Det grundlæggende i metalstempling
Metalstempling er en fremstillingsproces, der bruges til at konvertere flade metalplader til bestemte former.Det er en kompleks proces, der kan omfatte en række metalformningsteknikker - blanking, stansning, bukning og gennemboring for at nævne nogle få.
Der er tusindvis af virksomheder i hele verden, der tilbyder metalstempling til at levere komponenter til industrier inden for bilindustrien, rumfart, medicin og andre markeder. Efterhånden som globale markeder udvikler sig, er der et eskaleret behov for hurtigt producerede store mængder af komplekse dele.
Den følgende vejledning illustrerer bedste praksis og formler, der almindeligvis anvendes i designprocessen til metalstempling, og indeholder tips til at inkorporere omkostningsbesparende overvejelser i dele.
Grundlæggende om stempling
Stempling - også kaldet presning - involverer at placere flad metalplade, i enten spole eller blank form, i en stemplingspresse.I pressen danner et værktøj og en matriceoverflade metallet i den ønskede form.Stansning, blankning, bukning, prægning, prægning og flanger er alle stemplingsteknikker, der bruges til at forme metallet.
Før materialet kan formes, skal stemplingsprofessionelle designe værktøjet via CAD/CAM ingeniørteknologi.Disse designs skal være så præcise som muligt for at sikre, at hver stansning og bøjning bevarer korrekt frigang og derfor optimal delkvalitet.En enkelt værktøjs 3D-model kan indeholde hundredvis af dele, så designprocessen er ofte ret kompleks og tidskrævende.
Når først værktøjets design er etableret, kan en producent bruge en række forskellige bearbejdnings-, slibnings-, wire-EDM og andre fremstillingstjenester til at fuldføre sin produktion.
Typer af metalstempling
Der er tre hovedtyper af metalstemplingsteknikker: progressiv, fourslide og deep draw.
Progressiv stansning
Progressiv stansning har en række stationer, hver med en unik funktion.
Først føres båndmetal gennem en progressiv stansepresse.Strimlen rulles støt ud fra en spole og ind i matricepressen, hvor hver station i værktøjet derefter udfører et forskelligt snit, stansning eller bøjning.Handlingen af hver efterfølgende station tilføjer arbejdet på de tidligere stationer, hvilket resulterer i en afsluttet del.
En producent skal muligvis skifte værktøjet gentagne gange på et enkelt tryk eller optage et antal tryk, der hver udfører en handling, der kræves for en færdig del.Selv ved brug af flere presser var der ofte behov for sekundære bearbejdningstjenester for virkelig at færdiggøre en del.Af den grund er progressiv stansning den ideelle løsning tilmetaldele med kompleks geometriat møde:
- Hurtigere ekspedition
- Lavere lønomkostninger
- Kortere løbelængde
- Højere repeterbarhed
Fourslide stempling
Fourslide, eller multi-slide, involverer horisontal justering og fire forskellige slides;med andre ord, fire værktøjer bruges samtidigt til at forme emnet.Denne proces giver mulighed for indviklede snit og komplekse bøjninger for at udvikle selv de mest komplekse dele.
Fourslide metalstempling kan tilbyde flere fordele i forhold til traditionel pressestempling, der gør det til et ideelt valg til mange applikationer.Nogle af disse fordele omfatter:
1.Alsidighed til mere komplekse dele
2. Mere fleksibilitet til designændringer
Som navnet antyder, har en fourslide fire slides - hvilket betyder, at op til fire forskellige værktøjer, et pr. slide, kan bruges til at opnå flere bøjninger samtidigt.Når materialet føres ind i en fourslide, bøjes det hurtigt efter hinanden af hver aksel, der er udstyret med et værktøj.
