Tváření kovů je proces přetváření plochých plechů nebo svitků na trojrozměrné díly prostřednictvím řízené plastické deformace. Na rozdíl od operací řezání nebo obrábění, které odebírají materiál, tváření mění tvar kovu při zachování jeho objemu. Výsledkem je konstrukční nebo funkční díl s geometrií, pevností a stavem povrchu definovaným parametry nástroje a lisu.
Poskytujeme služby tváření kovů jako součást našich možností lisování a přesné výroby. Operace tváření se používají nezávisle a v kombinaci v rámci progresivních, složených a přenosových lisovacích nástrojů k výrobě složitých dílů v jediné řízené sekvenci.
Potřebujete tvarovaný kovový díl? Zašlete svůj výkres, materiál, tloušťku a objem našemu kontaktní stránku pro kontrolu tvarování a cenovou nabídku.
Operace tváření kovů, které podporujeme
Tváření kovů pokrývá širokou škálu operací. Mezi nejběžnější v našem oboru lisování a výroby plechů patří:
Ohýbání
Ohýbání působí silou k vytvoření úhlu nebo zakřiveného profilu v plochém kovu. Mezi běžné ohýbací operace patří V-ohýbání, U-ohýbání a ohýbání stíráním. Zpětné odpružení musí být kompenzováno v konstrukci nástroje na základě třídy materiálu a tloušťky. Klíčová konstrukční hlediska zahrnují minimální poloměr ohybu (obvykle 1× tloušťka materiálu pro tvárné kovy) a zachování konzistentního směru zrna vzhledem k ose ohybu.
Hluboké kreslení
Hluboké tažení používá razník a matrici k vtažení plochého plechu radiálně dovnitř, čímž se vytvoří misky, skořepiny a válcová pouzdra. Proces je charakterizován poměrem tažení, který definuje poměr průměru polotovaru k průměru razníku. Materiál musí mít dostatečnou tažnost, aby dokončil tažení bez roztržení. Příruby, stěny a základny mohou být všechny drženy v přísných rozměrových tolerancích ve správně navržených tažných nástrojích. Viz také: hlubokotažné ražení.
Razení mincí
Při ražbě se používá velmi vysoký tlak k přesnému dimenzování prvku stlačováním kovu mezi razníky a raznicemi. Výsledkem je rozměrově stabilní povrch bez otřepů na ražené ploše. Ražba se používá u prvků, kde záleží na přesné kontrole rozměrů, ostrých poloměrech a kvalitě povrchu více než na obecné toleranci tváření. Běžně se používá na koncové plochy, kontaktní body a kritické dosedací plochy.
Reliéf
Reliéf přemístí kov a vytvoří vyvýšené nebo zapuštěné prvky, jako jsou loga, výztužná žebra, identifikační značky nebo registrační prvky. Materiál není odstraněn – pouze lokálně tvarován do vyvýšeného vzoru. Reliéfní prvky dodávají tenkým dílům strukturální tuhost bez zvýšení hmotnosti.
Lemování
Lemování ohýbá okraj plochého nebo tvarovaného dílu směrem ven nebo dovnitř a vytváří lem. Příruby se používají pro konstrukční vyztužení, montážní rozhraní, těsnicí plochy nebo ochranu hran. Vysunuté díry (kde je vyražená díra olemována směrem ven, aby se vytvořil závitový výstupek) jsou související operace.
Tváření a odsazení
Obecné tvářecí operace přetvářejí polotovar do složitých nerovinných profilů. Offsetové tvarování vytváří Z-profily nebo stupňovité prvky v jinak plochých dílech. Ty jsou běžné v krytech konektorů, konzolách a montážních podpěrách.
Žehlení
Žehlení rovnoměrně snižuje tloušťku stěny tažené skořepiny, aby se zpřísnily rozměrové tolerance na vnějším průměru nebo vnitřním otvoru. Často se používá jako sekundární operace po hlubokém tažení k dosažení přesné geometrie stěny.
