Osnove metalnog štancanja
Metalno utiskivanje je proizvodni proces koji se koristi za pretvaranje ravnih metalnih ploča u određene oblike.To je složen proces koji može uključivati niz tehnika oblikovanja metala — izrezivanja, bušenja, savijanja i bušenja, da spomenemo samo neke.
Postoje tisuće tvrtki širom svijeta koje nude usluge metalnog žigosanja za isporuku komponenti za automobilsku, zrakoplovnu, medicinsku i druga tržišta. Kako se globalna tržišta razvijaju, postoji sve veća potreba za brzo proizvedenim velikim količinama složenih dijelova.
Sljedeći vodič ilustrira najbolju praksu i formule koje se obično koriste u procesu projektiranja metalnog žigosanja i uključuje savjete za uključivanje razmatranja smanjenja troškova u dijelove.
Osnove žigosanja
Utiskivanje - koje se naziva i prešanje - uključuje stavljanje ravnog metalnog lima, bilo u kolutu ili u praznom obliku, u prešu za utiskivanje.U preši, alat i površina kalupa oblikuju metal u željeni oblik.Probijanje, izrezivanje, savijanje, kovanje, utiskivanje i rubovi sve su to tehnike utiskivanja koje se koriste za oblikovanje metala.
Prije nego što se materijal može oblikovati, stručnjaci za žigosanje moraju dizajnirati alat putem CAD/CAM inženjerske tehnologije.Ovi dizajni moraju biti što je moguće precizniji kako bi se osiguralo da svaki proboj i savijanje zadrže odgovarajući razmak i, prema tome, optimalnu kvalitetu dijela.Jedan 3D model alata može sadržavati stotine dijelova, tako da je proces dizajna često prilično složen i dugotrajan.
Nakon što se utvrdi dizajn alata, proizvođač može koristiti razne usluge strojne obrade, brušenja, EDM žice i druge proizvodne usluge kako bi dovršio svoju proizvodnju.
Vrste žigosanja metala
Postoje tri glavne vrste tehnika utiskivanja metala: progresivno, četveroklizno i duboko izvlačenje.
Progresivno žigosanje
Progresivno žigosanje ima brojne stanice, svaka s jedinstvenom funkcijom.
Prvo se metalna traka uvlači kroz prešu za progresivno utiskivanje.Traka se ravnomjerno odmotava iz zavojnice u prešu, gdje svaka stanica u alatu tada izvodi drugačiji rez, probijanje ili savijanje.Radnje svake sljedeće stanice pridodaju se radu prethodnih stanica, što rezultira dovršenim dijelom.
Proizvođač će možda morati opetovano mijenjati alat na jednoj preši ili zauzeti više preša, od kojih svaka izvodi jednu radnju potrebnu za dovršeni dio.Čak i korištenjem višestrukih preša, sekundarne usluge strojne obrade često su bile potrebne kako bi se dio uistinu dovršio.Iz tog je razloga progresivno žigosanje idealno rješenje zametalni dijelovi složene geometrijeupoznati:
- Brži obrt
- Niži trošak rada
- Kraća dužina staze
- Veća ponovljivost
Četveroklizno žigosanje
Fourslide, ili multi-slide, uključuje horizontalno poravnanje i četiri različita slajda;drugim riječima, četiri alata se koriste istovremeno za oblikovanje obratka.Ovaj proces omogućuje zamršene rezove i složena savijanja za izradu čak i najsloženijih dijelova.
Četveroklizno metalno žigosanje može ponuditi nekoliko prednosti u odnosu na tradicionalno tisak što ga čini idealnim izborom za mnoge primjene.Neke od ovih prednosti uključuju:
1. Svestranost za složenije dijelove
2.Više fleksibilnosti za promjene dizajna
Kao što mu ime govori, fourslide ima četiri slajda — što znači da se do četiri različita alata, jedan po slajdu, mogu koristiti za postizanje više savijanja istovremeno.Dok se materijal uvlači u četveroklizni klizač, savija ga u brzom slijedu svaka osovina koja je opremljena alatom.