Deep Draw-stempling
Dybtegning involverer at trække et metalpladeemne ind i matricen via et stempel og danne det til en form.Metoden omtales som "dybtrækning", når dybden af den trukne del overstiger dens diameter.Denne form for formgivning er ideel til at skabe komponenter, der har brug for flere serier af diametre og er et omkostningseffektivt alternativ til drejeprocesser, som typisk kræver opbrug af flere råmaterialer.Almindelige applikationer og produkter fremstillet af dybtegning inkluderer:
1. Automotive komponenter
2.Fly dele
3.Elektroniske relæer
4. Redskaber og køkkengrej
Deep Draw-stempling
Dybtegning involverer at trække et metalpladeemne ind i matricen via et stempel og danne det til en form.Metoden omtales som "dybtrækning", når dybden af den trukne del overstiger dens diameter.Denne form for formgivning er ideel til at skabe komponenter, der har brug for flere serier af diametre og er et omkostningseffektivt alternativ til drejeprocesser, som typisk kræver opbrug af flere råmaterialer.Almindelige applikationer og produkter fremstillet af dybtegning inkluderer:
1. Automotive komponenter
2.Fly dele
3.Elektroniske relæer
4. Redskaber og køkkengrej
Kortløbsstempling
Kortsigtet metalstempling kræver minimale værktøjsudgifter på forhånd og kan være en ideel løsning til prototyper eller små projekter.Efter at emnet er oprettet, bruger producenterne en kombination af brugerdefinerede værktøjskomponenter og matriceindsatser til at bukke, stanse eller bore delen.De specialfremstillede operationer og mindre kørselsstørrelse kan resultere i en højere afgift pr. styk, men fraværet af værktøjsomkostninger kan gøre kortsigtede mere omkostningseffektive for mange projekter, især dem, der kræver hurtig ekspedition.
Fremstillingsværktøj til stempling
Der er flere trin i fremstillingen af metalstempling.Det første trin er at designe og fremstille det faktiske værktøj, der bruges til at skabe produktet.
Lad os tage et kig på, hvordan dette første værktøj er skabt:Lagerstrimmellayout og design:En designer bruger bruges til at designe strimlen og bestemme dimensioner, tolerancer, fremføringsretning, skrotminimering og mere.
Bearbejdning af værktøjsstål og matricesæt:CNC sikrer et højere niveau af præcision og repeterbarhed for selv de mest komplekse matricer.Udstyr som 5-aksede CNC-fræsere og wire kan skære gennem hærdede værktøjsstål med ekstremt snævre tolerancer.
Sekundær behandling:Varmebehandling påføres metaldele for at øge deres styrke og gøre dem mere holdbare til deres anvendelse.Slibning bruges til at afslutte dele, der kræver høj overfladekvalitet og dimensionsnøjagtighed.
Wire EDM:Trådbearbejdning af elektrisk udladning former metalmaterialer med en elektrisk ladet tråd af messingtråd.Wire EDM kan skære de mest indviklede former, inklusive små vinkler og konturer.
Metalstempling designprocesser
Metalstempling er en kompleks proces, der kan omfatte en række metalformningsprocesser - blankning, stansning, bukning og gennemboring med mere.Blanking:Denne proces handler om at skære produktets ru kontur eller form.Denne fase handler om at minimere og undgå grater, hvilket kan øge omkostningerne på din del og forlænge leveringstiden.Trinnet er, hvor du bestemmer huldiameter, geometri/tilspidsning, afstanden mellem kant-til-hul og indsætter den første piercing.
Bøjning:Når du designer bøjningerne til din stemplede metaldel, er det vigtigt at give plads til nok materiale - sørg for at designe din del og dens emne, så der er nok materiale til at udføre bøjningen.Nogle vigtige faktorer at huske:
1.Hvis en bøjning laves for tæt på hullet, kan den blive deformeret.
2.Hak og faner, samt slidser, skal udformes med bredder, der er mindst 1,5x tykkelsen af materialet.Hvis de gøres mindre, kan de være svære at skabe på grund af den kraft, der udøves på slag, hvilket får dem til at knække.
3. Hvert hjørne i dit blanke design skal have en radius, der er mindst halvdelen af materialets tykkelse.
4. Undgå skarpe hjørner og komplekse udskæringer, når det er muligt, for at minimere forekomster og graden af grater.Når sådanne faktorer ikke kan undgås, skal du sørge for at notere gratretningen i dit design, så de kan tages i betragtning under stemplingen
Udmøntning:Denne handling er, når kanterne af en stemplet metaldel slås for at flade eller bryde graten;dette kan skabe en meget glattere kant i det prægede område af delens geometri;dette kan også tilføje yderligere styrke til lokale områder af delen, og dette kan bruges til at undgå sekundære processer som afgratning og slibning.Nogle vigtige faktorer at huske:
Plasticitet og kornretning- Plasticitet er mål for permanent deformation, et materiale gennemgår, når det udsættes for kraft.Metaller med mere plasticitet er lettere at danne.Kornretning er vigtig i materialer med høj styrke, såsom hærdede metaller og rustfrit stål.Hvis en bøjning går langs kornet med en høj styrke, kan den være tilbøjelig til at revne.