Materiály používané při tváření kovů
Tvařitelnost silně závisí na tažnosti materiálu, tloušťce, struktuře zrna a stavu popouštění. Díly tvoříme v:
| Materiál | Forming Notes | Typické tvarované díly |
|---|---|---|
| Uhlíková ocel (SPCC, DC01) | Dobrá tvarovatelnost; může odskočit; svařitelné | Konzoly, konstrukční skořepiny, kryty |
| Nerezová ocel (304, 301) | Vyšší odpružení; práce ztvrdne; pevnější po vytvarování | Lékařské kryty, potravinářský hardware, skořepiny citlivé na korozi |
| Hliník (5052, 3003) | Vynikající tažnost; nízké odpružení; lehké | Kryty elektroniky, automobilové kryty, kryty pro letectví a kosmonautiku |
| měď (C11000) | Velmi vysoká tvarovatelnost; vynikající pro hluboké tažení a ražení | Svorky, kontakty, elektrické pláště |
| mosaz (C26000) | Dobrá tvarovatelnost; stabilita povrchu po tváření | Komponenty konektoru, ozdobné tvarované díly |
Stránky specifické pro materiál: lisování z hliníku, lisování z nerezové oceli, lisování z oceli, měděné raženía mosazné lisování.
Tváření kovů v procesech lisování
Operace tváření kovů jsou zřídka samostatné. Při výrobním lisování jsou integrovány do sekvence nástrojů:
- V progresivní lisováníjsou fáze tváření rozděleny mezi stanice na souvislém pásu, což umožňuje postupné vysekávání, děrování, ohýbání a ražení v rámci jednoho nástroje
- V aplikacích s přenosovými matricemi se polotovar
- fyzicky přesouvá mezi tvářecími stanicemi, což umožňuje dosáhnout složitější geometrie pásu, stříhání a tvarování probíhají současně v jediném tahu, vhodné pro ploché nebo lehce tvarované díly
- V procesech hlubokého tažení řídí sekvence tvarování hloubku tažení, konzistenci tloušťky stěny a geometrii příruby ve více fázích
Aspekty DFM pro tvarované díly
Návrh tvarování ovlivňuje složitost nástrojů, konzistenci dílů a výrobní náklady. Mezi důležité aspekty DFM patří:
- Minimální poloměr ohybu — příliš úzký poloměr způsobuje praskliny nebo praskliny; typicky 0,5–1× minimální tloušťka materiálu v závislosti na slitině
- Kompenzace odpružení — úhel přehnutí musí být vypočten pro materiál a tloušťku, aby se po uvolnění dosáhlo zadaného úhlu
- Směr zrna vs. osa ohybu — ohýbání kolmo ke směru zrna snižuje riziko praskání v mechanicky zpevněných materiálech
- Blízkost vlastností — otvory umístěné příliš blízko čáry ohybu se během tváření deformují; dodržujte minimální vzdálenost 1,5× tloušťka materiálu od okraje
- Tvarovaná hloubka vs. tloušťka materiálu — poměry hlubokého tažení musí odpovídat kapacitě protažení materiálu
- Symetrie a rovnováha — asymetrická tvářecí zatížení způsobují posun pásu nebo polotovaru; nástroje musí kompenzovat vyváženou geometrií zápustek
Odvětví využívající služby tváření kovů
- Automobilový průmysl — výlisky karoserie, držáky sedadel, konstrukční podpěry, díly tvarované klipsem. Viz: automobilové ražení
- Elektronika – pouzdra svorek, pouzdra EMI, těla konektorů, přesné kontakty. Viz: elektronické lisování
- Lékařský — přesně tvarované nerezové díly, tažená pouzdra, součásti chirurgických nástrojů. Viz: lisování zdravotnického zařízení
- Letectví — konstrukční výlisky, krycí panely, tvarované nosné díly. Viz: letecké kovové lisování
- Domácí spotřebiče — díly motoru, ovládací panely, tvarovaná pouzdra. Viz: lisování domácích spotřebičů
- / Části chirurgických nástrojů, implantáty, pouzdra pro diagnostické nástroje – tvarované nosné kování, kotevní desky, konzoly. Viz: lisování konstrukčního kovu
FAQ: Tváření kovů
Co je tváření kovů při lisování?
Tváření kovu při lisování se týká operací založených na lisování, které přetvářejí plech bez odstranění materiálu. To zahrnuje ohýbání, kreslení, ražení, ražení, lemování a ofsetování. Operace tváření jsou často kombinovány v rámci progresivních nebo složených lisovacích nástrojů.