Duboko izvlačenje
Duboko izvlačenje uključuje uvlačenje praznog lima u matricu pomoću probijača, oblikujući ga u oblik.Metoda se naziva "duboko izvlačenje" kada dubina izvučenog dijela premašuje njegov promjer.Ova vrsta oblikovanja idealna je za izradu komponenti koje zahtijevaju nekoliko serija promjera i isplativa je alternativa procesima tokarenja, koji obično zahtijevaju korištenje više sirovina.Uobičajene primjene i proizvodi izrađeni dubokim izvlačenjem uključuju:
1.Automobilske komponente
2.Dijelovi zrakoplova
3.Elektronički releji
4. Pribor i posuđe
Duboko izvlačenje
Duboko izvlačenje uključuje uvlačenje praznog lima u matricu pomoću probijača, oblikujući ga u oblik.Metoda se naziva "duboko izvlačenje" kada dubina izvučenog dijela premašuje njegov promjer.Ova vrsta oblikovanja idealna je za izradu komponenti koje zahtijevaju nekoliko serija promjera i isplativa je alternativa procesima tokarenja, koji obično zahtijevaju korištenje više sirovina.Uobičajene primjene i proizvodi izrađeni dubokim izvlačenjem uključuju:
1.Automobilske komponente
2.Dijelovi zrakoplova
3.Elektronički releji
4. Pribor i posuđe
Kratkotrajno žigosanje
Kratkotrajno utiskivanje metala zahtijeva minimalne početne troškove alata i može biti idealno rješenje za prototipove ili male projekte.Nakon što se izradi proizvod, proizvođači koriste kombinaciju prilagođenih komponenti alata i umetaka za savijanje, bušenje ili bušenje dijela.Prilagođene operacije oblikovanja i manja veličina serije mogu rezultirati višom naknadom po komadu, ali nedostatak troškova alata može učiniti kratke serije isplativijima za mnoge projekte, posebno one koji zahtijevaju brzi obrt.
Proizvodnja alata za žigosanje
Postoji nekoliko koraka u proizvodnji metalnog štancanja.Prvi korak je dizajniranje i proizvodnja stvarnog alata koji se koristi za izradu proizvoda.
Pogledajmo kako nastaje ovaj početni alat:Raspored i dizajn dioničke trake:Dizajner se koristi za dizajniranje trake i određivanje dimenzija, tolerancija, smjera dodavanja, smanjivanja otpada i više.
Obrada alatnog čelika i matrice:CNC osigurava višu razinu preciznosti i ponovljivosti čak i za najsloženije matrice.Oprema poput 5-osnih CNC glodalica i žice mogu rezati očvrsnute alatne čelike s iznimno malim tolerancijama.
Sekundarna obrada:Toplinska obrada primjenjuje se na metalne dijelove kako bi se povećala njihova čvrstoća i učinili ih izdržljivijima za njihovu primjenu.Brušenje se koristi za završnu obradu dijelova koji zahtijevaju visoku kvalitetu površine i točnost dimenzija.
Žičani EDM:Obrada električnim pražnjenjem žice oblikuje metalne materijale s električki nabijenom niti od mesingane žice.Wire EDM može rezati najsloženije oblike, uključujući male kutove i konture.
Postupci dizajna metalnog žigosanja
Utiskivanje metala složen je proces koji može uključivati niz postupaka oblikovanja metala — izrezivanje, probijanje, savijanje i bušenje i više.Praznina:Ovaj postupak odnosi se na rezanje grubih obrisa ili oblika proizvoda.U ovoj se fazi radi o smanjivanju i izbjegavanju neravnina, što može povećati cijenu vašeg dijela i produljiti vrijeme isporuke.U koraku određujete promjer rupe, geometriju/konus, razmak između ruba i rupe i umećete prvi proboj.
Savijanje:Kada dizajnirate savijanja u svoj utisnuti metalni dio, važno je omogućiti dovoljno materijala — pobrinite se da dizajnirate svoj dio i njegovu prazninu tako da ima dovoljno materijala za izvođenje savijanja.Neki važni čimbenici koje treba zapamtiti:
1. Ako je zavoj napravljen preblizu rupe, može se deformirati.
2. Urezi i jezičci, kao i utori, trebaju biti dizajnirani sa širinom koja je najmanje 1,5x veća od debljine materijala.Ako se naprave manje, može ih biti teško izraditi zbog sile koja djeluje na udarce, uzrokujući njihovo lomljenje.
3. Svaki kut u vašem praznom dizajnu trebao bi imati radijus koji je najmanje polovica debljine materijala.
4. Kako biste smanjili pojavu i ozbiljnost neravnina, izbjegavajte oštre kutove i složene izreze kada je to moguće.Kada se takvi čimbenici ne mogu izbjeći, svakako zabilježite smjer oštrice u svom dizajnu kako bi ih se moglo uzeti u obzir tijekom utiskivanja
Kovanje:Ova radnja je kada se rubovi utisnutog metalnog dijela udaraju kako bi se poravnao ili slomio srh;ovo može stvoriti mnogo glatkiji rub u kovanom području geometrije dijela;ovo također može dodati dodatnu čvrstoću lokaliziranim područjima dijela i to se može iskoristiti za izbjegavanje sekundarnih procesa poput skidanja ivica i brušenja.Neki važni čimbenici koje treba zapamtiti:
Plastičnost i smjer zrna– Plastičnost je mjera trajne deformacije kojoj materijal prolazi kada je izložen sili.Metali s većom plastičnošću lakše se oblikuju.Smjer zrna je važan kod materijala visoke čvrstoće, kao što su kaljeni metali i nehrđajući čelik.Ako zavoj ide duž zrna visoke čvrstoće, ono može biti sklono pucanju.
