Tạo hình kim loại là quá trình định hình lại kim loại tấm phẳng hoặc cuộn dây thành các bộ phận ba chiều thông qua biến dạng dẻo được kiểm soát. Không giống như các hoạt động cắt hoặc gia công loại bỏ vật liệu, tạo hình thay đổi hình dạng của kim loại trong khi vẫn giữ được khối lượng của nó. Kết quả là một bộ phận cấu trúc hoặc chức năng có hình dạng, độ bền và tình trạng bề mặt được xác định bởi các thông số dụng cụ và máy ép.
Chúng tôi cung cấp dịch vụ tạo hình kim loại như một phần trong khả năng sản xuất dập và chính xác của chúng tôi. Các hoạt động tạo hình được sử dụng độc lập và kết hợp trong khuôn dập lũy tiến, khuôn ghép và khuôn chuyển động để tạo ra các bộ phận phức tạp theo một trình tự được điều khiển duy nhất.
Cần một bộ phận kim loại định hình? Gửi bản vẽ, vật liệu, độ dày và khối lượng của bạn đến contact page của chúng tôi để đánh giá và báo giá tạo hình.
Hoạt động tạo hình kim loại mà chúng tôi hỗ trợ
Tạo hình kim loại bao gồm nhiều hoạt động. Phổ biến nhất trong phạm vi sản xuất kim loại tấm và dập của chúng tôi bao gồm:
Uốn
Uốn tác dụng lực để tạo một góc hoặc hình dạng cong bằng kim loại phẳng. Các hoạt động uốn phổ biến bao gồm uốn chữ V, uốn chữ U và uốn lau. Springback phải được bù trong thiết kế dụng cụ dựa trên loại vật liệu và độ dày. Những cân nhắc thiết kế chính bao gồm bán kính uốn cong tối thiểu (thường là 1× độ dày vật liệu đối với kim loại dẻo) và duy trì hướng hạt nhất quán so với trục uốn cong.
Vẽ sâu
Vẽ sâu sử dụng chày và khuôn để kéo tấm kim loại phẳng hướng tâm vào trong, tạo thành cốc, vỏ và vỏ hình trụ. Quá trình này được đặc trưng bởi tỷ lệ kéo, xác định tỷ lệ giữa đường kính phôi và đường kính chày. Chất liệu phải có độ giãn dài vừa đủ để hoàn thành việc kéo mà không bị rách. Tất cả các mặt bích, tường và đế đều có thể được giữ ở mức dung sai kích thước chặt chẽ bằng dụng cụ vẽ được thiết kế phù hợp. Xem thêm: dập kéo sâu.
Đúc
Đúc kim loại sử dụng áp suất rất cao để định kích thước chính xác một chi tiết bằng cách nén kim loại giữa các mặt chày và khuôn. Kết quả là một bề mặt ổn định về kích thước, không có gờ trên khu vực được tạo hình. Đúc được sử dụng trên các tính năng trong đó kiểm soát kích thước chặt chẽ, bán kính sắc nét và chất lượng bề mặt quan trọng hơn dung sai tạo hình chung. Nó thường được áp dụng cho các mặt đầu cuối, điểm tiếp xúc và các bề mặt tiếp xúc quan trọng.
Dập nổi
Dập nổi thay thế kim loại để tạo ra các đặc điểm nổi lên hoặc lõm vào như logo, gân cứng, dấu hiệu nhận dạng hoặc đặc điểm đăng ký. Vật liệu không bị loại bỏ - chỉ được tạo hình cục bộ thành hình nổi. Các tính năng dập nổi tăng thêm độ cứng kết cấu cho các bộ phận mỏng mà không tăng thêm trọng lượng.
Mặt bích
Flanging uốn cong cạnh của một phần phẳng hoặc hình thành ra ngoài hoặc vào trong để tạo ra mặt bích. Mặt bích được sử dụng để tăng cường kết cấu, giao diện lắp ráp, làm kín bề mặt hoặc bảo vệ cạnh. Các lỗ ép đùn (trong đó một lỗ đục lỗ được tạo mặt bích ra ngoài để tạo ra phần ren) là một hoạt động liên quan.