Jaký je rozdíl mezi tvářením kovů a řezáním kovů?
Obráběcí operace (stříhání, děrování, stříhání) oddělují materiál lomem nebo střihem. Operace tváření přetvářejí materiál plastickou deformací bez separace. Většina lisovaných dílů vyžaduje řezání i tváření v rámci stejného nástroje.
Jaké kovy se nejsnáze tvoří?
Měď, hliník a nízkouhlíková ocel mají nejvyšší tažnost a nejsnáze se tvarují. Nerezová ocel a slitiny vysokopevnostní oceli mají větší odpružení a vyžadují přesnější kompenzaci nástrojů. Povaha materiálu a struktura zrna také významně ovlivňují tvařitelnost.
Jaké tolerance lze dodržet na tvarovaných dílech?
Standardní tvarované prvky obvykle udrží ±0,1–0,3 mm v závislosti na složitosti součásti. Razené povrchy mohou pojmout ±0,01–0,05 mm. Úhlové tolerance ohybů se typicky pohybují od ±0,5° do ±2° v závislosti na materiálu a metodě tváření.
Jak snížím odpružení na tvarovaných dílech?
Zpětné odpružení je sníženo přílišným ohýbáním v designu nástroje, ražením poloměru ohybu, navrhováním s užšími poloměry nebo použitím materiálů s nižším modulem pružnosti. Kontrola DFM by se měla zabývat předpovědí odpružení před vytvořením nástroje.
Vyžádejte si nabídku na tváření kovu
Ať už potřebujete jednoduchý ohyb nebo složitou hlubokotažnou skořepinu, náš proces tváření začíná pochopením funkčních požadavků vašeho dílu a potřeb tolerance. Zkontrolujeme výkres, potvrdíme přístup k tváření a poskytneme nástrojový a výrobní plán, který podporuje dlouhodobou vyrobitelnost.
Návrh nástrojů pro operace tváření kovů
Kvalita tvarovaného dílu začíná návrhem nástroje. Každá tvářecí operace – ať už jde o jednoduchý 90° ohyb nebo složité vícestupňové tažení – vyžaduje geometrii nástroje, která zohledňuje chování materiálu, odpružení a rozměrové požadavky:
- Poloměr ohybu a otvor v zápustce – poměr otvoru zápustky k tloušťce materiálu (šířka zápustky V) určuje požadovanou ohýbací sílu a vnitřní poloměr ohybu. Menší otvory v matrici vytvářejí užší poloměry, ale vyžadují větší sílu a zvyšují riziko povrchových značek.
- Kompenzace odpružení — všechny kovy vykazují po tvarování elastické zotavení. Nástroj musí díl ohnout o předpokládanou velikost zpětného odpružení, aby se hotový díl po odlehčení vrátil do cílového úhlu. Predikce odpružení je specifická pro materiál a je ověřována během pilotní výroby.
- Konstrukce vytahovací matrice – operace hlubokého tažení vyžadují pečlivou kontrolu tlaku držáku polotovaru, poloměru razníku a poloměru raznice, aby se zabránilo roztržení, zvrásnění a povrchovým defektům odlupování pomeranče. Mezní hodnoty poměru tažení závisí na tažnosti a tloušťce materiálu.
- Nástroje pro ražení a úpravu velikosti — když tvarované prvky vyžadují užší tolerance, než jakých může dosáhnout standardní tvarování, nástroje pro ražení lisují materiál na přesnou tloušťku nebo úroveň povrchu. To přidá stanici k raznici, ale může dosáhnout ±0,01–0,03 mm na ražených površích.
- Vícestupňové tvarovací sekvence — složité geometrie, které nelze vytvarovat jedním zásahem, vyžadují více tvarovacích stanic v progresivní nebo přenosové matrici. Každá stanice postupně tvaruje materiál, aby nedocházelo k nadměrnému namáhání jakékoli jednotlivé oblasti.
Konstrukce nástrojů pro tvářecí operace je tam, kde technické schopnosti přímo ovlivňují kvalitu dílu a stabilitu výroby. Veškeré tvářecí nástroje navrhujeme interně, abychom udrželi kontrolu nad sekvencí tváření a strategií kompenzace odpružení.
