Osnove kovinskega žigosanja
Vtiskovanje kovin je proizvodni postopek, ki se uporablja za pretvorbo ravnih kovinskih plošč v posebne oblike.To je zapleten proces, ki lahko vključuje številne tehnike preoblikovanja kovine — izrezovanje, prebijanje, upogibanje in prebadanje, če naštejemo le nekatere.
Povsod je na tisoče podjetij, ki ponujajo storitve žigosanja kovin za dostavo komponent za industrijo v avtomobilski, vesoljski, medicinski in drugih trgih. Z razvojem svetovnih trgov se povečuje potreba po hitro izdelanih velikih količinah kompleksnih delov.
Naslednji vodnik ponazarja najboljše prakse in formule, ki se običajno uporabljajo v procesu načrtovanja kovinskega žigosanja, in vključuje nasvete za vključitev premislekov o zmanjševanju stroškov v dele.
Osnove žigosanja
Žigosanje – imenovano tudi stiskanje – vključuje postavitev ravne pločevine, bodisi v kolutu bodisi v prazni obliki, v stiskalnico za žigosanje.V stiskalnici orodje in površina matrice oblikujeta kovino v želeno obliko.Izsekovanje, izrezovanje, upogibanje, kovanje, vtiskovanje in robljenje so vse tehnike žigosanja, ki se uporabljajo za oblikovanje kovine.
Preden se material lahko oblikuje, morajo strokovnjaki za žigosanje oblikovati orodje z inženirsko tehnologijo CAD/CAM.Ti dizajni morajo biti čim bolj natančni, da zagotovijo, da vsak luknjač in krivina ohranja ustrezno zračnost in s tem optimalno kakovost dela.Posamezen model 3D orodja lahko vsebuje na stotine delov, zato je proces oblikovanja pogosto precej zapleten in dolgotrajen.
Ko je zasnova orodja določena, lahko proizvajalec uporabi različne strojne obdelave, brušenje, žično EDM in druge proizvodne storitve za dokončanje proizvodnje.
Vrste žigosanja kovin
Obstajajo tri glavne vrste tehnik žigosanja kovin: progresivno, štiridrsno in globoko vlečenje.
Progresivno žigosanje
Progresivno žigosanje ima številne postaje, od katerih ima vsaka edinstveno funkcijo.
Najprej se kovinski trak poda skozi stiskalnico za progresivno žigosanje.Trak se enakomerno odvija iz tuljave v stiskalnico, kjer vsaka postaja v orodju nato izvede drugačen rez, udarec ali krivljenje.Dejanja vsake naslednje postaje dodajajo delo prejšnjih postaj, kar ima za posledico zaključen del.
Proizvajalec bo morda moral večkrat zamenjati orodje na eni sami stiskalnici ali uporabiti več stiskalnic, pri čemer vsaka izvede eno dejanje, potrebno za dokončan del.Tudi pri uporabi več stiskalnic so bile za resnično dokončanje dela pogosto potrebne storitve sekundarne strojne obdelave.Zato je progresivno žigosanje idealna rešitev zakovinski deli s kompleksno geometrijosrečati:
- Hitrejši preobrat
- Nižji stroški dela
- Krajša dolžina teka
- Večja ponovljivost
Fourslide žigosanje
Fourslide ali multi-slide vključuje vodoravno poravnavo in štiri različne diapozitive;z drugimi besedami, štiri orodja se hkrati uporabljajo za oblikovanje obdelovanca.Ta postopek omogoča zapletene reze in zapletene upogibe za razvoj celo najbolj zapletenih delov.
Foursslide kovinsko žigosanje lahko ponudi številne prednosti pred tradicionalnim stiskalnim žigosanjem, zaradi česar je idealna izbira za številne aplikacije.Nekatere od teh prednosti vključujejo:
1.Vsestranskost za bolj zapletene dele
2. Večja prilagodljivost za spremembe dizajna
Kot pove že ime, ima štiri drsnik štiri diapozitive - kar pomeni, da je mogoče uporabiti do štiri različna orodja, eno na diapozitiv, za doseganje več upogibov hkrati.Ko se material dovaja v štiridrsnik, ga vsaka gred, ki je opremljena z orodjem, hitro upogne.