Izobličenje savijanja/izbočenje:Ispupčenje uzrokovano deformacijom savijanjem može biti veliko do ½ debljine materijala.Kako se debljina materijala povećava, a polumjer savijanja smanjuje, izobličenje/izbočenje postaje ozbiljnije.Nosivi web i "neusklađeni" kroj:Tada je potrebno vrlo malo urezovanje ili izbočenje na dijelu i obično je duboko oko 0,005 inča.Ova značajka nije potrebna kada se koristi složeni ili prijenosni alat, ali je potrebna kada se koristi progresivni alat.
Prilagođeni žigosani dio za vitalnu opremu za praćenje u medicinskoj industriji
Klijent iz medicinske industrije obratio se MK-u da po narudžbi utisne dio koji bi se koristio kao opruga i elektronički štit za vitalnu opremu za praćenje u medicinskom polju.
1. Trebali su kutiju od nehrđajućeg čelika s opružnim jezičcima i imali su problema s pronalaženjem dobavljača koji bi pružio visokokvalitetni dizajn po pristupačnoj cijeni u razumnom roku.
2. Kako bismo ispunili jedinstveni zahtjev klijenta da se obloži samo jedan kraj dijela — radije nego cijeli dio — udružili smo se s vodećom tvrtkom za pokositrenje koja je uspjela razviti napredni selektivni postupak pocinčavanja s jednim rubom.
MK je bio u mogućnosti ispuniti zahtjeve složenog dizajna koristeći tehniku slaganja materijala koja nam je omogućila izrezivanje mnogih dijelova odjednom, ograničavajući troškove i skraćujući vrijeme isporuke.
Označeni električni konektor za primjenu ožičenja i kabela
1. Dizajn je bio vrlo složen;ti su poklopci trebali biti korišteni kao lančani kabeli unutar podnih i ispod podnih električnih vodova;stoga je ova aplikacija sama po sebi predstavljala stroga ograničenja veličine.
2.Proces proizvodnje bio je kompliciran i skup, budući da su neki od poslova klijenta zahtijevali potpuno dovršen poklopac, a drugi nisu — što znači da je AFC stvarao dijelove u dva dijela i zavarivao ih zajedno kada je to bilo potrebno.
3. Radeći s uzorkom poklopca konektora i jednim alatom koji je osigurao klijent, naš tim u MK-u uspio je obrnuti inženjering dijela i njegovog alata.Odavde smo dizajnirali novi alat, koji bismo mogli koristiti u našoj 150-tonskoj Bliss progresivnoj preši za štancanje.
4. To nam je omogućilo proizvodnju dijela u jednom komadu sa zamjenjivim komponentama, umjesto proizvodnje dva odvojena dijela kao što je klijent radio.
To je omogućilo značajne uštede troškova - 80% popusta na trošak narudžbe od 500.000 dijelova - kao i vrijeme isporuke od četiri tjedna umjesto 10.
Prilagođeno žigosanje za automobilske zračne jastuke
Klijent iz automobilske industrije zahtijevao je metalnu ušicu visoke čvrstoće otpornu na pritisak za upotrebu u zračnim jastucima.
1. S izvlačenjem od 34 mm x 18 mm x 8 mm, uvodnica je trebala održavati toleranciju od 0,1 mm, a proizvodni proces je trebao prilagoditi jedinstveno istezanje materijala svojstveno konačnoj primjeni.
2. Zbog svoje jedinstvene geometrije, utikač se nije mogao proizvesti korištenjem alata za prešanje, a njegovo duboko izvlačenje predstavljalo je jedinstven izazov.
MK tim izradio je progresivni alat s 24 stanice kako bi osigurao pravilan razvoj izvlačenja i upotrijebio DDQ čelik s pocinčanim slojem kako bi osigurao optimalnu čvrstoću i otpornost na koroziju.Utiskivanje metala može se koristiti za izradu složenih dijelova za širok raspon industrija.Želite li saznati više o različitim aplikacijama za metalno žigosanje po narudžbi na kojima smo radili?Posjetite našu stranicu sa studijama slučaja ili se obratite izravno MK timu kako biste razgovarali o svojim jedinstvenim potrebama sa stručnjakom.
