Натиснете спирачката.

Обзор на листовия метал

Фабрициране на листова стомана:

Изработката на листов метал е комплексен процес на студено формоване на тънки метални листове (обикновено по-тънки от 6 мм), включващ рязане, пробиване, огъване, заваряване, клепване, формоване с матрици и повърхностна обработка. Нейната значима характеристика е, че дебелината на една и съща част е постоянна.

Методи за изработка на листов метал:

1. Обработка без използване на матрица: Този процес използва оборудване като CNC пробивни машини, лазерни резачки, ножици за рязане на листов метал, гънки машини и машини за заковаване за обработка на листов метал. Обикновено се използва за изработване на пробни образци или малкосерийно производство и е по-скъп.

2. Обработка с използване на матрица: Този процес използва фиксирани матрици за обработка на листов метал. Често използваните матрици включват пробивни и формовъчни матрици. Използва се предимно за масово производство и е по-евтин.

Методи за обработка на листов метал:

1. Обработка без използване на шаблон: Този процес използва оборудване като CNC пробивни машини, лазерни резачки, ножици за рязане на листов метал, гънки машини и машини за заковаване за обработка на листов метал. Обикновено се използва за изработване на пробни образци или малкосерийно производство и е относително скъп.

2. Обработка с използване на шаблон: Този процес използва фиксирани шаблони за обработка на листов метал. Те обикновено включват пробивни и формовъчни шаблони. Използва се предимно за масово производство и е относително евтин.

Технологичен процес за обработка на листов метал

• Пробиване: CNC пробиване, лазерно рязане, ножици за рязане; Формоване – огъване, разтягане, пробиване: огъващи машини, пробивни преси и др.

• Други процеси: заковаване, нарезане на вътрешна резба и др.

• Заваряване

• Повърхностна обработка: напръскване с прахови покрития, електролитно поцинковане, изтегляне на жица, трафаретна печат и др.

Процеси за производство на листови метални детайли – Пробиване

Основните методи за пробиване на листови метали включват CNC пробиване, лазерно рязане, ножици за рязане и пробиване с матрици. В момента CNC пробиването е най-често използваният метод. Лазерното рязане се прилага предимно на етапа на прототипиране, но разходите за обработката му са високи. Пробиването с матрици се използва главно при серийно производство.

По-долу ще представим предимно пробиването на листови метали чрез CNC пробиване.

CNC пробиването, известно също като кулово пробиване, може да се използва за пробиване, пробиване на отвори, изтегляне на отвори и добавяне на ребра и др. Точността на обработката може да достигне ±0,1 мм. Дебелината на листовия метал, който може да се обработва чрез CNC пробиване, е:

Студено валцовани листове, топло валцовани листове <3,0 мм;

Алуминиеви листове <4,0 мм;

Неръждаеми стоманени листове <2,0 мм.

1. Съществат минимални изисквания за размера при пробиване. Минималният размер при пробиване зависи от формата на отвора, механичните свойства на материала и дебелината на материала. (Вижте фигурата по-долу)

2. Разстояние между отворите и разстояние до ръба при CNC пробиване. Минималното разстояние между ръба на пробития отвор и външната форма на детайла е подложено на определени ограничения, които зависят от формата на детайла и отвора. Когато ръбът на пробития отвор не е успореден на външния ръб на детайла, това минимално разстояние не трябва да е по-малко от дебелината на материала t; когато те са успоредни, то не трябва да е по-малко от 1,5t. (Вижте фигурата по-долу)

3. При изтегляне на отвори минималното разстояние между изтегления отвор и ръба е 3T, минималното разстояние между два изтеглени отвора е 6T, а минималното безопасно разстояние между изтегления отвор и ръба при огъване (вътрешен) е 3T + R (където T е дебелината на листовия метал, а R е радиусът на огъване).

4. При пробиване на отвори в изтеглени, огънати и дълбоко изтеглени детайли трябва да се спазва определено разстояние между стената на отвора и правата стена. (Вж. диаграмата по-долу)

Технология за обработка на листов метал – формообразуване

Формообразуването на листов метал включва предимно огъване и изтегляне.

1. Огъване на листов метал

1.1. Огъването на листов метал се извършва предимно с помощта на огъващи машини.

Точност на обработката с огъваща машина:

Първо огъване: ±0,1 мм

Второ огъване: ±0,2 мм

Повече от две огъвания: ±0,3 мм

1.2. Основни принципи за последователността на огъването: Гънене отвътре навън, от малко към голямо, първо гънене на специални форми, след това гънене на общи форми, като се гарантира, че предишният процес не влияе или не пречи на последващите процеси.