Deep Draw Stamping
Globoko vlečenje vključuje vlečenje surovca pločevine v matrico z luknjačem in oblikovanje v obliko.Metoda se imenuje "globoko vlečenje", kadar globina vlečenega dela presega njegov premer.Ta vrsta oblikovanja je idealna za ustvarjanje komponent, ki potrebujejo več serij premerov, in je stroškovno učinkovita alternativa postopkom struženja, ki običajno zahtevajo večjo porabo surovin.Običajne aplikacije in izdelki iz globokega vlečenja vključujejo:
1.Avtomobilske komponente
2.Deli letala
3.Elektronski releji
4. Pribor in posoda
Deep Draw Stamping
Globoko vlečenje vključuje vlečenje surovca pločevine v matrico z luknjačem in oblikovanje v obliko.Metoda se imenuje "globoko vlečenje", kadar globina vlečenega dela presega njegov premer.Ta vrsta oblikovanja je idealna za ustvarjanje komponent, ki potrebujejo več serij premerov, in je stroškovno učinkovita alternativa postopkom struženja, ki običajno zahtevajo večjo porabo surovin.Običajne aplikacije in izdelki iz globokega vlečenja vključujejo:
1.Avtomobilske komponente
2.Deli letala
3.Elektronski releji
4. Pribor in posoda
Kratkoročno žigosanje
Kratkoročno žigosanje kovin zahteva minimalne vnaprejšnje stroške orodja in je lahko idealna rešitev za prototipe ali majhne projekte.Ko je surovec ustvarjen, proizvajalci uporabijo kombinacijo sestavnih delov orodij po meri in rezalnih vložkov za krivljenje, prebijanje ali vrtanje dela.Postopki oblikovanja po meri in manjša velikost naklade lahko povzročijo višje stroške na kos, toda odsotnost stroškov orodja lahko naredi kratko naklado stroškovno učinkovitejšo za številne projekte, zlasti tiste, ki zahtevajo hitro izvedbo.
Orodja za izdelavo žigosanja
Obstaja več korakov pri izdelavi kovinskega žigosanja.Prvi korak je načrtovanje in izdelava dejanskega orodja, ki se uporablja za izdelavo izdelka.
Oglejmo si, kako je ustvarjeno to začetno orodje:Postavitev in oblikovanje zalog:Oblikovalec se uporablja za oblikovanje traku in določanje dimenzij, toleranc, smeri podajanja, zmanjšanja ostankov in še več.
Obdelava orodnega jekla in matrice:CNC zagotavlja višjo stopnjo natančnosti in ponovljivosti tudi za najbolj zapletene matrice.Oprema, kot so 5-osni CNC rezkarji in žica, lahko režejo kaljena orodna jekla z izjemno majhnimi tolerancami.
Sekundarna obdelava:Toplotna obdelava se uporablja za kovinske dele, da se poveča njihova trdnost in postanejo bolj trpežni za njihovo uporabo.Brušenje se uporablja za končno obdelavo delov, ki zahtevajo visoko kakovost površine in natančnost dimenzij.
Žična EDM:Žična elektroerozijska obdelava oblikuje kovinske materiale z električno nabitim pramenom medeninaste žice.Žična EDM lahko izreže najbolj zapletene oblike, vključno z majhnimi koti in konturami.
Postopki oblikovanja kovinskega žigosanja
Vtiskovanje kovin je zapleten postopek, ki lahko vključuje številne postopke preoblikovanja kovin — izrezovanje, prebijanje, upogibanje in prebadanje ter več.Prazen:Pri tem postopku gre za rezanje grobega obrisa ali oblike izdelka.Na tej stopnji gre za zmanjševanje in izogibanje neravninam, ki lahko povečajo stroške vašega dela in podaljšajo dobavni rok.V tem koraku določite premer luknje, geometrijo/konus, razmik med robom in luknjo in vstavite prvi prebod.
Upogibanje:Ko načrtujete krivine v svoj vtisnjeni kovinski del, je pomembno, da zagotovite dovolj materiala – poskrbite, da boste oblikovali svoj del in njegov surovec tako, da bo dovolj materiala za izvedbo krivine.Nekaj pomembnih dejavnikov, ki si jih morate zapomniti:
1. Če je krivina preblizu luknje, se lahko deformira.
2. Zareze in jezički, kot tudi reže, morajo biti oblikovane s širino, ki je vsaj 1,5-krat večja od debeline materiala.Če so nekoliko manjši, jih je težko ustvariti zaradi sile, ki deluje na udarce, zaradi česar se zlomijo.
3. Vsak vogal v vašem praznem načrtu mora imeti polmer, ki je vsaj polovica debeline materiala.
4. Če želite zmanjšati število in resnost robov, se izogibajte ostrim vogalom in zapletenim izrezom, kadar je to mogoče.Kadar se tem dejavnikom ni mogoče izogniti, upoštevajte smer robov v svojem dizajnu, da jih boste lahko upoštevali med žigosanjem
Kovanje:To dejanje je, ko se robovi vtisnjenega kovinskega dela udarijo, da se rob splošči ali zlomi;to lahko ustvari veliko bolj gladek rob v kovanem območju geometrije dela;to lahko tudi doda dodatno trdnost lokaliziranim območjem dela in to je mogoče uporabiti za izogibanje sekundarnim postopkom, kot sta odstranjevanje robov in brušenje.Nekaj pomembnih dejavnikov, ki si jih morate zapomniti:
Plastičnost in smer zrn– Plastičnost je mera trajne deformacije, ki ji je material podvržen sili.Kovine z večjo plastičnostjo je lažje oblikovati.Smer zrn je pomembna pri materialih visoke trdnosti, kot so kaljene kovine in nerjavno jeklo.Če gre zavoj vzdolž zrna visoke trdnosti, je lahko nagnjen k pokanju.
