Základy lisovania kovov
Lisovanie kovov je výrobný proces používaný na premenu plochých plechov do špecifických tvarov.Ide o komplexný proces, ktorý môže zahŕňať množstvo techník tvárnenia kovov — aby sme vymenovali aspoň niektoré.
V celom svete existujú tisíce spoločností, ktoré ponúkajú služby lisovania kovov na dodávanie komponentov pre priemyselné odvetvia v automobilovom, leteckom, medicínskom a iných trhoch. Ako sa globálne trhy vyvíjajú, rastie potreba rýchlo vyrábaných veľkých množstiev zložitých dielov.
Nasledujúca príručka ilustruje osvedčené postupy a vzorce bežne používané v procese navrhovania lisovania kovov a obsahuje tipy na začlenenie úvah o znižovaní nákladov do dielov.
Základy razenia
Razenie - tiež nazývané lisovanie - zahŕňa umiestnenie plochého plechu, buď vo forme zvitku alebo polotovaru, do raziaceho lisu.V lise nástroj a povrch matrice formujú kov do požadovaného tvaru.Dierovanie, vysekávanie, ohýbanie, razenie, razenie a obrubovanie sú všetky techniky razenia používané na tvarovanie kovu.
Pred tvarovaním materiálu musia odborníci na lisovanie navrhnúť nástroje pomocou inžinierskej technológie CAD/CAM.Tieto návrhy musia byť čo najpresnejšie, aby sa zabezpečilo, že každý razník a ohyb si zachová správnu vôľu, a teda optimálnu kvalitu dielu.3D model s jedným nástrojom môže obsahovať stovky dielov, takže proces návrhu je často dosť zložitý a časovo náročný.
Po vytvorení dizajnu nástroja môže výrobca na dokončenie výroby použiť rôzne obrábanie, brúsenie, drôtové EDM a ďalšie výrobné služby.
Druhy lisovania kovov
Existujú tri hlavné typy techník lisovania kovov: progresívne, štvorsnímkové a hlboké ťahanie.
Progresívne razenie
Progresívne razenie obsahuje množstvo staníc, z ktorých každá má jedinečnú funkciu.
Najprv sa pás kovu privádza cez progresívny raziaci lis.Pás sa stabilne odvíja zo zvitku a do lisu, kde potom každá stanica v nástroji vykonáva iný rez, dierovanie alebo ohýbanie.Akcie každej nasledujúcej stanice sa pridávajú k práci predchádzajúcich staníc, výsledkom čoho je dokončená časť.
Výrobca možno bude musieť opakovane meniť nástroj na jedinom lise alebo obsadiť niekoľko lisov, pričom každý vykoná jednu akciu potrebnú pre dokončený diel.Dokonca aj pri použití viacerých lisov boli na skutočné dokončenie dielu často potrebné sekundárne obrábacie služby.Z tohto dôvodu je progresívne lisovanie ideálnym riešením prekovové časti so zložitou geometrioustretnúť:
- Rýchlejší obrat
- Nižšie náklady na prácu
- Kratšia dĺžka behu
- Vyššia opakovateľnosť
Štvorsnímkové razenie
Fourslide, alebo multi-slide, zahŕňa horizontálne zarovnanie a štyri rôzne snímky;inými slovami, na tvarovanie obrobku sa súčasne používajú štyri nástroje.Tento proces umožňuje zložité rezy a zložité ohyby na vývoj aj tých najzložitejších dielov.
Štvorsnímkové lisovanie kovov môže ponúknuť niekoľko výhod oproti tradičnému lisovaniu, vďaka čomu je ideálnou voľbou pre mnohé aplikácie.Niektoré z týchto výhod zahŕňajú:
1. Univerzálnosť pre zložitejšie diely
2. Väčšia flexibilita pri zmenách dizajnu
Ako už názov napovedá, štvorsnímka má štyri sklíčka – čo znamená, že na dosiahnutie viacerých ohybov súčasne možno použiť až štyri rôzne nástroje, jeden na sklíčko.Keď sa materiál privádza do štvorsnímku, je ohýbaný v rýchlom slede každým hriadeľom, ktorý je vybavený nástrojom.
