Oblikovanje metala je proces preoblikovanja ravnog lima ili zavojnice u trodimenzionalne dijelove putem kontrolirane plastične deformacije. Za razliku od operacija rezanja ili strojne obrade koje uklanjaju materijal, oblikovanje mijenja oblik metala uz očuvanje njegovog volumena. Rezultat je strukturni ili funkcionalni dio s geometrijom, čvrstoćom i stanjem površine definiranim parametrima alata i presa.
Pružamo usluge oblikovanja metala kao dio naših mogućnosti štancanja i precizne proizvodnje. Operacije oblikovanja se koriste nezavisno iu kombinaciji unutar progresivnog, složenog i transfernog alata za proizvodnju složenih dijelova u jednom kontroliranom nizu.
Trebate oblikovani metalni dio? Pošaljite svoj crtež, materijal, debljinu i zapreminu na naš kontakt strana za formiranje pregleda i ponude.
Operacije oblikovanja metala koje podržavamo
Obrada metala pokriva širok spektar operacija. Najčešći u našem opsegu proizvodnje štancanja i lima uključuju:
Savijanje
Savijanje primjenjuje silu za stvaranje kuta ili zakrivljenog profila u ravnom metalu. Uobičajene operacije savijanja uključuju V-savijanje, U-savijanje i savijanje brisanjem. Opruga mora biti kompenzirana u dizajnu alata na osnovu razreda i debljine materijala. Ključna razmatranja pri dizajnu uključuju minimalni radijus savijanja (obično 1× debljina materijala za duktilne metale) i održavanje dosljednog smjera zrna u odnosu na osu savijanja.
Duboko izvlačenje
Duboko izvlačenje koristi bušenje i matricu za povlačenje ravnog lima radijalno prema unutra, formirajući čaše, školjke i cilindrična kućišta. Proces karakterizira omjer izvlačenja, koji definira omjer promjera blanka i promjera proboja. Materijal mora imati dovoljno izduženja da završi izvlačenje bez kidanja. Prirubnice, zidovi i baze mogu se držati uskim dimenzionalnim tolerancijama u pravilno dizajniranom alatu za izvlačenje. Vidi također: duboko izvlačenje štancanje.
Kovanje
Kovanje koristi veoma visok pritisak za precizno dimenzionisanje karakteristike komprimovanjem metala između proboja i matrice. Rezultat je dimenzionalno stabilna površina bez ivica na kovanom području. Kovanje se koristi na obilježjima gdje su stroga kontrola dimenzija, oštri radijusi i kvalitet površine važniji od opće tolerancije oblikovanja. Obično se primjenjuje na površine terminala, kontaktne točke i kritične površine sjedišta.
Utiskivanje
Utiskivanje pomiče metal kako bi se stvorile podignute ili udubljene karakteristike kao što su logotipi, rebra za ukrućenje, identifikacijske oznake ili karakteristike registracije. Materijal se ne uklanja - samo se lokalno oblikuje u podignuti uzorak. Reljefne karakteristike dodaju strukturnu krutost tankim dijelovima bez dodavanja težine.
Prirubnica
Prirubnica savija rub ravnog ili oblikovanog dijela prema van ili prema unutra kako bi se stvorila prirubnica. Prirubnice se koriste za strukturalno učvršćivanje, spojeve za montažu, zaptivne površine ili zaštitu rubova. Ekstrudirane rupe (gdje je izbušena rupa prirubnica prema van kako bi se stvorila navojna glava) srodna su operacija.
Oblikovanje i pomicanje
Opće operacije oblikovanja preoblikuju zazor u složene neravne profile. Offset oblikovanje stvara Z-profile ili stepenaste karakteristike u inače ravnim dijelovima. Oni su uobičajeni u kućištima konektora, nosačima i nosačima za montažu.
Peglanje
Peglanje ravnomjerno smanjuje debljinu stijenke izvučene školjke kako bi se stegle tolerancije dimenzija na vanjskom prečniku ili unutrašnjem provrtu. Često se koristi kao sekundarna operacija nakon dubokog izvlačenja za postizanje precizne geometrije zida.
