Základy lisování kovů
Lisování kovů je výrobní proces používaný k přeměně plochých plechů do specifických tvarů.Jedná se o složitý proces, který může zahrnovat řadu technik tváření kovů — abychom jmenovali alespoň některé.
V celém světě existují tisíce společností, které nabízejí služby lisování kovů za účelem dodání komponentů pro průmyslová odvětví v automobilovém, leteckém, lékařském a dalších odvětvích. S tím, jak se globální trhy vyvíjejí, roste potřeba rychle vyráběných velkých množství složitých dílů.
Následující příručka ilustruje osvědčené postupy a vzorce běžně používané v procesu návrhu lisování kovů a obsahuje tipy pro začlenění úvah o snižování nákladů do součástí.
Základy ražení
Lisování – také nazývané lisování – zahrnuje umístění plochého plechu, buď ve svitku, nebo ve formě polotovaru, do lisovacího lisu.V lisu nástroj a povrch matrice tvarují kov do požadovaného tvaru.Děrování, vysekávání, ohýbání, ražení, embosování a lemování jsou všechny techniky ražení používané k tvarování kovu.
Před tvarováním materiálu musí odborníci na lisování navrhnout nástroje pomocí inženýrské technologie CAD/CAM.Tyto návrhy musí být co nejpřesnější, aby bylo zajištěno, že si každý razník a ohyb zachová správnou vůli, a tedy optimální kvalitu dílu.Jediný nástrojový 3D model může obsahovat stovky dílů, takže proces návrhu je často poměrně složitý a časově náročný.
Jakmile je vytvořen design nástroje, může výrobce k dokončení výroby použít různé obrábění, broušení, drátové EDM a další výrobní služby.
Druhy lisování kovů
Existují tři hlavní typy technik lisování kovů: progresivní, čtyřskluzové a hluboké tažení.
Progresivní lisování
Progresivní lisování obsahuje řadu stanic, z nichž každá má jedinečnou funkci.
Nejprve se pásový kov přivádí přes progresivní lisovací lis.Pás se plynule odvíjí ze svitku a do lisu, kde každá stanice v nástroji provádí jiný řez, děrování nebo ohýbání.Akce každé následující stanice se přidávají k práci předchozích stanic, což vede k dokončené části.
Výrobce možná bude muset opakovaně měnit nástroj na jednom lisu nebo obsadit několik lisů, z nichž každý provede jednu akci požadovanou pro dokončený díl.Dokonce i při použití více lisů byly často vyžadovány sekundární obráběcí služby pro skutečné dokončení součásti.Z tohoto důvodu je progresivní lisování ideálním řešenímkovové díly se složitou geometriípotkat:
- Rychlejší obrat
- Nižší cena práce
- Kratší délka běhu
- Vyšší opakovatelnost
Čtyřsnímkové ražení
Fourslide, nebo multi-slide, zahrnuje horizontální zarovnání a čtyři různé snímky;jinými slovy, čtyři nástroje se používají současně k tvarování obrobku.Tento proces umožňuje složité řezy a složité ohyby pro vývoj i těch nejsložitějších dílů.
Čtyřhranné lisování kovů může nabídnout několik výhod oproti tradičnímu lisování, které z něj činí ideální volbu pro mnoho aplikací.Některé z těchto výhod zahrnují:
1. Univerzálnost pro složitější díly
2.Větší flexibilita pro změny designu
Jak již název napovídá, čtyřskluzová deska má čtyři skluzavky – což znamená, že až čtyři různé nástroje, jeden na suport, lze použít k dosažení více ohybů současně.Jak se materiál přivádí do čtyřsuportu, je ohýbán v rychlém sledu každým hřídelem, který je vybaven nástrojem.