Tạo hình và bù đắp
Các thao tác tạo hình chung định hình lại phôi thành các biên dạng không phẳng phức tạp. Tạo hình offset tạo ra các biên dạng Z hoặc các đặc điểm bậc thang ở các phần phẳng. Đây là những thông số phổ biến trong vỏ đầu nối, giá đỡ và giá đỡ lắp ráp.
Ủi
Ủi đồng đều làm giảm độ dày thành của lớp vỏ được kéo để thắt chặt dung sai kích thước trên đường kính ngoài hoặc lỗ khoan bên trong. Thường được sử dụng như thao tác phụ sau khi vẽ sâu để đạt được hình dạng tường chính xác.
Vật liệu được sử dụng trong tạo hình kim loại
Khả năng tạo hình phụ thuộc nhiều vào độ dẻo, độ dày, cấu trúc thớ và điều kiện nhiệt độ của vật liệu. Chúng tôi tạo hình các bộ phận trong:
| Chất liệu | Ghi chú tạo hình | Các bộ phận tạo hình điển hình |
|---|---|---|
| Thép carbon (SPCC, DC01) | Khả năng định hình tốt; có thể hồi phục; có thể hàn | Giá đỡ, vỏ kết cấu, vỏ |
| Thép không gỉ (304, 301) | Độ đàn hồi cao hơn; công việc trở nên cứng rắn hơn; mạnh hơn sau khi hình thành | Vỏ y tế, phần cứng thực phẩm, vỏ nhạy cảm với ăn mòn |
| Nhôm (5052, 3003) | Độ dẻo tuyệt vời; lò xo thấp; nhẹ | Vỏ điện tử, vỏ ô tô, vỏ hàng không vũ trụ |
| Đồng (C11000) | Khả năng định dạng rất cao; tuyệt vời cho việc rút sâu và đúc | Thiết bị đầu cuối, tiếp điểm, vỏ điện |
| Đồng thau (C26000) | Khả năng định dạng tốt; độ ổn định bề mặt sau khi tạo hình | Các bộ phận kết nối, các bộ phận tạo hình trang trí |
Các trang dành riêng cho vật liệu: dập nhôm, dập thép không gỉ, dập thép, dập đồngvà dập đồng thau.
Tạo hình kim loại trong quy trình dập
Các hoạt động tạo hình kim loại hiếm khi độc lập. Trong quá trình dập sản xuất, chúng được tích hợp vào trình tự gia công:
- Trong dập khuôn lũy tiến, các giai đoạn tạo hình được phân bổ khắp các trạm trên một dải liên tục, cho phép đột bao hình, đột lỗ, uốn cong và tạo hình diễn ra theo trình tự trong một công cụ duy nhất
- Trong các ứng dụng khuôn chuyển, phôi được di chuyển vật lý giữa các trạm tạo hình, cho phép tạo hình phức tạp hơn mà không thể đạt được trên một dải
- Trong khuôn hỗn hợp, việc đột bao hình và tạo hình diễn ra đồng thời trong một hành trình, phù hợp cho các bộ phận phẳng hoặc được tạo hình nhẹ
- Trong các quy trình dập sâu, trình tự tạo hình sẽ kiểm soát độ sâu bản vẽ, tính đồng nhất của độ dày thành và hình dạng mặt bích qua nhiều giai đoạn
Những cân nhắc về DFM cho các bộ phận định hình
Thiết kế khuôn ảnh hưởng đến độ phức tạp của dụng cụ, tính nhất quán của bộ phận và chi phí sản xuất. Những cân nhắc quan trọng về DFM bao gồm:
- Bán kính uốn cong tối thiểu — bán kính quá chặt sẽ gây ra nứt hoặc gãy; thông thường là 0,5–1× độ dày vật liệu tối thiểu tùy thuộc vào hợp kim
- Bù đàn hồi — góc uốn cong phải được tính toán trên mỗi vật liệu và độ dày để đạt được góc được chỉ định sau khi nhả
