilizarea mai multor materii prime.Aplicațiile și produsele obișnuite realizate din ambutisare adâncă includ:
1.Componente auto
2. Piese de aeronave
3.Relee electronice
4.Ustensile și vase de gătit
Ștampilare Deep Draw
Embutarea adâncă implică tragerea unui semifabricat de tablă în matriță printr-un pumn, formând-o într-o formă.Metoda este denumită „imbutire adâncă” atunci când adâncimea piesei trase depășește diametrul acesteia.Acest tip de formare este ideal pentru crearea componentelor care necesită mai multe serii de diametre și reprezintă o alternativă rentabilă la procesele de strunjire, care necesită, de obicei, utilizarea mai multor materii prime.Aplicațiile și produsele obișnuite realizate din ambutisare adâncă includ:
1.Componente auto
2. Piese de aeronave
3.Relee electronice
4.Ustensile și vase de gătit
Ștampilare pe tiraj scurt
Ștanțarea metalelor pe termen scurt necesită cheltuieli inițiale minime cu scule și poate fi o soluție ideală pentru prototipuri sau proiecte mici.După crearea semifabricatului, producătorii folosesc o combinație de componente de scule personalizate și inserții de matriță pentru a îndoi, perfora sau găuri piesa.Operațiunile de formare personalizată și dimensiunea mai mică a tirajului pot duce la o taxă mai mare pe bucată, dar absența costurilor cu scule poate face ca tirajul scurt să fie mai eficient din punct de vedere al costurilor pentru multe proiecte, în special pentru cele care necesită o execuție rapidă.
Instrumente de fabricație pentru ștanțare
Există mai mulți pași în producția de ștanțare a metalului.Primul pas este proiectarea și fabricarea instrumentului propriu-zis folosit pentru a crea produsul.
Să aruncăm o privire la modul în care este creat acest instrument inițial:Aspect și design benzi de stoc:Un designer folosește pentru proiectarea benzii și pentru a determina dimensiunile, toleranțele, direcția de alimentare, minimizarea deșeurilor și multe altele.
Prelucrarea oțelului de scule și a seturilor de matrițe:CNC asigură un nivel mai ridicat de precizie și repetabilitate chiar și pentru cele mai complexe matrițe.Echipamente precum morile CNC cu 5 axe și sârma pot tăia oțeluri de scule întărite cu toleranțe extrem de strânse.
Procesare secundară:Tratarea termică este aplicată pieselor metalice pentru a le spori rezistența și a le face mai durabile pentru aplicarea lor.Slefuirea este utilizată pentru finisarea pieselor care necesită o calitate ridicată a suprafeței și precizie a dimensiunilor.
EDM cu fir:Prelucrarea cu descărcare electrică pe sârmă modelează materiale metalice cu un fir de sârmă de alamă încărcat electric.EDM cu sârmă poate tăia cele mai complicate forme, inclusiv unghiuri și contururi mici.
Procese de proiectare a matriței metalice
Ștanțarea metalului este un proces complex care poate include o serie de procese de formare a metalului - decuparea, perforarea, îndoirea și perforarea și multe altele.Golire:Acest proces se referă la tăierea conturului brut sau a formei produsului.Această etapă se referă la minimizarea și evitarea bavurilor, care pot crește costul piesei dvs. și pot prelungi timpul de livrare.Pasul este în care determinați diametrul găurii, geometria/conicitatea, distanța dintre margine la gaură și introduceți primul perforare.
Îndoire:Când proiectați îndoirile piesei metalice ștanțate, este important să permiteți suficient material - asigurați-vă că proiectați piesa și semifabricatul acesteia, astfel încât să existe suficient material pentru a efectua îndoirea.Câțiva factori importanți de reținut:
1. Dacă o îndoire este făcută prea aproape de gaură, aceasta se poate deforma.
2. Crestăturile și urechile, precum și fantele, ar trebui să fie proiectate cu lățimi care sunt de cel puțin 1,5 ori grosimea materialului.Dacă sunt făcute mai mici, pot fi dificil de creat din cauza forței exercitate asupra pumnilor, făcându-le să se rupă.
3. Fiecare colț din designul tău gol ar trebui să aibă o rază care să fie de cel puțin jumătate din grosimea materialului.
