Iztukšošanās ir viena no vissvarīgākajām metāla štancēšanas operācijām. Tas pārvērš plakanu lokšņu metālu vai ruļļu materiālu atsevišķās daļās, ko sauc par sagatavēm, griežot materiālu pa slēgtu kontūru, izmantojot perforatoru un presformu. Neatkarīgi no tā, vai ražojat kronšteinus, korpusus, elektriskos kontaktus vai automobiļu paneļus, noblīvēšanas process veido pamatu detaļu ģeometrijai, malu kvalitātei un pakārtotajām formēšanas darbībām.
Šajā rokasgrāmatā ir aprakstīta noformēšanas mehānika, kā tā atšķiras no štancēšanas, galvenās pieejamās nospiešanas metodes, materiāla izlietojums stratēģijas, izplatītākie defekti un to labojumi, kā arī tonnāžas aprēķini, kas nepieciešami preses izvēlei.
Kas ir iztukšošanas process?
Metāla štancēšanas gadījumā noformēšana ir griešanas darbība, kurā no loksnes tiek izgriezta vajadzīgā daļa un kā gatavais gabals izkrīt caur presformas atveri. Apkārtējais materiāls - skelets vai tīkls - kļūst par lūžņiem. Šī ir noteicošā īpašība, kas atdala noblīvēšanu no caurumošanas (caurduršanas), kur noņemtā sliede ir lūžņi un loksne saglabā caurumu.
Kā darbojas cirpšana
Kad perforators nolaižas un saskaras ar lokšņu metālu, griešana notiek četrās atšķirīgās fāzēs:
- Elastīgā deformācija — materiāls nedaudz saspiežas zem perforatora gala; vēl nenotiek paliekoša formas maiņa.
- Plastiskā deformācija — perforators iekļūst materiālā, izveidojot noslīpētu (gludu) griezumu perforam tuvākajā pusē.
- Lūzums — Plaisas rodas perforatora un štancēšanas griešanas malās un izplatās uz iekšu. Vietā, kur saskaras abas lūzuma zonas, materiāls atdalās.
- Atdalīšana — Sagatave notīra formas atveri. Ežektora tapas vai noņēmēji izspiež daļu vai skeletu.
Iegūtajā tukšās daļas šķērsgriezumā redzamas četras raksturīgas zonas: apgāšanās (bīdes josla augšpusē), piedeguma zona (gluda vertikāla josla), lūzuma zona (raupja leņķiskā virsma) un burr apakšējā mala (plāna, asa mala).
Klīrenss: vissvarīgākais parametrs
Presformas klīrenss — atstarpe starp perforatora griešanas malu un presformas griešanas malu, ko mēra katrā pusē — tieši kontrolē malas kvalitāti, urbuma augstumu un instrumenta kalpošanas laiku.
| Klīrenss katrā pusē (% no materiāla biezuma) | Tipisks rezultāts |
|---|---|
| 3–5 % | Cieši pieguļ; minimāla apgāšanās; lielāks perforācijas nodilums; izmanto precīzā noblīvēšanā |
| 5–8 % | Standarts lielākajai daļai tēraudu; laba slīpuma un lūzuma attiecība |
| 8–12 % | Platāks; lielāks apgāšanās un burr; mazāka tonnāža; piemērots mīkstākiem alumīnija sakausējumiem |
| > 12 % | Pārmērīga burzma un deformācija; kopumā nepieņemami ražošanai |
Īkšķis: vieglam tēraudam (līdz 3 mm biezam), izmantojiet 5–7 % atstarpi katrā pusē. Alumīnijam 6–8 %; nerūsējošajam tēraudam 7–10 %. Vienmēr iepazīstieties ar materiāliem specifiskām vadlīnijām un pārbaudiet paraugu sagataves, pirms sākat izmantot ražošanas instrumentus.
