بلنکینگ یکی از اساسی ترین عملیات در مهر زنی فلزات است. با برش دادن مواد در امتداد یک کانتور بسته با استفاده از پانچ و قالب، ورق فلزی یا استوک سیم پیچ تخت را به قطعات مجزا - به نام بلنک - تبدیل می کند. فرقی نمیکند براکتها، محفظهها، کنتاکتهای الکتریکی یا پانلهای خودرو را تولید کنید، فرآیند خالی کردن پایهای را برای هندسه قطعات، کیفیت لبه و عملیات شکلدهی پاییندست ایجاد میکند.
این راهنما مکانیک بلنکینگ، تفاوت آن با پانچ، روش های اصلی بلنکینگ موجود را پوشش می دهد، استفاده از مواد استراتژی ها، عیوب رایج و رفع آنها، و محاسبات تناژ مورد نیاز برای انتخاب پرس.
فرآیند خالی کردن چیست؟
در مهر زنی فلز، بلنکینگ یک عملیات برشی است که در آن قسمت مورد نظر از ورق بریده شده و از طریق دهانه قالب به عنوان قطعه تمام شده می افتد. مواد اطراف - اسکلت یا تار - به قراضه تبدیل می شود. این مشخصه تعیین کننده ای است که بلنکینگ را از سوراخ کردن ( سوراخ کردن ) جدا می کند، جایی که راب حذف شده ضایعات است و ورق سوراخ را حفظ می کند.
نحوه کار برش
هنگامی که پانچ پایین میآید و با ورق فلز تماس میگیرد، برش در چهار مرحله متمایز پیش میرود:
- تغییر شکل الاستیک - مواد کمی زیر نوک پانچ فشرده می شوند. هنوز تغییر شکل دائمی رخ نداده است.
- تغییر شکل پلاستیک - پانچ به داخل مواد نفوذ میکند و یک نوار برش صاف (صاف) را در نزدیکترین طرف به پانچ ایجاد میکند.
- شکست - ترک ها از لبه های برش پانچ و قالب ایجاد می شوند و به سمت داخل منتشر می شوند. در جایی که دو ناحیه شکستگی به هم می رسند، ماده جدا می شود.
- Separation - جای خالی دهانه قالب را پاک می کند. پینهای اجکتوری یا نوارها، قطعه یا اسکلت را آزاد میکنند.
سطح مقطع حاصل از یک قسمت خالی چهار ناحیه مشخصه را نشان می دهد: واژگونی (بند برشی در بالا)، بوش زون (نوار عمودی صاف)، ناحیه شکستگی (سطح زاویه دار ناهموار)، و فاصله قالب فرز (در پایین لبه تیز).
پاکسازی: بحرانی ترین پارامتر
- فاصله بین لبه برش پانچ و لبه برش قالب اندازه گیری شده در هر طرف - به طور مستقیم کیفیت لبه، ارتفاع سوراخ و عمر ابزار را کنترل می کند.
| فاصله در هر طرف (% ضخامت مواد) | نتیجه معمولی |
|---|---|
| 3–5 % | تناسب تنگ. حداقل واژگونی؛ سایش پانچ بالاتر؛ مورد استفاده در سفید کردن دقیق |
| 5–8 % | استاندارد برای اکثر فولادها; نسبت خوب براق به شکست |
| 8–12 % | شکاف گسترده تر; چرخش و سوراخ بزرگتر؛ تناژ کمتر؛ مناسب برای آلیاژهای نرمتر آلومینیوم |
| > 12 % | فرز و تغییر شکل بیش از حد; به طور کلی برای تولید غیر قابل قبول است |
قاعده کلی: برای فولاد ملایم (تا ضخامت 3 میلی متر)، از 5 تا 7 درصد فاصله در هر طرف استفاده کنید. برای آلومینیوم، 6-8٪؛ برای فولاد ضد زنگ، 7-10٪. قبل از اینکه به ساخت ابزار تولید بپردازید، همیشه با دستورالعمل های خاص مواد مشورت کنید و روی نمونه های خالی آزمایش کنید.
