В этом руководстве вы найдете всю информацию, которая вам нужна о вырубке листового металла. Будь то изучение самого процесса, выяснение преимуществ, механизма отказа или сравнение его с другими процессами – всю информацию вы найдете здесь.
Что такое вырубка листового металла?
При вырубке листового металла вы используете систему пуансон и матрица для извлечения подходящей части из большого листа металла. Извлекаемый элемент называется заготовкой, и одна операция на станке может обработать несколько листов одновременно.
Процесс вырубки листового металла
Процесс вырубки листового металла включает в себя работу пресса, пуансона и матрицы над металлическим листом. Он проходит следующие этапы:
i. Металлический лист располагается на матрице, содержащей желаемый вырез внутри пресса для вырубки. Пуансон над листом также имеет форму желаемой детали.
ii. Пресс механически или гидравлически оказывает вертикальное усилие на пуансон, который действует на листы с большой скоростью.
iii. Пуансон и инструменты матрицы имеют зазор, позволяющий пуансону разрезать металлический лист желаемой формы.
iv. Вырубка происходит при ударе, и заготовка падает в полость матрицы.
Различие между вырубкой и штамповкой листового металла
Процесс исполнения при штамповке и вырубке листового металла практически одинаков. Однако существует принципиальное различие в конечном продукте.
При вырубке листового металла желаемой частью является секция, которую вы вырубаете из металлического листа в матрице. Однако при штамповке листового металла вы выбрасываете извлеченную часть. Обычно полезной является оставшаяся часть.
Методы вырубки листового металла
Несмотря на то что процесс вырубки листовых металлов кажется простым, существует несколько вариаций, приводящих к следующим методам:
1. Непрерывная вырубка полосы
Включает в себя непрерывную подачу листов металла в пресс для вырубки, что позволяет точно воспроизводить. Производство компонентов, таких как медали, монеты и крышки бутылок, использует этот метод.
2. Тонкая вырубка
Отсутствует зона разрушения при резке благодаря сжатию всего листа перед извлечением заготовки парой пуансона сверху и снизу. Тонкая вырубка обеспечивает тесные допуски и уменьшает возникновение заусенцев, что приводит к более гладким краям и уменьшает необходимость во вторичных операциях, таких как обеззаусенцевание.
3. Штамповка с компаундной матрицей
Находит применение в производстве сложных деталей из стальных полос путем подачи в быстродействующую штамповальную машину. Простота, быстрота и точность метода штамповки с компаундной матрицей позволяет использовать его в крупносерийном производстве стальных деталей.
4. Отсечение
Сочетает металлообрабатывающие процессы резки и вырубки, что приводит к созданию на заказ длинных плоских заготовок.
5. Вырубка с квадратным вырезом
Производит четырехугольные заготовки с контурами, используя уникальные зажимные инструменты. Это особенно полезно при изготовлении квадратных компонентов, таких как панели коробок.
6. Прогрессивная штамповка
Использует тонкие листовые металлы в катушках, при этом машина выполняет операции штамповки, подрезки и гибки деталей. Детали выходят в виде соединенных полос, которые в последующей операции разделяются на одинаковые и отдельные части.
Машины для вырубки листового металла
При вырубке листовых металлов требуется вертикальное приложение силы для проталкивания пуансона через матрицу. Вертикальная сила исходит от прессовальных машин с наиболее распространенными следующими:
Гидравлический пресс
Гидропрессы для штамповки листового металла используют гидравлическое давление, которое создается надежной жидкостью через насос и систему клапанов. Несмотря на то что они могут поддерживать длительную работу по штамповке, они относительно медленные и не подходят для больших объемов производства.
Механический пресс
Приводятся в действие двигателями, которые преобразуют вращательную силу в вертикальную, что делает механические прессы идеальными для производства больших объемов.
Механизмы отказа в штампах и матрицах для вырубки листового металла
В штампах и матрицах для вырубки обычно используется инструментальная сталь или карбид из-за их прочности и долговечности. Однако отказ системы штампов не исключён и может произойти следующим образом:
Абразивный износ
Признаки абразивного износа типичны для контактных поверхностей, куда инструмент вступает во взаимодействие с листовым металлом. Для преодоления абразивного износа инструменты требуют высокой твёрдости, например, карбидов.
Адгезивный износ и задир
Адгезивный износ и задир возникают из-за напряжений, вызванных сжатием, трением из-за контактных перемещений и повышением температуры. Использование инструментов с высоким коэффициентом трения, твердостью и прочностью существенно для предотвращения адгезивного износа и задира.
Разломы и сколы
При использовании материала с низкой вязкостью могут образовываться трещины, которые в конечном итоге приведут к сколам или разрушению инструмента. Использование материала инструмента с однородной и тонкой структурой обеспечивает надежную прочность при ударных и усталостных нагрузках.
Пластическая деформация
Иногда сила вырубки на штамп создает напряжение, которое превосходит предел текучести инструментальной стали, что приводит к деформации. При работе с жесткими листовыми металлами использование более твердого инструмента, например карбида, имеет решающее значение.
Материалы листового металла при вырубке
Выбор материала листового металла для вырубки зависит от применения вырубной части. Каждый материал обладает различными свойствами, такими как стойкость к коррозии, вязкость и проводимость.
