Introduction to Metal Stamping Processes

Штамповка — это процесс обработки металлических деталей. Это процесс, при котором металлические материалы, такие как пластины, трубы, полосы и профили, пластически деформируются или разделяются пуансонами и штампами под давлением для получения заготовок специальной формы, размеров и допусков. Полученные заготовки называются металлоштамповочными деталями. Их можно использовать напрямую или иметь более высокие характеристики после термообработки, обработки на станке с ЧПУ и обработки поверхности.

Три элемента обработки штамповки металла:

Листовой материал:

Алюминий, железо, сталь, нержавеющая сталь, медные пластины, полосы, трубы и профили, которые можно использовать для штамповки.

Плашки:

Существует множество типов штампов для штамповки, в том числе однопроцессные штампы, составные штампы, прогрессивные штампы и т. д. Они определяют эффективность производства и точность штампованных деталей.

Оборудование (перфоратор):

Пресс прикладывает к листу внешнюю силу через матрицу, чтобы завершить процесс штамповки. Существует много типов прессов. Выбор правильного пресса может повысить эффективность производства и точность обработки.

Обработка штамповки классифицируется в зависимости от температуры

Горячее тиснение:

Металлические материалы с высокой стойкостью к деформации и плохой пластичностью, такие как некоторые высокопрочные сплавы, необходимо нагревать, чтобы временно снизить их твердость и повысить пластичность. Это делает материал более восприимчивым к пластической деформации. В свою очередь, это снижает сложность производства.

Холодная штамповка:

Это процесс штамповки, выполняемый при комнатной температуре. Он подходит для производства металлов с высокой пластичностью, высокой пластичностью и низкой устойчивостью к деформации, таких как алюминий, железо, обычная углеродистая сталь и нержавеющая сталь.

При выборе температуры штамповки также необходимо учитывать множество факторов, таких как толщина штампуемых деталей и сложность конструкции. Вы можете проконсультироваться с нашими инженерами, чтобы узнать, какой процесс подходит для вашего продукта.

Процессы штамповки классифицируются по способам деформации:

Существуют две основные категории: разделение и формирование, которые в дальнейшем подразделяются на более чем дюжину процессов, основанных на этом. Ниже будет подробно описано:

Процесс формирования:

Это процесс, в котором используется матрица, чтобы заготовка или материал подвергались только пластической деформации. Процесс формовки изменит только угол, толщину, размер, форму и т. д., но не уменьшит материал.

Гашение:

Процесс вырубки также можно разделить на резку, вырубку, штамповку, надрезку, надрезку, резку, долбление, обрезку, обрезку язычка, резку, обрезку и т. д. в зависимости от метода разделения. Мы представим это подробно ниже.

Процесс разделения:

также известный как вырубка, представляет собой базовый процесс штамповки, в котором используется матрица для отделения или полуотделения материала определенной формы и размера от основного корпуса в определенном положении материала. Мы можем использовать его для изготовления плоских штампованных деталей или подготовки заготовок для других процессов штамповки, таких как гибка, волочение, формовка и т. д., или мы можем разрезать и обрезать отформованные штампованные детали. Процесс вырубки широко применяется при производстве штампованных деталей более чем в 20 отраслях промышленности. На вырубку приходится от 50% до 60% всего процесса штамповки.

Стрижка:

Это начальный этап резки больших листов или рулонов на полосы или блоки для последующей обработки. Это также можно назвать гашением. Ниже представлены различные методы стрижки. Выбор правильного метода резки может повысить эффективность производства и качество продукции.

Основные методы стрижки:

Ручная стрижка:

Ручная резка особенно подходит для тонких листов толщиной менее 1 мм. Он может резать прямые и простые изогнутые заготовки, особенно для вырубки или обработки полуфабрикатов. Преимущество ручной резки заключается в отсутствии технических требований, а недостаток также очень очевиден: эффективность очень низкая, а точность очень низкая. Подходит для небольших партий и обработки деталей с низкой точностью штамповки.

