Metalo štampavimas yra labai svarbus gamybos procesas, naudojamas gaminant tikslias dalis automobilių sektoriuje, aviacijos ir kosmoso pramonėje, elektroniniuose prietaisuose ir net medicinos prietaisuose. Iš tiek daug metalo štampavimas Du metodai, dažniausiai naudojami šiandien, yra progresinis štampavimas ir giluminis štampavimas, kurių kiekvienas turi savo privalumų, apribojimų ir idealų naudojimą.
Nors abu procesai naudoja didelio tonažo presus lakštiniam metalui formuoti, jie yra optimizuoti labai skirtingoms komponentų geometrijoms ir gamybos tikslams. Kiekvienas metodas turi savo privalumų, apribojimų ir idealaus naudojimo scenarijus. Šiame straipsnyje bus nuodugniai lyginamas progresinis štampavimas ir giluminis štampavimas, kad gamintojai galėtų nustatyti, kuris procesas geriausiai atitinka jų dizaino specifikacijas, medžiagų savybes ir galutinius gamybos poreikius.
Šiame straipsnyje bus lyginamas progresinis štampavimas ir giluminis štampavimas, kad gamintojai galėtų nustatyti, kuris procesas geriausiai atitinka jų poreikius.
Kas yra progresinis štampavimas?
Progresyvus štampavimas yra metalo formavimo procesas, kurio metu metalinė juostelė tiekiama per kelias stotis progresyvaus štampavimo viduje. Kiekviena stotis atlieka tam tikrą operaciją, pvz., pjovimą, lenkimą, perforavimą ar kalimą, kol bus baigta paskutinė dalis.
Kaip tai veikia
Jis tiekia ištisinę metalinę juostelę į presą, kuriame ji praeina per laipsnišką štampą.
- Nuolatinis tiekimas: Ištisinė metalinė juostelė automatiškai tiekiama į presą, kur ji vienu žingsniu eina per progresyvią štampą. Juostelė tiksliai nukreipiama į priekį fiksuotu atstumu po kiekvieno smūgio.
- Pakopinės operacijos: Kiekvienoje stotyje palei štampą atliekama tam tikra, nuosekli operacija. Šios operacijos gali apimti pjovimą (išlyginimą, štampavimą), lenkimą, formavimą, įspaudimą, kalimą arba vėrimą.
- Galutinis atskyrimas: Atlikus paskutinę reikiamą operaciją, baigta dalis lieka pritvirtinta prie laikiklio juostelės iki galutinės stoties, kur komponentas tiksliai atskiriamas (uždedamas) nuo juostos ir išstumiamas.
- Kartojimas dideliu greičiu: Procesas kartojamas itin dideliu greičiu, o presas greitai juda. Todėl šis nuolatinis kelių stočių metodas yra pagrindinė tinkama technika itin didelės apimties gamyba mažų ir vidutinių dalių.
Progresyvaus štampavimo pranašumai
- Didelis efektyvumas ir greitis: Didelis dalių kiekis gaminamas greitai ir nuosekliai su minimaliu rankiniu įsikišimu. Ciklo laikas gali būti ypač greitas, matuojamas dalimis per sekundę.
- Ekonomiškesnis dideliems kiekiams: Nors pradinės įrankių sąnaudos yra didelės, darbo sąnaudos yra minimalios, todėl masinės gamybos vieneto kaina yra labai maža, viršijanti šimtus tūkstančių vienetų.
- Nuosekli kokybė ir griežti leistini nuokrypiai: Fiksuotas, integruotas štampo pobūdis užtikrina labai aukštą tikslumą ir pakartojamumą su kiekviena štampuota dalimi, kuri yra labai svarbi sudėtingiems mazgams.
- Minimalus atliekų kiekis: Įrankių konstrukcija leidžia labai optimizuoti juostelių panaudojimą, naudojant dalių įdėjimo metodus, kurie efektyviai sumažina laužo kiekį.
- Universalus formavimas: Šis metodas puikiai tinka įvairiems metalams (plienui, žalvariui, variui, nikelio lydiniams) ir sudaromos sudėtingos geometrijos, apimančios daugybę lenkimų, skylių ir pjūvių vienu procesu.
Progresyvaus štampavimo apribojimai
- Pradėti brangiau: Dėl specialių štampų ir įrankių, kurie turi integruoti visas operacijas, sudėtingumas lemia dideles pradines investicijų išlaidas.
- Netinka giliems komponentams: Procesas priklauso nuo standžios laikiklio juostos, kuri negali tilpti dalių, kurioms reikalingas didelis gylis arba aukštis (tempimo gylis yra ribotas).