- Hướng thớ so với trục uốn cong — uốn vuông góc với hướng thớ giúp giảm nguy cơ nứt trong vật liệu đã được tôi cứng
- Khoảng cách tính năng — các lỗ được đặt quá gần với đường uốn cong sẽ bị biến dạng trong quá trình tạo hình; duy trì khoảng cách tối thiểu 1,5× độ dày vật liệu từ cạnh
- Độ sâu tạo hình so với độ dày vật liệu — tỷ lệ kéo sâu phải phù hợp với khả năng giãn dài của vật liệu
- Đối xứng và cân bằng — tải tạo hình không đối xứng gây ra dịch chuyển dải hoặc phôi; dụng cụ phải bù đắp bằng hình dạng khuôn cân bằng
Các ngành sử dụng dịch vụ tạo hình kim loại
- Ô tô — dập thân, khung tựa, giá đỡ kết cấu, các bộ phận định hình bằng kẹp. Xem: dập ô tô
- Điện tử — vỏ đầu cuối, vỏ EMI, thân đầu nối, tiếp điểm chính xác. Xem: dập điện tử
- Y tế — các bộ phận không gỉ được tạo hình chính xác, vỏ kéo, các bộ phận của dụng cụ phẫu thuật. Xem: dập thiết bị y tế
- Hàng không vũ trụ — tấm dập kết cấu, tấm vỏ, bộ phận hỗ trợ định hình. Xem: dập kim loại hàng không vũ trụ
- Thiết bị gia dụng — các bộ phận động cơ, bảng điều khiển, vỏ định hình. Xem: việc dập thiết bị gia dụng
- Sự thi công — phần cứng hỗ trợ định hình, tấm neo, giá đỡ. Xem: dập kim loại xây dựng
Câu hỏi thường gặp: Tạo hình kim loại
Tạo hình kim loại trong quá trình dập là gì?
Tạo hình kim loại trong quá trình dập đề cập đến các hoạt động dựa trên máy ép để định hình lại tấm kim loại mà không cần loại bỏ vật liệu. Điều này bao gồm uốn, vẽ, đúc, dập nổi, gấp mép và bù đắp. Các hoạt động tạo hình thường được kết hợp trong khuôn gia công lũy tiến hoặc khuôn hỗn hợp.
Sự khác biệt giữa tạo hình kim loại và cắt kim loại là gì?
Các hoạt động cắt kim loại (làm trống, đục lỗ, cắt) tách vật liệu bằng cách đứt gãy hoặc cắt. Hoạt động tạo hình kim loại định hình lại vật liệu thông qua biến dạng dẻo mà không bị tách rời. Hầu hết các bộ phận được dập yêu cầu cả thao tác cắt và tạo hình trong cùng một công cụ.
Kim loại nào dễ hình thành nhất?
Đồng, nhôm và thép cacbon thấp có độ dẻo cao nhất và dễ tạo hình nhất. Thép không gỉ và hợp kim thép cường độ cao có độ đàn hồi cao hơn và yêu cầu bù dụng cụ chính xác hơn. Tính chất vật liệu và cấu trúc hạt cũng ảnh hưởng đáng kể đến khả năng tạo hình.
Có thể giữ những dung sai nào trên các bộ phận được tạo hình?
Các đặc điểm được tạo hình tiêu chuẩn thường giữ ±0,1–0,3 mm tùy thuộc vào độ phức tạp của bộ phận. Bề mặt đúc có thể giữ được ±0,01–0,05 mm. Dung sai góc trên các điểm uốn thường nằm trong khoảng từ ±0,5° đến ±2° tùy thuộc vào vật liệu và phương pháp tạo hình.
Làm cách nào để giảm độ đàn hồi trên các bộ phận được tạo hình?
Độ đàn hồi được giảm bớt thông qua việc uốn cong quá mức trong thiết kế dụng cụ, tạo ra bán kính uốn cong, thiết kế với bán kính chặt hơn hoặc sử dụng vật liệu có mô đun đàn hồi thấp hơn. Đánh giá DFM phải giải quyết dự đoán hồi phục trước khi xây dựng công cụ.
