Oblikovanje kovinskega dela za žigosanje, ki ga je mogoče izdelati zanesljivo in stroškovno učinkovito, ni isto kot načrtovanje dela, ki je v CAD »izgleda prav«. Nosilec, ki se odlično modelira v SolidWorksu, lahko postane nočna mora, ki ustvarja ostanke v stiskalnici - preprosto zato, ker je oblikovalec spregledal pravilo najmanjšega polmera upogiba ali postavil luknjo preblizu roba.
Tu nastopi načrtovanje za izdelovalnost (DFM). Za načrtovanje žigosanih komponent DFM pomeni uporabo nabora preizkušenih pravil – pridobljenih iz fizike orodij, obnašanja materialov in desetletij izkušenj v delavnici – za zagotovitev, da se lahko vaš del dosledno žigosa v obsegu proizvodnje brez pretirane obrabe orodja, razcepljenih robov ali dimenzij. odnašanje.
V tem priročniku se boste naučili petih temeljnih pravil načrtovanja kovinskih delov za žigosanje, smernic za načrtovanje globokega vlečenja žigosanja za visoke geometrije, kako razred materiala narekuje vaše oblikovalske izbire, sedem najpogostejših napak pri načrtovanju žigosanja, praktično referenco tolerance in celoten potek dela od 3D modela do pregleda prvega artikla.
Osnovna pravila oblikovanja delov za vtiskovanje kovin
Najmanjši radij upogiba
Ko upogibate pločevino, se zunanja površina raztegne, medtem ko se notranja površina stisne. Če je polmer upogiba pretesen glede na debelino materiala, se zunanja vlakna strgajo.
| Material | Priporočen najmanjši notranji radij upogiba |
|---|---|
| Mehko jeklo (CRS, HRPO) | 1,0 × debelina materiala (1T) |
| Nerjaveče jeklo (304, 316) | 1,5T – 2,0T |
| Aluminij (5052, 6061) | 1,0T – 1,5T |
| Baker / medenina | 0,5T – 1,0T |
| Vzmetno jeklo / kaljeno | 3,0T – 4,0T |
Upogibanje v smeri vlaken zahteva večji radij kot upogibanje v smeri vlaken. Za kritične upogibe določite smer vlaken na risbi in dodajte 50 % najmanjšemu polmeru, če je upogibanje prečno.
Razdalja med luknjo in robom
Luknje, preluknjane preblizu roba dela, bodo izbočile ali strgale rob navzven.
- Za luknje s premerom pod 6 mm: ≥ 1,5 T od obrezanega roba
- Za luknje 6–12 mm: ≥ 2,0 T od roba
- Za luknje nad 12 mm: ≥ 2,5T od roba
Luknje naj bodo najmanj 2,5T + radij upogiba stran od katere koli tangente upogiba.
Širina reže in razmik med značilnostmi
- Širina reže mora biti ≥ 1,0 T
- Dolžina reže ne sme presegati 5× širine reže za luknjač z eno postajo
- Vzporedne reže morajo biti ločene z ≥ 2,0 T materiala
- Izogibajte se ostrim notranjim vogalom v režah — uporabite najmanj 0,5 mm polmera
Radiji vogalov na praznih profilih
- Zunanji vogali: najmanj 0,5 T radij
- Notranji vogali: najmanj 1,0 T radij, idealno 1,5 T
- Reliefne zareze na križiščih krivin: 1,0 T radij najmanj
Smernice za načrtovanje globokega vlečenja
Globoko vlečeno žigosanje je postopek radialnega vlečenja ravnega surovca v votlino matrice, da se oblikuje skodelica, kjer globina presega premer.
Razmerje vlečenja
Najpomembnejše število: razmerje vlečenja (β) = premer surovca / premer luknjača
- Posamezno vlečenje: β ≤ 2,0 za večino materialov
- Nerjavno jeklo: β ≤ 1,8 v enem vleku
- Aluminij: β ≤ 1,7 v enem vleku
- Če je β > 2,0, več stopenj vleka z vmesnimi zahtevano žarjenje
Mejno razmerje vlečenja (LDR)
| Material | Tipično LDR |
|---|---|
| Jeklo DDQ | 2.2 – 2.3 |
| 304 Nerjaveče (žarjeno) | 2.0 – 2.1 |
| 5052 Aluminij (O-kaljenje) | 1.8 – 1.9 |
| Baker (žarjeno) | 2.1 – 2.2 |
| Medenina (70/30) | 2.0 – 2.1 |
Material Premisleki glede izbire in debeline
| Material | Tipična debelina (mm) | Ključni premisleki glede oblikovanja |
|---|---|---|
| Hladno valjano jeklo | 0.4 – 3.2 | Odlična sposobnost oblikovanja; možni ozki upogibni radiji |
| Nerjaveče jeklo 304/316 | 0.3 – 3.0 | Visoka vzmetnost (do 3× CRS); zahteva prekomerno upogibanje |
| Nerjaveče jeklo 430 | 0.3 – 2.5 | Magnet, manj vzmetenja kot 304 |
| Aluminij 5052-H32 | 0.5 – 3.0 | Dobra sposobnost oblikovanja, zmerna vzmetnost |
| Aluminij 6061-T6 | 0.5 – 3.0 | Slaba sposobnost oblikovanja v T6; upoštevajte O-kaljenje + naknadno toplotno obdelavo |
| Baker C11000 | 0.3 – 2.0 | Odlična sposobnost oblikovanja; idealen za globoko vlečenje |
Smer zrn mora biti vedno označena na vaši risbi, če ima del krivine z ozkim radijem.