جهت سوراخ کردن در خالی کردن قابل پیش بینی است: سوراخ همیشه در سمت قراضه - طرف مقابل پانچ. بنابراین در بلانیکینگ، سوراخ در لبه پایینی قسمت خالی (سمت قالب) قرار دارد. اگر لبه ای بدون سوراخ روی سطح خاصی مورد نیاز است، قسمت را در قالب مطابق با آن جهت دهید.
خالی کردن در مقابل پانچ ( سوراخ کردن): تفاوت چیست؟
شکل می گیرد، این اصطلاحات اغلب اشتباه گرفته می شوند، اما تمایز مکانیکی ساده است:
| ویژگی | خالی کردن | پانچ ( سوراخ کردن ) |
|---|---|---|
| هدف | قطعه برش خورده را به عنوان قسمت تمام شده تولید کنید | یک سوراخ در ورق ایجاد کنید؛ اسلگ ضایعات است |
| قسمت مفید | قطعه ای که از داخل قالب می افتد | ورقی که روی قالب باقی می ماند |
| نمایه قالب | به شکل طرح قسمت | هندسه گرد یا شکل به سوراخ |
| پروفیل پانچ | از طرح کلی قطعه پیروی می کند (به دلیل خالی بودن کمی کوچکتر) | مطابق با شکل سوراخ |
| ضایعات | اسکلت (وب) باقی مانده روی نوار | سوراخ سوراخ شده |
| کاربرد معمولی | روکش های تخت، براکت ها، براکت ها، | سوراخ های نصب، شکاف های تهویه، برش های دسترسی |
در مهر زنی پیشرونده، هر دو عملیات اغلب در یک نوار در ایستگاه های مختلف انجام می شود - خالی کردن در ایستگاه نهایی، پانچ در ایستگاه های قبلی.
انواع خالی کردن: مقایسه
همه عملیات خالی کردن نتایج یکسانی ندارند. انتخاب روش به تحمل قطعات، الزامات کیفیت لبه، حجم تولید و محدودیت های هزینه بستگی دارد.
بلنکینگ معمولی (بلانکینگ استاندارد)
رایج ترین روش. قیچی تک پانچ از طریق مواد با فاصله استاندارد (5-8٪ در هر طرف). نواحی شکست از طرف پانچ و قالب در یک زاویه به هم می رسند و یک خط شکست قابل مشاهده در لبه برش ایجاد می کنند.
- تلرانسها: ± 0.1 – 0.3 میلی متر (معمولی برای فولاد)
- روکش لبه: متوسط; منطقه براق = 30-50٪ ضخامت مواد
- سرعت: زیاد; 100–800+ SPM در پرسهای پرسرعت
- هزینه: هزینه ابزار کم. کمترین هزینه هر قطعه با حجم بالا
- بهترین برای: قطعات همه منظوره که لبه خالی شده سطح بحرانی نیست
سفید کردن دقیق (پرشگیری دقیق)
خالی کردن ظریف از یک پرس سه کاره استفاده می کند: یک حلقه V (استینگر) ورق را فرو می برد، یک صفحه ضد جریان را نگه می دارد و از فشار دادن مواد جلوگیری می کند. پانچ با فاصله بسیار محکم (0.5-1٪ در هر طرف) پایین می آید. نتیجه یک لبه برش کامل با تقریباً 100٪ براق و حداقل چرخش است.
- تلرانسها: 0.02 ± 0.05 میلی متر
- روکش لبه: عالی; 90 تا 100 درصد سوخته؛ ارتفاع سوراخ < 0.05 میلیمتر
- سرعت: پایینتر; 20-80 SPM
- هزینه: هزینه ابزار بالا; پرس تخصصی مورد نیاز
- بهترین برای: جعبه دنده، صفحات چرخ دنده، اجزای صندلی خودرو، قطعاتی که نیاز به کیفیت لبه ماشینکاری شده بدون عملیات ثانویه دارند
خالی کردن پیشرونده (پیشروی قالب زدن)
خالی از طریق چندین ایستگاه روی یک قالب پیشرونده تشکیل می شود که هر یک عملیات خاصی را انجام می دهند (پانچ کردن سوراخ خلبان، بریدگی، شکل دادن و در نهایت خالی کردن). نوار با فاصله ای برابر با فاصله ایستگاه به جلو نمایه می شود.