Za materijale koji se koriste u metalu
Formabilnost u velikoj mjeri ovisi o duktilnosti materijala, debljini, strukturi zrna i stanju temperature. Formiramo dijelove u:
| Materijal | Bilješke o oblikovanju | Tipični oblikovani dijelovi |
|---|---|---|
| Ugljični čelik (SPCC, DC01) | Dobra formabilnost; may springback; zavarljiv | Nosači, strukturne školjke, poklopci |
| Nerđajući čelik (304, 301) | Higher springback; rad stvrdnjava; jači nakon formiranja | Medicinska kućišta, hardver za hranu, ljuske osjetljive na koroziju |
| Aluminij (5052, 3003) | Odlična duktilnost; low springback; lagana | Kućišta za elektroniku, automobilske navlake, aerospace kućišta |
| Bakar (C11000) | Vrlo visoka sposobnost oblikovanja; odličan za duboko izvlačenje i kovanje | Terminali, kontakti, električne školjke |
| Mesing (C26000) | Dobra formabilnost; stabilnost površine nakon oblikovanja | Komponente konektora, dekorativni oblikovani dijelovi |
Stranice specifične za materijal: štancanje aluminija, žigosanje od nehrđajućeg čelika, štancanje čelika, žigosanje bakrai mjedeni štancani.
Obrada metala u procesima štancanja
Operacije oblikovanja metala rijetko su samostalne. U proizvodnom štancanju, oni su integrisani u sekvencu alata:
- In progresivno štancanje, faze oblikovanja su raspoređene po stanicama na kontinuiranoj traci, omogućavajući da se izrezivanje, probijanje, savijanje i kovanje odvijaju u nizu unutar jednog alata
- U prijenosnoj formi se fizički premešta više aplikacija. složena geometrija koja se ne može postići na traci
- U složenim kalupima, izrezivanje i oblikovanje se odvijaju istovremeno u jednom potezu, pogodno za ravne ili lagano oblikovane dijelove
- U procesima dubokog izvlačenja, sekvenca formiranja kontroliše dubinu izvlačenja, konzistenciju debljine zida i geometriju prirubnice u više faza
DFM razmatranja za oblikovane dijelove
Oblikovanje, dizajn dizajna, konzistentnost proizvodnje i složenost alata Važna razmatranja DFM-a uključuju:
- Minimalni radijus savijanja — preuski radijus uzrokuje pucanje ili lom; tipično 0,5–1× minimalna debljina materijala u zavisnosti od legure
- Kompenzacija opruge — ugao prekomjernog savijanja se mora izračunati po materijalu i debljini da bi se postigao specificirani ugao nakon otpuštanja
- Smjer zrna u odnosu na os savijanja — savijanje okomito na smjer zrna smanjuje rizik od pucanja u materijalima očvrsnutim radom
- Značajka blizine — rupe postavljene preblizu izobličenoj liniji savijanja tokom oblikovanja; održavati minimalno rastojanje od 1,5× debljine materijala od ivice
- Dubina oblikovanja u odnosu na debljinu materijala — omjeri dubokog izvlačenja moraju biti usklađeni sa kapacitetom materijala e
- Simetrija i ravnoteža — asimetrična opterećenja formiranja uzrokuju pomicanje trake ili praznine; alat mora kompenzirati uravnoteženom geometrijom matrice
Industrije koje koriste usluge kovanja metala
- Automobilska industrija — pečati na karoseriji, nosači sedišta, strukturni oslonci, delovi oblikovani kopčom. Vidi: automobilsko žigosanje
- Elektronika — školjke terminala, EMI kućišta, tijela konektora, precizni kontakti. Vidi: elektronika štancanje
- Medicinske — precizno oblikovani nehrđajući dijelovi, izvučena kućišta, komponente hirurških instrumenata. Vidite: žigosanje medicinskih uređaja
- Vazduhoplovstvo — strukturni štancani, paneli kućišta, oblikovani potporni dijelovi. Vidi: žigosanje metala u svemiru
- Kućni aparati — dijelovi motora, kontrolne ploče, oblikovana kućišta. Vidi: žigosanje kućnih aparata
- Izgradnja — oblikovani potporni okovi, anker ploče, konzole. Vidite: konstrukcija metalno štancanje
FAQ: Formiranje metala
Šta je oblikovanje metala u štancanju?
Oblikovanje metala u štancanju odnosi se na operacije bazirane na prešanju koje preoblikuju lim bez uklanjanja materijala. To uključuje savijanje, izvlačenje, kovanje, utiskivanje, prirubljivanje i pomicanje. Operacije oblikovanja se često kombinuju u okviru progresivnog ili složenog alata.
