Tühistamine on metalli stantsimisel üks põhilisemaid toiminguid. See muudab lamedad lehtmetallid või rullid diskreetseteks osadeks, mida nimetatakse toorikuteks, lõigates materjali mööda suletud kontuuri, kasutades stantsi ja stantsi. Olenemata sellest, kas toodate kronsteine, korpuseid, elektrikontakte või autopaneele, loob tühjendusprotsess aluse detailide geomeetriale, servade kvaliteedile ja allavoolu vormimistoimingutele.
See juhend käsitleb tühjendamise mehaanikat, selle erinevust stantsimisest, peamisi saadaolevaid tühjendusmeetodeid, materjalikasutus strateegiad, levinumad vead ja nende parandused ning pressivalikuks vajalikud tonnaažiarvutused.
Mis on tühjendamise protsess?
Metalli stantsimisel on tühjendamine lõikamisoperatsioon, mille käigus lõigatakse lehest soovitud osa ja see kukub valmis detailina läbi stantsi avause. Ümbritsev materjal - luustik või võrk - muutub vanarauaks. See on määrav omadus, mis eraldab tühjendamist augustamisest (torkimisest), kus eemaldatud nälkjas on jääk ja leht säilitab augu.
Kuidas lõikamine töötab
Kui stants laskub alla ja puutub kokku lehtmetalliga, toimub lõikamine läbi nelja erineva faasi:
- Elastne deformatsioon — materjal surub kergelt löögi otsa all kokku; püsivat kujumuutust veel ei toimu.
- Plastiline deformatsioon – stants tungib materjali sisse, tekitades stantsile lähimal küljel poleeritud (sileda) lõikeriba.
- Murd — praod tekivad stantsi ja stantsi lõikeservadest ning levivad sissepoole. Seal, kus kaks murdumistsooni kokku puutuvad, eraldub materjal.
- Lahutamine — toorik puhastab matriitsi ava. Ejektori tihvtid või eemaldajad lükkavad osa või luustiku vabaks.
Saadud tühja osa ristlõige näitab nelja iseloomulikku tsooni: ümberminek (nihkeriba ülaosas), poleerimistsoon (sile vertikaalne riba), murdeala (kare nurga all olev pind) ja burr (õhuke, terav serv).
Kliirens: kõige kriitilisem parameeter
stantsi kliirens – stantsi lõikeserva ja stantsi lõikeserva vaheline vahe mõõdetuna külje pealt – kontrollib otseselt serva kvaliteeti, jäme kõrgust ja tööriista kasutusiga.
| Kliirens küljel (% materjali paksusest) | Tüüpiline tulemus |
|---|---|
| 3–5 % | Tihedalt sobiv; minimaalne ümberminek; suurem löögi kulumine; kasutatakse täppispuhastamisel |
| 5–8 % | Standard enamiku teraste jaoks; hea lihvi ja murdumise suhe |
| 8–12 % | Laiem; suurem ümberminek ja burr; väiksem tonnaaž; sobib pehmematele alumiiniumsulamitele |
| > 12 % | Liigne jäme ja deformatsioon; üldiselt tootmiseks vastuvõetamatu |
Rusikareegel: pehme terase (paksusega kuni 3 mm) puhul kasutage 5–7% vaba ruumi külje kohta. Alumiiniumi puhul 6–8 %; roostevaba terase puhul 7–10 %. Enne tootmistööriistade kasutuselevõttu tutvuge alati materjalispetsiifiliste juhistega ja katsetage toorikuid.
Burri suund tühjendamisel on etteaimatav: jäme moodustub alati vanaraua pool — augustaja vastaspool. Tühjendamisel on jäme seega valmis tooriku alumisel serval (stantsi pool). Kui konkreetsel pinnal on vaja jämevaba serva, suunake osa matriitsis vastavalt.
Tühistamine vs augustamine (torkamine): mis vahe on?