- تلرانسها: ± 0.05 – 0.15 میلی متر (وابسته به ایستگاه)
- روکش لبه; می تواند شکل دهی و سکه زنی
- سرعت: 100–1000+ SPM
- هزینه: هزینه قالب بالا; کمترین هزینه هر قطعه با حجم بسیار بالا (بیش از 100000 قطعه)
- بهترین برای: قطعات پیچیده با حجم بالا; اجزایی که به چندین عملیات در یک پاس نیاز دارند
جدول مقایسه
| پارامتر | معمولی بلنکینگ | Fine Blanking | پر کردن پیشرونده |
|---|---|---|---|
| کیفیت لبه | 30 تا 50 % برش | 90–100 % برش زدن | 30-50٪ برش (ایستگاه خالی کردن) |
| تحمل ابعاد | ± 0.1-0.3 میلی متر | ± 0.02–0.05 میلی متر | ± 0.05-0.15 میلی متر |
| ارتفاع فرز | 5-15 درصد ضخامت | < 3٪ ضخامت | 5-15 درصد ضخامت |
| محدوده پرس | مکانیکی/هیدرولیک | هیدرولیک سه کاره | مکانیکی پرسرعت |
| SPM range | 100–800+ | 20–80 | 100–1000+ |
| ضخامت مواد | 0.3-12 میلی متر | 0.5–16 میلی متر | 0.3-6 میلی متر |
| هزینه ابزار | کم–متوسط | بالا | بالا |
| هزینه هر قطعه | Low | متوسط-بالا | بسیار کم (حجم بالا) |
| بهترین محدوده حجمی | 10,000–500,000+ | 5,000–500,000 | 100000– میلیون |
استفاده از مواد و بهینهسازی تودرتو
هزینه مواد معمولاً 50 تا 70 درصد از هزینه کل قطعه مهر شده است. بهینهسازی طرحبندی خالی (تودرتو) روی نوار یکی از فعالیتهای با بیشترین اهرم در خالی کردن است.
Key Nesting Strategies
- تودرتوی ردیفی - قطعاتی که در ردیفهای مستقیم در عرض نوار قرار گرفتهاند. طراحی ساده؛ استفاده معمولاً 55 تا 70 درصد است.
- تودرتوی پلکانی - ردیف های متناوب با نیمی از زمین فاصله دارند. استفاده را به میزان 5 تا 15 درصد نسبت به لانه سازی ردیفی برای قطعات مستطیلی یا کشیده افزایش می دهد.
- تودرتوی چرخشی — قطعاتی که در زوایای بهینه (اغلب 30 درجه، 45 درجه یا سفارشی) می چرخند تا تعداد قطعات در هر نوار به حداکثر برسد. شکل های نامنظم بیشترین سود را از این رویکرد می برند.
- خط مشترک خالی کردن — قسمت های مجاور یک خط برش واحد را به اشتراک می گذارند و شبکه بین آنها را حذف می کند. می تواند 10 تا 20 درصد استفاده را اضافه کند، اما به طراحی دقیق ابزار نیاز دارد و ممکن است سایش قالب را در لبه مشترک افزایش دهد.
- خالی کردن ضایعات (بدون اسکلت) - برای نوارهای پیوسته از قطعات یکسان (به عنوان مثال، تماس های الکتریکی) که در آن اسکلت به حداقل می رسد یا حذف می شود استفاده می شود.
نحوه محاسبه استفاده از مواد
استفاده از مواد (%) = (مساحت کل خالی در هر نوار / سطح مقطع نوار) × 100
یا به طور معادل:
استفاده (%) = (تعداد فضاهای خالی در هر حرکت × ناحیه خالی منفرد) / (عرض نوار × گام) × 100
استفاده از هدف 70 تا 85 درصد برای اکثر هندسه ها با تودرتو مناسب قابل دستیابی است. زیر 60 درصد، طراحی مجدد ابزار یا چیدمان را تضمین می کند.