4. Pentru a minimiza cazurile și severitatea bavurilor, evitați colțurile ascuțite și decupările complexe atunci când este posibil.Când astfel de factori nu pot fi evitați, asigurați-vă că notați direcția bavurilor în designul dvs., astfel încât să poată fi luați în considerare în timpul ștampilării
Moneda:Această acțiune are loc atunci când marginile unei piese metalice ștanțate sunt lovite pentru a aplatiza sau rupe bavurile;aceasta poate crea o margine mult mai netedă în zona inventată a geometriei piesei;acest lucru poate adăuga, de asemenea, rezistență suplimentară zonelor localizate ale piesei și aceasta poate fi utilizată pentru a evita procesele secundare, cum ar fi debavurarea și șlefuirea.Câțiva factori importanți de reținut:
Plasticitatea și direcția granulelor– Plasticitatea este măsura deformării permanente pe care o suferă un material atunci când este supus forței.Metalele cu mai multă plasticitate se formează mai ușor.Direcția granulelor este importantă în materialele de înaltă rezistență, cum ar fi metalele călite și oțelul inoxidabil.Dacă o îndoire merge pe firul unei rezistențe ridicate, poate fi predispusă la crăpare.
Distorsiune îndoire/bulbe:Bombarea cauzată de deformarea îndoirii poate fi la fel de mare ca jumătate din grosimea materialului.Pe măsură ce grosimea materialului crește și raza de îndoire scade, distorsiunea/bulberea devine mai severă.Carrying Web și tăierea „nepotrivire”:Acesta este momentul în care este necesară o tăietură sau o decuplare foarte ușoară a piesei și are de obicei o adâncime de aproximativ 0,005 inchi.Această caracteristică nu este necesară când se utilizează unelte de tip compus sau de transfer, dar este necesară când se utilizează scule cu matriță progresivă.
Piesă ștanțată personalizat pentru echipamentele de monitorizare vitală din industria medicală
Un client din industria medicală a abordat MK pentru a ștampila metal personalizat o piesă care ar fi folosită ca arc și scut electronic pentru echipamente vitale de monitorizare în domeniul medical.
1.Eu aveau nevoie de o cutie din oțel inoxidabil cu caracteristici de ureche cu arc și au avut probleme în găsirea unui furnizor care să ofere un design de înaltă calitate la un preț accesibil într-un interval de timp rezonabil.
2. Pentru a satisface cererea unică a clientului de a placa doar un capăt al piesei – mai degrabă decât întreaga piesă – ne-am asociat cu o companie lider în industrie de cositorizare, care a fost capabilă să dezvolte un proces avansat de placare selectivă cu o singură margine.
MK a reușit să îndeplinească cerințele complexe de proiectare folosind o tehnică de stivuire a materialelor care ne-a permis să tăiem mai multe piese semifabricate simultan, limitând costurile și reducând timpii de livrare.
Conector electric ștanțat pentru o aplicație de cablare și cablu
1. Designul a fost extrem de complex;aceste capace au fost menite să fie folosite ca cabluri în lanț în interiorul canalelor electrice în podea și sub podea;prin urmare, această aplicație a prezentat în mod inerent limitări stricte de dimensiune.
2. Procesul de fabricație a fost complicat și costisitor, deoarece unele dintre lucrările clientului necesitau o acoperire complet finalizată, iar altele nu - ceea ce înseamnă că AFC crease piesele în două bucăți și le sudase împreună atunci când era necesar.
3. Lucrând cu un capac pentru conector de probă și un singur instrument furnizat de client, echipa noastră de la MK a reușit să efectueze ingineria inversă a piesei și a instrumentului acesteia.De aici, am proiectat o unealtă nouă, pe care am putea-o folosi în presa noastră de ștanțare cu matriță progresivă Bliss de 150 de tone.
4. Acest lucru ne-a permis să fabricăm piesa dintr-o singură bucată cu componente interschimbabile, mai degrabă decât să fabricăm două piese separate, așa cum făcea clientul.
Acest lucru a permis economii semnificative de costuri - 80% reducere la costul unei comenzi de 500.000 de piese - precum și un termen de livrare de patru săptămâni în loc de 10.
Ștanțare personalizată pentru airbag-uri auto
Un client de automobile a avut nevoie de o garnitură metalică de înaltă rezistență, rezistentă la presiune, pentru utilizarea în airbag-uri.
1. Cu o tragere de 34 mm x 18 mm x 8 mm, manșonul necesar pentru a menține o toleranță de 0,1 mm și procesul de fabricație necesar pentru a se adapta întinderii unice a materialului inerente aplicației finale.
2. Datorită geometriei sale unice, manșonul nu a putut fi produs folosind unelte de presă de transfer, iar ambitia sa adâncă a reprezentat o provocare unică.
Echipa MK a construit o unealtă progresivă cu 24 de stații pentru a asigura dezvoltarea corectă a tragerii și a folosit oțel DDQ cu placare cu zinc pentru a asigura o rezistență optimă și rezistență la coroziune.Ștanțarea metalului poate fi utilizată pentru a crea piese complexe pentru o gamă largă de industrii.Sunteți curios să aflați mai multe despre diversele aplicații personalizate de ștanțare a metalelor la care am lucrat?Vizitați pagina noastră de studii de caz sau contactați direct echipa MK pentru a discuta nevoile dvs. unice cu un expert.
