Штампування по металу це дуже важливий виробничий процес, який використовується для виробництва точних деталей для застосування в автомобільному секторі, аерокосмічній промисловості, електронних пристроях і навіть медичних пристроях. З такої кількості штампування по металу Два найпоширеніші методи, які використовуються сьогодні, це прогресивне штампування та глибоке витягування, кожен з яких має свої переваги, обмеження та ідеальне використання.
Хоча обидва процеси використовують високотоннажні преси для формування листового металу, вони оптимізовані для абсолютно різних геометрій компонентів і цілей виробництва. Кожен метод має свої переваги, обмеження та ідеальні сценарії використання. У цій статті буде докладно порівняно прогресивне штампування та штампування глибокої витяжки, щоб допомогти виробникам визначити, який процес найкраще відповідає їхнім специфікаціям конструкції, властивостям матеріалу та кінцевим виробничим потребам.
У цій статті буде порівняно прогресивне штампування та глибоке штампування, щоб допомогти виробникам визначити, який процес найкраще відповідає їхнім потребам.
Що таке прогресивне штампування?
Прогресивне штампування — це процес формування металу, який передбачає подачу металевої стрічки через ряд станцій у прогресивному штампі. Кожна станція виконує певну операцію, таку як різання, згинання, штампування або карбування, доки не буде завершена остання частина.
Як це працює
Він подає безперервну металеву стрічку в прес, у якому вона проходить через прогресивну матрицю.
- Безперервна подача: Безперервна металева стрічка автоматично подається в прес, де вона проходить через прогресивну матрицю один крок за один раз. Смуга точно індексується вперед на фіксовану відстань після кожного удару.
- Поетапні операції: На кожній станції вздовж матриці виконується певна послідовна операція. Ці операції можуть включати різання (штампування), згинання, формування, тиснення, карбування або проколювання.
- Остаточне розділення: Після завершення останньої необхідної операції готова частина залишається прикріпленою до несучої стрічки до кінцевої станції, де компонент точно відділяється (заготовляється) від стрічки та викидається.
- Високошвидкісне повторення: Процес повторюється на надзвичайно високих швидкостях, при цьому прес швидко обертається. Таким чином, цей безперервний багатостанційний підхід є основним підходом для надвисокосерійне виробництво частин малого та середнього розміру.
Переваги прогресивного штампування
- Висока ефективність і швидкість: Велика кількість деталей виробляється швидко та стабільно з мінімальним ручним втручанням. Тривалість циклу може бути надзвичайно швидкою, вимірюється в частках за секунду.
- Більш економічний для великих обсягів: Хоча початкова вартість інструменту висока, витрати на робочу силу мінімальні, що призводить до дуже низької вартості одиниці для масового виробництва, що перевищує сотні тисяч штук.
- Незмінна якість і суворі допуски: Фіксований інтегрований характер матриці забезпечує дуже високу точність і повторюваність з кожною штампованою деталлю, що є критичним для складних збірок.
- Мінімальні відходи: Конструкція інструментів дозволяє високо оптимізувати використання смуги, використовуючи методи гніздування деталей, які ефективно зменшують кількість браку.
- Універсальне формування: Цей метод чудово підходить для роботи з великою різноманітністю металів (сталі, латуні, міді, нікелевих сплавів) і формування складних геометрій, які включають численні вигини, отвори та надрізи в одному процесі.
Обмеження прогресивного штампування
- Дорожче для початку: Складність нестандартних штампів та інструментів, які повинні інтегрувати всі операції, призводить до значних початкових інвестиційних витрат.
- Не підходить для глибоких компонентів: Процес базується на жорсткій несучій смузі, яка не може вмістити деталі, що вимагають значної глибини або висоти (глибина витяжки обмежена).
- Важко змінити після початку: Зміни в конструкції можуть бути надзвичайно дорогими та трудомісткими після того, як складне багатостанційне обладнання буде налагоджено та введено в експлуатацію.
Що таке Deep Draw Stamping?
Глибоке штампування — це процес формування металу, спеціально розроблений для створення безшовних, порожнистих, циліндричних або коробчастих деталей. Він передбачає втягування (витягування та розтягування) плоскої металевої заготовки в порожнину матриці за допомогою пуансона.
Процес називається терміном “глибокий малюнок” коли глибина отриманого компонента значно перевищує його початковий діаметр або ширину, що часто визначається як відношення глибини до діаметра більше ніж.
Як це працює
- Порожнє позиціонування: Попередньо вирізану металеву заготовку (або заготовку) точно розміщують над порожниною матриці, утримуючи на місці тримач заготовки (або притискне кільце), щоб контролювати потік металу та запобігати зморшкуванню.
- Дія малювання: Пуансон опускається вниз і заштовхує заготовку в матрицю, розтягуючи та формуючи матеріал навколо носа пуансона та боків у потрібну форму. Матеріал тече радіально всередину від області фланця в порожнину матриці.
- Багатоступенева здатність: Щоб досягти надзвичайно глибокої витяжки або складних елементів без розриву матеріалу, процес можна повторювати в кілька послідовних етапів (повторне витягування) з проміжним відпалом (теплова обробка), який іноді потрібний для відновлення пластичності.
- Оздоблення: Отриману чашку або мушлю часто обрізають і доопрацьовують для точності, видаляючи будь-який зайвий матеріал або нерівні краї, утворені під час малювання.
Переваги глибокого штампування
- Ідеально підходить для глибоких і порожнистих частин: Це ідеальне виробниче рішення для таких предметів, як банки з рідиною, медичні корпуси, корпуси, корпуси вогнегасників, корпуси акумуляторів і будь-які частини, які потребують значної глибини.
