Вырубка и прошивка

Вырубка и прошивка — это процессы резки , при которых пуансон и матрица для изготовления деталей из рулонов или листов используются . Заготовка создает внешние элементы компонента, а прошивка создает внутренние отверстия или формы. Сеть создается после изготовления нескольких компонентов и считается бросовым материалом. «Пули», полученные путем прокалывания внутренних элементов, также считаются ломом. Термины «пирсинг» и «перфорация» могут использоваться как взаимозаменяемые.

Прокат штампа и образование заусенцев

Заусенцы и прокатки являются типичными особенностями штампованных деталей. Штамповочный валок создается, когда штампуемый материал сжимается до того, как материал начинает сдвигаться. Валок матрицы имеет форму радиуса вокруг внешнего края заготовки и прокалываемых отверстий. После сжатия деталь срезается примерно на 10% толщины детали, а затем отрывается от полосы или листа. В результате этого разрушения образуется приподнятый зазубренный край, который называется «заусенцем». Заусенцы обычно удаляются путем галтовки во вторичном процессе. Высота заусенцев может использоваться как важный показатель износа инструмента.

Варианты процесса

Существуют различные виды вырубки и прокалывания: прокалывание, перфорирование, насечка, высечка, бритье, обрезка и прокалывание.

прокалывание

Прокалывание — это прошивная операция, при которой заготовка разрезается и сгибается одним ударом матрицы. Ключевой частью этого процесса является то, что материал не уменьшается, а только изменяется его геометрия. Эта операция используется для изготовления выступов, вентиляционных отверстий и жалюзи . ^{[ нужна ссылка ]}

Разрез, сделанный при прокалывании, не является закрытым разрезом, как при перфорации, хотя используется аналогичный станок, а остается соединенная сторона, которая может быть резко согнута или более закруглена. ^{[ нужна ссылка ]}

Прокалывание можно использовать для создания частичных контуров и освобождения материала для других операций на производственной линии. ^{[ нужна ссылка ]} Наряду с этими причинами прокалывание также используется для изготовления выступов (когда материал согнут под углом 90 градусов к материалу), вентиляционных отверстий (где изгиб составляет около 45 градусов) и жалюзи (когда деталь имеет закругленную или чашеобразную форму). ). ^{[ нужна ссылка ]} Прокалывание также помогает разрезать или слегка срезать лист цилиндрической формы. ^{[ нужна ссылка ]}

Обычно прокалывание производится на механическом прессе, для прокалывания требуется использование пуансонов и матриц. Различные пуансоны и матрицы определяют форму и угол (или кривизну) вновь изготовленного участка материала. Матрицы и пуансоны должны быть изготовлены из инструментальной стали, чтобы выдерживать повторяющийся характер процедуры. ^{[ 2 ]}

Перфорация

Перфорация – это инструмент для прокалывания, который включает в себя пробивание большого количества близко расположенных отверстий. ^{[ 3 ]}

Надрез

Надрезка — это операция прокалывания, при которой удаляется материал с края заготовки. ^{[ 4 ]}

грызть

В процессе высечки вырезается контур, создавая серию перекрывающихся прорезей или выемок. нибблер Для этого можно использовать . Это позволяет формовать сложные формы из листового металла толщиной до 6 мм (0,25 дюйма) с помощью простых инструментов. ^{[ 4 ]} по сути, это небольшой удар и штамп, который быстро совершает возвратно-поступательное движение; около 300–900 раз в минуту. Пуансоны доступны в различных формах и размерах; продолговатые и прямоугольные пуансоны распространены, поскольку они минимизируют отходы и обеспечивают большие расстояния между ударами по сравнению с круглыми пуансонами. Выкусывание может произойти как снаружи, так и внутри материала, однако для внутренних разрезов требуется отверстие для вставки инструмента. ^{[ 5 ]}

Этот процесс часто используется для деталей, количество которых не может оправдать использование специального вырубного штампа. Гладкость кромки определяется формой режущей матрицы и степенью перекрытия надрезов; естественно, чем больше разрезы перекрываются, тем чище будет край. Для большей точности и гладкости большинство форм, созданных высечкой, после завершения подвергаются процессам опиливания или шлифования. ^{[ 4 ]}

Бритье

Процесс бритья — это чистовая операция, при которой небольшое количество металла срезается с уже заготовленной детали. Его основная цель — добиться большей точности размеров, но второстепенные цели включают выравнивание и сглаживание края. Заготовленные детали можно обтачивать с точностью до 0,025 мм (0,001 дюйма). ^{[ 4 ]} Шлифование металлов производится с целью удаления излишков или металлолома. Обеспечивается прямая, гладкая кромка, и поэтому часто выполняется бритье деталей инструментов, часов и т.п. Бритье осуществляется с помощью бритвенных штампов, специально предназначенных для этой цели.

