Formarea metalelor este procesul de remodelare a tablei plate sau a materialului bobină în părți tridimensionale prin deformare plastică controlată. Spre deosebire de operațiunile de tăiere sau prelucrare prin care se îndepărtează materialul, formarea schimbă forma metalului, păstrând în același timp volumul acestuia. Rezultatul este o piesă structurală sau funcțională cu geometria, rezistența și starea suprafeței definite de parametrii sculei și presei.
Oferim servicii de formare a metalelor ca parte a capacităților noastre de ștanțare și producție de precizie. Operațiile de formare sunt utilizate independent și în combinație în cadrul sculelor cu matrițe progresive, compuse și de transfer pentru a produce piese complexe într-o singură secvență controlată.
Aveți nevoie de o piesă metalică formată? Trimiteți desenul, materialul, grosimea și volumul dvs. către pagina noastră de contact pentru o revizuire de formare și o ofertă.
Operațiuni de formare a metalelor pe care le sprijinim
Formarea metalelor acoperă o gamă largă de operațiuni. Cele mai comune în domeniul nostru de ștanțare și producție de tablă includ:
Îndoire
Îndoire aplică forță pentru a crea un unghi sau un profil curbat în metal plat. Operațiunile obișnuite de îndoire includ îndoirea în V, îndoirea în U și îndoirea cu ștergere. Returul elastic trebuie compensat în proiectarea sculelor pe baza gradului și grosimii materialului. Considerațiile cheie de proiectare includ raza minimă de îndoire (de obicei 1× grosimea materialului pentru metale ductile) și menținerea unei direcții consistente a granulelor în raport cu axa de îndoire.
Deep Drawing
Embutirea adâncă folosește un poanson și o matriță pentru a trage tabla plată radial spre interior, formând cupe, carcase și carcase cilindrice. Procesul este caracterizat de raportul de tragere, care definește raportul dintre diametrul semifabricatului și diametrul perforației. Materialul trebuie să aibă suficientă alungire pentru a finaliza desenul fără rupere. Flanșele, pereții și bazele pot fi menținute la toleranțe dimensionale strânse în instrumentele de tragere proiectate corespunzător. Vezi și: ștanțare adâncă.
Coeficientul de îndoire
Coining folosește o presiune foarte mare pentru a dimensiona cu precizie o caracteristică prin comprimarea metalului între fețele poansonului și matriței. Rezultatul este o suprafață stabilă din punct de vedere dimensional, fără bavuri pe suprafața marcată. Coiningul este utilizat pe caracteristici în care controlul dimensional strâns, razele ascuțite și calitatea suprafeței contează mai mult decât toleranța generală de formare. Se aplică în mod obișnuit fețelor terminale, punctelor de contact și suprafețelor de așezare critice.
embosare
embosare înlocuiește metalul pentru a crea caracteristici înălțate sau îngropate, cum ar fi logo-uri, nervuri de rigidizare, marcaje de identificare sau caracteristici de înregistrare. Materialul nu este îndepărtat - doar modelat local într-un model în relief. Caracteristicile în relief adaugă rigiditate structurală pieselor subțiri fără a adăuga greutate.
Flanșare
Flanșare îndoaie marginea unei piese plate sau formate spre exterior sau spre interior pentru a crea o flanșă. Flanșele sunt utilizate pentru rigidizarea structurală, interfețele de asamblare, suprafețele de etanșare sau protecția marginilor. Găurile extrudate (unde o gaură perforată este flanșată spre exterior pentru a crea un boșaj filetat) sunt o operație conexă.
Formare și decalare
Operațiile generale de formare remodelează un semifabricat în profile complexe neplate. Formarea offset creează profile Z sau caracteristici în trepte în piese altfel plate. Acestea sunt frecvente în carcasele conectorilor, consolele și suporturile de asamblare.
Călcare
Călcarea reduce uniform grosimea peretelui unei carcase trase pentru a strânge toleranțele dimensionale pe diametrul exterior sau orificiul interior. Adesea folosit ca o operație secundară după ambutirea adâncă pentru a obține o geometrie precisă a peretelui.
