Формування металу — це процес зміни форми плоского листового металу або рулонної заготовки в тривимірні деталі за допомогою контрольованої пластичної деформації. На відміну від операцій різання або механічної обробки, які видаляють матеріал, формування змінює форму металу, зберігаючи його об’єм. Результатом є структурна або функціональна частина з геометрією, міцністю та станом поверхні, визначеними інструментом і параметрами преса.
Ми надаємо послуги обробки металу тиском як частину наших можливостей штампування та точного виробництва. Операції формування використовуються окремо та в поєднанні в прогресивних, складних і передавальних штампах для виготовлення складних деталей в одній контрольованій послідовності.
Потрібна формована металева деталь? Надішліть свій креслення, матеріал, товщину та об’єм на наш номер contact page для перегляду формування та пропозиції.
Операції обробки металу тиском, які ми підтримуємо
Обробка металу тиском охоплює широкий спектр операцій. Найпоширеніші в нашій сфері штампування та виробництва листового металу включають:
Згинання
Згинання застосовує силу для створення кута або вигнутого профілю в плоскому металі. Загальні операції згинання включають V-подібне згинання, U-подібне згинання та витирання. Пружинний відкат повинен бути компенсований у конструкції інструменту на основі сорту матеріалу та товщини. Основні міркування щодо конструкції включають мінімальний радіус вигину (зазвичай 1× товщина матеріалу для пластичних металів) і збереження узгодженого напрямку зерна відносно осі згину.
Глибока витяжка
Для глибокого витягування використовуються пуансон і матриця для протягування плоского листового металу радіально всередину, утворюючи чашки, оболонки та циліндричні корпуси. Процес характеризується коефіцієнтом витягування, який визначає відношення діаметра заготовки до діаметра пуансона. Матеріал повинен мати достатнє подовження, щоб завершити витяжку без розривів. Фланці, стінки та основи можна підтримувати з жорсткими допусками на розміри за допомогою правильно розробленого інструменту для витягування. Дивіться також: глибоке штампування.
Карбування
Для карбування використовується дуже високий тиск для точного визначення розміру елемента шляхом стиснення металу між гранями пуансона та матриці. Результатом є стабільна поверхня без задирок на карбованій ділянці. Карбування використовується на елементах, де суворий контроль розмірів, гострі радіуси та якість поверхні важливіші за загальний допуск формування. Він зазвичай застосовується до контактних поверхонь, точок контакту та критичних посадочних поверхонь.
Тиснення
Тиснення витісняє метал для створення рельєфних або поглиблених елементів, таких як логотипи, ребра жорсткості, ідентифікаційні позначки або елементи реєстрації. Матеріал не видаляється — лише локально формується рельєфний малюнок. Рельєфні елементи додають структурній жорсткості тонких деталей, не додаючи ваги.
Відбортовка
Відбортування згинає край плоскої або фасонної частини назовні або всередину для створення фланця. Фланці використовуються для структурної жорсткості, монтажних інтерфейсів, ущільнювальних поверхонь або захисту країв. Екструдовані отвори (де перфорований отвір виступає фланцем назовні для створення різьбової втулки) є пов’язаною операцією.
Формування та зсув
Загальні операції формування змінюють форму заготовки у складні неплоскі профілі. Формування зі зсувом створює Z-профілі або ступінчасті елементи в інших плоских частинах. Вони часто зустрічаються в корпусах роз’ємів, кронштейнах і монтажних опорах.
Прасування
Прасування рівномірно зменшує товщину стінки витягнутої оболонки, щоб зменшити допуски на розміри зовнішнього діаметра або внутрішнього отвору. Часто використовується як допоміжна операція після глибокого витягування для досягнення точної геометрії стіни.
