Что такое штамповка металла? Узнайте о процессе штамповки листового металла.

Штамповка металла — это производственный процесс, позволяющий формировать металлические детали, используемые в повседневных товарах, от автомобилей и бытовой техники до электроники и медицинских приборов. В этом вводном руководстве мы расскажем, как этот процесс продолжает поддерживать инновации в различных отраслях и почему он по-прежнему важен для производства надежных металлических деталей в больших масштабах.

Основы штамповки металла

Штамповка металла - это производственный процесс Формование металлических листов или рулонов заданной формы с помощью пресса и специальных штампов. Процесс может включать несколько операций, таких как:

• Бланкирование – вырезание базовой формы из листа
• Штамповка – создание отверстий или вырезов
• Изгиб – образуя углы или изгибы
• Тиснение – поднятие или углубление элементов поверхности

Эти операции производятся под высоким давлением, часто в холодном состоянии, для сохранения прочности и точности материала. Этот метод штамповки металла называется “холодной штамповкой” и является наиболее распространённым. Однако для специальных целей используется и “горячая штамповка”.

Современные способы штамповки прессы с компьютерным управлением и прецизионные штампы для соответствия высоким стандартам производительности. Автоматизация и цифровое проектирование теперь позволяют ускорить настройку, повысить точность и снизить производственные затраты.

Основные процессы штамповки металла

Заглушка и прокалывание

Вырубка и прокалывание часто являются первыми этапами штамповки металла. Бланкирование Вырезает плоские детали, называемые заготовками, из листа большего размера. Эти заготовки служат основой для последующей формовки. В этом процессе используются штамп и пуансон для аккуратной резки металла, что позволяет получать детали с точными кромками и минимальным количеством отходов.

Пирсинг Создаёт отверстия или проёмы в заготовке, используя аналогичные инструменты. Это позволяет удалить нежелательный материал, а не формировать новую форму. Производители часто выполняют вырубку и пробивку за один ход пресса для повышения эффективности.

Выравнивание инструмента, зазор между штампом и толщина материала определяют качество кромок и точность размеров. В этих процессах используется высокопрочная инструментальная сталь и правильная смазка для уменьшения износа и образования заусенцев, что крайне важно для производства стабильных деталей в автомобилестроении, производстве бытовой техники и электроники.

Гибка и отбортовка

Изгиб Изменяет форму металлических листов, не изменяя их толщину. Прессование осуществляется с помощью пуансона и матрицы, которые воздействуют на них по прямой линии, формируя углы или изгибы. Процесс зависит от пластичности материала, радиуса изгиба и усилия пресса.

Отбортовка Удлиняет край детали, изгибая его под определённым углом, часто 90 градусов или меньше. Это укрепляет края, улучшает посадку и позволяет деталям соединяться с другими компонентами.

Как гибка, так и отбортовка требуют тщательного контроля упругого возврата — способности металла слегка возвращаться к своей первоначальной форме. Операторы корректируют геометрию инструмента или используют перегиб для поддержания точности.

Штамповка и чеканка

Штамповка Удаляет материал с листа для создания отверстий, пазов или фигурных форм. Использует пуансон и матрицу, аналогичные пробивным, но часто с более высокой скоростью для создания повторяющихся узоров. Этот процесс обеспечивает крупносерийное производство с жесткими допусками.

Чеканка Прессование металла под высоким давлением для формирования мелких деталей или регулирования толщины. Он улучшает качество поверхности и повышает точность размеров, заставляя материал течь в полость штампа.

Чеканка широко используется для изготовления тиснёных логотипов, контактных площадок и прецизионных шайб. Она также устраняет заусенцы и острые кромки, сокращая объём вторичной обработки. Сочетание штамповки и чеканки обеспечивает точность, необходимую для электрических разъёмов, крепёжных деталей и декоративных элементов.

Тиснение и глубокая вытяжка

Тиснение Выдавливает или углубляет определённые участки листового металла для создания текстур, узоров или идентификационных знаков. Технология использует соответствующие пуансоны и матрицы, которые вдавливают материал в желаемый рельеф, не разрезая его. Этот процесс улучшает внешний вид и может повысить жёсткость тонких листов.

Глубокая вытяжка Формует плоские заготовки в полые или чашеобразные детали. Металл вытягивается в полость матрицы с помощью пуансона, а поток материала контролируется держателем заготовки. Этот процесс идеально подходит для производства топливных баков, канистр и кухонных моек, которые часто изготавливаются из материалов с хорошей пластичностью, таких как алюминий и нержавеющая сталь.

