Grunnleggende om metallstempling
Metallstempling er en produksjonsprosess som brukes til å konvertere flate metallplater til bestemte former.Det er en kompleks prosess som kan inkludere en rekke metallformingsteknikker - blanking, stansing, bøying og piercing, for å nevne noen.
Det er tusenvis av selskaper over hele verden som tilbyr metallstemplingstjenester for å levere komponenter til industrier innen bil-, romfarts-, medisinske og andre markeder. Etter hvert som globale markeder utvikler seg, er det et eskalert behov for raskt produserte store mengder komplekse deler.
Følgende veiledning illustrerer beste fremgangsmåter og formler som vanligvis brukes i designprosessen for metallstempling, og inkluderer tips for å inkludere kostnadsbesparende hensyn i deler.
Grunnleggende om stempling
Stempling - også kalt pressing - innebærer å plassere flatt metallplate, i enten spiral eller blank form, i en stemplingspresse.I pressen danner et verktøy og formoverflate metallet til ønsket form.Stansing, blanking, bøying, preging, preging og flensing er alle stemplingsteknikker som brukes til å forme metallet.
Før materialet kan formes, må stemplingsfagfolk designe verktøyet via CAD/CAM-teknologi.Disse designene må være så nøyaktige som mulig for å sikre at hver stans og bøy opprettholder riktig klaring og dermed optimal delkvalitet.En enkelt verktøy 3D-modell kan inneholde hundrevis av deler, så designprosessen er ofte ganske kompleks og tidkrevende.
Når verktøyets design er etablert, kan en produsent bruke en rekke maskinering, sliping, wire EDM og andre produksjonstjenester for å fullføre produksjonen.
Typer metallstempling
Det er tre hovedtyper av metallstemplingsteknikker: progressiv, fourslide og deep draw.
Progressiv stansing
Progressiv stansing har en rekke stasjoner, hver med en unik funksjon.
Først mates båndmetall gjennom en progressiv stemplingspresse.Strimmelen rulles jevnt ut fra en spole og inn i dysepressen, hvor hver stasjon i verktøyet deretter utfører et annet kutt, stansing eller bøyning.Handlingene til hver påfølgende stasjon legger til arbeidet til de tidligere stasjonene, noe som resulterer i en fullført del.
En produsent kan måtte endre verktøyet gjentatte ganger på et enkelt trykk eller oppta et antall trykk, som hver utfører en handling som kreves for en fullført del.Selv ved bruk av flere presser, var det ofte behov for sekundære maskineringstjenester for å virkelig fullføre en del.Av den grunn er progressiv stansing den ideelle løsningen formetalldeler med kompleks geometriå møte:
- Raskere behandling
- Lavere arbeidskostnad
- Kortere løpelengde
- Høyere repeterbarhet
Fourslide stempling
Fourslide, eller multi-slide, innebærer horisontal justering og fire forskjellige lysbilder;med andre ord, fire verktøy brukes samtidig for å forme arbeidsstykket.Denne prosessen tillater intrikate kutt og komplekse bøyninger for å utvikle selv de mest komplekse delene.
Fourslide metallstempling kan tilby flere fordeler i forhold til tradisjonell pressestempling som gjør det til et ideelt valg for mange bruksområder.Noen av disse fordelene inkluderer:
1. Allsidighet for mer komplekse deler
2. Mer fleksibilitet for designendringer
Som navnet tilsier, har en fourslide fire lysbilder - noe som betyr at opptil fire forskjellige verktøy, ett per lysbilde, kan brukes for å oppnå flere bøyninger samtidig.Når materialet mates inn i en fourslide, bøyes det i rask rekkefølge av hver aksel som er utstyrt med et verktøy.