Materiale utilizate în formarea metalelor
Formabilitatea depinde în mare măsură de ductilitatea materialului, grosime, structura granulelor și starea de temperare. Formăm piese în:
| Material | Forming Notes | Piese formate tipice |
|---|---|---|
| Oțel carbon (SPCC, DC01) | Formabilitate bună; poate retur; sudabile | Suporturi, carcase structurale, capace |
| Oțel inoxidabil (304, 301) | Spațiu elastic mai înalt; munca se intareste; mai puternic după formare | Carcase medicale, feronerie alimentară, carcase sensibile la coroziune |
| Aluminiu (5052, 3003) | Ductilitate excelentă; backback joasă; ușoare | Carcase electronice, capace auto, carcase aerospațiale |
| cupru (C11000) | Formabilitate foarte mare; excelent pentru deep draw și moneding | Borne, contacte, carcase electrice |
| alamă (C26000) | Formabilitate bună; stabilitatea suprafeței după formare | Componente conector, piese decorative formate |
Pagini specifice materialelor: Ștanțare aluminiu, Ștanțare din oțel inoxidabil, Ștanțare din oțel, ștanțare de cupruși Ștanțare alamă.
Formarea metalelor în procesele de ștanțare
Operațiile de formare a metalului sunt rareori independente. În ștanțarea de producție, acestea sunt integrate în secvența de scule:
- În matrițarea progresivă, etapele de formare sunt distribuite pe stații pe o bandă continuă, permițând decuparea, străpungerea, îndoirea și baterea să aibă loc în secvență într-o singură unealtă
- În aplicațiile cu matrițe de transfer, semifabricatul este mutat fizic între stațiile de formare, permițând o geometrie mai complexă care nu poate fi realizată pe o bandă.
- În matrițele compuse, decuparea și formarea au loc simultan într-o singură cursă, potrivite pentru piese plate sau ușor formate
- În procesele de embotire adâncă, secvența de formare controlează adâncimea de desen, consistența grosimii peretelui și geometria flanșei în mai multe etape
Considerații DFM pentru piesele formate
Designul modelării afectează complexitatea sculelor, consistența piesei și costul de producție. Considerațiile importante ale DFM includ:
- Raza minimă de îndoire — o rază prea strânsă provoacă fisuri sau fracturi; de obicei, 0,5–1× grosimea materialului minim, în funcție de aliaj
- Compensare elastică — unghiul de îndoire excesivă trebuie calculat pe material și grosime pentru a atinge unghiul specificat după eliberare
- Direcția grăuntei față de axa de îndoire — îndoirea perpendiculară pe direcția granulei reduce riscul de fisurare în proximitatea materialelor
- Feature proximity — găurile plasate prea aproape de o linie de îndoire se distorsionează în timpul formării; menține o distanță minimă de 1,5× grosimea materialului de la margine
- Adâncimea formată în raport cu grosimea materialului — rapoartele de embotire adâncă trebuie să fie corelate cu capacitatea de alungire a materialului
- Simetrie și echilibru — sarcinile de formare asimetrice provoacă deplasarea benzii sau a semifabricatului; sculele trebuie să compenseze cu geometrie echilibrată a matriței
Industrii care utilizează servicii de formare a metalelor
- Automobile — ștanțare pentru caroserie, suporturi pentru scaun, suporturi structurale, piese formate prin cleme. Vezi: ștanțare auto
- Electronice — carcase terminale, carcase EMI, corpuri conectori, contacte de precizie. Vezi: ștanțare electronică
- medicale — piese din inox formate cu precizie, carcase desenate, componente ale instrumentelor chirurgicale. Vezi: ștanțarea dispozitivelor medicale
- Aerospațial — ștanțare structurală, panouri de incintă, piese de sprijin formate. Vezi: ștanțare metalică aerospațială
- Electrocasnice — piese de motor, panouri de control, carcase formate. Vezi: electrocasnice
- Construcții — feronerie de suport formată, plăci de ancorare, console. Vezi: ștanțare metal pentru construcții
Întrebări frecvente: Formarea metalelor
Ce este formarea metalului în ștanțare?
Formarea metalului în ștanțare se referă la operațiuni pe bază de presă care remodelează tabla fără a îndepărta materialul. Aceasta include îndoirea, desenarea, monedarea, reliefarea, flanșarea și compensarea. Operațiile de formare sunt adesea combinate în cadrul sculelor cu matriță progresivă sau compusă.