نکات کاربردی
- مهندسان ابزار را زودتر درگیر کنید - یک ترفند هندسی کوچک (افزودن شعاع، تنظیم گوشه) می تواند لانه کارآمدتری را باز کند.
- سیم پیچ عرض، محدودیتهای عرض سیم پیچ 3، 0. میلیمتر، محدودیتهای عرض 0 میلیمتر. 1000 میلی متر) ممکن است قیمت بهتری نسبت به عرض های شکاف سفارشی داشته باشد.
- از نرم افزار تودرتو (به عنوان مثال، Sigmanest، Lantek، AP100) برای اشکال پیچیده برای ارزیابی سریع ده ها زاویه جهت گیری استفاده کنید.
عیوب و راه حل های رایج خالی شدن
حتی عملیات خالی کردن به خوبی طراحی شده می تواند نقص ایجاد کند. جدول زیر شایع ترین مسائل، علل ریشه ای آنها و اقدامات اصلاحی را پوشش می دهد.
| عیب | ظاهر | علت ریشه | راه حل |
|---|---|---|---|
| فرز بیش از حد | لبه تیز و برآمده روی لبه خالی | لبه های برش فرسوده; ترخیص بیش از حد; مواد خیلی نرم | پانچ و قالب را دوباره تیز کنید; کاهش ترخیص کالا از گمرک از فولاد ابزار یا پوشش های سخت تر استفاده کنید |
| رولور (واژگونی سمت قالب) | فرورفتگی منحنی در لبه ورودی خالی | فاصله بیش از حد; نگهداری ناکافی مواد؛ مواد نرم | فاصله را محکم کنید. افزایش نیروی نگهدارنده خالی؛ اضافه کردن V-ring برای خالی کردن دقیق |
| زبری ناحیه شکست | نوار شکستگی ناهموار و ناهموار | پاکسازی بیش از حد تنگ (ترک ها به طور تمیز به هم نمی رسند). جهت دانه مواد نادرست | بهینه سازی فاصله; جهت قطعه را نسبت به جهت غلتش بچرخانید |
| ترک خوردگی لبه | ترک هایی که از لبه خالی به قسمت تابش می کنند | شکنندگی مواد; سمت سوراخ تحت کشش در شکل گیری بعدی. لبه خالی تیز به عنوان آغازگر ترک عمل می کند | قبل از شکل گیری دبره کنید. سمت سوراخ را به منطقه فشرده سازی جهت دهید. استفاده از خالی کردن ظریف برای لبه های بحرانی |
| تنوع ابعادی | اندازه خالی ناسازگار در طول تولید | سایش ابزار; انحراف فشار؛ ناهماهنگی تغذیه نوار | اجرای تعمیر و نگهداری ابزار برنامه ریزی شده. بررسی تراز مطبوعات. دقت فیدر را بررسی کنید |
| پیچ و تاب / کمان | پیچ و تاب های خالی پس از خالی شدن | ترخیص ناهموار; هندسه پانچ نامتقارن؛ تنش پسماند در استوک کویل | پانچ و قالب را دوباره در مرکز قرار دهید. موازی بودن ابزار را بررسی کنید. مواد کاهش دهنده استرس قبل از خالی کردن |
| اسلگ کش | حلزون ضایعاتی در هنگام بالا رفتن به داخل قالب جمع می شود | خلاء تحت پانچ; نیروی رقیق کننده ناکافی؛ فاصله کافی | پورت های خلاء را اضافه کنید. افزایش فشار فنر استریپر؛ اعمال پوشش های نگهدارنده راز برای پانچ صورت |
| Galling | لکه گیری مواد روی سطح پانچ/ قالب | چسبندگی بین ابزار و قطعه کار. روغن کاری ناکافی؛ درجه فولاد ابزار اشتباه | اعمال پوشش های TiN/CrN. استفاده از ابزار کاربید؛ افزایش سرعت جریان روان کننده |
| Die chipping | شکستگی های کوچک در لبه برش قالب | خستگی ناشی از ضربه؛ سختی نادرست فولاد قالب؛ فاصله بسیار تنگ برای مواد سخت | از فولاد قالب سخت تر (به عنوان مثال، انتقال D2 به M2) استفاده کنید. اضافه کردن مخروطی ورودی به مرگ. بهینه سازی فاصله |
محاسبه تناژ برای Blanking
محاسبه صحیح تناژ پرس مورد نیاز برای انتخاب پرس مناسب و جلوگیری از مشکلات کمتر یا بیش از حد تناژ (عیب قطعه، آسیب پرس یا هدر رفتن انرژی) ضروری است.