- Sunku pakeisti pradėjus: Sutvarkius ir paleidus sudėtingus kelių stočių įrankius, dizaino pakeitimai gali būti itin brangūs ir atimti daug laiko.
Kas yra Deep Draw štampavimas?
Giluminio tempimo štampavimas yra metalo formavimo procesas, specialiai sukurtas besiūlėms, tuščiavidurėms, cilindrinėms arba dėžutės formos dalims sukurti. Tai apima plokščio metalinio ruošinio ištraukimą (traukimą ir tempimą) į štampavimo ertmę naudojant perforatorių.
Procesas vadinamas “gilus piešimas” kai gauto komponento gylis yra žymiai didesnis už pradinį jo skersmenį arba plotį, dažnai apibrėžiamas kaip gylio ir skersmens santykis, didesnis nei.
Kaip tai veikia
- Tuščia padėtis: Iš anksto supjaustytas metalinis ruošinys (arba šliužas) tiksliai uždedamas ant štampavimo ertmės, kurį laiko ruošinio laikiklis (arba slėgio žiedas), kad būtų galima valdyti metalo srautą ir išvengti susiraukšlėjimo.
- Piešimo veiksmas: Perforatorius nusileidžia ir priverčia ruošinį į štampą, ištempdamas ir suformuodamas medžiagą aplink perforatoriaus nosį ir šonus į norimą formą. Medžiaga teka radialiai į vidų iš flanšo srities į štampavimo ertmę.
- Daugiapakopė galimybė: Norint pasiekti itin gilų tempimą arba sudėtingas savybes neplėšiant medžiagos, procesas gali būti kartojamas keliais nuosekliais etapais (pakartotinis tempimas), kai kartais reikalingas tarpinis atkaitinimas (terminis apdorojimas), kad būtų atkurtas elastingumas.
- Apdaila: Gautas puodelis ar apvalkalas dažnai apipjaustomas ir baigiamas tiksliai, pašalinant bet kokią perteklinę medžiagą arba nelygius kraštus, susidariusius traukimo metu.
Deep Draw štampavimo privalumai
- Idealiai tinka gilioms ir tuščiavidurėms dalims: Tai puikus sprendimas gaminant tokius gaminius kaip skysčių skardinės, medicininiai korpusai, korpusai, gesintuvų korpusai, baterijų korpusai ir bet kuri dalis, kuriai reikalingas didelis gylis.
- Didelio stiprumo komponentai: Sunkus šalto apdirbimo procesas, susijęs su medžiagos tempimu, labai padidina gatavos dalies kietumą, atsparumą tempimui ir bendrą ilgaamžiškumą.
- Besiūlės konstrukcijos: Gilus braižymas sukuria dalis, kurios yra visiškai be siūlių ir be suvirinimo. Taip gaunami tvirtesni, hermetiškai sandarūs komponentai, kurie taip pat yra estetiškesni.
- Sumažintos antrinės operacijos: Kadangi dalis yra suformuota iš vieno gabalo (arba brėžinių serija), dažnai nereikia antrinio surinkimo, suvirinimo ar tvirtinimo, todėl supaprastinamas medžiagų sąrašas (BOM).
- Ekonomiškai efektyvus didelės apimties gamybai: Kaip ir progresinis štampavimas, baigus naudoti specializuotus įrankius (štampą, štampus ir ruošinio laikiklį), procesas yra labai efektyvus ir ekonomiškas vidutinės ir didelės apimties gamybai.
Deep Draw štampavimo apribojimai
- Didesnis medžiagų įtempimas ir retinimas: Dėl pernelyg didelio tempimo, būdingo giliajam tempimui, medžiaga gali būti netolygiai išplonėjusi (tai turi būti kontroliuojama) arba, jei nekontroliuojama, medžiaga gali lūžti arba plyšti.
- Medžiagos apribojimai: Procesas pirmiausia tinka labai plastiškos medžiagos pvz., tam tikros klasės aliuminio, žalvario, vario ir tam tikro kaliojo nerūdijančio plieno, kuris gali atlaikyti dideles plastines deformacijas.
- Brangūs mažomis partijomis: Dėl specialių įrankių (perforatoriaus, štampo ir ruošinio laikiklio) sudėtingumo ir dydžio vienkartinės įrankių sąnaudos daro mažų partijų eksploatavimą finansiškai mažiau ekonomiškus.
- Dizaino pakeitimai yra sudėtingi: Tiek štampas, tiek perforatorius reikalauja tikslių pakeitimų, jei pakeičiama detalės konstrukcija, todėl pradėjus gamybą koregavimas tampa sudėtingas ir brangus.