Hluboké tažení razítkem
Hluboké tažení zahrnuje vtažení plechového polotovaru do formy pomocí razidla a jeho tvarování do tvaru.Metoda se nazývá „hluboké tažení“, když hloubka tažené součásti přesahuje její průměr.Tento typ tváření je ideální pro vytváření součástí, které potřebují několik sérií průměrů, a je cenově výhodnou alternativou k soustružnickým procesům, které obvykle vyžadují spotřebu více surovin.Mezi běžné aplikace a produkty vyrobené z hlubokého tažení patří:
1.Automobilové komponenty
2. Části letadel
3.Elektronická relé
4. Nádobí a nádobí
Hluboké tažení razítkem
Hluboké tažení zahrnuje vtažení plechového polotovaru do formy pomocí razidla a jeho tvarování do tvaru.Metoda se nazývá „hluboké tažení“, když hloubka tažené součásti přesahuje její průměr.Tento typ tváření je ideální pro vytváření součástí, které potřebují několik sérií průměrů, a je cenově výhodnou alternativou k soustružnickým procesům, které obvykle vyžadují spotřebu více surovin.Mezi běžné aplikace a produkty vyrobené z hlubokého tažení patří:
1.Automobilové komponenty
2. Části letadel
3.Elektronická relé
4. Nádobí a nádobí
Krátké ražení
Krátkodobé lisování kovů vyžaduje minimální vstupní náklady na nástroje a může být ideálním řešením pro prototypy nebo malé projekty.Po vytvoření polotovaru výrobci používají kombinaci vlastních nástrojových součástí a vložek matrice k ohýbání, děrování nebo vrtání součásti.Zakázkové tvářecí operace a menší velikost série mohou vést k vyšším nákladům na kus, ale absence nákladů na nástroje může učinit krátkodobou výrobu nákladově efektivnější pro mnoho projektů, zejména těch, které vyžadují rychlou obrátku.
Výrobní nástroje pro ražení
Existuje několik kroků při výrobě lisování kovů.Prvním krokem je návrh a výroba skutečného nástroje použitého k vytvoření produktu.
Pojďme se podívat na to, jak tento počáteční nástroj vzniká:Rozložení a design skladových pásů:Konstruktér se používá k návrhu pásu a určení rozměrů, tolerancí, směru posuvu, minimalizace zmetkovitosti a dalších.
Obrábění nástrojové oceli a sady zápustek:CNC zajišťuje vyšší úroveň přesnosti a opakovatelnosti i pro ty nejsložitější nástroje.Zařízení jako 5osé CNC frézy a drát mohou řezat kalené nástrojové oceli s extrémně úzkými tolerancemi.
Sekundární zpracování:Tepelné zpracování se aplikuje na kovové části, aby se zvýšila jejich pevnost a aby byly odolnější pro jejich použití.Broušení se používá k dokončování dílů vyžadujících vysokou kvalitu povrchu a rozměrovou přesnost.
Drátové EDM:Drátové elektrické výbojové obrábění tvaruje kovové materiály elektricky nabitým pramenem mosazného drátu.Wire EDM dokáže řezat ty nejsložitější tvary, včetně malých úhlů a obrysů.
Procesy návrhu lisování kovů
Lisování kovů je složitý proces, který může zahrnovat řadu procesů tváření kovů — vysekávání, děrování, ohýbání a děrování a další.Zatemnění:Tento proces spočívá v řezání hrubého obrysu nebo tvaru produktu.Tato fáze je o minimalizaci a zamezení otřepů, které mohou zvýšit cenu vašeho dílu a prodloužit dodací lhůtu.V tomto kroku určíte průměr díry, geometrii/úkos, vzdálenost mezi hranou a dírou a vložíte první děr.
Ohýbání:Když navrhujete ohyby do vyraženého kovového dílu, je důležité počítat s dostatečným množstvím materiálu – nezapomeňte navrhnout díl a jeho polotovar tak, aby bylo dostatek materiálu k provedení ohybu.Některé důležité faktory k zapamatování:
1.Pokud se ohyb provede příliš blízko otvoru, může se zdeformovat.
2. Zářezy a jazýčky, stejně jako štěrbiny, by měly být navrženy s šířkou, která je alespoň 1,5x tloušťka materiálu.Pokud se zmenší, může být obtížné je vytvořit kvůli síle vyvíjené na razníky, která způsobí jejich zlomení.
3. Každý roh ve vašem návrhu polotovaru by měl mít poloměr, který odpovídá alespoň polovině tloušťky materiálu.
4. Chcete-li minimalizovat výskyt a závažnost otřepů, vyhněte se ostrým rohům a složitým výřezům, pokud je to možné.Pokud se takovým faktorům nelze vyhnout, nezapomeňte si ve svém návrhu poznamenat směr otřepů, aby je bylo možné vzít v úvahu při lisování
Ražba:Tato akce nastane, když se udeří do okrajů lisovaného kovového dílu za účelem zploštění nebo zlomení otřepu;to může vytvořit mnohem hladší okraj ve vyražené oblasti geometrie součásti;to může také přidat další pevnost do lokalizovaných oblastí součásti a toho lze využít k zamezení sekundárních procesů, jako je odstraňování otřepů a broušení.Některé důležité faktory k zapamatování:
Plasticita a směr zrna– Plasticita je mírou trvalé deformace, kterou materiál podstoupí, když je vystaven síle.Kovy s větší plasticitou se tvoří snadněji.Směr vláken je důležitý u materiálů s vysokou pevností, jako jsou temperované kovy a nerezová ocel.Pokud jde ohyb podél zrna vysoké pevnosti, může být náchylný k praskání.