Deep Draw-stempling
Dyptrekking innebærer å trekke et metallplateemne inn i formen via en stans, og forme det til en form.Metoden blir referert til som "dyptrekking" når dybden på den tegnede delen overstiger diameteren.Denne formingstypen er ideell for å lage komponenter som trenger flere serier med diametre og er et kostnadseffektivt alternativ til dreieprosesser, som vanligvis krever bruk av flere råvarer.Vanlige bruksområder og produkter laget av dyptrekking inkluderer:
1. Bilkomponenter
2.Fly deler
3.Elektroniske releer
4. Redskap og kokekar
Deep Draw-stempling
Dyptrekking innebærer å trekke et metallplateemne inn i formen via en stans, og forme det til en form.Metoden blir referert til som "dyptrekking" når dybden på den tegnede delen overstiger diameteren.Denne formingstypen er ideell for å lage komponenter som trenger flere serier med diametre og er et kostnadseffektivt alternativ til dreieprosesser, som vanligvis krever bruk av flere råvarer.Vanlige bruksområder og produkter laget av dyptrekking inkluderer:
1. Bilkomponenter
2.Fly deler
3.Elektroniske releer
4. Redskap og kokekar
Kortløpsstempling
Kortsiktig metallstempling krever minimale utgifter til verktøy på forhånd og kan være en ideell løsning for prototyper eller små prosjekter.Etter at emnet er opprettet, bruker produsentene en kombinasjon av tilpassede verktøykomponenter og dyseinnsatser for å bøye, stanse eller bore delen.De tilpassede formingsoperasjonene og mindre kjøringsstørrelse kan resultere i en høyere kostnad per stykke, men fraværet av verktøykostnader kan gjøre kortsiktig mer kostnadseffektivt for mange prosjekter, spesielt de som krever rask behandling.
Produksjonsverktøy for stempling
Det er flere trinn i å produsere metallstempling.Det første trinnet er å designe og produsere selve verktøyet som brukes til å lage produktet.
La oss ta en titt på hvordan dette første verktøyet er laget:Lagerstrimmeloppsett og design:En designer bruker brukes til å designe stripen og bestemme dimensjoner, toleranser, materetning, skrapminimering og mer.
Maskinering av verktøystål og dysesett:CNC sikrer et høyere nivå av presisjon og repeterbarhet for selv de mest komplekse formene.Utstyr som 5-akse CNC-freser og wire kan skjære gjennom herdet verktøystål med ekstremt trange toleranser.
Sekundær behandling:Varmebehandling påføres metalldeler for å forbedre deres styrke og gjøre dem mer holdbare for påføring.Sliping brukes til å etterbehandle deler som krever høy overflatekvalitet og dimensjonsnøyaktighet.
Wire EDM:Maskinering av elektrisk utladning av ledninger former metallmaterialer med en elektrisk ladet tråd av messingtråd.Wire EDM kan kutte de mest intrikate formene, inkludert små vinkler og konturer.
Metallstemplingdesignprosesser
Metallstempling er en kompleks prosess som kan omfatte en rekke metallformingsprosesser – blanking, stansing, bøying og piercing og mer.Blanking:Denne prosessen handler om å kutte den grove omrisset eller formen til produktet.Dette stadiet handler om å minimere og unngå grader, noe som kan øke kostnadene for delen din og forlenge ledetiden.Steget er der du bestemmer hulldiameter, geometri/avsmalning, avstanden mellom kant-til-hull og setter inn den første piercingen.
Bøyning:Når du designer bøyningene til den stemplede metalldelen din, er det viktig å tillate nok materiale - sørg for å designe delen din og dens blanke slik at det er nok materiale til å utføre bøyningen.Noen viktige faktorer å huske:
1.Hvis en bøy blir gjort for nær hullet, kan den bli deformert.
2. Hakk og tapper, samt slisser, bør utformes med bredder som er minst 1,5x tykkelsen på materialet.Hvis de gjøres noe mindre, kan de være vanskelige å lage på grunn av kraften som utøves på slag, som får dem til å knekke.
3. Hvert hjørne i det tomme designet bør ha en radius som er minst halvparten av materialtykkelsen.
4. For å minimere tilfeller og alvorlighetsgrad av grader, unngå skarpe hjørner og komplekse utskjæringer når det er mulig.Når slike faktorer ikke kan unngås, sørg for å legge merke til gradretningen i designet slik at de kan tas i betraktning under stemplingen
Mynt:Denne handlingen er når kantene på en stemplet metalldel blir truffet for å flate ut eller bryte graten;dette kan skape en mye jevnere kant i det pregede området av delens geometri;dette kan også gi ekstra styrke til lokaliserte områder av delen, og dette kan brukes for å unngå sekundær prosess som avgrading og sliping.Noen viktige faktorer å huske:
Plastisitet og kornretning– Plastisitet er et mål på permanent deformasjon et materiale gjennomgår når det utsettes for kraft.Metaller med mer plastisitet er lettere å danne.Kornretning er viktig i materialer med høy styrke, som herdede metaller og rustfritt stål.Hvis en bøy går langs kornet med høy styrke, kan det være utsatt for sprekker.