Izliekuma virziens in blanking is predictable: the burr always forms on the lūžņu puse — perforatoram pretējā puse. Līdz ar to, veicot apstrādi, urbums atrodas gatavās sagataves apakšējā malā (veidnes pusē). Ja uz noteiktas virsmas ir nepieciešama mala bez atslāņošanās, attiecīgi orientējiet daļu veidnē.
Apgriešana pret caurumošanu (pīrsings): kāda ir atšķirība?
Termini bieži tiek sajaukti, bet mehāniskā atšķirība ir vienkārša:
| Funkcija | Aizpildīšana | Štancēšana (pīrsings) |
|---|---|---|
| Mērķis | Izveidojiet izgriezto gabalu kā gatavu daļu | Izveidojiet caurumu loksnē; lode ir lūžņi |
| Noderīga daļa | Gabals, kas krīt cauri matricai | The sheet that remains on the die |
| Dieprofils | Veidots atbilstoši daļas kontūrai | Apaļš vai veidots atbilstoši cauruma ģeometrijai |
| Perforators profils | Sekojiet daļas kontūrai (nedaudz mazāka klīrensa dēļ) | Atbilst cauruma formai |
| Lūžņi | Skelets (tīkls), kas paliek uz sloksnes | Izštancētais sliede |
| Tipisks pielietojums | Plakanas sagataves, kronšteini, starplikas, blīves | Montāžas caurumi, ventilācijas atveres, piekļuves izgriezumi |
Progresīvajā štancēšanas štancēšanas laikā abas darbības bieži tiek veiktas ar vienu un to pašu joslu dažādās stacijās — nospiešana gala stacijā, štancēšana iepriekšējās.
Apstrādes veidi: salīdzinājums
Ne visas dzēšanas darbības nodrošina vienādus rezultātus. Metodes izvēle ir atkarīga no detaļu pielaidēm, malu kvalitātes prasībām, ražošanas apjoma un izmaksu ierobežojumiem.
Parastā iztukšošana (standarta tukšošana)
Visizplatītākā metode. Viens perforators izgriež materiālu ar standarta atstarpi (5–8 % katrā pusē). Lūzuma zonas no perforatora un matricas malām saskaras leņķī, veidojot redzamu lūzuma līniju griezuma malā.
- Pielaides: ± 0,1 – 0,3 mm (tipiski tēraudam)
- Malu apdare: mērena; piedeguma zona = 30–50 % no materiāla biezuma
- Ātrums: Augsts; 100–800+ SPM uz ātrgaitas presēm
- Izmaksas: Zemas instrumentu izmaksas; zemākās izmaksas par detaļu pie liela apjoma
- Vispiemērotākais: Universālas daļas, kur nosegtā mala nav kritiska virsma
Smalka tukšošana (Precision Blanking)
Smalkā noformēšana izmanto trīskāršas darbības presi: V veida gredzens (dzelonis) ievelk plāksni, notur loksni, lai novērstu materiāla saspiešanu. nolaižas ar ļoti šauru atstarpi (0,5–1 % katrā pusē). Rezultāts ir pilnībā nogriezta mala ar gandrīz 100% pieslīpēti un minimālu apgāšanās.
- Pielaides: ± 0,02 – 0,05 mm
- Malu apdare: Lieliski; 90–100 % noslīpēts; urbuma augstums < 0,05 mm
- Ātrums: Apakšējā; 20–80 SPM
- Izmaksas: augstas instrumentu izmaksas; nepieciešama specializētā prese
- Vispiemērotākais: Zobratu sagataves, ķēdes ratu plāksnes, automašīnu sēdekļu sastāvdaļas, detaļas, kurām nepieciešama mehāniski apstrādāta malu kvalitāte bez sekundārām darbībām
Progresīvā štancēšana (progresīvā štancēšana)
Sagatave tiek veidota caur vairākām stacijām uz vienas progresīvās formas, un katra veic noteiktu darbību (caurumu izgriešana, iecirtums, formēšana un visbeidzot tukšošana). Sloksne tiek indeksēta uz priekšu ar soli, kas vienāds ar staciju atstarpi.