Bøjningsforvrængning/bule:Udbulningen forårsaget af bøjningsforvrængning kan være så stor som ½ materialetykkelsen.Efterhånden som materialetykkelsen øges, og bøjningsradius falder, bliver forvrængningen/bulen mere alvorlig.Bærende web og "Mismatch" Cut:Dette er, når en meget lille indskæring eller bump-out på delen er påkrævet og typisk er omkring 0,005” dyb.Denne funktion er ikke nødvendig, når der anvendes værktøj af komposit- eller transfertype, men er påkrævet, når der anvendes progressivt matriceværktøj.
Brugerdefineret stemplet del til vitalt overvågningsudstyr i den medicinske industri
En kunde i den medicinske industri henvendte sig til MK for at specialfremstille en metaldel, der ville blive brugt som fjeder- og elektronikskjold til vigtigt overvågningsudstyr på det medicinske område.
1. De havde brug for en boks i rustfrit stål med fjederfaner og havde problemer med at finde en leverandør, der ville levere et design af høj kvalitet til en overkommelig pris inden for en rimelig tidslinje.
2.For at imødekomme kundens unikke anmodning om kun at plettere den ene ende af delen - snarere end hele delen - samarbejdede vi med et brancheførende fortinningsfirma, der var i stand til at udvikle en avanceret enkeltkant, selektiv pletteringsproces.
MK var i stand til at opfylde de komplekse designkrav ved hjælp af en materialestablingsteknik, der gjorde det muligt for os at skære mange emner på én gang, hvilket begrænsede omkostningerne og reducerede gennemløbstider.
Stemplet elektrisk stik til en lednings- og kabelanvendelse
1. Designet var meget komplekst;disse dæksler var beregnet til at blive brugt som daisy chain kabler inde i gulvet og under gulvet elektriske løbebaner;derfor præsenterede denne applikation i sagens natur strenge størrelsesbegrænsninger.
2.Fremstillingsprocessen var kompliceret og dyr, da nogle af kundens opgaver krævede et fuldt gennemført dæksel, og andre ikke gjorde det - hvilket betyder, at AFC havde skabt delene i to stykker og svejset dem sammen, når det var nødvendigt.
3. Ved at arbejde med et prøvestiksdæksel og et enkelt værktøj leveret af kunden, var vores team hos MK i stand til at omdanne delen og dens værktøj.Herfra designede vi et nyt værktøj, som vi kunne bruge i vores 150 tons Bliss progressive pressepresse.
4. Dette gjorde det muligt for os at fremstille delen i ét stykke med udskiftelige komponenter i stedet for at fremstille to separate stykker, som kunden havde gjort.
Dette gav mulighed for betydelige omkostningsbesparelser - 80 % rabat på prisen for en ordre på 500.000 dele - samt en leveringstid på fire uger i stedet for 10.
Brugerdefineret stempling til bilairbags
En bilkunde krævede en højstyrke, trykbestandig metalgennemføring til brug i airbags.
1. Med et træk på 34 mm x 18 mm x 8 mm skulle gennemføringen opretholde en tolerance på 0,1 mm, og den nødvendige fremstillingsproces for at kunne rumme den unikke materialestrækning, der er iboende i den endelige påføring.
2. På grund af dens unikke geometri kunne tyllen ikke fremstilles ved hjælp af transferpresseværktøj, og dens dybe træk var en unik udfordring.
MK-teamet byggede et 24-stations progressivt værktøj for at sikre korrekt udvikling af træk og brugte DDQ stål med zinkbelægning for at sikre optimal styrke og korrosionsbestandighed.Metalstempling kan bruges til at skabe komplekse dele til en lang række industrier.Nysgerrig efter at lære mere om de forskellige brugerdefinerede metalstemplingsapplikationer, vi har arbejdet på?Besøg vores side med casestudier, eller kontakt MK-teamet direkte for at diskutere dine unikke behov med en ekspert.