Материалы, которые вы можете использовать при вырубке, включают:
1. Нержавеющая сталь
Содержит хром, который увеличивает сопротивление материала коррозии и, таким образом, срок службы, что позволяет использовать его во влажной среде и при высокой влажности. Детали из вырубленной нержавеющей стали находят применение в изготовлении медицинских изделий, упаковки для продуктов питания, кухонной утвари и даже в строительстве.
2. Алюминий
Листы из алюминия мягкие, гибкие, недорогие, легкие, прочные, высоко рециркулируемые и доступные. Бланкировка алюминия позволяет производить детали и компоненты, используемые в аэрокосмической промышленности, упаковке, автомобильной промышленности, энергетике и бытовом оборудовании.
3. Медь
Медные листы обеспечивают вырубленные детали с впечатляющим сопротивлением коррозии и тепловой и электрической проводимостью.
4. Углеродистая сталь
Содержание углерода влияет на твердость углеродистой стали, что приводит к классификации на низкую, среднюю и высокую углеродистость. Вырубленные компоненты из листов углеродистой стали находят применение в автомобильной и промышленной сферах благодаря прочности и универсальности углеродистой стали.
5. Железо
Железные листы обеспечивают впечатляющие механические свойства, такие как вязкость, полезные для изготовления деталей для машин.
6. Оцинкованная сталь
Оцинкованная сталь покрывает сталь однородным слоем цинка для увеличения защиты от коррозии. Вырубленные части, извлеченные из оцинкованной стали, полезны в автомобилестроении, аэрокосмической промышленности и производстве бытовой техники.
Методы удаления заусенцев при вырубке листового металла
Вырубка листового металла приводит к получению заготовок с несовершенствами в виде заусенцев, что влияет на качество деталей, функциональность и безопасность. Очистка заусенцев позволяет удалять эти несовершенства, чтобы обеспечить качество продукции, её функциональность и безопасность в использовании.
Распространенные методы удаления заусенцев включают:
Вращательная обработка в барабане
Включает в себя раздавливание компонентов друг с другом в быстро вращающемся барабане, тем самым удаляя заусенцы и другие дефекты поверхности.
Электромеханическая обработка заусенцев
В этом процессе удаления заусенцев используется растворение в электрически индуцированном растворе солей или гликоля. Этот процесс подходит для мелких вырубных деталей со сложной геометрией, но его продолжительность делает его пригодным только для мелких производств.
Ручная обработка заусенцев
Включает удаление заусенцев вручную с использованием инструментов, таких как напильники и наждачная бумага. Ручная обработка заусенцев – это экономически выгодный процесс, дающий впечатляющие результаты при умелом выполнении. Тем не менее, ручная обработка занимает много времени и, следовательно, не подходит, когда необходимо обработать большие объемы компонентов.
Термическая обработка заусенцев
Использует сгорание в герметичной печи для растворения или сжигания заусенцев в результате взрыва. Термическая обработка заусенцев одновременно удаляет заусенцы на нескольких поверхностях компонентов, находя применение в производстве компонентов высокой точности.
Тем не менее, установка такого процесса дорога и не очень эффективна, поскольку может не удалить некоторые заусенцы. Кроме того, условия могут привести к деформации деталей и развитию ржавчины на поверхности компонентов.
Вибрационная отделка
Особенно в отношении заготовок из мягких металлических листов, таких как алюминий, этот метод является высокоэффективным и менее агрессивным. Включает воздействие на компоненты абразивной среды в вибрирующем сосуде, что приводит к удалению заусенцев за счет трения.
Преимущества штамповки листового металла
Штамповка листового металла – это простой и быстрый процесс производства идентичных компонентов желаемой геометрии для использования в различных приложениях. Некоторые выдающиеся особенности штамповки из листового металла описаны так:
i. Конфигурация оборудования в процессе штамповки и подачи листового металла прямолинейна, учитывая желаемую геометрию компонентов, что позволяет быстро вести производство.
ii. Возможно вести продолжительные производственные линии без прерывания, например, изменений инструментов, что позволяет ускорить процессы.
iii. Можно выполнять штамповку компонентов с различной геометрией с тесной толерантностью, используя различные инструменты на одном станке.
iv. Уменьшает отходы материала, позволяя повторное использование/переработку остатков, поскольку процесс штамповки не изменяет свойства материала.
Ограничения при штамповке листового металла
Хотя штамповка листового металла имеет ряд преимуществ, процесс сталкивается со следующими ограничениями:
- Большинство методов штамповки листовых металлов приводит к получению компонентов с поверхностными дефектами, называемыми заусенцами, что требует вторичной отделки. Это увеличивает стоимость и время производства
- Хотя использование более тонких техник, таких как точная штамповка, может ограничить образование заусенцев, это требует значительных инвестиций в приобретение такого оборудования.
Применение штамповки стальных металлов
Штамповка является существенным процессом обработки металлов при производстве высокоидентичных деталей и компонентов. Области использования этих компонентов включают:
- Производство деталей для авиации
- Автомобилестроение, особенно производство двигателей, трансмиссий и кузовных деталей
- Изготовление деталей для бытовой техники, такой как белая техника
Заключение
Штамповка листового металла играет интегральную роль в современном процессе изготовления из листового металла. Тем не менее, высококачественные детали и компоненты можно получить только, если следовать правильному процессу.
Для всех ваших потребностей в штамповке листового металла, свяжитесь с нами сейчас.
Дополнительные ресурсы:
Пробивка и штамповка – Источник: Википедия
Штамповка – Источник: Science Direct
Пуншинг листового металла – Источник: KDMFAB
Прогрессивная штамповка – Источник: Википедия