فرمول استاندارد
نیروی خالی (تن) = (محیط × ضخامت × مقاومت برشی) / 2000
کجا:
– محیط = طول کل کانتور برش (اینچ)
– ضخامت = ضخامت ماده (اینچ)
– مقاومت برشی = مقاومت برشی مواد (PSI)
– 2000 = ضریب تبدیل (2000 پوند = 1 تن)
نسخه متریک
نیروی خالی (kN) = محیط (mm) × ضخامت (mm) × مقاومت برشی (MPa) / 1000
مقادیر مرجع مقاومت برشی
| مواد | استحکام کششی (MPA) | مقاومت برشی تقریبی (MPa) |
|---|---|---|
| فولاد ملایم (AISI 1008-102) | 300–420 | 250–350 |
| فولاد ضد زنگ (304) | 515–620 | 400–500 |
| Aluminium 5052-H32 | 228–275 | 150–185 |
| آلومینیوم 6061-T6 | 290–310 | 200–220 |
| مس C11000 | 210–380 | 170–250 |
| برنج C26000 | 300–400 | 220–300 |
نکته: به عنوان یک قانون محافظه کارانه برای مقاومت برشی 0 × 6. اکثر فلزات انعطاف پذیر
افزودن حاشیه ایمنی
همیشه یک ضریب ایمنی 20 تا 30 درصد برای در نظر گرفتن اضافه کنید:
- تغییرات خواص مواد (گرما به گرما)
- ابزار بلانت بین تیز کردن مجدد
- ناهماهنگی تغذیه نوار باعث بریدگی جزئی
- عملیات شکل دهی همزمان (در صورت ترکیب با خالی کردن)
محاسبه مثال: سفید کردن یک صفحه مستطیل شکل 100 میلی متر 50 میلی متر از فولاد ملایم 2 میلی متر (مقاومت برشی = 300 مگاپاسکال):
محیط = 2 × (100 + 50) = 300 میلی متر
نیرو = 300 × 2 × 300 / 1000 = 180 کیلو نیوتن
با 25 % حاشیه ایمنی: 180 × 180 225 کیلو نیوتن ≈ 23 تن
کاهش تناژ: زوایای برشی
افزودن یک زاویه برشی به پانچ یا قالب خط تماس را در سرتاسر مواد متزلزل میکند و با پخش برش در طول زمان، حداکثر تناژ را کاهش میدهد. زاویه برشی 1 تا 3 درجه در هر ضلع (معادل 5 تا 15 درصد ضخامت ماده در سرتاسر صفحه پانچ) می تواند تناژ اوج را 30 تا 50 درصد کاهش دهد بدون اینکه بر هندسه خالی تأثیر بگذارد.
بهترین روش ها برای خالی کردن تولید
- سمت سوراخ را روی نقشه مشخص کنید. از آنجایی که جهت سوراخ در خالی کردن قابل پیش بینی است، آن را به طور صحیح به رسم قسمت اضافه کنید.
- زمانبندی تعمیر و نگهداری ابزار بر اساس تعداد ضربه. سایش لبه تدریجی است. برنامه ریزی کنید که هر 50000 تا 200000 ضربه (وابسته به مواد و پوشش) مجدداً تیز شود تا اینکه منتظر نقص های قابل مشاهده باشید.
- از ابزارهای روکش دار برای مواد ساینده استفاده کنید. پوششهای TiN، TiAlN، و CrN میتوانند عمر ابزار را 2 تا 5× در هنگام سفید کردن فولاد ضد زنگ، کم آلیاژ با مقاومت بالا (HSLA) یا استوک گالوانیزه افزایش دهند.