Koja je razlika između oblikovanja metala i rezanja metala?
Operacije rezanja metala (obrezivanje, probijanje, striženje) razdvajaju materijal lomljenjem ili smicanjem. Operacije oblikovanja metala preoblikuju materijal kroz plastičnu deformaciju bez odvajanja. Većina utisnutih dijelova zahtijeva operacije rezanja i oblikovanja unutar istog alata.
Koje metale je najlakše formirati?
Bakar, aluminij i čelik s niskim udjelom ugljika imaju najveću duktilnost i najlakše se oblikuju. Nehrđajući čelik i legure čelika visoke čvrstoće imaju više opruge i zahtijevaju precizniju kompenzaciju alata. Temper materijala i struktura zrna takođe značajno utiču na formabilnost.
Koje tolerancije se mogu držati na oblikovanim dijelovima?
Standardno oblikovane karakteristike obično drže ±0,1–0,3 mm u zavisnosti od složenosti dijela. Kovane površine mogu držati ±0,01–0,05 mm. Ugaone tolerancije na krivinama se obično kreću od ±0,5° do ±2° u zavisnosti od materijala i metode oblikovanja.
Kako da smanjim oprugu na oblikovanim dijelovima?
Povratak opruge se smanjuje prekomjernim savijanjem u dizajnu alata, kovanjem radijusa savijanja, projektiranjem s manjim radijusima ili korištenjem materijala sa nižim modulom elastičnosti. DFM pregled treba da se pozabavi predviđanjem povratnog opterećenja prije izrade alata.
Zatražite ponudu za oblikovanje metala
Bilo da vam treba jednostavno savijanje ili složena školjka dubokog izvlačenja, naš proces oblikovanja počinje razumijevanjem funkcionalnih zahtjeva i potreba za tolerancijom vašeg dijela. Pregledavamo crtež, potvrđujemo pristup oblikovanju i obezbjeđujemo alat i plan proizvodnje koji podržava dugoročnu proizvodnost.
Dizajn alata za operacije oblikovanja metala
Kvaliteta oblikovanog dijela počinje od dizajna alata. Svaka operacija oblikovanja - bilo da se radi o jednostavnom savijanju od 90° ili složenom višestepenom izvlačenju - zahtijeva geometriju alata koja uzima u obzir ponašanje materijala, povratne opruge i zahtjeve za dimenzioniranjem:
- Radijus savijanja i otvor matrice — omjer otvora matrice i debljine materijala (širina V-matrice) određuje potrebnu silu savijanja i unutrašnji radijus savijanja. Manji otvori matrice proizvode uže polumjere, ali zahtijevaju veću silu i povećavaju rizik od površinskog obilježavanja.
- Kompenzacija opruge — svi metali pokazuju elastični oporavak nakon oblikovanja. Alat mora previše savijati dio za predviđenu količinu povratnog opruge, tako da se gotovi dio nakon rasterećenja vrati u ciljni kut. Predviđanje Springback-a je specifično za materijal i potvrđuje se tokom pilot proizvodnje.
- Dizajn matrice za izvlačenje — operacije dubokog izvlačenja zahtijevaju pažljivu kontrolu otvora držača, spriječiti radijus držača, spriječiti radijus držača blanka i probušiti radijus bušenja površinski defekti narandžine kore. Granice omjera vučenja zavise od duktilnosti i debljine materijala.
- Alati za kovanje i dimenzioniranje — kada su oblikovane karakteristike zahtijevaju čvršće tolerancije nego što se može postići standardnim oblikovanjem, alati za kovanje komprimuju materijal na preciznu debljinu ili nivo površine. Ovo dodaje stanicu na matricu, ali može postići ±0,01–0,03 mm na kovanim površinama.
- Višestepena sekvenca oblikovanja — složene geometrije koje se ne mogu formirati u jednom pogotku zahtijevaju višestruke stanice za formiranje unutar progresivnog ili prijenosnog kalupa. Svaka stanica postepeno oblikuje materijal kako bi se izbjeglo preopterećenje bilo kojeg područja.
Dizajn alata za operacije oblikovanja je mjesto gdje inženjerska sposobnost direktno utječe na kvalitetu dijelova i stabilnost proizvodnje. Mi dizajniramo sve alate za formiranje u kompaniji kako bismo održali kontrolu nad sekvencom oblikovanja i strategijom kompenzacije opruge.