1.3. Често срещани форми на гънешки инструменти:

1.4. Минимален радиус на гънене на гънатите детайли: Когато материалът се гъне, външният слой се удължава, а вътрешният слой се компресира в областта на закръглената част (филета). При постоянна дебелина на материала колкото по-малък е вътрешният радиус (r), толкова по-силно е удължаването и компресията. Когато растежното напрежение във външната част на филета надвиши крайната якост на материала, възникват пукнатини и разрушения. Следователно при конструктивното проектиране на гънати детайли трябва да се избягват прекалено малки радиуси на гънене. Минималните радиуси на гънене за често използваните материали в компанията са показани в таблицата по-долу.

Таблица с минимални радиуси на гънене за гънати детайли:

1.5. Височина на правата ръбова част на гънатите детайли, обикновено, минималната височина на правата ръбова част не бива да е твърде малка. Минимално изискване за височина: h > 2t

Ако височината h на правата ръбова част на огънатата детайлна част е по-малка от 2t, първо трябва да се увеличи височината на огъване, след което детайлът се обработва до необходимите размери след огъването; или преди огъването в зоната на деформация при огъване се изпълнява плитка канавка.

1.6. Височина на права ръбова част с наклонена страна: Когато огънатата детайлна част има наклонена страна, минималната височина на тази страна е: h = (2–4)t > 3 mm

1.7. Разстояние между отворите в огънати детайли: Разстояние между отворите: След пробиването отворът трябва да се намира извън зоната на деформация при огъване, за да се избегне деформация по време на огъването. Разстоянието от стената на отвора до ръба на огъването е показано в таблицата по-долу.

1.8. При локално огънати детайли линията на огъване трябва да избягва места с рязка промяна на размерите. При частично огъване на участък от ръб, за да се предотврати концентрацията на напрежение и образуването на пукнатини в остри ъгли, линията на огъване може да се премести на определено разстояние от рязката промяна в размерите (Фигура а), или може да се изработи технологична канавка (Фигура б), или може да се пробие технологично отверстие (Фигура в). Обърнете внимание на размерните изисквания, посочени на фигурите: S > R; ширина на канавката k ≥ t; дълбочина на канавката L > t + R + k/2.

1.9. Наклоненият ръб на огънат ръб трябва да избягва зоната на деформация.

1.10. Конструктивни изисквания за твърди ръбове: Дължината на твърдия ръб зависи от дебелината на материала. Както е показано на фигурата по-долу, минималната дължина на твърдия ръб L > 3,5t + R. Където t е дебелината на стената на материала, а R е минималният вътрешен радиус на огъване при предходния технологичен процес (както е показано отдясно на фигурата по-долу).

1.11. Допълнителни технологични позициониращи отверстия: За да се осигури точното позициониране на заготовката в матрицата и да се предотврати нейното преместване по време на огъване, което води до дефектни изделия, процесните позиционни отвори трябва да бъдат предварително добавени по време на проектирането, както е показано на фигурата по-долу. По-специално, за детайли, които се огъват и формират многократно, процесните отвори задължително трябва да се използват като позиционна отправна точка, за да се намалят натрупващите се грешки и да се гарантира качеството на изделието.

1.12. Различните размери водят до различна технологичност:

Както е показано на горната диаграма: а) първо пробиване на отвора, а след това огъване – това улеснява осигуряването на точността на размера L и улеснява обработката; б) и в) ако точността на размера L е висока, първо трябва да се извърши огъването, а след това – механичната обработка на отвора, което е по-сложно.

1.13. Еластично възстановяване при огъване на детайли: Много фактори влияят върху еластичното възстановяване, включително механичните свойства на материала, дебелината на стената, радиусът на огъване и нормалното налягане по време на огъване.

Колкото по-голямо е съотношението между радиуса на вътрешния ъгъл и дебелината на листовата част при огъване, толкова по-голям е еластичният отскок.

Нанасянето на усилващи ребра в зоната на огъване не само подобрява твърдостта на заготовката, но и помага за потискане на еластичния отскок.

2. Изтегляне на листов метал

Изтеглянето на листов метал се извършва предимно чрез ЧПУ пробиване или конвенционално пробиване и изисква различни изтеглящи пробойници или матрици.

Формата на изтеглената част трябва да е възможно най-проста и симетрична и по възможност да се извърши с една операция.

За части, които изискват множество операции по изтегляне, допустими са белези, които могат да се образуват по повърхността по време на процеса на изтегляне.

При спазване на изискванията за сглобяване трябва да се допуска определен наклон на страничните стени на изтеглената част.

2.1. Изисквания към радиуса на закръглението между дъното на изтеглената част и правата стена:

Както е показано на фигурата, радиусът на закръгленето между дъното на изтеглената част и правата стена трябва да е по-голям от дебелината на листа, т.е. r > t. За да се осигури по-плавен процес на изтегляне, обикновено се приема r1 = (3–5)t, а максималният радиус на закръгленето не трябва да надвишава 8 пъти дебелината на листа, т.е. r1 ≤ 8t.