Материалы для штамповки металла

Распространенные типы используемых металлов

Производители часто используют сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь и латунь для штамповки металла. Каждый из них имеет свои преимущества в зависимости от области применения.

• Углеродистая сталь прочный, доступный и простой в обработке, что делает его пригодным для изготовления автомобильных и промышленных деталей.
• Высокопрочная низколегированная сталь (HSLA) обеспечивает прочность без добавления большого веса.
• Нержавеющая сталь обеспечивает коррозионную стойкость и долговечность для пищевых, медицинских и морских компонентов.
• Алюминий легкий и устойчивый к коррозии, что делает его идеальным для использования в транспорте и аэрокосмической отрасли.
• Медь и латунь обеспечивают отличную электропроводность для электронных и HVAC-деталей.

Другие металлы, такие как титановые, никелевые сплавы и цинковые сплавы находят применение в специализированных целях, где требуются термостойкость, прочность или сложная форма.

Свойства материалов и их пригодность

Лучший материал зависит от механические свойства Необходимые для детали. Прочность, пластичность и твёрдость влияют на форму металлического листа под давлением.

Формуемость определяет, насколько легко металл гнётся или растягивается без образования трещин. Более мягкие металлы, такие как алюминий и низкоуглеродистая сталь, хорошо формуются, в то время как для более твёрдых сплавов может потребоваться большее усилие или специализированный инструмент. Однако следует отметить, что в пределах каждого типа металла определённые марки и состояния обеспечивают разную степень формуемости.

Устойчивость к коррозии Имеет значение, когда детали подвергаются воздействию влаги или химикатов. Нержавеющая сталь и сталь с покрытием защищают от ржавчины, а алюминий естественным образом противостоит окислению.

Проводимость важен для электрических компонентов, поэтому предпочтительными материалами являются медь и латунь. Масса также влияет на выбор; более легкие металлы снижают общую массу продукта и потребление энергии.

Баланс этих факторов помогает гарантировать, что штампованные металлические компоненты будут соответствовать как эксплуатационным характеристикам, так и стоимости.

Оборудование и производство штамповки листового металла

Штампы и типы инструментов для штамповки металла

Штамп — это специализированный инструмент, используемый в прессе для резки или формовки металлических листов в заданные формы. Он состоит из двух основных частей: штампа (нижней части) и пуансона (верхней части). Вместе они определяют форму и размеры готовой детали.

Общий типы штампов включать:

Каждый тип штампа отвечает различным производственным потребностям. Штампы последовательного действия часто используются для крупносерийного производства, в то время как однопозиционные штампы подходят для более простых или малосерийных деталей.

Типы штамповочных прессов

Штамповочные прессы Обеспечивают необходимое усилие для формовки металлических листов с помощью штампов. Они бывают двух основных типов: механические и гидравлические. Механические прессы обеспечивают равномерный и быстрый ход, что делает их идеальными для крупносерийного производства. Гидравлические прессы используют давление жидкости для лучшего контроля и предпочтительны для обработки более толстых или сложных деталей.

Высокоскоростные прессы Они работают с гораздо более высокой частотой ходов — часто сотен ходов в минуту. Они используют передовые системы подачи, которые быстро и точно перемещают рулоны металла через пресс-форму. Такие прессы широко используются в автомобильной и электронной промышленности, где требуется производить небольшие, детализированные детали в больших количествах.

Многоползунковая и прогрессивная штамповка

Многоползунковая штамповка Использует несколько подвижных кареток, которые воздействуют на металл под разными углами. Такая конструкция позволяет создавать сложные изгибы и формы за одну операцию. Она сокращает необходимость вторичной обработки и позволяет эффективно обрабатывать детали сложной геометрии.

Прогрессивная штамповка Металлическая полоса пропускается через ряд штампов, каждый из которых выполняет определённое действие, например, штамповку, гибку или резку. На последнем этапе изготавливается готовая деталь. Этот метод эффективен для непрерывного производства и обеспечивает жёсткие допуски для тысяч идентичных деталей. В отличие от этого, трансферная штамповка использует отдельную механическую систему для перемещения отдельных деталей с одной станции на другую.

Оба метода повышают эффективность использования материала и сокращают время обработки. Они широко применяются для изготовления соединителей, кронштейнов и небольших механических деталей, где точность и повторяемость имеют решающее значение.