- Pielaides: ± 0,05 – 0,15 mm (atkarīgs no stacijas)
- Malu apdare: tāds pats kā parastais izslēgšanas stacijai; var ietvert formēšanu un kalšanu
- Ātrums: 100–1000+ SPM
- Izmaksas: augstas izmaksas; zemākās izmaksas par daļu ļoti lielos apjomos (> 100 000 daļas)
- Vispiemērotākais: Liela apjoma sarežģītas detaļas; sastāvdaļas, kurām ir nepieciešamas vairākas darbības vienā piegājienā
Salīdzinājuma tabula
| Parametrs | Parastā noblīvēšana | Smalki apšuvumi | Progresīvā noblīvēšana |
|---|---|---|---|
| Malu kvalitāte | 30–50 % piedegums | 90–100 % slīpēšana | 30–50 % pieslīpēšana (notīrīšanas stacija) |
| Izmēru pielaide | ± 0,1–0,3 mm | ± 0,02–0,05 mm | ± 0,05–0,15 mm |
| Burru augstums | 5–15 % no biezuma | < 3 % no biezuma | 5–15 % no biezuma |
| Preses veids | Mehāniskais/hidrauliskais | Trīskāršās darbības hidraulika | Ātrgaitas mehāniskā |
| SPM diapazons | 100–800+ | 20–80 | 100–1000+ |
| Materiāla biezums | 0,3–12 mm | 0,5–16 mm | 0,3–6 mm |
| Instrumentu izmaksas | Zems-vidējs | Augsts | Augsts |
| Vienas daļas izmaksas | Zema | Vidēji augsta | Ļoti zems (liels apjoms) |
| Labākais skaļuma diapazons | 10,000–500,000+ | 5,000–500,000 | 100 000–miljoni |
Materiāla izmantošana un ligzdošanas optimizācija
Materiālu izmaksas parasti ir 50–70 % no apzīmogotās daļas kopējām izmaksām. Tukšas lapas izkārtojuma optimizēšana (ligzdošana) uz joslas ir viena no darbībām, kas nodrošina vislielāko sviras efektu.
Key Nesting Strategies
- Rindas ligzdošana — daļas, kas izlīdzinātas taisnās rindās visā sloksnes platumā. Vienkāršs dizains; izlietojums parasti ir 55–70 %.
- Pakāpeniska ligzdošana — Pārmaiņus rindas, kas nobīdītas par pusi soļa. Palielina izmantošanu par 5–15 %, salīdzinot ar rindu ligzdošanu taisnstūrveida vai iegarenām daļām.
- Rotācijas ligzdošana — Detaļas, kas pagrieztas optimālos leņķos (bieži 30°, 45° vai pēc pasūtījuma), lai maksimāli palielinātu detaļu skaitu vienā sloksnē. Neregulāras formas gūst lielāko labumu no šīs pieejas.
- Kopējā līnija — Blakus esošajām daļām ir viena griezuma līnija, novēršot tīmekli starp tām. Var palielināt 10–20 % noslodzi, taču nepieciešama rūpīga instrumentu konstrukcija, un tas var palielināt kopīgās malas nodilumu.
- Bez lūžņiem (bez skeleta) noformējums — izmanto identisku detaļu (piemēram, elektrisko kontaktu) nepārtrauktām sloksnēm, kur skelets ir samazināts vai likvidēts.
Kā aprēķināt materiāla izlietojumu
Materiāla izlietojums (%) = (kopējais tukšais laukums uz sloksnes/sloksnes šķērsgriezuma laukums) × 100
Vai līdzvērtīgi:
Lietojums (%) = (Sagatavju skaits vienā gājienā × Atsevišķs tukšuma laukums) / (Sloksnes platums × Solis) × 100
Mērķa izmantošana 70–85 % ir sasniedzama lielākajai daļai ģeometriju ar pareizu ligzdošanu. Zem 60 % garantē instrumentu vai izkārtojuma pārprojektēšanu.