Обрезка

Операция обрезки является последней выполняемой операцией, поскольку она вырезает лишние или нежелательные неровности со стенок вытянутых листов.

Тонкое гашение

Типичное поперечное сечение пресса тонкой вырубки

Использование мультитула с разными ударами

Тонкая вырубка — это особая форма вырубки, при которой при резке нет зоны разрушения. Это достигается путем сжатия всей детали и последующего извлечения заготовки верхним и нижним пуансоном. ^{[ 6 ]} Это позволяет выдерживать очень жесткие допуски в процессе и, возможно, исключить вторичные операции.

Материалы, которые можно подвергать тонкой заготовке, включают алюминий , латунь , медь , углеродистые , легированные и нержавеющие стали . ^{[ нужна ссылка ]}

Прессы для тонкой вырубки похожи на другие прессы для штамповки металла , но у них есть несколько важных дополнительных деталей. Типичный составной пресс для тонкой вырубки включает в себя закаленный пуансон (охватываемый), закаленный вырубной штамп (гнездовой) и направляющую пластину, аналогичную форме/размеру вырубного штампа. Направляющая пластина первой прикладывается к материалу, ударяя по материалу острым выступом или жалом по периметру отверстия матрицы. Затем напротив пуансона прикладывается противодавление, и, наконец, пуансон проталкивает материал через отверстие штампа. Поскольку направляющая пластина очень плотно удерживает материал и прикладывается противодавление, материал режется способом, больше похожим на экструзию , чем на обычную штамповку. Механические свойства реза улучшаются так же, как и закаленный слой на кромке реза детали. ^{[ 7 ]} Поскольку в этой установке материал очень плотно удерживается и контролируется, плоскостность детали остается очень высокой, искажения практически исключены, а заусенцы на кромках минимальны. Зазоры между матрицей и пуансоном обычно составляют около 1% толщины разрезаемого материала и обычно варьируются в пределах 0,5–13 мм (0,020–0,512 дюйма). ^{[ 8 ]} В настоящее время детали толщиной до 19 мм (0,75 дюйма) можно резать с помощью тонкой вырубки. ^{[ 9 ]} Возможны допуски в пределах ±0,0003–0,002 дюйма (0,0076–0,0508 мм) в зависимости от толщины основного материала и прочности на разрыв, а также компоновки детали. ^{[ 10 ]}

При использовании стандартных процессов тонкой вырубки сложных деталей часто можно изготовить несколько деталей за одну операцию. Детали могут быть пробиты , частично проколоты, смещены (до 75°), тиснены или отчеканены , часто за одну операцию. ^{[ 11 ]} Некоторые комбинации могут потребовать последовательных операций тонкой вырубки, при которых несколько операций выполняются на одной и той же станции прессования. Из-за более длительного срока службы вырубные пуансоны обычно покрываются защитным PVD- покрытием. ^{[ 12 ]}

Преимущества тонкой вырубки:

превосходный контроль размеров, точность и повторяемость в течение всего производственного цикла;
сохраняется отличная плоскостность детали;
прямые, превосходно обработанные края по сравнению с другими процессами штамповки металла;
небольшая необходимость механической обработки деталей;
несколько функций могут быть добавлены одновременно за одну операцию; ^{[ 13 ]}
более экономичны для крупных производственных циклов, чем традиционные операции, когда учитываются дополнительные затраты и время обработки (минимум 1000–20 000 деталей, в зависимости от операций вторичной обработки). ^{[ 14 ]}

Одним из основных преимуществ тонкой вырубки является то, что прорези или отверстия можно располагать очень близко к краям детали или близко друг к другу. Кроме того, при точной вырубке можно получить отверстия гораздо меньшего размера (по сравнению с толщиной материала), чем при обычной штамповке.