Upogibanje/izboklina:Izboklina, ki jo povzroči ukrivljenost, je lahko velika do ½ debeline materiala.Ko se debelina materiala poveča in radij upogiba zmanjša, popačenje/izboklina postane hujša.Nosilna spletna stran in "neusklajeni" kroj:Takrat je potreben zelo rahel vrez ali izboklina na delu in je običajno globok približno 0,005".Ta funkcija ni potrebna pri uporabi sestavljenega ali prenosnega orodja, vendar je potrebna pri uporabi progresivnega orodja za matrice.
Po meri žigosan del za življenjsko pomembno opremo za spremljanje v medicinski industriji
Stranka iz medicinske industrije se je obrnila na MK, da bi po meri odtisnila kovinski del, ki bi se uporabljal kot vzmet in elektronski ščit za vitalno opremo za spremljanje na medicinskem področju.
1. Potrebovali so škatlo iz nerjavečega jekla z vzmetnimi jezički in imeli so težave pri iskanju dobavitelja, ki bi zagotovil visokokakovosten dizajn po dostopni ceni v razumnem roku.
2. Da bi izpolnili edinstveno zahtevo naročnika po obdelavi le enega konca dela — namesto celotnega dela — smo sodelovali z vodilnim podjetjem za pocinkanje v industriji, ki je lahko razvilo napreden postopek selektivne obdelave z enim robom.
MK je bil sposoben izpolniti zapletene konstrukcijske zahteve z uporabo tehnike zlaganja materiala, ki nam je omogočila, da smo izrezali veliko surovcev naenkrat, kar je omejilo stroške in skrajšalo dobavne roke.
Žigosan električni konektor za uporabo napeljave in kabla
1. Zasnova je bila zelo zapletena;ti pokrovi so bili namenjeni za uporabo kot verižni kabli znotraj talnih in podtalnih električnih kanalov;zato je ta aplikacija sama po sebi predstavljala stroge omejitve velikosti.
2. Proizvodni proces je bil zapleten in drag, saj so nekatera naročnikova dela zahtevala popolnoma dokončan pokrov, druga pa ne — kar pomeni, da je AFC izdeloval dele v dveh delih in jih po potrebi zvaril skupaj.
3. Z delom z vzorčnim pokrovom konektorja in enim samim orodjem, ki ga je zagotovila stranka, je naši ekipi pri MK uspelo narediti obratni inženiring dela in njegovega orodja.Od tu smo zasnovali novo orodje, ki bi ga lahko uporabili v naši 150-tonski stiskalnici za progresivno žigosanje Bliss.
4. To nam je omogočilo izdelavo dela v enem kosu z zamenljivimi komponentami, namesto da bi izdelali dva ločena kosa, kot je počel naročnik.
To je omogočilo znatne prihranke pri stroških – 80 % nižjo ceno naročila 500.000 delov – kot tudi dobavni rok štiri tedne namesto 10.
Žigosanje po meri za avtomobilske zračne blazine
Stranka iz avtomobilskega sektorja je za uporabo v zračnih blazinah zahtevala kovinsko tesnilo visoke trdnosti, odporno na pritisk.
1. Z izvlečkom 34 mm x 18 mm x 8 mm je moral obroč ohraniti toleranco 0,1 mm, proizvodni proces pa je bil potreben za prilagoditev edinstvenemu raztezanju materiala, ki je del končnega nanosa.
2. Zaradi svoje edinstvene geometrije uvodnice ni bilo mogoče izdelati z uporabo orodja za stiskanje za prenos in njen globoki vlek je predstavljal edinstven izziv.
Ekipa MK je izdelala progresivno orodje s 24 postajami, da bi zagotovila pravilen razvoj vleke, in uporabila jeklo DDQ s pocinkano prevleko, da bi zagotovila optimalno trdnost in odpornost proti koroziji.Kovinsko žigosanje je mogoče uporabiti za ustvarjanje kompleksnih delov za številne industrije.Vas zanima več o različnih aplikacijah za žigosanje kovin po meri, na katerih smo delali?Obiščite našo stran s študijami primerov ali se obrnite neposredno na ekipo MK, da se s strokovnjakom pogovorite o svojih edinstvenih potrebah.