Praktiski padomi
- Laicīgi iesaistiet instrumentu inženierus — neliela ģeometrijas pielāgošana (rādiusa pievienošana, stūra regulēšana) var atbloķēt efektīvāku ligzdu.
- Apsveriet spoles platuma ierobežojumus — standarta spoles platumi, 0 mm, 0 mm, 0 mm, 0 mm, 0 mm, 0 mm, 0 mm, 0 mm, 0 mm. var nodrošināt labāku cenu nekā pielāgots spraugas platums.
- Izmantojiet ligzdošanas programmatūru (piemēram, Sigmanest, Lantek, AP100) sarežģītām formām, lai ātri novērtētu desmitiem orientācijas leņķu.
Blann un Solutions defekti
Pat labi izstrādātas noslīpēšanas darbības var radīt defektus. Tālāk esošajā tabulā ir norādītas visbiežāk sastopamās problēmas, to pamatcēloņi un koriģējošās darbības.
| Defekts | Izskats | Galvenais cēlonis | Risinājums |
|---|---|---|---|
| Pārmērīgs urbums | Asa, pacelta lūpa tukšajā malā | Nodilušas griešanas malas; pārmērīgs klīrenss; materiāls pārāk mīksts | Atkārtoti uzasiniet perforatoru un matricu; samazināt klīrensu; izmantojiet cietāku instrumentu tēraudu vai pārklājumus |
| Apgāšanās (apgāšanās no malas) | Izliekta ieplaka tukšajā ieejas malā | Pārmērīga klīrenss; nepietiekama materiāla noturēšana; mīksts materiāls | Pievelciet atstarpi; palielināt sagataves turētāja spēku; pievienot V-veida gredzenu smalkai iztukšošanai |
| Lūzuma zonas nelīdzenums | Rotaina, nevienmērīga lūzuma josla | Atstarpe pārāk stingra (plaisas nesakrīt tīri); nepareizs materiāla graudu virziens | Optimizēt klīrensu; pagriezt daļas orientāciju attiecībā pret rites virzienu |
| Malu plaisāšana | Rotaina, nevienmērīga lūzuma josla 9876543 C2176543 4 racks6 mala detaļā | Materiāla trauslums; urbuma puse zem nospriegojuma turpmākajā formēšanā; asa noblīvēta mala darbojas kā plaisu ierosinātājs | Pirms formēšanas atslāņojiet; orientēt urbuma pusi uz saspiešanas zonu; kritiskām malām izmantojiet smalku notīrīšanu |
| Izmēru variācijas | Nekonsekvents sagataves izmērs visā ražošanas ciklā | Instrumentu nodilums; preses novirze; sloksnes padeves neatbilstība | Ieviesiet plānveida instrumenta apkopi; pārbaudīt preses izlīdzināšanu; pārbaudiet padeves precizitāti |
| Twist / loks | Tukša deformācija vai pagriezieni pēc nospiešanas | Nevienmērīgs klīrenss; asimetriskā perforatora ģeometrija; atlikušais spriegums spoles krājumā | Atkārtoti centrējiet perforatoru un matricu; pārbaudīt instrumenta paralēlismu; spriegumu mazinošs materiāls pirms noblīvēšanas |
| Gliemežu vilkšana | Metāllūžņi ievelkas veidnē ar augšupejošu gājienu | Vakuums zem perforatora; nepietiekams noņēmēja spēks; nepietiekams attālums | Pievienojiet vakuuma pārtraukuma portus; palielināt noņēmēja atsperes spiedienu; uzklājiet štancēšanas virsmas pārklājumus, kas notur slāņus |
| Gallings | Materiāla smērēšanās uz perforatora/veidnes virsmas | Saķere starp instrumentu un sagatavi; nepietiekama eļļošana; nepareiza instrumenta tērauda marka | Uzklājiet TiN/CrN pārklājumus; izmantot karbīda instrumentus; palielināt smērvielas plūsmas ātrumu |
| Šķeldošana | Nelieli lūzumi uz griešanas malas | Trieciena nogurums; nepareiza presēšanas tērauda cietība; pārāk šaurs klīrenss cietam materiālam | Izmantojiet stingrāku prestēraudu (piemēram, pāreju no D2 uz M2); pievienot ieejas konusu, lai mirtu; optimizēt klīrensu |
Tonnāžas aprēķins
Pareiza nepieciešamās preses tonnāžas aprēķins ir būtisks, lai izvēlētos pareizo presi un izvairītos no nepietiekamas vai pārmērīgas tonnāžas problēmām (detaļu defekti, preses bojājumi vai izšķērdēta enerģija).