Ponašanje materijala u operacijama oblikovanja
Različiti metali različito reagiraju na formiranje naprezanja. Razumijevanje ponašanja materijala je ključno za dizajniranje alata za oblikovanje koji proizvodi konzistentne dijelove:
- Čvrstoća tečenja i vlačna čvrstoća — materijali veće čvrstoće zahtijevaju veću silu oblikovanja i pokazuju više povratne snage. Materijali iznad 500 MPa vlačne čvrstoće često trebaju prilagođene zazore matrice i strožu kontrolu procesa.
- Izduženje i smanjenje površine — ove mjere duktilnosti određuju koliko se materijal može rastegnuti ili izvući prije loma. Materijali sa malim izduženjem ograničavaju dubinu izvlačenja i nepropusnost radijusa savijanja.
- Eksponent stvrdnjavanja deformacijom (n-vrijednost) — materijali s većom n-vrijednošću ravnomjernije raspoređuju deformaciju, što je korisno za operacije izvlačenja i istezanja. Materijali niske n-vrijednosti imaju tendenciju da ranije lokaliziraju deformaciju i vrat.
- Omjer plastične deformacije (r-vrijednost) — označava otpornost materijala na stanjivanje tokom crtanja. Materijali visoke r vrijednosti vuku uspješnije i preferirani su za aplikacije dubokog vučenja.
- Stanje površine i premaz — hrapavost površine, uljni premaz i pocinčani slojevi utiču na trenje tokom oblikovanja. Obrada površine alata i podmazivanje moraju biti usklađeni sa stanjem površine materijala.
Podaci o materijalu iz mlinskih certifikata i naše interne baze podataka testiranja se koriste tokom DFM pregleda za predviđanje ponašanja oblikovanja i postavljanje realnih očekivanja tolerancije alata prije početka.
Često postavljana pitanja
Šta je oblikovanje metala u štancanju?
Oblikovanje metala u štancanju odnosi se na operacije bazirane na prešanju koje preoblikuju lim bez uklanjanja materijala. To uključuje savijanje, izvlačenje, kovanje, utiskivanje, prirubljivanje i pomicanje. Operacije oblikovanja se često kombinuju u okviru progresivnog ili složenog alata.
Koja je razlika između oblikovanja metala i rezanja metala?
Operacije rezanja metala (obrezivanje, probijanje, striženje) razdvajaju materijal lomljenjem ili smicanjem. Operacije oblikovanja metala preoblikuju materijal kroz plastičnu deformaciju bez odvajanja. Većina utisnutih dijelova zahtijeva operacije rezanja i oblikovanja unutar istog alata.
Koje tolerancije se mogu držati na oblikovanim dijelovima?
Standardno oblikovane karakteristike obično drže ±0,1–0,3 mm u zavisnosti od složenosti dijela. Kovane površine mogu držati ±0,01–0,05 mm. Ugaone tolerancije na krivinama se obično kreću od ±0,5° do ±2° u zavisnosti od materijala i metode oblikovanja.
Kako da smanjim oprugu na oblikovanim dijelovima?
Povratak opruge se smanjuje prekomjernim savijanjem u dizajnu alata, kovanjem radijusa savijanja, projektiranjem s manjim radijusima ili korištenjem materijala sa nižim modulom elastičnosti. DFM pregled treba da se pozabavi predviđanjem povratnog opterećenja prije izrade alata.
Koji metali se mogu formirati štancanjem?
Hladno valjani čelik, nerđajući čelik, legure aluminijuma, bakar, mesing, fosforna bronca i prethodno obloženi čelici mogu se formirati štancanjem. Svaki materijal ima različite granice oblikovanja, karakteristike povratnog opruge i zahtjeve za alatom koji se procjenjuju tokom DFM pregleda.
Možete li oblikovati složene 3D oblike pecanjem?
Da. Složeni 3D oblici se proizvode kroz višestepene sekvence oblikovanja unutar progresivnog ili transfernog alata. Duboko izvlačenje, rastezljivo oblikovanje i postupno savijanje mogu stvoriti geometrije koje bi bilo teško ili skupo proizvesti obradom ili lijevanjem.
Kontaktirajte nas da započnete svoj projekat oblikovanja metala — pošaljite svoj crtež, materijal i zapreminu, a mi ćemo vam odgovoriti recenzijom i ponudu.