Yêu cầu báo giá tạo hình kim loại
Cho dù bạn cần một uốn cong đơn giản hay một lớp vỏ kéo sâu phức tạp, quy trình tạo hình của chúng tôi bắt đầu bằng việc hiểu các yêu cầu chức năng và nhu cầu dung sai của bộ phận của bạn. Chúng tôi xem xét bản vẽ, xác nhận phương pháp tạo hình và cung cấp kế hoạch sản xuất và dụng cụ hỗ trợ khả năng sản xuất lâu dài.
Thiết kế dụng cụ cho hoạt động tạo hình kim loại
Chất lượng của một bộ phận được tạo hình bắt đầu từ thiết kế dụng cụ. Mọi nguyên công tạo hình — cho dù đó là uốn 90° đơn giản hay kéo nhiều giai đoạn phức tạp — đều yêu cầu hình học dụng cụ tính đến đặc tính vật liệu, độ đàn hồi và các yêu cầu về kích thước:
- Bán kính uốn và độ mở khuôn — tỷ lệ độ mở khuôn với độ dày vật liệu (chiều rộng khuôn chữ V) xác định lực uốn cần thiết và bán kính bên trong của chỗ uốn. Các lỗ khuôn nhỏ hơn tạo ra bán kính chặt hơn nhưng đòi hỏi lực cao hơn và tăng nguy cơ đánh dấu bề mặt.
- Bù đàn hồi — tất cả các kim loại đều có khả năng phục hồi đàn hồi sau khi tạo hình. Dụng cụ phải uốn cong bộ phận theo mức đàn hồi dự đoán để bộ phận hoàn thiện trở về góc mục tiêu sau khi dỡ tải. Dự đoán Springback dành riêng cho từng vật liệu và được xác thực trong quá trình sản xuất thử nghiệm.
- Thiết kế khuôn dập — các thao tác kéo sâu yêu cầu phải kiểm soát cẩn thận áp lực giữ phôi, bán kính chày và bán kính khuôn để tránh các khuyết tật bề mặt bị rách, nhăn và vỏ cam. Giới hạn tỷ lệ kéo phụ thuộc vào độ dẻo và độ dày của vật liệu.
- Công cụ tạo hình và định cỡ — khi các đặc điểm được tạo hình cần dung sai chặt chẽ hơn mức tạo hình tiêu chuẩn có thể đạt được, các công cụ tạo hình sẽ nén vật liệu đến độ dày hoặc mức bề mặt chính xác. Điều này thêm một trạm vào khuôn nhưng có thể đạt được ±0,01–0,03 mm trên các bề mặt đúc.
- Trình tự tạo hình nhiều giai đoạn — các dạng hình học phức tạp không thể được tạo hình trong một lần nhấn duy nhất yêu cầu nhiều trạm tạo hình trong khuôn lũy tiến hoặc khuôn chuyển. Mỗi trạm định hình vật liệu dần dần để tránh gây căng thẳng quá mức cho bất kỳ khu vực nào.
Thiết kế dụng cụ cho hoạt động tạo hình là nơi năng lực kỹ thuật ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bộ phận và độ ổn định của sản xuất. Chúng tôi thiết kế tất cả các dụng cụ tạo hình trong nhà để duy trì quyền kiểm soát trình tự tạo hình và chiến lược bù đàn hồi.
Hành vi của vật liệu trong quá trình tạo hình
Các kim loại khác nhau phản ứng khác nhau với ứng suất tạo hình. Hiểu hành vi của vật liệu là điều cần thiết để thiết kế dụng cụ tạo hình tạo ra các bộ phận nhất quán:
- Độ bền chảy và độ bền kéo - vật liệu có độ bền cao hơn đòi hỏi lực tạo hình lớn hơn và có độ đàn hồi cao hơn. Các vật liệu có độ bền kéo trên 500 MPa thường cần điều chỉnh độ hở của khuôn và kiểm soát quy trình chặt chẽ hơn.
- Độ giãn dài và giảm diện tích — những thước đo độ dẻo này xác định mức độ vật liệu có thể bị kéo căng hoặc kéo ra trước khi đứt. Vật liệu có độ giãn dài thấp hạn chế độ sâu kéo và độ kín của bán kính uốn cong.