Pečiatka s hlbokým ťahom
Hlboké ťahanie zahŕňa vtiahnutie plechového polotovaru do matrice pomocou razidla a jeho tvarovanie do tvaru.Metóda sa označuje ako „hlboké ťahanie“, keď hĺbka ťahanej časti presahuje jej priemer.Tento typ tvárnenia je ideálny na vytváranie komponentov, ktoré potrebujú niekoľko sérií priemerov, a je cenovo výhodnou alternatívou k procesom sústruženia, ktoré si zvyčajne vyžadujú spotrebu väčšieho množstva surovín.Medzi bežné aplikácie a produkty vyrobené hlbokým ťahaním patria:
1.Automobilové komponenty
2. Časti lietadla
3.Elektronické relé
4. Riad a riad
Pečiatka s hlbokým ťahom
Hlboké ťahanie zahŕňa vtiahnutie plechového polotovaru do matrice pomocou razidla a jeho tvarovanie do tvaru.Metóda sa označuje ako „hlboké ťahanie“, keď hĺbka ťahanej časti presahuje jej priemer.Tento typ tvárnenia je ideálny na vytváranie komponentov, ktoré potrebujú niekoľko sérií priemerov, a je cenovo výhodnou alternatívou k procesom sústruženia, ktoré si zvyčajne vyžadujú spotrebu väčšieho množstva surovín.Medzi bežné aplikácie a produkty vyrobené hlbokým ťahaním patria:
1.Automobilové komponenty
2. Časti lietadla
3.Elektronické relé
4. Riad a riad
Krátkodobé razenie
Krátkodobé lisovanie kovov vyžaduje minimálne počiatočné náklady na nástroje a môže byť ideálnym riešením pre prototypy alebo malé projekty.Po vytvorení polotovaru výrobcovia používajú kombináciu vlastných nástrojov a vložiek na ohýbanie, dierovanie alebo vŕtanie dielu.Operácie vlastného tvarovania a menšia veľkosť série môžu viesť k vyšším nákladom na kus, ale absencia nákladov na nástroje môže spôsobiť, že krátka prevádzka bude nákladovo efektívnejšia pre mnohé projekty, najmä tie, ktoré vyžadujú rýchlu obrátku.
Výrobné nástroje na razenie
Pri výrobe lisovania kovov existuje niekoľko krokov.Prvým krokom je návrh a výroba skutočného nástroja použitého na vytvorenie produktu.
Pozrime sa, ako vzniká tento počiatočný nástroj:Rozloženie a dizajn skladového pásu:Konštruktér sa používa na navrhovanie pásu a určenie rozmerov, tolerancií, smeru posuvu, minimalizácie odpadu a ďalších.
Obrábanie nástrojovej ocele a súpravy nástrojov:CNC zaisťuje vyššiu úroveň presnosti a opakovateľnosti aj pre tie najzložitejšie matrice.Zariadenia ako 5-osové CNC frézy a drôt dokážu prerezať kalené nástrojové ocele s extrémne malými toleranciami.
Sekundárne spracovanie:Tepelné spracovanie sa aplikuje na kovové časti, aby sa zvýšila ich pevnosť a aby boli odolnejšie pri aplikácii.Brúsenie sa používa na konečnú úpravu dielov vyžadujúcich vysokú kvalitu povrchu a presnosť rozmerov.
Wire EDM:Drôtové elektrické výbojové obrábanie tvaruje kovové materiály s elektricky nabitým prameňom mosadzného drôtu.Wire EDM dokáže rezať tie najzložitejšie tvary, vrátane malých uhlov a obrysov.
Procesy dizajnu lisovania kovov
Lisovanie kovov je zložitý proces, ktorý môže zahŕňať množstvo procesov tvárnenia kovov — vysekávanie, dierovanie, ohýbanie a dierovanie a ďalšie.Zatemnenie:Tento proces spočíva v rezaní hrubého obrysu alebo tvaru produktu.Táto fáza je o minimalizácii a zamedzení otrepov, ktoré môžu zvýšiť náklady na vašu časť a predĺžiť dodaciu dobu.V tomto kroku určíte priemer otvoru, geometriu/kužeľ, vzdialenosť medzi okrajom a otvorom a vložíte prvý piercing.
Ohýbanie:Keď navrhujete ohyby do vyrazeného kovového dielu, je dôležité počítať s dostatočným množstvom materiálu – uistite sa, že diel a jeho polotovar ste navrhli tak, aby bolo dostatok materiálu na vykonanie ohybu.Niektoré dôležité faktory na zapamätanie:
1. Ak sa ohyb urobí príliš blízko otvoru, môže sa zdeformovať.
2. Zárezy a výstupky, ako aj štrbiny, by mali byť navrhnuté so šírkou, ktorá je najmenej 1,5-násobkom hrúbky materiálu.Ak sa zmenší, môže byť ťažké ich vytvoriť kvôli sile pôsobiacej na razníky, ktorá spôsobí ich zlomenie.
3. Každý roh v dizajne polotovaru by mal mať polomer, ktorý je aspoň polovica hrúbky materiálu.
4. Ak je to možné, vyhnite sa ostrým rohom a zložitým výrezom, aby ste minimalizovali výskyt a závažnosť otrepov.Ak sa takýmto faktorom nedá vyhnúť, nezabudnite si vo svojom dizajne zaznamenať smer otrepov, aby ste ich mohli vziať do úvahy pri razení
Razenie:Táto akcia je, keď sa udierajú okraje lisovaného kovového dielu, aby sa sploštili alebo zlomili otrepy;to môže vytvoriť oveľa hladší okraj v razenej oblasti geometrie dielu;to môže tiež pridať dodatočnú pevnosť na lokalizované oblasti dielu a to môže byť použité na zabránenie sekundárnemu procesu, ako je odstraňovanie otrepov a brúsenie.Niektoré dôležité faktory na zapamätanie:
Plasticita a smer zrna- Plasticita je miera trvalej deformácie, ktorú materiál podstúpi, keď je vystavený sile.Kovy s väčšou plasticitou sa ľahšie formujú.Smer vlákna je dôležitý pri materiáloch s vysokou pevnosťou, ako sú temperované kovy a nehrdzavejúca oceľ.Ak ohyb prechádza pozdĺž zrna vysokej pevnosti, môže byť náchylný na praskanie.