Методы точной штамповки

Прецизионная штамповка фокусируется на достижении крайне жёстких допусков и гладкой поверхности. Часто используются точная вырубка, микроштамповка или сервоприводные прессы для лучшего контроля давления и перемещения. Эти методы позволяют получать чистые края и точные размеры без дополнительных этапов отделки.

Производители используют САПР (система автоматизированного проектирования) и CAM (компьютерная система автоматизированного производства) Для поддержания единообразия. Инженеры используют САПР для моделирования штампов, моделирования деформации материала и проверки допусков перед производством. САМ-системы затем преобразуют эти цифровые чертежи в машинные инструкции для изготовления инструментов. Такая интеграция снижает количество ошибок проектирования и ускоряет производство инструментов.

3D-моделирование позволяет инженерам визуализировать комплекты штампов и оптимизировать компоновку для эффективного течения металла. В сочетании с компьютерным моделированием оно помогает прогнозировать точки износа, повышать точность и сокращать сроки изготовления штампов.

Контроль качества и постобработка

Инспекция и контроль качества

Контроль качества при обработке металла начинается с осмотр и тестирование На нескольких этапах производства. Техники используют такие инструменты, как штангенциркули, микрометры и координатно-измерительные машины (КИМ), для проверки размеров и допусков деталей.

Контроль качества в процессе производства (IPQC) Проверки помогают выявлять отклонения на ранних стадиях, предотвращая выпуск больших партий бракованных деталей. Для отслеживания производственных данных и поддержания стабильности процесса часто используются графики статистического контроля производственных процессов (SPC).

Типичный план проверки может включать:

Последовательное документирование результатов обеспечивает прослеживаемость и соответствие отраслевым стандартам, таким как ISO 9001.

Этапы финишной обработки и постобработки

После штамповки и проверки детали часто требуют постобработка для улучшения качества поверхности и эксплуатационных характеристик. Стандартные этапы финишной обработки включают удаление заусенцев, полировку, гальванопокрытие и нанесение покрытия. Эти процессы удаляют острые края, повышают коррозионную стойкость и подготавливают компоненты к сборке или покраске.

Термическая обработка Также может применяться для упрочнения металла или снятия внутренних напряжений, возникающих при штамповке. Процессы очистки, такие как ультразвуковая мойка, удаляют масла и частицы, оставшиеся после производства.

Производители выбирают методы отделки в зависимости от назначения детали и типа материала. Например, детали из нержавеющей стали могут быть пассивированы, а алюминиевые компоненты — анодированы для дополнительной защиты и улучшения внешнего вида.

Применение штамповки металла

Выбираем Moldie для услуг штамповки металла

Выбор надежного поставщика услуг по штамповке металла включает оценку технических возможностей, контроля качества и возможностей персонализации. Квалифицированный поставщик использует передовые технологии проектирования и производства Для обеспечения стабильных результатов. Перед размещением заказа покупателям следует ознакомиться с сертификатами, производственными мощностями и допустимыми отклонениями и связаться с компанией.

Отлаженные производственные процессы и опыт, Наряду с мощной поддержкой клиентов и четкой коммуникацией, это помогает согласовать цели проектирования с результатами производства. Некоторые поставщики также предлагают разработку прототипов и крупносерийное производство, что позволяет клиентам эффективно проводить испытания и масштабировать производство.

У нас в компании Moldie есть именно то, что вам нужно: подтвержденный опыт работы в различных отраслях и методах производства металлов. Свяжитесь с нами сегодня для ваших надежных деталей и лучшей долгосрочной ценности!

Часто задаваемые вопросы

Каковы основные конструктивные особенности создания детали для штамповки металла?

При проектировании детали для штамповки особое внимание следует уделять таким факторам, как выбор материала, радиусы изгиба (чтобы избежать растрескивания), размеры отверстий и выемок (по отношению к толщине материала), а также включение таких элементов, как ребра или борта, для усиления детали.

Как сделать выбор между штампом последовательного действия и трансферным прессом?

Выбор часто зависит от размера и сложности детали. Штампы последовательного действия идеально подходят для небольших плоских деталей, которые можно перемещать на металлической ленте через несколько станций. Прессы трансферного типа лучше подходят для более крупных деталей или деталей, требующих значительной объёмной формовки, поскольку механическая система перемещает деталь с одной станции на другую, освобождая её от несущей ленты.