2.2. Радиус на закръгленето между фланеца и стената на изтеглената част:

Както е показано на фигурата, радиусът на закръгленето между фланеца и стената на изтеглената част трябва да е по-голям от два пъти дебелината на листа, т.е. r2 > 2t. За да се осигури по-плавен процес на изтегляне, обикновено се приема r2 = (5–10)t. Максималният радиус на фланеца не трябва да надвишава 8 пъти дебелината на листа, т.е. r2 ≤ 8t.

2.3. Радиус на закръгленето между фланеца и стената на изтеглената част: Както е показано на фигурата, радиусът на закръгленето между фланеца и стената на изтеглената част трябва да е по-голям от два пъти дебелината на листа, т.е. r2 > 2t. За да протече процесът на изтегляне по-гладко, обикновено се приема r2 = (5–10)t. Максималният радиус на фланеца трябва да е по-малък или равен на осем пъти дебелината на листа, т.е. r2 < 8t.

2.4. Вътрешен диаметър на кръгли изтеглени части: Както е показано на фигурата, вътрешният диаметър на кръгли изтеглени части трябва да е D > d + 10t, за да не се образуват гънки по натисковата плоча по време на изтеглянето.

2.5. Радиус на закръгленето между съседни стени на правоъгълна изтеглена част: Както е показано на фигурата, радиусът на закръгленето между съседни стени на правоъгълна изтеглена част трябва да е r3 > 3t. За намаляване на броя на операциите по изтегляне r3 трябва да е колкото е възможно по-голям от H/5, за да може частта да се изтегли наведнъж.

2.6. При формиране на кръгъл изтеглен детайл без фланец на една стъпка, размерната връзка между неговата височина и диаметър трябва да отговаря на следните изисквания:

Както е показано на фигурата, при формиране на кръгъл изтеглен детайл без фланец на една стъпка отношението между височината H и диаметъра d трябва да бъде по-малко или равно на 0.4, т.е. H/d ≤ 0.4.

2.7. Вариация на дебелината на изтеглените компоненти: Поради различните нива на напрежение в различните области дебелината на материала в изтеглен компонент се променя след изтеглянето. Обикновено централната част на дъното запазва първоначалната си дебелина, материала се изтънява в закръглените ъгли на дъното, материала се уплътнява в областта около фланеца в горната част, а при правоъгълни изтеглени компоненти материала се уплътнява и в закръглените ъгли. При проектирането на изтеглени изделия размерите на чертежа на изделието трябва ясно да показват дали трябва да се гарантират външни или вътрешни размери; едновременно не могат да се задават както външни, така и вътрешни размери.

3. Други методи за формоване на листов метал:

Усилващи ребра — Ребрата се пресоват върху детайли от листов метал, за да се увеличи конструктивната им твърдост.

Ламели — Ламелите често се използват в различни корпуси или кутии за вентилация и отвод на топлина.

Фланцовка на отвори (изтегляне на отвори) — Използва се за нарезане на резба или за подобряване на твърдостта на отворите.

3.1. Усилващи ребра:

Избор на конструкция и размери на усилващите ребра

Ограничени размери за разстоянието между пробивните елементи и разстоянието от пробивния елемент до ръба

3.2. Ламели:

Методът за формоване на ламели се състои в това единият ръб на пробивния елемент да реже материала, докато останалата част на пробивния елемент едновременно удължава и деформира материала, като се получава вълнообразна форма с отворена една страна.

Типична конструкция на ламели. Изисквания към размерите на ламелите: a > 4t; b > 6t; h < 5t; L > 24t; r > 0,5t.

3.3. Фланцовка на отвори (изтегляне на отвори):

Съществуват много видове фланцовка на отвори, най-често срещаната от които е фланцовката на вътрешни отвори за нарезаване на резба.

Технология за производство на листови метални изделия – заваряване

При проектирането на конструкции от листови метали със заваръчни шевове трябва да се спазва принципът „симетрично разположение на заваръчните шевове и точки, избягване на схождане, концентрация и припокриване“. Второстепенните заваръчни шевове и точки могат да бъдат прекъснати, докато основните заваръчни шевове и точки трябва да бъдат непрекъснати. Често използваните методи за заваряване при работа с листови метали включват дъгово заваряване и контактно (съпротивително) заваряване.

1. Дъгово заваряване:

Между листовите метални части трябва да има достатъчно място за заваряване. Максималният зазор за заваряване трябва да е 0,5–0,8 мм, а заваръчният шев трябва да е равномерен и плосък.

2. Контактно (съпротивително) заваряване

Повърхността за заваряване трябва да е равна и без гънки, еластично връщане (отскок), и т.н.

