Дизајнирање металног дела за штанцање који се може произвести поуздано и економично није исто што и пројектовање правог дела који се налази у ЦАД-у. Носач који се савршено моделује у СолидВоркс-у може постати ноћна мора која ствара отпад на поду за штампу — једноставно зато што је дизајнер превидео правило минималног радијуса савијања или је поставио рупу преблизу ивици.
Овде долази дизајн за могућност производње (ДФМ). За дизајн печатних компоненти, ДФМ подразумева примену скупа проверених правила — извучених из физике алата, понашања материјала и деценија искуства у радњи — како би се осигурало да се ваш део може конзистентно штампати у обима производње без прекомерног хабања алата, подељених ивица или померања димензија.
У овом водичу ћете научити пет основних правила дизајна металних делова за штанцање, смернице за дизајн штанцања са дубоким извлачењем за високе геометрије, како класа материјала диктира ваше изборе дизајна, седам најчешћих грешака у дизајну штанцања, практичну референцу за толеранцију и комплетан ток рада од првог прегледа 3Д модела до прегледа.
Основна правила дизајна делова за штанцање метала
Минимални радијус савијања
Када савијате лим, спољна површина се растеже док се унутрашња сабија. Ако је радијус савијања сувише чврст у односу на дебљину материјала, спољна влакна се цепају.
| Материјал | Препоручени минимални унутрашњи радијус савијања |
|---|---|
| Меки челик (ЦРС, ХРПО) | 1,0 × дебљина материјала (1Т) |
| Нерђајући челик (304, 316) | 1.5Т – 2.0Т |
| Алуминијум (5052, 6061) | 1,0Т – 1,5Т |
| Бакар / Месинг | 0,5Т – 1,0Т |
| Опружни челик / каљен | 3.0Т – 4.0Т |
За савијање у правцу зрна потребно је савијање са већим радијусом. За критичне кривине, одредите правац зрна на цртежу и додајте 50% минималном радијусу ако је савијање попречно.
Дионице
Рупе избушене преблизу ивице дела ће избочити или поцепати ивицу ка споља.
- За рупе испод 6 мм пречника: ≥Т од 1 трим.
- За рупе 6–12 мм: ≥ 2,0Т од ивице
- За рупе веће од 12 мм: ≥ 2,5Т од ивице
Држите рупе најмање 2,5Т + радијус савијања даље од било које тангентне линије савијања.
Ширина слота и размак између карактеристика
- Ширина прореза мора бити ≥ 1,0Т
- Дужина прореза не би требало да прелази 5× ширину прореза за бушилицу са једном станицом
- Паралелни прорези морају бити раздвојени за ≥ 2,0Т материјала
- Избегавајте оштре унутрашње углове у прорезима — користите минимални радијус од 0,5 мм
Углови радијуса на празним профилима
- Спољни углови: минимални радијус од 0,5Т
- Унутрашњи углови: минимални радијус 1,0Т, идеално 1,5Т
- Минимални полупречник савијања: 1 радијус савијања.
Смернице за дизајн штанцања дубоког извлачења
Дубоко утискивање је процес радијалног увлачења равног отвора чаше у дубину у облику калупа.
Однос извлачења
Појединачни најважнији број: Однос извлачења (β) = пречник празне површине / пречник пробијања
- Појединачно извлачење: β ≤ 2,0 за већину материјала
- Нерђајући челик: β ≤ 1,8 у једном извлачењу
- Алуминијум: β ≤ 1,7 у једном извлачењу
- Ако је β > 2,0, потребно је више фаза извлачења са средњим жарењем
Лимитинг Драв Ратио (ЛДР)
| Материјал | Типични ЛДР |
|---|---|
| ДДК Челик | 2.2 – 2.3 |
| 304 Нерђајући (аннеал) | 2.0 – 2.1 |
| 5052 Алуминијум (О-темпера) | 1.8 – 1.9 |
| Бакар (жарени) | 2.1 – 2.2 |
| Месинг (70/30) | 2.0 – 2.1 |
Избор материјала и разматрања дебљине
| Материјал | Типична дебљина (мм) | Кључно разматрање дизајна |
|---|---|---|
| Хладно ваљани челик | 0.4 – 3.2 | Одлична способност обликовања; Могући чврсти радијуси савијања |
| Нерђајући челик 304/316 | 0.3 – 3.0 | Висок повратни удар (до 3× ЦРС); захтева прекомерно савијање |
| Нерђајући челик 430 | 0.3 – 2.5 | Магнетни, мање од 304 |
| Алуминијум-Х32 | 0.5 – 3.0 | Добра обликовност, умерено опружање |
| Алуминијум 6061-Т6 | 0.5 – 3.0 | Лоша способност обликовања у Т6; узмите у обзир О-температуру + топлотну обраду након формирања |
| Бакар Ц11000 | 0.3 – 2.0 | Одлична способност обликовања; идеално за дубоко извлачење |
Правац зрна увек треба да буде означен на вашем цртежу када се део савија са уским радијусом.