Care este diferența dintre formarea metalului și tăierea metalului?
Operațiunile de tăiere a metalelor (decupare, perforare, forfecare) separă materialul prin rupere sau forfecare. Operațiile de formare a metalelor remodelează materialul prin deformare plastică fără separare. Majoritatea pieselor ștanțate necesită atât operații de tăiere, cât și de formare în cadrul aceleiași scule.
Ce metale se formează cel mai ușor?
Cuprul, aluminiul și oțelul cu conținut scăzut de carbon au cea mai mare ductilitate și se formează cel mai ușor. Oțelul inoxidabil și aliajele de oțel de înaltă rezistență au mai mult elastic și necesită o compensare mai precisă a sculelor. Trecerea materialului și structura granulației afectează, de asemenea, în mod semnificativ formabilitatea.
Ce toleranțe pot fi păstrate pe piesele formate?
Caracteristicile formate standard țin de obicei ±0,1–0,3 mm, în funcție de complexitatea piesei. Suprafețele marcate pot susține ±0,01–0,05 mm. Toleranța unghiulară la îndoituri variază de obicei de la ±0,5° la ±2°, în funcție de material și metoda de formare.
Cum reduc înapoi elasticitatea pieselor formate?
Returul elastic este redus prin supraîncovoiere în proiectarea sculei, inventarea razei de îndoire, proiectarea cu raze mai strânse sau utilizarea materialelor cu modul elastic mai mic. Revizuirea DFM ar trebui să abordeze predicția returului înainte de construirea sculelor.
Solicitați o ofertă de formare a metalului
Indiferent dacă aveți nevoie de o simplă îndoire sau de o carcasă complexă, procesul nostru de formare începe cu înțelegerea cerințelor funcționale ale piesei dumneavoastră și a nevoilor de toleranță. Examinăm desenul, confirmăm abordarea de formare și oferim un plan de scule și producție care sprijină fabricabilitatea pe termen lung.
Proiectarea sculelor pentru operațiunile de formare a metalelor
Calitatea unei piese formate începe cu proiectarea sculelor. Fiecare operație de formare – fie că este o simplă îndoire la 90° sau o tragere complexă în mai multe etape – necesită o geometrie a sculei care ține cont de comportamentul materialului, de elasticitatea și cerințele dimensionale:
- Raza de îndoire și deschiderea matriței — raportul dintre deschiderea matriței și grosimea materialului (lățimea matriței în V) determină forța de îndoire necesară a razei interioare de îndoire. Deschiderile mai mici ale matriței produc raze mai strânse, dar necesită o forță mai mare și cresc riscul de marcare a suprafeței.
- Compensare elastică — toate metalele prezintă o recuperare elastică după formare. Sculele trebuie să îndoiască piesa cu valoarea anticipată de retur, astfel încât piesa finită să revină la unghiul țintă după descărcare. Predicția Springback este specifică materialului și este validată în timpul producției pilot.
- Design matriță de tragere — operațiunile de ambutisare adâncă necesită un control atent al presiunii suportului semifabricat, al razei de perforare și al razei matriței pentru a preveni ruperea, încrețirea și defectele suprafeței cu coajă de portocală. Limitele raportului de tragere depind de ductilitatea și grosimea materialului.
- Instrumente de monedare și dimensionare — atunci când elementele formate necesită toleranțe mai strânse decât le poate obține formarea standard, sculele de monedare comprimă materialul la o grosime precisă sau la un nivel de suprafață. Acest lucru adaugă o stație matriței, dar poate atinge ±0,01–0,03 mm pe suprafețele inventate.
- Secvențe de formare în mai multe etape — geometriile complexe care nu pot fi formate într-o singură lovitură necesită mai multe stații de formare într-o matriță progresivă sau de transfer. Fiecare stație modelează treptat materialul pentru a evita suprasolicitarea oricărei zone.
Designul sculelor pentru operațiunile de formare este locul în care capacitatea de inginerie afectează direct calitatea pieselor și stabilitatea producției. Proiectăm toate sculele de formare în interior pentru a menține controlul asupra secvenței de formare și asupra strategiei de compensare a returului.