Terminid on sageli segaduses, kuid mehaaniline eristamine on lihtne:
| Funktsioon | Tühistamine | augustamine |
|---|---|---|
| Eesmärk | Valmistage väljalõigatud detail valmis osana | Looge lehele auk; nälkjas on vanarauad |
| Kasulik osa | Läbi matriitsi langev tükk | Matriitsile jääv leht |
| Matriitprofiil | Vormitud detaili kontuuri järgi | Ümmargused või augu geomeetria järgi vormitud |
| Torustamisprofiil | Järgib detaili piirjooni (vahe tõttu veidi väiksem) | Vastab ava kujuga |
| Vanametalli | Ribale jäänud skelett (võrk) | Välja stantsitud nälkjas |
| Tüüpiline rakendus | Lamedad toorikud, kronsteinid, tihendid | Paigaldusavad, ventilatsiooniavad, juurdepääsuavad |
Progressiivse stantsimise korral toimuvad mõlemad toimingud sageli samal ribal erinevates jaamades – lõppjaamas tühjendamine, varasemates stantsimine.
Tühjenduse tüübid: võrdlus
Kõik tühjendustoimingud ei anna samu tulemusi. Meetodi valik sõltub detailide tolerantsidest, servade kvaliteedinõuetest, tootmismahust ja kulupiirangutest.
Tavapärane tühjendamine (Standardne tühjendamine)
Kõige tavalisem meetod. Üks stants lõikab materjali läbi standardse kliirensiga (5–8% külje kohta). Toru ja stantsi külgede murdumistsoonid puutuvad kokku nurga all, luues lõikeservale nähtava murdejoone.
- Tolerantsid: ± 0,1 – 0,3 mm (tavaline terasele)
- Serva viimistlus: Mõõdukas; poleerimisala = 30–50 % materjali paksusest
- Kiirus: Kõrge; 100–800+ SPM kiirpressidel
- Maksumus: Madal tööriistakulu; madalaim osa hind suure mahu juures
- Parim: Üldotstarbelised osad, mille tühjendatud serv ei ole kriitiline pind
Peentühkimine (täpne tühjendamine)
Peentühkimisel kasutatakse kolmetoimelist pressi: V-rõngas (stinger) tõmbub sisse, hoiab lehte tasapinnalist, et vältida materjali kokkusurumist. laskub väga kitsa kliirensiga (0,5–1 % külje kohta). Tulemuseks on peaaegu 100% lihvi ja minimaalse ümberminekuga täisniigatud serv.
- Tolerantsid: ± 0,02 – 0,05 mm
- Serva viimistlus: Suurepärane; 90–100% põletatud; puuri kõrgus < 0,05 mm
- Kiirus: alumine; 20–80 SPM
- Maksumus: kõrge tööriistakulu; vajalik spetsialiseeritud press
- Parim: Hammasrataste toorikud, ketirattaplaadid, autoistmete komponendid, osad, mis nõuavad töödeldud serva kvaliteeti ilma sekundaarsete toiminguteta
Progressiivne blanketimine (progressiivne stantsimine)
Toorik moodustatakse mitme jaama kaudu ühel progresseeruval matriitsil, millest igaüks teostab konkreetset toimingut (pilootaukude stantsimine, sälkimine, vormimine ja lõpuks tühjendamine). Riba indekseeritakse ettepoole sammuga, mis on võrdne jaamavahega.
- Tolerantsid: ± 0,05 – 0,15 mm (sõltuv jaamast)
- Serva viimistlus: sama mis tavaline tühjendusjaam; võib sisaldada vormimist ja löömist
- Kiirus: 100–1000+ SPM
- Maksumus: kõrge stantsi hind; madalaim osa maksumus väga suurte koguste juures (> 100 000 osa)
- Parim: Suuremahulised keerulised osad; komponendid, mis nõuavad mitut toimingut ühe käiguga
Võrdlustabel
| Parameeter | Tavaline blankett | Peened katted | Progressiivne blankeerimine |
|---|---|---|---|
| Serva kvaliteet | 30–50 % lihvimine | 90–100 % lihvimine | 30–50 % lihvimine (tühjendusjaam) 9876543456789 9876543210123 9876543210123 mm. |
| Mõõtmete tolerants | ± 0,1–0,3 mm | ± 0,02–0,05 mm | Mehaaniline/hüdrauliline |
| Burri kõrgus | 5–15 % paksusest | < 3 % paksusest | 5–15 % paksusest |
| Pressi tüüp | Materjali paksus | Kolmetoimeline hüdraulika | Kiire mehaaniline |
| SPM vahemik | 100–800+ | 20–80 | 100–1000+ |
| Madal-keskmine | 0,3–12 mm | 0,5–16 mm | 0,3–6 mm |
| Tööriistade maksumus | Parim 7 maht7 vahemik 32123456788 Pesastusstrateegiad | Kõrge | Kõrge |
| Osa maksumus | Madal | Keskmine-kõrge | Väga väike (suur maht) |
| – vahelduvad read, mis on nihutatud poole osalise sammu võrra. Suurendab ristkülikukujuliste või piklike osade kasutamist 5–15% võrra, võrreldes reapesadega. | 10,000–500,000+ | 5,000–500,000 | 100 000–miljonit |
Materjali kasutamine ja pesastamise optimeerimine
Materjali maksumus moodustab tavaliselt 50–70% tembeldatud osa kogumaksumusest. Riba tühja paigutuse optimeerimine (pesastumine) on tühjendamisel üks suurima võimendusega tegevusi.