- Високоміцні компоненти: Суворий процес холодної обробки, пов’язаний із розтягуванням матеріалу, значно підвищує твердість готової деталі, міцність на розрив і загальну довговічність.
- Безшовні конструкції: Глибока витяжка створює деталі без швів і зварювання. Це призводить до більш міцних, герметичних компонентів, які також є більш естетично привабливими.
- Зменшені вторинні операції: Оскільки деталь складається з одного шматка (або серії витяжок), часто не потрібно додаткового складання, зварювання чи кріплення, що спрощує специфікацію матеріалів.
- Рентабельність для великого виробництва: Подібно до прогресивного штампування, коли спеціальні інструменти (пуансон, матриця та тримач заготовки) завершені, процес є високоефективним і економічним для середнього та великого виробництва.
Обмеження глибокого штампування
- Вища напруга матеріалу та розрідження: Надмірне розтягування, властиве глибокій витяжці, може призвести до нерівномірного розрідження матеріалу (що необхідно контролювати) або, якщо це неконтрольоване, може призвести до руйнування або розриву матеріалу.
- Матеріальні обмеження: Процес в першу чергу підходить для високопластичні матеріали наприклад певні сорти алюмінію, латуні, міді та деяких пластичних нержавіючих сталей, які можуть витримувати значні пластичні деформації.
- Дорого для малих партій: Через складність і розмір спеціального інструменту (пуансон, матриця та тримач заготовки) одноразова вартість інструменту робить невеликі партії менш економічними.
- Зміни дизайну складні: І матриця, і пуансон потребують точних змін, якщо змінюється конструкція деталі, що робить коригування складним і дорогим після початку виробництва.
Порівняльні відмінності прогресивного штампування та глибокого штампування
| Особливість | Прогресивне штампування | Тиснення глибокої витяжки |
| Найкраще для | Плоскі або помірно складні частини | Глибокі, порожнисті, циліндричні або коробчасті деталі |
| Обсяг виробництва | Масове безперервне виробництво | Середні та великі обсяги виробництва |
| Матеріальні відходи | Низькі відходи завдяки оптимізованому використанню стрічки | Більше використання матеріалу завдяки розтягуванню |
| Міцність компонента | Хороша міцність, але обмежена глибина | Підвищена міцність завдяки холодній обробці |
| Шви або стики | Може вимагати додаткового складання | Безшовні компоненти |
| Витрати на інструменти | Високі початкові витрати, але економічно ефективні для великих тиражів | Дорогий для малих тиражів, але ефективний для масового виробництва |
| Налаштування | Обмежена модифікація після налаштування інструменту | Зміни конструкції вимагають регулювання матриці та пуансона |
Який процес кращий?
Вибір між прогресивним штампуванням і глибоким штампуванням повністю залежить від конкретних геометричних і функціональних вимог кінцевого компонента. Немає універсальності “краще” метод; лише більш придатний для застосування. Ось чіткі рекомендації, які допоможуть виробникам прийняти рішення:
Виберіть прогресивне штампування, якщо:
- Глибокі безшовні компоненти необхідні: Ваші компоненти є глибокими та мають бути циліндричними, куполоподібними або повністю закритими (наприклад, каністри, контейнери, резервуари для рідини).
- Висока міцність і герметичність є важливими: Ваші деталі повинні мати високу міцність без зварювальних швів, вимога, яка часто зустрічається в аерокосмічній, медичній (герметичне ущільнення) або упаковці харчових продуктів і напоїв, де довговічність і гігієна є найважливішими.
- Придатність матеріалу: Обраний вами матеріал (алюміній, латунь, високопластична сталь) може витримувати суворе розтягування та холодну обробку без руйнування.
- Мінімальна вторинна обробка: Ви хочете звести до мінімуму додаткові операції, такі як зварювання, герметизація або додаткове кріплення.
Вибирайте Deep Draw Stamping, якщо:
- Ваші компоненти глибокі та можуть бути циліндричними, куполоподібними або повністю закритими.
- Ваші деталі повинні мати високу міцність без зварних швів.
- Ваше застосування буде в аерокосмічній, медичній або харчовій упаковці, де довговічність є надзвичайно важливою.
- Ви хочете звести до мінімуму другорядні операції, такі як зварювання або кріплення.
Висновок
Прогресивне штампування та глибоке штампування мають явні переваги, які відрізняють їх одне від одного залежно від того, що потрібно. Виробництво великих обсягів, складних плоских або помірно складних компонентів більше підходить для прогресивного штампування. Штампування з глибоким витягуванням найкраще підходить для глибоких, безшовних і дуже міцних деталей. Беручи до уваги такі фактори, як складність конструкції, обсяг виробництва, властивості матеріалу та вартість, виробники можуть визначити найкращий метод штампування для найбільшої ефективності та якості продукції.
Ретельно враховуючи такі фактори, як складність кінцевої конструкції деталі, необхідний обсяг виробництва, пластичність матеріалу та допуск початкової вартості інструменту до довгострокової вартості штуки, виробники можуть точно визначити найкращий метод штампування для максимальної ефективності, забезпечення оптимальної якості продукції та досягнення значної економії коштів у довгостроковій перспективі.
Для підприємств, які беруть участь у штампування по металу, консультації з досвідченим постачальником штампування можуть допомогти визначити найефективніший процес для їхніх конкретних вимог, забезпечуючи оптимальну продуктивність і економію коштів у довгостроковій перспективі.
