Формоване на метал е процес на преформатиране на плосък метален лист или рулони в триизмерни части чрез контролирана пластична деформация. За разлика от операциите по рязане или машинна обработка, които премахват материала, формоването променя формата на метала, като същевременно запазва неговия обем. Резултатът е структурна или функционална част с геометрия, якост и състояние на повърхността, определени от параметрите на инструмента и пресата.
Ние предоставяме услуги за формоване на метали като част от нашите възможности за щамповане и прецизно производство. Операциите по формоване се използват независимо и в комбинация в рамките на прогресивни, сложни и трансферни инструменти за производство на сложни части в една контролирана последователност.
Нуждаете се от оформена метална част? Изпратете своя чертеж, материал, дебелина и обем на нашия страница за контакт за оформяне на преглед и оферта.
Операции за формоване на метали, които поддържаме
Формоването на метали обхваща широка гама от операции. Най-често срещаните в нашия обхват за щамповане и производство на ламарина включват:
Огъване
Огъването прилага сила за създаване на ъгъл или извит профил в плосък метал. Обичайните операции на огъване включват V-образно огъване, U-образно огъване и изтриване. Пружинното връщане трябва да бъде компенсирано в дизайна на инструменталната екипировка въз основа на класа и дебелината на материала. Основните съображения при проектирането включват минимален радиус на огъване (обикновено 1 × дебелина на материала за пластични метали) и поддържане на постоянна посока на зърното спрямо оста на огъване.
Дълбоко изтегляне
Дълбокото изтегляне използва щанца и матрица за издърпване на плоска ламарина радиално навътре, образувайки чаши, черупки и цилиндрични корпуси. Процесът се характеризира с коефициент на изтегляне, който определя съотношението между диаметъра на заготовката и диаметъра на щанцата. Материалът трябва да има достатъчно удължение, за да завърши изтеглянето без разкъсване. Фланците, стените и основите могат да бъдат държани с строги толеранси на размерите в правилно проектирани инструменти за изтегляне. Вижте също: щамповането с дълбоко изтегляне.
Коване
Кованенето използва много висок натиск за прецизно оразмеряване на елемент чрез компресиране на метала между повърхностите на поансона и матрицата. Резултатът е повърхност със стабилни размери, без неравности върху изсечената зона. Коване се използва върху елементи, при които строгият контрол на размерите, острите радиуси и качеството на повърхността имат повече значение от общия толеранс на формоване. Обикновено се прилага върху повърхности на терминали, точки за контакт и критични повърхности за сядане.
Релефно щамповане
Релефното щамповане измества метала, за да създаде повдигнати или вдлъбнати елементи като лога, усилващи ребра, идентификационни маркировки или регистрационни елементи. Материалът не се отстранява - само локално оформен в релефен модел. Релефните елементи добавят структурна твърдост към тънките части, без да добавят тежест.
Фланцове
Фланговането огъва ръба на плоска или формована част навън или навътре, за да създаде фланец. Фланците се използват за структурно укрепване, монтажни интерфейси, уплътнителни повърхности или защита на ръбове. Екструдираните отвори (където перфорираният отвор е с фланец навън, за да се създаде резбова издатина) са свързана операция.
Формоване и отместване
Общите операции на формоване преформатират заготовка в сложни неплоски профили. Офсетното формоване създава Z-профили или стъпаловидни елементи в иначе плоски части. Те са често срещани в корпуси на съединители, скоби и монтажни опори.
Гладене
Гладенето равномерно намалява дебелината на стената на изтеглена обвивка, за да се стегнат толерансите на размерите на външния диаметър или вътрешния отвор. Често се използва като вторична операция след дълбоко изтегляне за постигане на прецизна геометрия на стената.