Ohybové zkreslení/vyboulení:Vyboulení způsobené deformací ohybu může být velké až ½ tloušťky materiálu.Jak se tloušťka materiálu zvětšuje a poloměr ohybu se zmenšuje, deformace/vyboulení se stávají závažnějšími.Přenášení webu a střih „nesoulad“:To je, když je vyžadováno velmi mírné zaříznutí nebo vyražení na součásti a obvykle je hluboké asi 0,005 palce.Tato vlastnost není nutná při použití nástrojů složeného nebo přenosového typu, ale je vyžadována při použití progresivních nástrojů.
Vlastní lisovaný díl pro vitální monitorovací zařízení ve zdravotnickém průmyslu
Klient z lékařského průmyslu oslovil společnost MK, aby zakázkově vylisovala součást, která by se používala jako pružina a štít elektroniky pro životně důležité monitorovací zařízení v lékařské oblasti.
1. Potřebovali krabici z nerezové oceli s funkcemi pružinového poutka a měli problém najít dodavatele, který by poskytl vysoce kvalitní design za dostupnou cenu v rozumném časovém horizontu.
2. Abychom splnili jedinečný požadavek klienta pokovovat pouze jeden konec dílu – spíše než celý díl – spojili jsme se s přední společností v oboru pocínování, která byla schopna vyvinout pokročilý proces selektivního pokovování s jedním okrajem.
Společnost MK byla schopna splnit složité požadavky na design pomocí techniky stohování materiálu, která nám umožnila řezat mnoho polotovarů součástí najednou, což omezilo náklady a zkrátilo dodací lhůty.
Lisovaný elektrický konektor pro zapojení a kabelové aplikace
1.Návrh byl velmi složitý;tyto kryty byly určeny k použití jako řetězové kabely uvnitř elektrických oběhových kanálů v podlaze a pod podlahou;proto tato aplikace ze své podstaty představovala přísná omezení velikosti.
2. Výrobní proces byl komplikovaný a drahý, protože některé zakázky klienta vyžadovaly kompletně dokončený kryt a jiné ne – což znamená, že AFC vytvářela díly ze dvou kusů a v případě potřeby je svařovala dohromady.
3. Při práci se vzorovým krytem konektoru a jediným nástrojem poskytnutým klientem byl náš tým v MK schopen provést zpětnou analýzu součásti a jejího nástroje.Odtud jsme navrhli nový nástroj, který bychom mohli použít v našem 150tunovém progresivním lisu Bliss.
4. To nám umožnilo vyrobit součást v jednom kuse s vyměnitelnými součástmi, spíše než vyrábět dva samostatné kusy, jak to dělal klient.
To umožnilo značné úspory nákladů – 80 % z ceny objednávky 500 000 dílů – a také dodací lhůtu čtyři týdny namísto 10.
Vlastní lisování pro automobilové airbagy
Klient z automobilového průmyslu požadoval vysokopevnostní, tlakově odolnou kovovou průchodku pro použití v airbagech.
1. S tahem 34 mm x 18 mm x 8 mm potřebovala průchodka zachovat toleranci 0,1 mm a výrobní proces byl nutný pro přizpůsobení jedinečnému roztažení materiálu, které je vlastní konečné aplikaci.
2. Kvůli své jedinečné geometrii nemohla být průchodka vyrobena pomocí transferového lisu a její hluboké tažení představovalo jedinečnou výzvu.
Tým MK postavil progresivní nástroj s 24 stanicemi pro zajištění správného vývoje tahu a použil ocel DDQ s pozinkováním pro zajištění optimální pevnosti a odolnosti proti korozi.Lisování kovů lze použít k vytvoření složitých dílů pro širokou škálu průmyslových odvětví.Chcete se dozvědět více o různých zakázkových aplikacích pro lisování kovů, na kterých jsme pracovali?Navštivte naši stránku Případové studie nebo se obraťte přímo na tým MK a proberte své jedinečné potřeby s odborníkem.