Standarta formula
Nolīdzināšanas spēks (tonnās) = (Perimetrs × Biezums × Bīdes izturība) / 2000
Kur:
– Perimetrs = kopējais griezuma kontūras garums (collas)
– Biezums = materiāla biezums (collas)
– Bīdes izturība = materiāla bīdes izturība (PSI)
– 2000 = konversijas koeficients (2000 mārciņas = 1 tonna)
Metriskā versija
Nosprostojuma spēks (kN) = perimetrs (mm) × biezums (mm) × bīdes izturība (MPa) / 1000
Bīdes stiprības atsauces vērtības
| Materiāls | Stiepes izturība (MPA) | Aptuvenā bīdes izturība (MPa) |
|---|---|---|
| Viegls tērauds (AISI 1008–1020) | 300–420 | 250–350 |
| Nerūsējošais tērauds (304) | 515–620 | 400–500 |
| Alumīnijs 52052-H3 | 228–275 | 150–185 |
| Alumīnijs 6061-T6 | 290–310 | 200–220 |
| Varš C11000 | 210–380 | 170–250 |
| Misiņš C26000 | 300–400 | 220–300 |
Padoms: Konservatīvs noteikums ≈ bīdes 6. izturība lielākajai daļai kaļamo metālu.
Drošības robežas pievienošana
Vienmēr pievienojiet 20–30 % drošības koeficientu, lai ņemtu vērā:
- Materiālu īpašību variācijas (siltums pret siltumu)
- Neass instruments starp asināšanu
- Sloksnes padeves novirze, kas izraisa daļējus griezumus
- Vienlaicīgas formēšanas darbības (ja tās ir apvienotas ar blankēšanu)
Aprēķina piemērs: 100 mm × 50 mm taisnstūra sagataves noformēšana no 2 mm mīksta tērauda (bīdes izturība = 300 MPa):
Perimetrs = 2 × (100 + 50) = 300 mm
Spēks = 300 × 2 × 300 / 1000 kN = 18
Ar 25 % drošības rezervi: 180 × 1,25 225 kN ≈ 23 tonnas
Tonnāžas samazinājums: bīdes leņķi
Bīdes leņķa (grābekli) pievienošana perforatoram vai matricai kontaktlīnija tiek novirzīta pāri materiālam, samazinot maksimālo tonnāžu, sadalot griezumu laika gaitā. Bīdes leņķis 1°–3° uz katru pusi (atbilst 5–15 % no materiāla biezuma pāri perforatora virsmai) var samazināt maksimālo tonnāžu par 30–50 %, neietekmējot sagataves ģeometriju.
Ražošanas noblīvēšanas labākā prakse
- Norādiet rasējuma malu. Tā kā noslīpēšanas virziens ir paredzams, pievienojiet to daļas rasējumam, lai operatori pareizi orientētu
- Plānojiet instrumenta apkopi pēc gājienu skaita. Malu nodilums ir pakāpenisks; ieplānojiet atkārtotu asināšanu ik pēc 50 000–200 000 gājieniem (atkarībā no materiāla un pārklājuma), nevis gaidiet redzamus defektus.
- Izmantojiet pārklātus instrumentus abrazīviem materiāliem. TiN, TiAlN un CrN pārklājumi var pagarināt instrumenta kalpošanas laiku 2–5 reizes, apstrādājot nerūsējošo tēraudu, augstas stiprības zema sakausējuma (HSLA) vai cinkotu materiālu.