Материали, използвани при формоване на метали
Способността за формоване зависи силно от пластичността на материала, дебелината, структурата на зърната и състоянието на температурата. Ние формираме части в:
| Материал | Бележки за формоване | Типични формовани части |
|---|---|---|
| Въглеродна стомана (SPCC, DC01) | Добра формоспособност; май изскочи; заваряеми | Скоби, структурни черупки, капаци |
| Неръждаема стомана (304, 301) | По-висока пружина; работата закалява; по-здрав след формоване | Медицински корпуси, хранителен хардуер, чувствителни на корозия черупки |
| Алуминий (5052, 3003) | Отлична пластичност; ниска пружина; леки | Кутии за електроника, автомобилни капаци, авиационни корпуси |
| Мед (C11000) | Много висока способност за формоване; отличен за дълбоко изтегляне и монетосечене | Клеми, контакти, електрически обвивки |
| Месинг (C26000) | Добра форма; стабилност на повърхността след формоване | Съединителни компоненти, декоративни формовани части |
Специфични за материала страници: щамповане на алуминий, щамповане от неръждаема стомана, щамповане на стомана, медно щампованеи месингово щамповане.
Металоформоване в процесите на щамповане
Металоформочните операции са рядко самостоятелен. При производственото щамповане те са интегрирани в последователността на инструментите:
- В прогресивно щампованеетапите на формоване са разпределени между станциите върху непрекъсната лента, което позволява изрязване, пробиване, огъване и монетосечене да се извършват последователно в рамките на един инструмент
- В приложенията на матрицата за трансфер, заготовката се премества физически между станциите за формоване, което позволява по-сложна геометрия, която не може да бъде постигната върху лента
- В щампите с сложни матрици, заготовката и формоването се случват едновременно с един ход, подходящо за плоски или леко оформени части
- В процесите на дълбоко изтегляне, последователността на формоване контролира дълбочината на изтегляне, консистенцията на дебелината на стената и геометрията на фланеца в множество етапи
DFM съображения за формовани части
Дизайнът на формоване влияе върху сложността на инструменталната екипировка, последователността на детайлите и производствените разходи. Важните съображения за DFM включват:
- Минимален радиус на огъване — твърде тесният радиус причинява напукване или счупване; обикновено 0,5–1 × минимална дебелина на материала в зависимост от сплавта
- Компенсация на пружинното връщане — ъгълът на прегъване трябва да бъде изчислен за материал и дебелина, за да се постигне определения ъгъл след освобождаване
- Посока на зърното спрямо оста на огъване — огъване, перпендикулярно на посоката на зърното, намалява риска от напукване в закалени при работа материали
- Близост на характеристиките — отвори, поставени твърде близо до линията на огъване, се изкривяват по време на формоването; поддържайте минимално разстояние от 1,5× дебелина на материала от ръба
- Дълбочина на формоване спрямо дебелина на материала — коефициентите на дълбоко изтегляне трябва да съответстват на капацитета на удължаване на материала
- Симетрия и баланс — асиметрични натоварвания при формоване причиняват изместване на лента или заготовка; инструменталната екипировка трябва да компенсира с балансирана геометрия на матрицата
Индустрии, използващи услуги за формоване на метали
- Автомобилна индустрия — щамповани тела, скоби за седалки, структурни опори, части, формовани с клипс. Вижте: автомобилно щамповане
- Електроника — клемни черупки, EMI корпуси, съединителни тела, прецизни контакти. Вижте: щамповане на електроника
- Медицинските — прецизно оформени неръждаеми части, изтеглени корпуси, компоненти за хирургически инструменти. Вижте: щамповане на медицинско устройство
- Аерокосмически — структурни щампования, панели за ограждане, оформени опорни части. Вижте: аерокосмическо щамповане на метал
- Домакински уреди — двигателни части, контролни панели, оформени корпуси. Вижте: щамповане на домакински уреди
- Конструкция — формован опорен хардуер, анкерни планки, скоби. Вижте: щамповане на метални конструкции
Често задавани въпроси: Формоване на метал
Какво е формоване на метал при щамповане?
Формоването на метал при щамповане се отнася до базирани на преса операции, които променят формата на металния лист без премахване на материал. Това включва огъване, теглене, монетосечене, щамповане, флангиране и офсетиране. Операциите по формоване често се комбинират в рамките на прогресивни или сложни щанцови инструменти.
Каква е разликата между формоване и рязане на метал?