Вибрационная резка:

Простая механическая стрижка является эффективным методом стрижки. Его режущее лезвие находится рядом с фиксированным нижним режущим лезвием, что обеспечивает быстрое возвратно-поступательное движение, а количество возвратно-поступательных движений может достигать 1100-2100 раз в минуту. Этот метод стрижки подходит для прямых или изогнутых заготовок для штамповки металла, особенно для материалов толщиной около 2 мм. Вибрационные ножницы нашли широкое применение в массовом производстве благодаря своей высокой эффективности и точности. Недостаток – это приведет к деформации положения секции.

Резание диска:

Более сложная механическая стрижка. Процесс резки основан на трении между ножницами и материалом, позволяющем отделить материал от основной части. Ножницы имеют форму диска, а верхний и нижний дисковые ножи во время стрижки вращаются с одинаковой скоростью и в противоположных направлениях. Дисковые ножницы подходят для крупномасштабного высокоточного производства штампованных деталей и могут эффективно контролировать качество резки и уменьшать заусенцы и деформацию.

Портальные ножницы:

Он разделен на два типа: ножницы с плоским лезвием и ножницы с коническим лезвием. Верхние и нижние лезвия плоских ножниц параллельны. При работе лист штамповочной детали стригут одновременно по всей ширине. Обрезанная заготовка имеет хорошую прямолинейность и большую силу сдвига, что особенно подходит для резки тонких листов. Верхние и нижние лезвия среза конического лезвия пересекаются под определенным углом, сила сдвига немного меньше, но работа более стабильна. Однако ножницы с коническими лезвиями склонны к деформации при резке толстых и узких полос, поэтому необходимо добавить процесс выравнивания.

Ножницы для размотки:

Использование разматывающего станка для прямой резки намотанного материала является эффективным процессом массового производства. Он может хорошо контролировать качество резки и проблемы с заусенцами и особенно подходит для непрерывного и крупномасштабного производства штампованных деталей.

Предложения по применению и выбору:

В реальных приложениях выбор метода резки необходимо рассматривать всесторонне, исходя из конкретных требований к обработке, свойств материала, эффективности производства и других факторов. Например, при небольших партиях и низких требованиях к точности ручная резка может быть более экономичным и удобным выбором; в то время как при больших партиях и высокоточном производстве более предпочтительными являются вибрационные, дисковые или портальные ножницы.

Гашение:

Процесс использования пуансона и штампа для отделения деталей определенной формы от мастер-материала. Мастер-материал обычно представляет собой листовой материал. Матрица состоит из двух частей: верхняя матрица имеет выступающую часть, называемую пуансоном, а нижняя матрица является вогнутой и называется матрицей. При работе листовой материал укладывается на матрицу, и пуансон под действием давления прижимается. При опрессовке пуансон и матрица срезают, вырезая из листового материала заготовку необходимой формы и размера для следующего этапа. Иногда готовое изделие можно получить за одну вырубку. Вырубка заключается в получении вырубных деталей определенной формы и размера. Перфорированная часть — это готовое изделие, а оставшаяся часть — это остаточный материал или отходы.

Штамповка:

Различные узоры отверстий пробиваются в листовом материале и трубе под действием пробивного пресса и штампа. Он заключается в пробивании отверстий в листовом материале для получения штампованной детали с отверстиями. Это противоположность гашению, и та часть, которая выпадает, является отходами.

Заглушка:

Это процесс использования вырубной матрицы для отрезания отходов определенной формы, размера и размера по краю материала или заготовки. Оставшаяся часть используется для других процессов или получается напрямую в виде готового продукта.

Выемка:

Это процесс пробивки паза по краю заготовки. Перфорированная часть – отходы. Выступающая часть пуансона имеет определенный угол. Резка начинается с переднего конца пуансона и останавливается на середине угла наклона, оставляя неразрезанные детали.