Размерите за контактно точково заваряване са показани в таблицата по-долу:

Разстояние между контактни (съпротивителни) заваръчни точки

В практически приложения, при заваряване на малки части, данните в таблицата по-долу могат да се използват като ориентировъчни. При заваряване на големи части разстоянието между заваръчните точки може да се увеличи подходящо, като обикновено не е по-малко от 40–50 мм. За ненатоварени части разстоянието между заваръчните точки може да се увеличи до 70–80 мм.

Дебелина на листа t, диаметър на заваръчната точка d, минимален диаметър на заваръчната точка dmin, минимално разстояние между заваръчните точки e. Ако листовете имат различна дебелина, дебелината се избира според по-тънкия лист.

Брой слоеве при съпротивително заваряване и съотношение на дебелините

При съпротивително точково заваряване обикновено участват два слоя листове, максимум три слоя. Съотношението на дебелините на отделните слоеве в заваръчното съединение трябва да е в интервала от 1/3 до 3.

Ако за заваряването са необходими три слоя, първо трябва да се провери съотношението на дебелините. Ако то е разумно, заваряването може да продължи. Ако не е, трябва да се разгледа възможността за изработване на технологични отвори или технологични надрези, отделно заваряване на два слоя и разместване на заваръчните точки.

Технология за обработка на листов метал – повърхностна обработка

Повърхностната обработка на листовия метал има както антикорозионна, така и декоративна цел. Често срещаните методи за повърхностна обработка на листов метал включват: напръскване с прахови боядисвания, електрогалванизиране, галванизиране чрез потапяне в топен цинк, оксидиране на повърхността, шлифоване на повърхността и трафаретно печатане. Преди повърхностната обработка от повърхността на листовия метал трябва да се премахнат мазнина, ръжда, заваръчни шлаки и др.

1. Напръскване с прахови боядисвания:

Съществуват два типа повърхностни боядисвания за листов метал: течни бои и прахови бои. Ние обикновено използваме прахови бои. Чрез методи като напръскване с прах, електростатично адхезивно нанасяне и високотемпературно изпичане върху повърхността на листовия метал се нанася слой боя в различни цветове, което подобрява външния му вид и увеличава корозионната устойчивост на материала. Това е разпространен метод за повърхностна обработка.

Забележка: Ще има известна разлика в цвета между листовете, които са боядисани от различни производители. Следователно листовият метал с един и същ цвят, произведен на едно и също оборудване, трябва идеално да бъде боядисан от един и същи производител.

2. Електрогалванизиране и галванизиране чрез потапяне в топъл цинк:

Галванизирането на повърхността на листовия метал е често срещан метод за повърхностна корозионна защита и също така подобрява външния вид. Галванизирането може да се раздели на електрогалванизиране и галванизиране чрез потапяне в топъл цинк.

Електрогалванизирането осигурява по-ярък и по-гладък външен вид, а цинковият слой е по-тънък, поради което този метод се използва по-често.

Галванизирането чрез потапяне в топъл цинк води до по-дебел цинков слой и образуване на цинко-железен сплавен слой, който осигурява по-висока корозионна устойчивост в сравнение с електрогалванизирането.

3. Повърхностно анодизиране:

Тази секция основно представя повърхностното анодизиране на алуминий и алуминиеви сплави.

Анодирането на повърхността на алуминия и алуминиевите сплави може да произвежда различни цветове и изпълнява както защитна, така и декоративна функция. Едновременно с това върху повърхността на материала се формира аноден оксиден филм. Този филм притежава висока твърдост и износостойкост, както и добри електроизолационни и топлоизолационни свойства.

4. Повърхностно четкане:

Материалът се поставя между горния и долния валове на машината за четкане. Върху валовете са монтирани абразивни ленти. Под действието на двигател материалът се принуждава да мине през абразивните ленти, което води до образуване на линии по повърхността му. Дебелината на линиите варира в зависимост от типа абразивна лента. Основната цел е подобряване на външния вид. Тази обработка чрез повърхностно четкане обикновено се прилага само за алуминиеви материали.

5. Тампонна печат:

Тампонната печатна техника е процесът на нанасяне на различни маркировки върху повърхността на материали. Обикновено се използват два метода: плоска тампонна печат и тампонна печат с гумено тампонче. Плоската тампонна печат се използва предимно за равни повърхности, докато за по-дълбоки вдлъбнатини е необходима тампонната печат с гумено тампонче.

Тампонната печат изисква тампонна печатна форма.

Гъвкането на листови метали изисква опит; наблюдавайте как опитните майстори гъвкат листове и защо го правят по този начин. За да научите повече за гъвкащи машини или процеси на гъвкане, моля, свържете се с нашия екип JUGAO CNC MACHINE.