Операции по рязане на метал (заготовка, щанцоване, срязване) разделят материала чрез счупване или срязване. Операциите по формоване на метал преформатират материала чрез пластична деформация без разделяне. Повечето щамповани части изискват операции както на рязане, така и на формоване в рамките на един и същи инструмент.
Кои метали се формоват най-лесно?
Медта, алуминият и нисковъглеродната стомана имат най-висока пластичност и се оформят най-лесно. Неръждаемата стомана и стоманените сплави с висока якост имат по-голяма еластичност и изискват по-прецизна компенсация на инструментите. Температурата на материала и структурата на зърната също оказват значително влияние върху способността за формоване.
Какви допустими отклонения могат да се поддържат върху формовани части?
Стандартно формирани елементи обикновено поддържат ±0,1–0,3 mm в зависимост от сложността на частта. Чекованите повърхности могат да издържат ±0,01–0,05 mm. Ъглови толеранси на завоите обикновено варират от ±0,5° до ±2° в зависимост от материала и метода на формоване.
Как да намаля пружинното връщане на формованите части?
Пружинното връщане се намалява чрез прекомерно огъване в дизайна на инструмента, оформяне на радиуса на огъване, проектиране с по-тесни радиуси или използване на материали с по-нисък модул на еластичност. Прегледът на DFM трябва да се отнася до предвиждането на пружинното връщане преди изграждането на инструменти.
Поискайте оферта за формоване на метал
Независимо дали имате нужда от просто огъване или сложна обвивка с дълбоко изтегляне, нашият процес на формоване започва с разбиране на функционалните изисквания на вашата част и нуждите от толерантност. Ние преглеждаме чертежа, потвърждаваме подхода на формоване и предоставяме инструментална екипировка и производствен план, който поддържа дългосрочна производителност.
Проектиране на инструментална екипировка за операции по формоване на метал
Качеството на формована част започва с проектирането на инструментална екипировка. Всяка операция на формоване — независимо дали е просто огъване на 90° или сложно многоетапно изтегляне — изисква геометрия на инструмента, която отчита поведението на материала, пружинното връщане и изискванията за размери:
- Радиус на огъване и отвор на матрицата — съотношението на отвора на матрицата към дебелината на материала (ширината на V- матрицата) определя необходимата сила на огъване и вътрешния радиус на завоя. По-малките отвори на матрицата създават по-тесни радиуси, но изискват по-голяма сила и увеличават риска от маркиране на повърхността.
- Компенсация на пружинното връщане — всички метали показват еластично възстановяване след формоване. Инструментът трябва да прегъне детайла с предвиденото количество пружинно връщане, така че завършеният детайл да се върне към целевия ъгъл след разтоварване. Прогнозата за обратно връщане е специфична за материала и се валидира по време на пилотното производство.
- Дизайн на матрицата за изтегляне — операциите за дълбоко изтегляне изискват внимателен контрол на натиска на държача на заготовката, радиуса на щанца и радиуса на матрицата, за да се предотврати разкъсване, набръчкване и дефекти на повърхността на портокаловата кора. Границите на коефициента на изтегляне зависят от пластичността и дебелината на материала.
- Инструменти за коване и оразмеряване — когато формованите елементи се нуждаят от по-строги допуски, отколкото стандартното формоване може да постигне, инструментите за коване компресират материала до точна дебелина или повърхностно ниво. Това добавя станция към матрицата, но може да постигне ±0,01–0,03 mm върху ковани повърхности.
- Многоетапни последователности на формоване — сложни геометрии, които не могат да бъдат формирани с едно попадение, изискват множество станции за формоване в прогресивна или трансферна матрица. Всяка станция постепенно оформя материала, за да избегне прекомерното натоварване на която и да е отделна област.
Проектирането на инструментална екипировка за операции по формоване е мястото, където инженерните възможности пряко влияят върху качеството на частта и стабилността на производството. Ние проектираме всички инструменти за формоване вътрешно, за да поддържаме контрола върху последователността на формоване и стратегията за компенсиране на отскока.