Разделение:

Процесс обработки похож на резку, поэтому его часто сравнивают. Направления заусенцев левой и правой частей отрезаемой заготовки противоположны, а разрез равномерен. Соответственно, ширина (по 2 линиям) используется для резки, поэтому образуются отходы. Коэффициент использования материала ниже, чем при резке. В основном он используется, когда вы хотите получить одинаковое направление заусенцев слева и справа.

Долование:

Это процесс вырубки или штамповки с использованием долбления с острым лезвием. В долбежке нет нижней матрицы, а подкладка под материал представляет собой просто плоскую пластину. Большинство перфорированных материалов неметаллические.

Обрезка кромок:

Обрезка – это вырубка части края штампованной детали для получения насечки определенной формы в определенном положении или для корректировки формы заготовки.

Отрезание языка:

Это процесс штамповки, при котором материал частично, но не полностью разделяется по открытому контуру. Частично отделенный материал занимает определенное положение, требуемое заготовкой, и больше не находится на плоскости до разделения.

Резание:

Это процесс штамповки, при котором материал частично, но не полностью отделяется по открытому контуру. Отделенный материал расположен или в основном расположен на плоскости до разделения.

Обрезка:

С помощью обрезной матрицы соскабливают тонкий слой металла вдоль внешнего края или внутреннего отверстия вырубной детали, чтобы срезать полосу сдвига и заусенцы на вырубной детали, тем самым улучшая точность размеров вырубной детали (IT6~IT7) и уменьшая значение шероховатости поверхности (Ra0,8~1,6 мкм). Обрезка внешней формы заглушки называется обрезкой внешнего края, а обрезка внутреннего отверстия заглушки называется обрезкой внутреннего отверстия.

Введение в процесс формовки:

Процесс обработки металлов давлением охватывает ряд технологий, которые деформируют металлические материалы в желаемую форму под действием внешней силы. Эти процессы имеют решающее значение в промышленном производстве и широко используются в автомобилях, аэрокосмической отрасли, бытовой технике, строительстве и других областях. Ниже приведены несколько распространенных процессов формовки, каждый из которых имеет свою уникальную роль и эффект при обработке металла.

Изгиб:

Определение:

Гибка — это процесс деформации металлических листов, стержней, труб или профилей под определенным углом и кривизной под действием механической силы. Этот процесс относится к процессу формовки и является одним из основных процессов штамповки. Путем гибки можно изготавливать детали различной сложной формы, такие как V-образные детали, U-образные детали, Z-образные детали и т. д.

Особенности:

Требования к материалам:

Пластичность и пластичность металла имеют решающее значение для эффекта изгиба. Материал должен иметь достаточную прочность на разрыв и пластичность, чтобы предотвратить поломку или чрезмерную деформацию в процессе изгиба.

Приложение:

Процесс гибки широко используется при производстве таких деталей, как рамы, опорные рамы для труб и детали кузова. Он имеет низкую стоимость и стабильный процесс, который подходит для массового производства.

Контрольные факторы:

Угол изгиба, радиус, толщина и тип материала влияют на форму и точность конечного продукта. Поэтому для обеспечения единообразия необходимы точные штампы и оборудование для контроля давления.

Вращение:

Определение:

Прокатка — это процесс формирования из листа почти закрытой цилиндрической или дугообразной заготовки путем постепенного изгиба. Этот процесс обычно выполняется с использованием специальных штампов и листопрокатных машин.

Особенности:

Радиус качения:

В зависимости от формы требуемого изделия, процесс прокатки может обеспечить изготовление цилиндрических заготовок большого диаметра, таких как резервуары, трубы или сосуды под давлением.

Требования к точности:

Постоянство диаметра необходимо специально контролировать в процессе прокатки, иначе это может повлиять на последующую сварку и сборку.

Приложение:

Этот процесс широко используется для производства различных круглых труб, сосудов под давлением, кожухов котлов и т. д. Он подходит для обработки средних и толстых листов.