- Vadības spoles līdzenums. Viļņota vai izliekta sloksne rada nevienmērīgu klīrensu visā griezumā, kā rezultātā mainās urbuma augstums un sagataves izmērs. Ja nepieciešams, izlīdziniet sloksni pirms iztukšošanas stacijas.
- Pārraugiet tukšā materiāla svaru kā kvalitātes starpniekserveri. Sagatavju parauga svēršana katrā maiņā ir ātra, nesagraujoša izmēra novirzes vai instrumenta nodiluma pārbaude.
Bieži uzdotie jautājumi
Kāda ir atšķirība starp blankēšanu un griešanu lokšņu metālā?
Apgriešana ir īpaša griešanas darbība, kurā izurbtais gabals ir vēlamā daļa un apkārtējā loksne kļūst par lūžņiem. Griešana ir plašāks jēdziens, kas ietver apgriešanu, caurumošanu, apgriešanu un sagriešanu. Veicot apstrādi, matricas atvere atbilst daļas formai; štancēšanas (pīrsinga) gadījumā matrica atbilst cauruma formai, un sliede tiek izmesta.
Kā tiek aprēķināts tukšuma attālums?
Atstarpi izsaka procentos no materiāla biezuma, mērot katrā pusē starp perforatoru un presformas griešanas malām. Piemēram, ar 2 mm biezu tēraudu un 6 % atstarpi katrā pusē, atstarpe ir 0,12 mm katrā pusē. Formula ir šāda: Klīrenss katrā pusē = Materiāla biezums × (Klīrenss % / 100). Tipiskās vērtības ir no 3 līdz 12 % atkarībā no materiāla un kvalitātes prasībām.
Kam tiek izmantota smalkā notīrīšana?
Smalku noslīpēšanu izmanto, ja detaļai ir nepieciešama pilnībā nogriezta, gandrīz bez urbuma mala bez sekundāras apstrādes. Izplatītākie lietojumi ietver zobratu sagataves, ķēdes ratu plāksnes, automašīnu sēdekļu atzveltnes sastāvdaļas un precīzas plakanas daļas, kur malu kvalitāte tieši ietekmē darbību vai montāžu. Smalkā apstrāde rada malas ar 90–100 % pieslīpētību un urbumu augstumu zem 0,05 mm.
Kā samazināt urbuma augstumu iztukšošanas laikā?
Lai samazinātu urbuma augstumu: (1) uzasiniet vai nomainiet nodilušās perforatoru un presformu malas, (2) optimizējiet atstarpi līdz 5–7 % no katras puses lielākajai daļai tēraudu, (3) izmantojiet pārklājuma vai karbīda instrumentus, lai ilgāk saglabātu malu asumu, (4) nodrošiniet pareizu materiāla noturēšanu un pacelšanos, lai novērstu smalku loksni griešanas laikā. gandrīz nulles burr.
Kāda preses tonnāža man ir nepieciešama, lai notīrītu?
Aprēķiniet tonnāžu, izmantojot formulu: Spēks = (Perimetrs × Biezums × Bīdes izturība) / 1000 (kN, metriska) vai / 2000 (tonnās, impērijā). Vienmēr pievienojiet 20–30% drošības koeficientu. Piemēram, 100 mm × 50 mm daļas noformēšanai no 2 mm mīksta tērauda ir nepieciešami aptuveni 225 kN (23 tonnas). Presei jābūt arī pietiekamam gājiena garumam, gultnes izmēram un ātrumam atbilstoši jūsu ražošanas prasībām.
Vai nepieciešamas precīzi apstrādātas detaļas, kas izstrādātas atbilstoši jūsu specifikācijām? Kontaktu metāla štancēšanas daļas , lai apspriestu jūsu prasības attiecībā uz noformēšanu — no prototipa līdz liela apjoma ražošanai, ar iekšējiem instrumentiem un kvalitātes sertificētu ražošanu.