- کنترل صافی کویل. نوار مواج یا خاردار باعث ایجاد فاصله ناسازگار در سراسر برش می شود که منجر به تغییر ارتفاع سوراخ و اندازه خالی می شود. در صورت نیاز، نوار را قبل از ایستگاه خالی تراز کنید.
- وزن خالی مانیتور به عنوان یک پروکسی با کیفیت. وزن کردن نمونه ای از جاهای خالی در هر شیفت یک بررسی سریع و غیر مخرب برای رانش ابعادی یا سایش ابزار است.
سوالات متداول
چه تفاوتی بین بلنکینگ و برش در ورق فلز وجود دارد؟
Blanking یک عملیات برشی خاص است که در آن قطعه پانچ شده قطعه مورد نظر است و ورق اطراف تبدیل به ضایعات می شود. برش یک اصطلاح گسترده تر است که شامل خالی کردن، پانچ کردن، پیرایش و بریدن است. در خالی کردن، دهانه قالب با شکل قطعه مطابقت دارد. در پانچ ( سوراخ کردن ) قالب با شکل سوراخ مطابقت دارد و راب دور ریخته می شود.
ترخیص بلنکینگ چگونه محاسبه می شود؟
فاصله خالی به عنوان درصدی از ضخامت مواد بیان می شود که در هر طرف بین پانچ و لبه های برش قالب اندازه گیری می شود. به عنوان مثال، با فولاد 2 میلی متر ضخامت و 6 درصد فاصله در هر طرف، شکاف در هر طرف 0.12 میلی متر است. فرمول این است: فاصله در هر طرف = ضخامت ماده × (ترخیص ٪ / 100). مقادیر معمول بسته به نیاز مواد و کیفیت از 3 تا 12 درصد متغیر است.
خالی کردن ریز برای چه استفاده می شود؟
هنگامی که یک قطعه نیاز به لبه کاملاً برش خورده و تقریباً بدون سوراخ و بدون ماشینکاری ثانویه دارد، از خالی کردن ظریف استفاده می شود. کاربردهای متداول شامل جعبه دنده، صفحات چرخ دنده، اجزای تکیه گاه صندلی خودرو و قطعات صاف دقیق است که کیفیت لبه مستقیماً بر عملکرد یا مونتاژ تأثیر می گذارد. پرکردن ریز لبه هایی با 90 تا 100 درصد براق و ارتفاع زیر 0.05 میلی متر ایجاد می کند.
چگونه ارتفاع فرز را در بلنکینگ کاهش دهم؟
برای کاهش ارتفاع سوراخ: (1) لبه های پانچ و قالب فرسوده را تیز کنید یا جایگزین کنید، (2) فاصله را تا 5 تا 7 درصد در هر طرف برای اکثر فولادها بهینه کنید، (3) از ابزارهای روکش دار یا کاربید برای حفظ تیزی لبه ها طولانی تر، (4) اطمینان حاصل کنید که در حین برش خوردگی ریز مواد را در نظر بگیرید. اگر برنامه نیاز به سوراخ نزدیک به صفر داشته باشد خالی می شود.
چه تناژ پرس برای بلنکینگ نیاز دارم؟
تناژ را با استفاده از فرمول محاسبه کنید: نیرو = (محیط × ضخامت × مقاومت برشی) / 1000 (بر حسب کیلونیوتن، متریک) یا / 2000 (بر حسب تن، امپراتوری). همیشه یک ضریب ایمنی 20 تا 30 درصد اضافه کنید. به عنوان مثال، پر کردن یک قطعه 100 میلی متر 50 میلی متر از فولاد نرم 2 میلی متری تقریباً به 225 کیلو نیوتن (23 تن) نیاز دارد. پرس همچنین باید دارای طول ضربه، اندازه بستر و سرعت کافی برای نیازهای تولید شما باشد.
آیا نیاز به قطعات دقیق بلنک شده با مشخصات شما دارید؟ تماس با قطعات مهر زنی فلز برای بحث در مورد نیازهای خالی خود - از نمونه اولیه تا تولید با حجم بالا، با ابزار داخلی و تولید با گواهینامه کیفیت.