Скручивание:

Определение:

Скручивание — это процесс, в котором используются специальные штампы для скручивания и деформации металлических листов в одной плоскости для получения сложных заготовок со специфическими изогнутыми поверхностями.

Особенности:

Изготовление сложных изогнутых поверхностей:

Процесс скручивания позволяет добиться скручивания листа в одной плоскости с образованием сложных форм, таких как спиральные структуры или декоративные детали.

Области применения:

Этот процесс часто используется для производства строительных компонентов, произведений искусства и деталей специального механического оборудования.

Глубокая прорисовка:

Определение:

Глубокая вытяжка — это процесс холодной штамповки, в котором используется матрица для вытягивания плоского материала или полуфабриката в открытую полую деталь. Он может превратить плоскую пластину в изделие определенной глубины и геометрической формы и часто используется для изготовления деталей сложной геометрической формы.

Особенности:

Применимые материалы:

Применимо к металлическим материалам с хорошей пластичностью, таким как алюминий, сталь и медь.

Сложность формирования:

По мере увеличения глубины вытяжки сложность процесса возрастает, особенно для изделий сложной формы, для которых может потребоваться несколько операций вытяжки.

Типы продуктов:

Обычные изделия глубокой вытяжки имеют цилиндрическую, сферическую, коническую, прямоугольную и другую неправильную форму, например автомобильные топливные баки, эмалированные резервуары, алюминиевую посуду и т. д.

Утончение, глубокая вытяжка:

Определение:

Утончение волочения — это специальный процесс холодной штамповки, который уменьшает толщину прямых стенок заготовки в процессе волочения, но толщина нижней части остается неизменной. Это процесс формирования отрицательного зазора, и формирующая сила (сила тяги) должна поглощаться стенкой формовочной чашки. По сравнению с глубокой вытяжкой, толщина прямой стенки при прореживании тоньше, а толщина дна остается неизменной. Этот процесс обычно используется для изготовления полых корпусных деталей с фланцами или без них.

Особенности:

Преимущества процесса:

Утончение и волочение позволяют улучшить использование материала и производить изделия с тонкостенными и легкими характеристиками.

Типичные применения:

Производство банок представляет собой типичный пример утончения и вытяжки, с более толстым дном и тонкими и равномерными прямыми стенками.

Внутреннее отверстиеФланец:

Определение:

Отбортовка — это процесс штамповки, при котором вертикальный фланец поворачивается вдоль края металлической заготовки, в которой пробито отверстие. Высота отбортовки может быть достигнута за счет многократной отбортовки.

Особенности:

Растяжение материала:

Деформация материала в процессе отбортовки осуществляется в тангенциальном направлении. Чем ближе деталь к отверстию, тем более очевидна деформация материала при растяжении, поэтому вероятность растрескивания края отверстия выше.

Оптимизация процесса:

Чтобы предотвратить растрескивание края отверстия, необходимо точно контролировать каждый этап процесса отбортовки. При необходимости процесс отбортовки можно выполнять поэтапно.

Приложение:

Процесс отбортовки часто используется для изготовления деталей с отбортовкой отверстий, таких как металлические рамы и шайбы.

Отбортовка внешней кромки:

Определение:

Отбортовка — это процесс формовки, в котором используется форма для формирования прямой стенки или фланца под определенным углом вдоль закрытой или незамкнутой кромки на плоской или изогнутой части металлической заготовки.

Особенности:

Различные типы:

Процессы отбортовки можно разделить на отбортовку удлинением и отбортовку сжатия, которые используются для изделий с различными требованиями.

Использует:

Процесс отбортовки обычно используется для контурной обработки штампованных деталей. Его основной функцией является повышение структурной прочности изделия или удовлетворение эстетических требований, например, отбортовка автомобильных чехлов и корпусов бытовой техники.

Растяжение и изгиб:

Определение:

Гибка растяжением — это процесс, при котором металлические листы, трубы или профили сгибаются в заготовки определенной кривизны, формы и размера под совместным действием растягивающей силы и изгибающей силы.