Chování materiálu při tvářecích operacích
Různé kovy reagují na tvářecí napětí různě. Pochopení chování materiálu je zásadní pro navrhování tvářecích nástrojů, které produkují konzistentní díly:
- Mez kluzu a pevnost v tahu — materiály s vyšší pevností vyžadují větší tvarovací sílu a vykazují větší odpružení. Materiály s pevností v tahu nad 500 MPa často vyžadují upravenou vůli matrice a přísnější kontrolu procesu.
- Prodloužení a zmenšení plochy — tyto míry tažnosti určují, jak moc může být materiál natažen nebo tažen před zlomením. Materiály s nízkou průtažností omezují hloubku tažení a těsnost poloměrů ohybu.
- Exponent deformačního zpevnění (hodnota n) — materiály s vyšší hodnotou n distribuují deformaci rovnoměrněji, což je výhodné pro operace tažení a protahování. Materiály s nízkou hodnotou n mají tendenci lokalizovat deformaci a hrdlo dříve.
- Poměr plastické deformace (hodnota r) – označuje odolnost materiálu vůči ztenčování během kreslení. Materiály s vysokou hodnotou r se úspěšněji tahají a jsou preferovány pro aplikace s hlubokým tažením.
- Stav povrchu a povlak — drsnost povrchu, olejový povlak a galvanizované vrstvy ovlivňují tření během tváření. Povrchová úprava a mazání nástroje musí odpovídat stavu povrchu materiálu.
Materiálová data z certifikátů frézy a naší interní testovací databáze se používají během kontroly DFM k předpovědi chování při tváření a nastavení realistických očekávání tolerancí před zahájením návrhu nástroje.
Často kladené otázky
Co je tváření kovů při lisování?
Tváření kovu při lisování se týká operací založených na lisování, které přetvářejí plech bez odstranění materiálu. To zahrnuje ohýbání, kreslení, ražení, ražení, lemování a ofsetování. Operace tváření jsou často kombinovány v rámci progresivních nebo složených lisovacích nástrojů.
Jaký je rozdíl mezi tvářením kovů a řezáním kovů?
Obráběcí operace (stříhání, děrování, stříhání) oddělují materiál lomem nebo střihem. Operace tváření přetvářejí materiál plastickou deformací bez separace. Většina lisovaných dílů vyžaduje řezání i tváření v rámci stejného nástroje.
Jaké tolerance lze dodržet na tvarovaných dílech?
Standardní tvarované prvky obvykle udrží ±0,1–0,3 mm v závislosti na složitosti součásti. Razené povrchy mohou pojmout ±0,01–0,05 mm. Úhlové tolerance ohybů se typicky pohybují od ±0,5° do ±2° v závislosti na materiálu a metodě tváření.
Jak snížím odpružení na tvarovaných dílech?
Zpětné odpružení je sníženo přílišným ohýbáním v designu nástroje, ražením poloměru ohybu, navrhováním s užšími poloměry nebo použitím materiálů s nižším modulem pružnosti. Kontrola DFM by se měla zabývat předpovědí odpružení před vytvořením nástroje.
Jaké kovy lze lisováním tvarovat?
Ocel válcovaná za studena, nerezová ocel, slitiny hliníku, měď, mosaz, fosforový bronz a předem potažené oceli – to vše lze tvarovat lisováním. Každý materiál má jiné meze tváření, charakteristiky odpružení a požadavky na nástroje, které se vyhodnocují během revize DFM.
Dokážete vytvořit složité 3D tvary ražením?
Ano. Složité 3D tvary jsou vyráběny prostřednictvím vícestupňových tvářecích sekvencí v rámci progresivních nebo přenosových lisovacích nástrojů. Hluboké tažení, tvarování protažením a stupňovité ohýbání mohou vytvářet geometrie, které by bylo obtížné nebo nákladné vyrábět obráběním nebo odléváním.
Kontaktujte nás a začněte s vaším projektem tváření kovů – pošlete nám svůj výkres, materiál a objem a my vám odpovíme recenzí a cenovou nabídkou.