Progresyvaus štampavimo ir giluminio štampavimo lyginamieji skirtumai
| Funkcija | Progresyvus štampavimas | Deep Draw štampavimas |
| Geriausiai tinka | Plokščios arba vidutiniškai sudėtingos dalys | Gilios, tuščiavidurės, cilindrinės arba dėžutės formos dalys |
| Gamybos apimtis | Didelės apimties, nuolatinė gamyba | Vidutinės ir didelės apimties gamyba |
| Medžiagų atliekos | Mažas atliekų kiekis dėl optimizuoto juostelių naudojimo | Didesnis medžiagų sunaudojimas dėl tempimo |
| Komponento stiprumas | Geros jėgos, bet riboto gylio | Padidėjęs stiprumas dėl šalto darbo |
| Siūlės arba jungtys | Gali prireikti papildomo surinkimo | Besiūliai komponentai |
| Įrankių sąnaudos | Didelės pradinės sąnaudos, bet ekonomiškai efektyvios didelėms serijoms | Brangus mažiems tiražams, bet efektyvus masinei gamybai |
| Tinkinimas | Ribotas modifikavimas po įrankių nustatymo | Pakeitus dizainą, reikia pakoreguoti štampus ir perforatorius |
Kuris procesas yra geresnis?
Pasirinkimas tarp laipsniško štampavimo ir gilaus tempimo štampavimo visiškai priklauso nuo galutinio komponento specifinių geometrinių ir funkcinių reikalavimų. Nėra universalaus “geriau” metodas; tik tinkamesnis programai. Čia pateikiamos galutinės gairės, padėsiančios gamintojams apsispręsti:
Pasirinkite progresyvų štampavimą, jei:
- Būtini gilūs, besiūliai komponentai: Jūsų komponentai yra gilūs ir turi būti cilindriniai, kupolo formos arba visiškai uždari (pvz., kanistrai, talpyklos, skysčių rezervuarai).
- Didelio stiprumo ir hermetiškas sandarinimas yra būtinas: Jūsų dalys turi būti labai tvirtos be suvirinimo siūlių, o tai dažnai taikoma aviacijos, medicinos (hermetiško sandarinimo) arba maisto / gėrimų pakavimo aplinkoje, kur svarbiausia yra patvarumas ir higiena.
- Medžiagos tinkamumas: Jūsų pasirinkta medžiaga (aliuminis, žalvaris, labai kalus plienas) gali atlaikyti griežtą tempimą ir šalto apdirbimo reikalingumą be lūžių.
- Minimali antrinė apdaila: Norite kuo labiau sumažinti antrines operacijas, tokias kaip suvirinimas, sandarinimas ar papildomas tvirtinimas.
Pasirinkite Deep Draw štampavimą, jei:
- Jūsų komponentai yra gilūs ir gali būti cilindriniai, kupoliniai arba visiškai uždari.
- Jūsų dalys turi būti labai stiprios be suvirinimo siūlių.
- Jūsų paraiška bus skirta aviacijos, medicinos ar maisto pakavimo aplinkoje, kur patvarumas yra nepaprastai svarbus.
- Norite kuo labiau sumažinti antrines operacijas, tokias kaip suvirinimas ar tvirtinimas.
Išvada
Progresyvus štampavimas ir giluminis štampavimas turi ryškių pranašumų, kurie išskiria juos vienas nuo kito, atsižvelgiant į tai, ko reikia. Didelės apimties, sudėtingų plokščių ar vidutiniškai sudėtingų komponentų gamyba labiau tinka progresyviam štampavimui. Giliojo tempimo štampavimas pasižymi giliomis, vientisomis ir labai patvariomis dalimis. Atsižvelgdami į tokius veiksnius kaip dizaino sudėtingumas, gamybos apimtis, medžiagų savybės ir sąnaudos, gamintojai gali nustatyti geriausią štampavimo metodą, kad būtų užtikrintas didžiausias efektyvumas ir produkto kokybė.
Kruopščiai įvertinę tokius veiksnius kaip galutinės dalies projektavimo sudėtingumas, reikalingas gamybos kiekis, medžiagos lankstumas ir pradinių įrankių sąnaudų tolerancija, palyginti su ilgalaike gabalo kaina, gamintojai gali tiksliai nustatyti geriausią štampavimo metodą, kad padidintų efektyvumą, užtikrintų optimalią gaminio kokybę ir ilgainiui sutaupytų daug išlaidų.
Įmonėms, kurios dalyvauja metalo štampavimas, pasikonsultavę su patyrusiu štampavimo paslaugų teikėju gali padėti nustatyti efektyviausią procesą, atitinkantį jų konkrečius reikalavimus, užtikrinant optimalų našumą ir sutaupant išlaidas ilgainiui.