Недостатки:

немного медленнее, чем традиционные операции штамповки;
более высокие затраты на оборудование из-за более высокой стоимости оснастки по сравнению с традиционными операциями штамповки и более высоких требований к тоннажу прессов.

Ссылки

^ Бург, Дорин (13 февраля 2020 г.). «Как заниматься проектированием и обработкой?» . Эйгенинжиниринг . Дорин.
^ Тодд (1994), Справочное руководство по производственным процессам , Нью-Йорк: Industrial Press, стр. 84–85, ISBN. 0-8311-3049-0
^ Дегармо, с. 427.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Дегармо, с. 428.
^ Тодд, стр. 97–98.
^ Дегармо, с. 425.
^ «Файнбланкинг 101» . Архивировано из оригинала 14 мая 2008 г. Проверено 5 ноября 2008 г.
^ Калпакджян, Серопа; Шмид, Стивен Р. (2006). Промышленная инженерия и технологии (5-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. п. 429. ИСБН 0-13-148965-8 .
^ «Прекрасная история гашения» . Проверено 5 ноября 2008 г.
^ MPI International, Inc. Али Ахмед Али. «Руководство» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 ноября 2006 г. Проверено 5 ноября 2008 г.
^ Бралла, стр. 3,47–3,48.
^ Даниэль, Йозеф; Жемличка, Радек; Гроссман, Ян; Люмкеманн, Андреас; Тэпп, Питер; Галаманд, Кристиан; Форжт, Томаш (2020). «Сравнение срока службы PVD-покрытий при лабораторных динамических испытаниях на удар и в процессе промышленной тонкой вырубки» . Материалы . 13 (9): 2154. Бибкод : 2020Mate...13.2154D . дои : 10.3390/ma13092154 . ПМЦ 7254225 . ПМИД 32384814 .
^ «Преимущества тонкой гашения» . Проверено 5 ноября 2008 г.
^ Бралла, стр. 3.49–3.50.

Библиография

Бралла, Джеймс Г. (1999). Справочник по проектированию для технологичности . Нью-Йорк, Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 0-07-007139-Х .
Дегармо, Э. Пол; Блэк, Джей Т.; Кохсер, Рональд А. (2003). Материалы и процессы в производстве (9-е изд.). Уайли. ISBN 0-471-65653-4 .
Тодд, Роберт Х.; Делл К. Аллен; Лео Альтинг (1994), Справочное руководство по производственным процессам , Industrial Press Inc, ISBN 0-8311-3049-0

[1] Бург, Дорин (13 февраля 2020 г.). «Как заниматься проектированием и обработкой?» . Эйгенинжиниринг . Дорин.

[2] Тодд (1994), Справочное руководство по производственным процессам , Нью-Йорк: Industrial Press, стр. 84–85, ISBN. 0-8311-3049-0

[degarmo427-3] Дегармо, с. 427.

[degarmo428-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Дегармо, с. 428.

[5] Тодд, стр. 97–98.

[degarmo425-6] Дегармо, с. 425.

[7] «Файнбланкинг 101» . Архивировано из оригинала 14 мая 2008 г. Проверено 5 ноября 2008 г.

[8] Калпакджян, Серопа; Шмид, Стивен Р. (2006). Промышленная инженерия и технологии (5-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. п. 429. ИСБН 0-13-148965-8 .

[9] «Прекрасная история гашения» . Проверено 5 ноября 2008 г.

[10] MPI International, Inc. Али Ахмед Али. «Руководство» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 ноября 2006 г. Проверено 5 ноября 2008 г.

[11] Бралла, стр. 3,47–3,48.

[12] Даниэль, Йозеф; Жемличка, Радек; Гроссман, Ян; Люмкеманн, Андреас; Тэпп, Питер; Галаманд, Кристиан; Форжт, Томаш (2020). «Сравнение срока службы PVD-покрытий при лабораторных динамических испытаниях на удар и в процессе промышленной тонкой вырубки» . Материалы . 13 (9): 2154. Бибкод : 2020Mate...13.2154D . дои : 10.3390/ma13092154 . ПМЦ 7254225 . ПМИД 32384814 .

[fbb-13] «Преимущества тонкой гашения» . Проверено 5 ноября 2008 г.

[14] Бралла, стр. 3.49–3.50.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]