Матеріали, що використовуються при обробці металу тиском
Формованість значною мірою залежить від пластичності матеріалу, товщини, зернистої структури та стану температури. Ми формуємо деталі в:
| Матеріал | Примітки щодо формування | Типові формовані деталі |
|---|---|---|
| Вуглецева сталь (SPCC, DC01) | Хороша формувальність; може відскочити; зварювані | Кронштейни, конструкційні оболонки, кришки |
| Нержавіюча сталь (304, 301) | Вища пружина; праця загартовує; міцніший після формування | Медичні корпуси, харчові вироби, чутливі до корозії оболонки |
| Алюміній (5052, 3003) | Відмінна пластичність; низька пружність; легкий | Корпуси електроніки, автомобільні кришки, аерокосмічні корпуси |
| мідь (C11000) | Дуже висока здатність до формування; відмінно підходить для глибокої витяжки та карбування | Клеми, контакти, електричні оболонки |
| латунь (C26000) | Добре формується; стабільність поверхні після формування | Компоненти з’єднувача, декоративні формовані частини |
Сторінки, що стосуються матеріалу: штампування з алюмінію, штампування з нержавіючої сталі, штампування зі сталі, штампування мідіта латунне штампування.
Формування металу в процесах штампування
Операції обробки металу тиском рідко виконуються окремо. У виробничому штампуванні вони інтегровані в послідовність інструментів:
- У прогресивне штампуваннястадії формування розподіляються між станціями на безперервній смузі, що дозволяє виконувати штампування, проколювання, згинання та карбування послідовно в одному інструменті.
- У додатках із прес-формами заготовка фізично переміщується між станціями формування, що дозволяє отримати більш складну геометрію, якої неможливо досягти на смузі
- У складних штампах штампування та формування відбуваються одночасно за один хід, що підходить для плоских або легкоформованих деталей.
- У процесах глибокої витяжки послідовність формування контролює глибину витягування, консистенцію товщини стінки та геометрію фланця на кількох етапах
Розглядання DFM для фасонних деталей
Конструкція формування впливає на складність інструменту, узгодженість деталей і вартість виробництва. Важливі міркування щодо DFM включають:
- Мінімальний радіус вигину — занадто малий радіус спричиняє розтріскування або злам; зазвичай мінімальна товщина матеріалу 0,5–1 × залежно від сплаву
- Компенсація пружинного зворотного ходу — кут перегину повинен розраховуватися для кожного матеріалу та товщини, щоб досягти заданого кута після випуску
- Напрямок зерна проти осі згину — згинання перпендикулярно напрямку зерна зменшує ризик розтріскування у зміцнених матеріалах
- Близькість ознак — отвори, розташовані занадто близько до лінії згину, спотворюються під час формування; дотримуйтеся мінімальної відстані 1,5 × товщини матеріалу від краю
- Глибина формування та товщина матеріалу — коефіцієнти глибокої витяжки повинні відповідати здатності матеріалу подовжуватися
- Симетрія та баланс — асиметричні формувальні навантаження викликають зміщення смуги або заготовки; інструменти повинні компенсувати збалансовану геометрію матриці
Галузі, що використовують послуги обробки металу тиском
- Автомобільна промисловість — штампування корпусу, кронштейни сидінь, опори конструкції, деталі, сформовані затискачами. Див.: автомобільне штампування
- Електроніка — корпуси клем, корпуси EMI, корпуси роз’ємів, прецизійні контакти. Див.: штампування електроніки
- Застосування в медицині — деталі з нержавіючої сталі прецизійного формування, корпуси, компоненти хірургічних інструментів. Див.: штампування медичного пристрою
- Аерокосмічна промисловість — конструкційні штампи, огороджувальні панелі, фасонні опорні частини. Див.: аерокосмічне штампування металу
- Побутова техніка — деталі двигуна, панелі керування, корпуси формовані. Див.: штампування побутової техніки
- Конструкція — формована опорна фурнітура, анкерні пластини, кронштейни. Див.: штампування будівельного металу
Поширені запитання: штампування металу
Що таке штампування металу?