Comportarea materialului în operațiunile de formare
Diferite metale răspund diferit la solicitarea de formare. Înțelegerea comportamentului materialului este esențială pentru proiectarea sculelor de formare care produc piese consistente:
- Limita de curgere și rezistența la tracțiune — materialele cu rezistență mai mare necesită mai multă forță de formare și prezintă mai multă elasticitate. Materialele de peste 500 MPa de rezistență la tracțiune necesită adesea distanțe reglate ale matriței și un control mai strict al procesului.
- Alungirea și reducerea ariei — aceste măsuri de ductilitate determină cât de mult poate fi întins sau tras un material înainte de fractură. Materialele cu alungire redusă limitează adâncimea de tragere și etanșeitatea razelor de îndoire.
- Exponent de întărire prin deformare (valoare n) — materialele cu valoare n mai mare distribuie deformația mai uniform, ceea ce este benefic pentru operațiunile de tragere și întindere. Materialele cu valoare n scăzută au tendința de a localiza mai devreme deformarea și gâtul.
- Raportul deformarii plasticului (valoarea r) — indică rezistența materialului la subțiere în timpul tragerii. Materialele cu valoare r ridicată desenează cu mai mult succes și sunt preferate pentru aplicațiile de embotire adâncă.
- Starea suprafeței și acoperirea — rugozitatea suprafeței, acoperirea cu ulei și straturile galvanizate afectează toate frecarea în timpul formării. Tratamentul suprafeței sculei și lubrifierea trebuie să fie potrivite cu starea suprafeței materialului.
Datele materialelor din certificatele de fabrică și baza noastră de date internă de testare sunt utilizate în timpul revizuirii DFM pentru a prezice comportamentul de formare și pentru a stabili așteptări realiste de toleranță înainte de a începe proiectarea sculelor.
Întrebări frecvente
Ce este formarea metalului în ștanțare?
Formarea metalului în ștanțare se referă la operațiuni pe bază de presă care remodelează tabla fără a îndepărta materialul. Aceasta include îndoirea, desenarea, monedarea, reliefarea, flanșarea și compensarea. Operațiile de formare sunt adesea combinate în cadrul sculelor cu matriță progresivă sau compusă.
Care este diferența dintre formarea metalului și tăierea metalului?
Operațiunile de tăiere a metalelor (decupare, perforare, forfecare) separă materialul prin rupere sau forfecare. Operațiile de formare a metalelor remodelează materialul prin deformare plastică fără separare. Majoritatea pieselor ștanțate necesită atât operații de tăiere, cât și de formare în cadrul aceleiași scule.
Ce toleranțe pot fi păstrate pe piesele formate?
Caracteristicile formate standard țin de obicei ±0,1–0,3 mm, în funcție de complexitatea piesei. Suprafețele marcate pot susține ±0,01–0,05 mm. Toleranța unghiulară la îndoituri variază de obicei de la ±0,5° la ±2°, în funcție de material și metoda de formare.
Cum reduc înapoi elasticitatea pieselor formate?
Returul elastic este redus prin supraîncovoiere în proiectarea sculei, inventarea razei de îndoire, proiectarea cu raze mai strânse sau utilizarea materialelor cu modul elastic mai mic. Revizuirea DFM ar trebui să abordeze predicția returului înainte de construirea sculelor.
Ce metale se pot forma prin ștanțare?
Oțelul laminat la rece, oțelul inoxidabil, aliajele de aluminiu, cupru, alamă, bronz fosforat și oțelurile preacoperite pot fi toate formate prin ștanțare. Fiecare material are limite de formare diferite, caracteristici de elasticitate și cerințe de scule care sunt evaluate în timpul revizuirii DFM.
Puteți forma forme 3D complexe prin ștanțare?
Da. Formele 3D complexe sunt produse prin secvențe de formare în mai multe etape în cadrul sculelor de matriță progresivă sau de transfer. Ambulația adâncă, formarea prin întindere și îndoirea în etape pot crea geometrii care ar fi dificil sau costisitor de produs prin prelucrare sau turnare.
Contactați-ne pentru a începe proiectul dvs. de formare a metalului - trimiteți desenul, materialul și volumul dvs. și vă vom răspunde cu o recenzie și o ofertă.