Bend Distortion/Bulge:Utbulingen forårsaket av bøyeforvrengning kan være så stor som ½ materialtykkelsen.Ettersom materialtykkelsen øker og bøyeradiusen avtar, blir forvrengningen/bulen mer alvorlig.Bærende nett og "Mismatch" Cut:Dette er når det kreves en veldig liten innskjæring eller utstøting på delen, og den er vanligvis omtrent 0,005” dyp.Denne funksjonen er ikke nødvendig når du bruker verktøy av kompositt- eller overføringstype, men er nødvendig når du bruker progressive dyseverktøy.
Tilpasset stemplet del for viktig overvåkingsutstyr i medisinsk industri
En klient i den medisinske industrien henvendte seg til MK for å tilpasse metallstempel en del som skulle brukes som fjær- og elektronikkskjold for viktig overvåkingsutstyr i det medisinske feltet.
1. De trengte en boks i rustfritt stål med fjærtrekk og hadde problemer med å finne en leverandør som kunne tilby et design av høy kvalitet til en rimelig pris innenfor en rimelig tidslinje.
2.For å imøtekomme kundens unike forespørsel om å belegge bare den ene enden av delen – i stedet for hele delen – samarbeidet vi med et bransjeledende tinnbeleggselskap som var i stand til å utvikle en avansert enkant, selektiv pletteringsprosess.
MK var i stand til å møte de komplekse designkravene ved å bruke en materialstablingsteknikk som tillot oss å kutte mange emner samtidig, begrense kostnadene og redusere ledetiden.
Stemplet elektrisk kontakt for kabling og kabelapplikasjon
1. Designet var svært komplekst;disse dekslene var ment å brukes som kjedekabler i elektriske løpebaner i gulv og under gulv;derfor presenterte denne applikasjonen strenge størrelsesbegrensninger.
2. Produksjonsprosessen var komplisert og kostbar, ettersom noen av kundens jobber krevde et fullstendig ferdigstilt deksel og andre ikke – noe som betyr at AFC hadde laget delene i to deler og sveiset dem sammen når det var nødvendig.
3. Ved å jobbe med et prøvekoplingsdeksel og et enkelt verktøy levert av klienten, var teamet vårt hos MK i stand til å reversere delen og dens verktøy.Herfra designet vi et nytt verktøy, som vi kunne bruke i vår 150-tonns Bliss progressive stansepresse.
4. Dette tillot oss å produsere delen i ett stykke med utskiftbare komponenter, i stedet for å produsere to separate deler slik kunden hadde gjort.
Dette muliggjorde betydelige kostnadsbesparelser – 80 % av kostnadene for en bestilling på 500 000 deler – samt en leveringstid på fire uker i stedet for 10.
Tilpasset stempling for bilkollisjonsputer
En bilkunde krevde en høystyrke, trykkbestandig metallgjennomføring for bruk i kollisjonsputer.
1. Med et trekk på 34 mm x 18 mm x 8 mm, trengte gjennomføringen å opprettholde en toleranse på 0,1 mm, og produksjonsprosessen som var nødvendig for å imøtekomme den unike materialets strekking som er iboende i den endelige påføringen.
2. På grunn av sin unike geometri, kunne ikke gjennomføringen produseres ved bruk av overføringspressverktøy, og dens dyptrekk utgjorde en unik utfordring.
MK-teamet bygde et 24-stasjons progressivt verktøy for å sikre riktig utvikling av trekket og brukte DDQ-stål med sinkbelegg for å sikre optimal styrke og korrosjonsbestandighet.Metallstempling kan brukes til å lage komplekse deler for et stort spekter av bransjer.Nysgjerrig på å lære mer om de ulike spesialtilpassede metallstemplingsapplikasjonene vi har jobbet med?Besøk vår Case Studies-side, eller ta kontakt med MK-teamet direkte for å diskutere dine unike behov med en ekspert.