— külgnevatel osadel on üks lõikejoon, mis välistab nendevahelise võrgu. Võib suurendada 10–20% kasutust, kuid nõuab hoolikat tööriistade kavandamist ja võib suurendada stantsi kulumist jagatud servas.
- Ridade pesastamine — osad, mis on joondatud sirgete ridadena üle riba laiuse. Lihtne kujundada; Kasutusaste on tavaliselt 55–70%.
- Ajastatud pesastamine Materjali kasutamine (%) = (tühja ala kokku riba kohta / riba ristlõike pindala) × 100
- Pöörlemispesa — optimaalsete nurkade all (sageli 30°, 45° või kohandatud) pööratud osad, et maksimeerida osade arvu riba kohta. Sellest lähenemisviisist saavad kõige rohkem kasu ebakorrapärased kujundid.
- Ühisrea tühjendamine Praktilised näpunäited
- Vanaraua (skeletivaba) tühjendamine – kasutatakse identsete osade (nt elektrikontaktide) pidevate ribade jaoks, kus skelett on minimeeritud või elimineeritud.
Materjali kasutuse arvutamine
Blanni defektid
Või samaväärne:
Kasutus (%) = (Toorikute arv käigu kohta × Üksik tühja ala) / (Riba laius × samm) × 100
Nõuetekohase pesastusega enamiku geomeetriate puhul on saavutatav sihtkasutus 70–85%. Alla 60% garanteerib tööriistade või paigutuse ümberkujundamise.
Terav, kõrgendatud huul tühjal serval
- Kaasake tööriistainsenerid varakult – väike geomeetria nipp (raadiuse lisamine, nurga reguleerimine) võib tõhusama pesa avada.
- Võtke arvesse pooli laiuse piiranguid — standardsed pooli laiused – 0 mm, 0 mm, 0 mm, 0 mm, 0 mm, 0 mm, 0 mm. võib anda parema hinna kui kohandatud pilu laiused.
- Kasutage keeruliste kujundite jaoks pesastustarkvara (nt Sigmanest, Lantek, AP100), et kiiresti hinnata kümneid orientatsiooninurki.
Kumer süvend tühjal sisendserval
Isegi hästi läbimõeldud tühjendustoimingud võivad põhjustada defekte. Allolev tabel hõlmab kõige sagedasemaid probleeme, nende algpõhjuseid ja parandusmeetmeid.