Поведение на материала при операции на формоване
Различните метали реагират различно на напрежението при формоване. Разбирането на поведението на материала е от съществено значение за проектирането на инструменти за формоване, които произвеждат последователни части:
- Якост на провлачване и якост на опън — материалите с по-висока якост изискват по-голяма сила на формоване и проявяват по-голяма еластичност. Материалите с якост на опън над 500 MPa често се нуждаят от коригирани хлабини на матрицата и по-строг контрол на процеса.
- Удължение и намаляване на площта — тези мерки за пластичност определят колко материал може да бъде разтегнат или изтеглен преди счупване. Материалите с ниско удължение ограничават дълбочината на изтегляне и стегнатостта на радиусите на огъване.
- Показател на деформационно втвърдяване (n-стойност) — материали с по-висока n-стойност разпределят деформацията по-равномерно, което е от полза за операциите по изтегляне и разтягане. Материалите с ниска n-стойност са склонни да локализират по-рано деформацията и шийката.
- Коефициент на пластична деформация (r-стойност) — показва устойчивостта на материала на изтъняване по време на изтегляне. Материалите с висока r-стойност изтеглят по-успешно и са предпочитани за приложения с дълбоко изтегляне.
- Състояние на повърхността и покритие — грапавостта на повърхността, масленото покритие и галванизираните слоеве влияят на триенето по време на формоване. Обработката на повърхността на инструмента и смазването трябва да съответстват на състоянието на повърхността на материала.
Данните за материалите от сертификатите на завода и нашата вътрешна база данни за тестване се използват по време на прегледа на DFM, за да се предвиди поведението при формоване и да се зададат реалистични очаквания за толеранс, преди да започне проектирането на инструменталната екипировка.
Често задавани въпроси
Какво е формоване на метал при щамповане?
Формоването на метал при щамповане се отнася до базирани на преса операции, които променят формата на металния лист без премахване на материал. Това включва огъване, теглене, монетосечене, щамповане, флангиране и офсетиране. Операциите по формоване често се комбинират в рамките на прогресивни или сложни щанцови инструменти.
Каква е разликата между формоване и рязане на метал?
Операции по рязане на метал (заготовка, щанцоване, срязване) разделят материала чрез счупване или срязване. Операциите по формоване на метал преформатират материала чрез пластична деформация без разделяне. Повечето щамповани части изискват операции както на рязане, така и на формоване в рамките на един и същи инструмент.
Какви допустими отклонения могат да се поддържат върху формовани части?
Стандартно формирани елементи обикновено поддържат ±0,1–0,3 mm в зависимост от сложността на частта. Чекованите повърхности могат да издържат ±0,01–0,05 mm. Ъглови толеранси на завоите обикновено варират от ±0,5° до ±2° в зависимост от материала и метода на формоване.
Как да намаля пружинното връщане на формованите части?
Пружинното връщане се намалява чрез прекомерно огъване в дизайна на инструмента, оформяне на радиуса на огъване, проектиране с по-тесни радиуси или използване на материали с по-нисък модул на еластичност. Прегледът на DFM трябва да се отнася до предвиждането на пружинното връщане преди изграждането на инструменти.
Какви метали могат да бъдат формовани чрез щамповане?
Студено валцована стомана, неръждаема стомана, алуминиеви сплави, мед, месинг, фосфорен бронз и стомани с предварително покритие могат да бъдат формовани чрез щамповане. Всеки материал има различни граници на формоване, характеристики на пружиниране и изисквания за инструменти, които се оценяват по време на прегледа на DFM.
Можете ли да формирате сложни 3D форми чрез щамповане?
Да. Сложните 3D форми се произвеждат чрез многоетапни последователности на формоване в рамките на прогресивни или трансферни инструменти. Дълбокото изтегляне, формоването с разтягане и поетапното огъване могат да създадат геометрии, които биха били трудни или скъпи за производство чрез машинна обработка или леене.
Свържете се с нас, за да започнете вашия проект за формоване на метал — изпратете своя чертеж, материал и обем и ние ще ви отговорим с преглед и оферта.