Формування металу під час штампування відноситься до операцій на основі преса, які змінюють форму листового металу без видалення матеріалу. Це включає в себе згинання, креслення, карбування, тиснення, флангування та офсет. Операції формування часто поєднуються в прогресивних або складних штампах.
Яка різниця між формуванням і різанням металу?
Операції різання металу (штампування, різання) відокремлюють матеріал шляхом руйнування або зсуву. Операції формування металу формують матеріал шляхом пластичної деформації без поділу. Більшість штампованих деталей вимагають як різання, так і формування в одному інструменті.
Які метали найлегше формувати?
Мідь, алюміній і низьковуглецева сталь мають найвищу пластичність і формуються найлегше. Нержавіюча сталь і високоміцні сталеві сплави мають більший відкат і вимагають більш точної компенсації інструментів. Відповідність матеріалу та зерниста структура також суттєво впливають на формування.
Які допуски можна дотримуватися на фасонних частинах?
Стандартні елементи форми зазвичай витримують ±0,1–0,3 мм залежно від складності деталі. На карбованих поверхнях витримується ±0,01–0,05 мм. Кутові допуски на вигини зазвичай коливаються від ±0,5° до ±2° залежно від матеріалу та методу формування.
Як зменшити пружність формованих деталей?
Пружинний відкат зменшується через надмірне згинання в конструкції інструменту, карбування радіуса вигину, проектування з меншими радіусами або використання матеріалів з нижчим модулем пружності. Огляд DFM повинен стосуватися прогнозування пружинного повернення до створення інструменту.
Запитати пропозицію щодо обробки металу тиском
Незалежно від того, чи потрібен вам простий згин чи складна оболонка з глибокою витяжкою, наш процес формування починається з розуміння функціональних вимог вашої деталі та потреб у допуску. Ми переглядаємо креслення, підтверджуємо підхід до формування та надаємо план інструментів і виробництва, який підтримує довгострокову технологічність.
Конструкція інструменту для операцій обробки металу тиском
Якість формованої деталі починається з конструкції інструменту. Будь-яка операція формування — будь то просте згинання під кутом 90° чи складне багатоетапне витягування — потребує геометрії інструменту, яка враховує поведінку матеріалу, пружинну віддачу та вимоги до розмірів:
- Радіус згину та отвір матриці — відношення отвору матриці до товщини матеріалу (ширина V-форми) визначає необхідне зусилля згину та внутрішній радіус згину. Менші отвори матриці створюють менші радіуси, але вимагають більшого зусилля та збільшують ризик розмітки на поверхні.
- Компенсація пружинного зворотного ходу — всі метали демонструють пружне відновлення після формування. Інструмент має перегнути деталь на передбачену величину пружності, щоб готова деталь повернулася до цільового кута після розвантаження. Прогноз пружинного повернення залежить від матеріалу та перевіряється під час пілотного виробництва.
- Конструкція матриці для витяжки — операції глибокого витягування вимагають ретельного контролю тиску тримача заготовки, радіуса пуансона та радіуса матриці, щоб запобігти розривам, зморшкам і дефектам поверхні апельсинової кірки. Межі коефіцієнта витягування залежать від пластичності та товщини матеріалу.
- Інструменти для карбування та калібрування — коли формовані елементи потребують більш жорстких допусків, ніж стандартне формування, інструменти для карбування стискають матеріал до точної товщини або рівня поверхні. Це додає станцію до матриці, але може досягати ±0,01–0,03 мм на карбованих поверхнях.
- Багатоетапна послідовність формування — складні геометрії, які не можуть бути сформовані одним ударом, вимагають кількох станцій формування в прогресивній або перехідній матриці. Кожна станція поступово формує матеріал, щоб уникнути надмірного навантаження на будь-яку окрему ділянку.
Конструкція інструментів для операцій формування – це те, де інженерні можливості безпосередньо впливають на якість деталей і стабільність виробництва. Ми розробляємо всі інструменти для формування власними силами, щоб підтримувати контроль над послідовністю формування та стратегією компенсації відкидання.