Pogoste napake pri načrtovanju žigosanja
Napaka 1: Luknje preblizu upogibnih linij — Ohranite ≥ 2,5T + razdalja radija upogiba. Določite prebadanje po obrazcu, če je neizogibno.
Napaka 2: Ostri notranji vogali — Vsem notranjim vogalom dodajte najmanj 0,5 T polmera.
Napaka 3: Nerealna toleranca ploskosti — Ploskost kot vtisnjena je 0,5 % najdaljše mere za dele, manjše od 2 mm debeline.
Napaka 4: Ignoriranje vzmeti — Upogiba vzmet nazaj za 1-3° pri mehkem jeklu, do 8° pri nerjavnem jeklu. Določite kot pregiba.
Napaka 5: Prevelika toleranca nefunkcionalnih funkcij — Uporabite ISO 2768-m za splošne tolerance, rezervirajte ozke tolerance za referenčne površine.
Napaka 6: Napačen material — 6061-T6 razpoke na 90° krivinah. Uporabite O ali T4 kaljenje + naknadno toplotno obdelavo ali preklopite na 5052-H32.
Napaka 7: Ignoriranje tračne postavitve — Zgodaj delite geometrijo. Dobro gnezdenje dvigne izkoristek materiala nad 75 %.
Referenca standardov tolerance
| Vrsta funkcije | Tipično | Z natančnim orodjem |
|---|---|---|
| Premer preluknjane luknje | ±0,05 mm | ±0,025 mm |
| Položaj luknje (od središča do središča) | ±0,10 mm | ±0,05 mm |
| Upogibni kot | ±1.0° | ±0.5° |
| Položaj upognjene funkcije | ±0,20 mm | ±0,10 mm |
| Prazen zunanji profil | ±0,10 mm | ±0,05 mm |
| Narisan premer lupine | ±0,15 mm | ±0,08 mm |
Od načrtovanja do proizvodnega poteka dela
- Pregled dizajna in DFM: Predložite 3D model, prejmite poročilo DFM s priporočili
- Postavitev traku in načrtovanje orodij: 2-4 tedne za načrtovanje orodij
- Izdelava in preizkus orodja: 2-5 ponovitev, dokler deli ne ustrezajo specifikacijam
- Pregled prvega artikla (FAI): postavitev polne dimenzije po AS9102 ali PPAP
- Povečevanje proizvodnje in SPC: Statistični nadzor procesa v rednih intervalih
Pogosta vprašanja
Kakšen je najmanjši radij upogiba za vtiskovanje iz nerjavečega jekla?
Za avstenitna nerjavna jekla, kot sta 304 in 316, je priporočeni najmanjši notranji radij upogiba 1,5 do 2,0-kratna debelina materiala pri upogibanju z zrnom. Pri upogibanju čez zrno povečajte na 2,0T do 2,5T. Za visokotrdne razrede, kot je 301 full hard, uporabite 3T do 4T.
Kako blizu je lahko luknja robu vtisnjenega dela?
Razdalja od središča luknje do najbližjega obrezanega roba mora biti najmanj 1,5 T za luknje pod 6 mm, 2,0 T za luknje 6-12 mm in 2,5 T za luknje nad 12 mm. Ko ste blizu črte upogiba, uporabite 2,5T plus radij upogiba kot najmanjšo razdaljo.
Kakšna je razlika med žigosanjem in globokim vlečenjem?
Vtiskovanje je širok pojem, ki zajema vse postopke oblikovanja pločevine – izrezovanje, prebadanje, krivljenje, kovanje in plitvo oblikovanje. Globoko vlečenje je specifična podskupina, pri kateri se ploščat surovec radialno vleče v matrico, da se proizvede skodelica, pločevinka ali lupina, katerih globina presega njegov premer.
Katera aluminijeva zlitina je najboljša za vtisnjene komponente, ki zahtevajo krivljenje?
5052-H32 je prednostna aluminijeva zlitina za vtisnjene dele, ki zahtevajo veliko preoblikovanje. Obvladuje 90° upogibe pri radiju od 1,0T do 1,5T brez razpok. Izogibajte se 6061-T6 za tesne zavoje - uporabite O ali T4 popuščanje s staranjem po obliki ali preklopite na 5052-H32.
Koliko stane orodje za progresivne matrice?
Za preprost jekleni nosilec (4-6 postaj), $5,000-$15,000. Večji deli z 8-12 postajami in karbidnimi vložki: $20,000-$50,000+. Večstopenjske matrice za globoko vleko za nerjavno jeklo: 80.000 $+. To so primerljive številke — za natančno ponudbo oddajte 3D model.
Ali naj na risbi za žigosanje določim smer zrn materiala?
Da — za vse dele z upogibnimi radiji, manjšimi od 2T pri jeklu ali 3T pri nerjavnem jeklu. Upogibanje z vlakni omogoča manjše polmere, vendar več vzmetenja; čez zrno zahteva večje radije, vendar daje bolj dosledne kote.
Ali je mogoče iztisnjene dele variti po oblikovanju?
Da. Večino žigosanih jeklenih in aluminijastih komponent je mogoče variti z uporovnim točkovnim varjenjem, MIG, TIG ali laserskim varjenjem. Zagotovite ravne, dostopne prirobnice z najmanj 8 mm prostora okoli zvarnega območja za dostop do elektrod.
Pošljite svoje risbe za brezplačno oceno DFM
Naša ekipa inženirjev dnevno pregleduje žigosane modele komponent. Pošljite svojo datoteko STEP in 2D risbo in v 48 urah prejmite podrobno poročilo DFM, predlagane spremembe načrta, predhodno oceno orodja in priporočila za material.
Pišite nam, da začnete svojo brezplačno oceno DFM.