Особенности:

Механические требования:

Пластичность и сопротивление изгибу материала напрямую влияют на эффект формирования при растяжении и изгибе.

Приложение:

Процесс формовки с гибкой и растяжением широко используется при производстве сосудов высокого давления, компонентов котлов, корпусных рам и деталей строительных конструкций.

Выпуклость:

Определение:

Процесс выпучивания заключается в подаче жидкости или газа под высоким давлением на внутреннюю часть трубы или на одну сторону пластины с целью пластической деформации материала с образованием заготовки необходимой геометрической формы.

Особенности:

Характеристики процесса:

Выпучивание — это эффективный метод формовки, позволяющий реализовать изготовление сложных деталей без увеличения толщины материала.

Типичные применения:

Подходит для изготовления таких деталей, как сильфоны, шкивы, велосипедные шарниры и т. д.

Волнообразная формовка:

Определение:

Волнообразное формование заключается в формировании вогнутости или выпуклости за счет местного растяжения материала для изменения формы заготовки. Этот процесс часто используется для изготовления ребер жесткости, прессованных деталей рельефной формы и т. д. При широкой вытяжке фланца, когда ширина полки детали превышает определенное значение, фланцевая деталь больше не создает явного пластического течения, а размер внешней кромки заготовки остается неизменным до и после формовки. Формование детали будет в основном зависеть от утончения материала под пуансоном и рядом с ним, а предельная высота формования больше не связана с диаметром заготовки. Эта стадия является волнообразной стадией формирования.

Особенности:

Эффект процесса:

Жесткость и долговечность детали можно значительно повысить за счет волнообразной формовки, которая подходит для изготовления высокопрочных деталей.

Приложение:

Подходит для аэрокосмической, автомобильной промышленности и других областей, особенно для деталей конструкций, требующих высокой прочности.

Развальцовка:

Определение:

Развальцовка — это процесс формовки, при котором диаметр конца трубы-заготовки увеличивается с помощью матрицы с образованием выступа, который удобен для соединения с другими трубами или оборудованием.

Особенности:

Улучшенная производительность соединения:

За счет расширения можно улучшить герметичность и стабильность соединения трубопроводной системы.

Приложение:

Обычно используется при обработке труб и соединений, широко используется в водопроводных, воздухопроводных трубах, трубах для кондиционирования воздуха и других областях.

Сжатие:

Определение:

Усадка — это процесс, который уменьшает горловину предварительно сформированной цилиндрической детали или трубы через матрицу, в основном используемый для изготовления гильз пуль, газовых баллонов, велосипедных рам и т. д.

Особенности:

Эффект процесса:

Для тонких трубчатых деталей процесс усадки часто используется вместо процесса глубокой вытяжки для достижения лучшего эффекта формовки.

Вращение:

Определение:

Процесс прядения заключается в закреплении плоской пластины или полой заготовки на матрице прядильной машины и приложении давления с помощью прядильного колеса или приводного стержня, чтобы вызвать локальную пластическую деформацию, тем самым постепенно формируя желаемую форму.

Особенности:

Высокий коэффициент использования материала:

Процесс прядения обеспечивает равномерную деформацию материала, что может значительно сократить образование отходов и подходит для производства тонкостенных деталей.

Приложение:

Обычно используется при производстве тонкостенных контейнеров, ламп, автомобильных деталей и т. д.

Калибровка:

После штамповки к локальному участку заготовки применяется небольшая деформация, а плоскостность и радиус скругления штампованных деталей обрезаются в соответствии с требованиями заготовки.

Резюме:

Благодаря этой статье вы сможете полностью понять процесс штамповки металла. Мы также представляем материалы, которые можно штамповать, и штампы для штамповки. Если вам нужна компания, которая может предоставить вам качественные услуги штамповки, свяжитесь с нами. Наши инженеры разработают для вас идеальное решение.