Поведінка матеріалу в операціях формування
Різні метали по-різному реагують на напругу формування. Розуміння поведінки матеріалу має важливе значення для розробки формувального інструменту, який виробляє узгоджені деталі:
- Межа текучості та міцність на розтяг — матеріали з вищою міцністю вимагають більшої сили формування та виявляють більшу віддачу. Для матеріалів з міцністю на розрив понад 500 МПа часто потрібно регулювати зазори матриці та суворіше контролювати процес.
- Подовження та зменшення площі — ці показники пластичності визначають, наскільки матеріал може бути розтягнутий або витягнутий до руйнування. Матеріали з низьким розтягуванням обмежують глибину витяжки та щільність радіусів вигину.
- Показник деформаційного зміцнення (n-значення) — матеріали з більш високим n-значенням розподіляють деформацію більш рівномірно, що вигідно для операцій витягування та розтягування. Матеріали з низьким значенням n мають тенденцію раніше локалізувати деформацію та шию.
- Коефіцієнт пластичної деформації (r-value) — вказує на стійкість матеріалу до витончення під час витягування. Матеріали з високим значенням r витягують успішніше і є кращими для застосувань глибокої витяжки.
- Стан поверхні та покриття — шорсткість поверхні, масляне покриття та оцинковані шари впливають на тертя під час формування. Обробка поверхні інструменту та змащення повинні відповідати стану поверхні матеріалу.
Дані про матеріали з сертифікатів заводу та нашої внутрішньої бази даних випробувань використовуються під час перевірки DFM для прогнозування поведінки при формуванні та встановлення реалістичних очікуваних допусків перед початком розробки інструменту.
Часті запитання
Що таке штампування металу?
Формування металу під час штампування відноситься до операцій на основі преса, які змінюють форму листового металу без видалення матеріалу. Це включає в себе згинання, креслення, карбування, тиснення, флангування та офсет. Операції формування часто поєднуються в прогресивних або складних штампах.
Яка різниця між формуванням і різанням металу?
Операції різання металу (штампування, різання) відокремлюють матеріал шляхом руйнування або зсуву. Операції формування металу формують матеріал шляхом пластичної деформації без поділу. Більшість штампованих деталей вимагають як різання, так і формування в одному інструменті.
Які допуски можна дотримуватися на фасонних частинах?
Стандартні елементи форми зазвичай витримують ±0,1–0,3 мм залежно від складності деталі. На карбованих поверхнях витримується ±0,01–0,05 мм. Кутові допуски на вигини зазвичай коливаються від ±0,5° до ±2° залежно від матеріалу та методу формування.
Як зменшити пружність формованих деталей?
Пружинний відкат зменшується через надмірне згинання в конструкції інструменту, карбування радіуса вигину, проектування з меншими радіусами або використання матеріалів з нижчим модулем пружності. Огляд DFM повинен стосуватися прогнозування пружинного повернення до створення інструменту.
Які метали можна формувати штампуванням?
Холоднокатана сталь, нержавіюча сталь, алюмінієві сплави, мідь, латунь, фосфориста бронза та сталі з попереднім покриттям можуть бути сформовані штампуванням. Кожен матеріал має різні межі формування, характеристики пружності та вимоги до інструментів, які оцінюються під час перевірки DFM.
Чи можете ви формувати складні тривимірні форми за допомогою штампування?
Так. Складні тривимірні форми створюються за допомогою багатоступеневої послідовності формування в прогресивних або трансферних штампах. Глибока витяжка, формування розтягування та поетапне згинання можуть створити геометрії, які було б важко або дорого виготовити за допомогою механічної обробки або лиття.
Зв’яжіться з нами, щоб розпочати проект обробки металу тиском — надішліть свій креслення, матеріал і об’єм, і ми відповімо з оглядом і пропозицією.