Уобичајене грешке у дизајну штанцања
Грешка 1: Рупе сувише близу линијама савијања — Одржавајте ≥ 2,5Т + зазор радијуса савијања. Наведите пробијање након обрасца ако је неизбежно.
Грешка 2: Оштри унутрашњи углови — Додајте минимални радијус од 0,5Т свим унутрашњим угловима.
Грешка 3: Нереалне толеранције равности — Као жигосана равност је 0,5% најдуже димензије за делове дебљине испод 2 мм.
Грешка 4: Игнорисање Спрингбацка — Савијање опруге уназад 1-3° за меки челик, до 8° за нерђајући челик. Одредите угао савијања.
Грешка 5: Претерана толеранција нефункционалних карактеристика — Користите ИСО 2768-м за опште толеранције, резервишите уске толеранције за референтне површине.
Грешка 6: Погрешна темпераментност материјала — 6061-Т6 пуца на кривинама од 90°. Користите О или Т4 темпер + термичку обраду након формирања или пређите на 5052-Х32.
Грешка 7: Игнорисање распореда траке — Подели геометрију рано. Добро гнежђење повећава искоришћеност материјала изнад 75%.
Стандарди толеранције Референца
| Тип карактеристике | Типично | Са прецизним алатима |
|---|---|---|
| Пречник пробушене рупе | ±0,05 мм | ±0,025 мм |
| Положај рупе (од центра до центра) | ±0,10 мм | ±0,05 мм |
| Угао савијања | ±1.0° | ±0.5° |
| Положај савијеног елемента | ±0,20 мм | ±0,10 мм |
| Спољни профил | ±0,10 мм | ±0,05 мм |
| Пречник нацртане шкољке | ±0,15 мм | ±0,08 мм |
Од пројектовања до производног тока рада
- Преглед дизајна и ДФМ: Пошаљите 3Д модел извештаја са препоруком
- Распоред траке и дизајн алата: 2-4 недеље за дизајн алата
- Израда алата и испробавање: 2-5 итерација док делови не испуне спецификацију
- Инспекција првог артикла (ФАИ): Изглед пуне димензије према АС9102 или ППАП
- Појачање производње и СПЦ: Статистичка контрола процеса у редовним интервалима
Често постављана питања
Који је минимални радијус савијања за штанцање од нерђајућег челика?
За аустенитне нерђајуће челике као што су 304 и 316, препоручени минимални унутрашњи радијус савијања5 до дебљине савијања је 20 када. Када се савијате преко зрна, повећајте на 2,0Т до 2,5Т. За класе високе чврстоће као што је 301 фулл хард, користите 3Т до 4Т.
Колико рупа може бити близу ивице утиснутог дела?
Удаљеност од центра рупе до најближе одсечене ивице треба да буде најмање 1,5Т за рупе испод 6мм, 2,0Т за рупе од 6-12мм и 2,5Т за рупе веће од 2,5Т. Када сте близу линије савијања, користите 2,5Т плус радијус савијања као минимално растојање.
Која је разлика између штанцања и дубоког извлачења?
Штанцање је широк појам који покрива све операције обликовања лимова — слепљење, бушење, савијање, ковање и плитко обликовање. Дубоко извлачење је специфичан подскуп у коме се равна бланка радијално увлачи у калуп да би се произвела шоља, лименка или шкољка чија дубина прелази њен пречник.
Која је легура алуминијума најбоља за жигосане компоненте које захтевају савијање?
5052-Х32 је пожељна легура алуминијума за штанцане делове који захтевају значајно обликовање. Подноси кривине од 90° у радијусу од 1,0Т до 1,5Т без пуцања. Избегавајте 6061-Т6 за уске кривине — користите О или Т4 темперирање са старењем након обликовања или пређите на 5052-Х32.
Колико кошта алат са прогресивним калупом?
За једноставан челични носач (4-6 станица), 5.000-15.000 долара. Већи делови са 8-12 станица и карбидним уметцима: $20,000-$50,000+. Вишестепени алати за дубоко извлачење за нерђајући материјал: 80.000 УСД+. Ово су основне бројке — пошаљите 3Д модел за тачну понуду.
Да ли треба да одредим правац зрна материјала на свом цртежу штанцања?
Да — за било који део са радијусима савијања мањим од 2Т у челику или 3Т у нерђајућем. Савијање са зрном омогућава уже полупречнике, али више одскока; преко зрна захтева веће радијусе, али даје конзистентније углове.
Да ли се жигосани делови могу заварити након формирања?
Да. Већина жигосаних челичних и алуминијумских компоненти може се заварити помоћу отпорног тачкастог заваривања, МИГ, ТИГ или ласерског заваривања. Обезбедите равне, приступачне прирубнице са најмање 8 мм размака око зоне заваривања за приступ електроди.
Пошаљите своје цртеже на бесплатну ДФМ процену
Наш инжењерски тим свакодневно прегледава дизајне штампаних компоненти. Пошаљите своју СТЕП датотеку и 2Д цртеж и у року од 48 сати примите детаљан ДФМ извештај, предложене измене дизајна, прелиминарну процену алата и препоруке материјала.
Контактирајте нас да бисте започели бесплатну процену ДФМ-а.