- Số mũ làm cứng biến dạng (giá trị n) — vật liệu có giá trị n cao hơn phân bố biến dạng đồng đều hơn, điều này có lợi cho các hoạt động kéo và kéo. Vật liệu có giá trị n thấp có xu hướng định vị biến dạng và cổ sớm hơn.
- Tỷ lệ biến dạng dẻo (giá trị r) — cho biết khả năng chống mỏng của vật liệu trong quá trình vẽ. Vật liệu có giá trị r cao vẽ thành công hơn và được ưu tiên cho các ứng dụng vẽ sâu.
- Điều kiện bề mặt và lớp phủ — độ nhám bề mặt, lớp phủ dầu và các lớp mạ kẽm đều ảnh hưởng đến ma sát trong quá trình tạo hình. Việc xử lý và bôi trơn bề mặt dụng cụ phải phù hợp với tình trạng bề mặt vật liệu.
Dữ liệu vật liệu từ chứng chỉ nhà máy và cơ sở dữ liệu thử nghiệm nội bộ của chúng tôi được sử dụng trong quá trình đánh giá DFM để dự đoán hành vi tạo hình và đặt ra các kỳ vọng về dung sai thực tế trước khi bắt đầu thiết kế dụng cụ.
Câu hỏi thường gặp
Tạo hình kim loại trong quá trình dập là gì?
Tạo hình kim loại trong quá trình dập đề cập đến các hoạt động dựa trên máy ép để định hình lại tấm kim loại mà không cần loại bỏ vật liệu. Điều này bao gồm uốn, vẽ, đúc, dập nổi, gấp mép và bù đắp. Các hoạt động tạo hình thường được kết hợp trong khuôn gia công lũy tiến hoặc khuôn hỗn hợp.
Sự khác biệt giữa tạo hình kim loại và cắt kim loại là gì?
Các hoạt động cắt kim loại (làm trống, đục lỗ, cắt) tách vật liệu bằng cách đứt gãy hoặc cắt. Hoạt động tạo hình kim loại định hình lại vật liệu thông qua biến dạng dẻo mà không bị tách rời. Hầu hết các bộ phận được dập yêu cầu cả thao tác cắt và tạo hình trong cùng một công cụ.
Có thể giữ những dung sai nào trên các bộ phận được tạo hình?
Các đặc điểm được tạo hình tiêu chuẩn thường giữ ±0,1–0,3 mm tùy thuộc vào độ phức tạp của bộ phận. Bề mặt đúc có thể giữ được ±0,01–0,05 mm. Dung sai góc trên các điểm uốn thường nằm trong khoảng từ ±0,5° đến ±2° tùy thuộc vào vật liệu và phương pháp tạo hình.
Làm cách nào để giảm độ đàn hồi trên các bộ phận được tạo hình?
Độ đàn hồi được giảm bớt thông qua việc uốn cong quá mức trong thiết kế dụng cụ, tạo ra bán kính uốn cong, thiết kế với bán kính chặt hơn hoặc sử dụng vật liệu có mô đun đàn hồi thấp hơn. Đánh giá DFM phải giải quyết dự đoán hồi phục trước khi xây dựng công cụ.
Những kim loại nào có thể được tạo thành bằng cách dập?
Thép cán nguội, thép không gỉ, hợp kim nhôm, đồng, đồng thau, đồng phốt-pho và thép phủ trước đều có thể được tạo hình bằng cách dập. Mỗi vật liệu có giới hạn tạo hình, đặc tính hồi phục và yêu cầu về dụng cụ khác nhau được đánh giá trong quá trình xem xét DFM.
Bạn có thể tạo các hình dạng 3D phức tạp bằng cách dập không?
Có. Các hình dạng 3D phức tạp được tạo ra thông qua các chuỗi tạo hình nhiều giai đoạn trong khuôn dập lũy tiến hoặc chuyển khuôn. Vẽ sâu, tạo hình kéo dài và uốn theo giai đoạn có thể tạo ra các hình học khó sản xuất hoặc tốn kém bằng cách gia công hoặc đúc.
Hãy liên hệ với chúng tôi để bắt đầu dự án tạo hình kim loại của bạn — gửi bản vẽ, vật liệu và khối lượng của bạn và chúng tôi sẽ phản hồi kèm theo đánh giá và báo giá.