| Defekt | Välimus | Algpõhjus | Lahendus |
|---|---|---|---|
| Liigne jäme | Sakiline, ebaühtlane murdumispael | Kulunud lõikeservad; liigne kliirens; materjal liiga pehme | Toru ja matriitsi teritamine uuesti; vähendada kliirensit; kasutage kõvemat tööriistaterast või katteid |
| Ümberminek (stantsipoolne ümberminek) | Sakiline, ebaühtlane murdumispael | Liigne kliirens; ebapiisav materjali hoidmine; pehme materjal | Pingutage vaba ruumi; suurendada tooriku hoidja jõudu; lisage V-rõngas peeneks tühjendamiseks |
| Murdeala karedus | Sakiline, ebaühtlane murruriba | Liiga tihe vahe (praod ei puutu puhtalt kokku); materjali vale tera suund | Optimeerige kliirensit; pöörake osa orientatsiooni veeremissuuna suhtes |
| Serva pragunemine | serv detaili sisse | Materjali haprus; jäme külg pinge all järgneval vormimisel; terav tühi serv toimib pragude tekitajana | Tühjendage enne vormimist; suunake jäme külg survetsoonile; kasutage kriitiliste servade jaoks peent tühjendamist |
| Mõõtmete varieeruvus | Ebaühtlane tooriku suurus kogu tootmistsükli jooksul | Tööriista kulumine; pressi läbipaine; riba söötmise ebaühtlus | Teostage tööriista plaaniline hooldus; kontrollige pressi joondamist; kontrollige sööturi täpsust |
| Keerd / vibu | Toorik kõverdub või keerdub pärast tühjendamist | Ebaühtlane kliirens; asümmeetriline stantsi geomeetria; jääkpinge mähises | Keskendage stants ja matriit uuesti; kontrollige tööriista paralleelsust; pinget leevendav materjal enne tühjendamist |
| Nälkjate tõmbamine | Vanaraua nälkjas tõmbub stantsi sisse üleskäigul | Vaakum stantsi all; ebapiisav eemaldaja jõud; ebapiisav vahemaa | Lisage vaakumkatkestuspordid; suurendada eemaldaja vedru survet; kandke stantsipinnale nälkjaid hoidvad katted |
| Galling | Materjali määrdumine stantsi/stantsi pinnale | Haardumine tööriista ja tooriku vahel; ebapiisav määrimine; vale tööriistaterase klass | Kandke TiN/CrN katted; kasutada karbiidist tööriistu; suurendada määrdeaine voolukiirust |
| Stantsilõhkumine | Väikesed purunemised stantsi lõikeserval | Löögiväsimus; vale terase kõvadus; kliirens on kõva materjali jaoks liiga tihe | Kasutage tugevamat surveterast (nt D2-st M2-le üleminek); lisada sisenemise koonus surema; optimeerige kliirensit |
Tonnaaži arvutamine tühjaks
Nõutava pressi tonnaaži õige arvutamine on oluline õige pressi valimiseks ja ala- või ületonnaažiprobleemide (detailide defektid, pressikahjustused või energia raiskamine) vältimiseks.
Standardvalem
Tühjendusjõud (tonnides) = (ümbermõõt × paksus × nihketugevus) / 2000
Kus:
– Perimeeter = lõikekontuuri kogupikkus (tollides)
– Paksus = materjali paksus (tollides)
– Nihketugevus = materjali nihketugevus (PSI)
– 2000 = teisendustegur (2000 naela = 1 tonn)
Meetriline versioon
Lõikejõud (kN) = ümbermõõt (mm) × paksus (mm) × nihketugevus (MPa) / 1000
Nihketugevuse võrdlusväärtused
| Materjal | Tõmbetugevus (MPA) | Ligikaudne nihketugevus (MPa) |
|---|---|---|
| Pehme teras (AISI 1008–1020) | 300–420 | 250–350 |
| Roostevaba teras (304) | 515–620 | 400–500 |
| Alumiinium 5052-H3 | 228–275 | 150–185 |
| Alumiinium 6061-T6 | 290–310 | 200–220 |
| Vask C11000 | 210–380 | 170–250 |
| Messing C26000 | 300–400 | 220–300 |
Näpunäide: Konservatiivse reeglina ≈ nihketugevus0 × nihketugevus0. tugevus enamiku plastiliste metallide jaoks.
Ohutusvaru lisamine
Lisage alati 20–30% ohutustegur, et võtta arvesse:
- Materjali omaduste variatsioonid (soojus-soojus)
- Nüri tööriist uuesti teritamise vahel
- Riba etteande vale joondamine põhjustab osalisi lõikeid
- Samaaegsed vormimistoimingud (kui kombineeritakse tühjendamisega)
Näidisarvutus: 100 mm × 50 mm ristkülikukujulise tooriku toorik 2 mm pehmest terasest (nihketugevus = 300 MPa):
Ümbermõõt = 2 × (100 + 50) = 300 mm
Jõud = 300 × 2 × 300 / 1000 kN = 18000
25 % ohutusvaruga: 180 × 1,25 = 225 kN ≈ 23 tonni
Tonnaaži vähendamine: nihkenurgad
Nihkenurga (rake) lisamine stantsile või matriitsile nihutab kontaktjoont üle materjali, vähendades tippmahtu, hajutades lõike aja jooksul. Nihkenurk 1°–3° külje kohta (mis vastab 5–15% materjali paksusele läbi stantsi pinna) võib vähendada tippmahtu 30–50% ilma tooriku geomeetriat mõjutamata.