Ohybové skreslenie/vydutie:Vydutie spôsobené deformáciou ohybu môže byť veľké ako ½ hrúbky materiálu.Keď sa hrúbka materiálu zväčšuje a polomer ohybu sa zmenšuje, deformácia/vydutie sa stáva závažnejším.Prenášanie webu a strih „Nesúlad“:To je vtedy, keď sa vyžaduje veľmi mierne vyrezanie alebo vyhĺbenie dielu a zvyčajne je hlboké asi 0,005 palca.Táto vlastnosť nie je nevyhnutná pri použití nástrojov zloženého alebo transferového typu, ale je potrebná pri použití progresívnych nástrojov.
Vlastná lisovaná časť pre vitálne monitorovacie zariadenia v medicínskom priemysle
Klient v medicínskom priemysle oslovil MK, aby mu na mieru vytlačila časť, ktorá by sa používala ako pružina a štít elektroniky pre dôležité monitorovacie zariadenia v oblasti medicíny.
1. Potrebovali krabicu z nehrdzavejúcej ocele s funkciami pružinového jazýčka a mali problém nájsť dodávateľa, ktorý by im poskytol kvalitný dizajn za prijateľnú cenu v rozumnom časovom horizonte.
2. Aby sme vyhoveli jedinečnej požiadavke klienta pokovovať iba jeden koniec dielu – a nie celý diel – spojili sme sa s poprednou spoločnosťou v oblasti pocínovania, ktorá bola schopná vyvinúť pokročilý proces selektívneho pokovovania s jedným okrajom.
Spoločnosť MK bola schopná splniť zložité konštrukčné požiadavky pomocou techniky stohovania materiálu, ktorá nám umožnila rezať veľa polotovarov dielov naraz, čím sa obmedzili náklady a skrátili sa dodacie lehoty.
Lisovaný elektrický konektor na zapojenie a káblovú aplikáciu
1. Dizajn bol veľmi zložitý;tieto kryty boli určené na použitie ako reťazové káble vo vnútri elektrických obežných dráh v podlahe a pod podlahou;preto táto aplikácia vo svojej podstate predstavovala prísne obmedzenia veľkosti.
2. Výrobný proces bol komplikovaný a nákladný, pretože niektoré zákazkové zákazky vyžadovali úplne dokončený kryt a iné nie – čo znamená, že AFC vytvárala diely z dvoch kusov a v prípade potreby ich zvárala.
3. Pri práci so vzorovým krytom konektora a jediným nástrojom poskytnutým klientom bol náš tím v MK schopný spätne analyzovať diel a jeho nástroj.Odtiaľ sme navrhli nový nástroj, ktorý by sme mohli použiť v našom 150-tonovom progresívnom lise Bliss.
4. To nám umožnilo vyrobiť diel v jednom kuse s vymeniteľnými komponentmi, namiesto toho, aby sme vyrábali dva samostatné diely, ako to robil klient.
To umožnilo značné úspory nákladov – 80 % z ceny objednávky 500 000 dielov – ako aj dodaciu dobu štyri týždne namiesto 10.
Vlastné lisovanie pre automobilové airbagy
Klient z oblasti automobilového priemyslu požadoval vysokopevnostnú kovovú priechodku odolnú voči tlaku na použitie v airbagoch.
1. Pri ťahaní 34 mm x 18 mm x 8 mm potrebovala priechodka zachovať toleranciu 0,1 mm a výrobný proces bol potrebný na prispôsobenie sa jedinečnému rozťahovaniu materiálu, ktoré je vlastné finálnej aplikácii.
2. Kvôli svojej jedinečnej geometrii sa priechodka nedala vyrobiť pomocou prenosového lisu a jej hlboké ťahanie predstavovalo jedinečnú výzvu.
Tím MK postavil progresívny nástroj s 24 stanicami na zabezpečenie správneho vývoja ťahu a použil oceľ DDQ s pozinkovaním na zabezpečenie optimálnej pevnosti a odolnosti proti korózii.Lisovanie kovov môže byť použité na vytváranie zložitých dielov pre širokú škálu priemyselných odvetví.Chcete sa dozvedieť viac o rôznych vlastných aplikáciách lisovania kovov, na ktorých sme pracovali?Navštívte našu stránku Prípadové štúdie alebo sa obráťte priamo na tím MK a prediskutovajte svoje jedinečné potreby s odborníkom.