Tootmise parimad tavad
- Täpsustage joonisel jäme pool. Kuna tühjendamise suund on ennustatav, lisage see detaili joonisele, et operaatorid saaksid õigesti orienteerida
- Planeerige tööriista hooldus käikude arvu järgi. Servad kuluvad järk-järgult; ajastada uuesti teritamist iga 50 000–200 000 käigu järel (sõltub materjalist ja kattest), selle asemel, et oodata nähtavaid defekte.
- Kasutage abrasiivsete materjalide jaoks kaetud tööriistu. TiN-, TiAlN- ja CrN-katted võivad pikendada tööriista eluiga 2–5 korda, kui töödeldakse roostevaba terast, kõrgtugevat madalsulamit (HSLA) või tsingitud materjali.
- Juhtmähise tasasus. Laineline või kumerdunud riba põhjustab lõikekohal ebaühtlase vaba ruumi, mis põhjustab muutuva jäme kõrguse ja tooriku suuruse. Vajadusel tasandage riba enne tühjendusjaama.
- Jälgige tooriku kaalu kvaliteedi puhverserverina. Toorikute proovi kaalumine igal vahetusel on kiire ja mittepurustav mõõtmete triivi või tööriista kulumise kontroll.
Korduma kippuvad küsimused
Mis vahe on lehtmetalli tühjendamisel ja lõikamisel?
Tühistamine on spetsiaalne lõikamisoperatsioon, mille käigus stantsitud tükk on soovitud osa ja ümbritsev leht muutub vanarauaks. Lõikamine on laiem mõiste, mis hõlmab tühjendamist, stantsimist, kärpimist ja lõikamist. Tühistamise korral ühtib stantsi ava detaili kujuga; mulgustamisel (torkimisel) vastab stants ava kuju ja nälkjas visatakse ära.
Kuidas tühjendusruumi arvutatakse?
Kattevahet väljendatakse protsendina materjali paksusest, mõõdetuna stantsi ja stantsi lõikeservade vahelise külje kohta. Näiteks 2 mm paksuse terase ja 6% kliirensi mõlemal küljel on vahe mõlemal küljel 0,12 mm. Valem on järgmine: Kliirens külje kohta = materjali paksus × (kliirens % / 100). Tüüpilised väärtused jäävad vahemikku 3–12%, olenevalt materjali- ja kvaliteedinõuetest.
Milleks peentühkimist kasutatakse?
Peent tühjendamist kasutatakse siis, kui detail vajab täisniigatud, peaaegu jämevaba serva ilma teisese töötlemiseta. Levinud kasutusalad hõlmavad hammasrataste toorikuid, ketiratta plaate, autoistmete lamamistooli komponente ja täpseid tasapinnalisi osi, mille servade kvaliteet mõjutab otseselt funktsiooni või kokkupanekut. Peentüürimisel saadakse 90–100% viimistletud servad ja jämekõrgused alla 0,05 mm.
Kuidas vähendada tühjendamise kõrgust?
Burri kõrguse vähendamiseks: (1) teritage või asendage kulunud stantsi ja matriitsi servi, (2) optimeerige enamiku teraste puhul kliirens 5–7 % külje kohta, (3) kasutage kaetud või karbiidist tööriistu, et säilitada serva teravus kauem, (4) tagage õige materjali kinnihoidmine (5) töötamise ajal, et vältida lehe peent lõikamist, tooriku ülestõstmist (5) nullilähedane burr.
Millist pressi tonnaaži ma tühjendamiseks vajan?
Arvutage tonnaaž järgmise valemi abil: jõud = (ümbermõõt × paksus × nihketugevus) / 1000 (kN, meetermõõdustikus) või / 2000 (tonnides, impeerium). Lisage alati 20–30% ohutustegur. Näiteks 100 mm × 50 mm detaili tühjendamiseks 2 mm pehmest terasest kulub umbes 225 kN (23 tonni). Samuti peab pressil olema teie tootmisnõuete jaoks piisav käigupikkus, voodi suurus ja kiirus.
Kas vajate täppiskattega osi, mis on valmistatud teie spetsifikatsioonide järgi? Kontakt metallist stantsimisosad , et arutada oma tühjendusnõudeid – alates prototüübist kuni suuremahulise tootmiseni koos ettevõttesisese tööriistade ja kvaliteedisertifikaadiga tootmisega.