Stiskněte brzdu

Přehled plechových dílů

Tvarování plechu:

Výroba plechových dílů je komplexní proces studeného tváření tenkých kovových plechů (obvykle do tloušťky 6 mm), který zahrnuje stříhání, probíjení, ohýbání, svařování, nýtování, tváření do formy a povrchovou úpravu. Její významnou charakteristikou je rovnoměrná tloušťka stejného dílu.

Metody výroby plechových dílů:

1. Výroba bez použití nástrojů (formovacích nářadí): Tento proces využívá zařízení, jako jsou CNC prostřihovací stroje, laserové řezačky, střihačky, lisy pro ohyb a nýtovací stroje, ke zpracování plechů. Obvykle se používá pro výrobu vzorků nebo malých sérií a je nákladnější.

2. Výroba s použitím nástrojů (formovacích nářadí): Tento proces využívá pevné nástroje (formovací nářadí) ke zpracování plechů. Mezi běžné nástroje patří střižné a tvarovací nástroje. Hlavně se používá pro sériovou výrobu a je cenově výhodnější.

Způsoby zpracování plechů:

1. Zpracování bez použití forem: Tento proces využívá zařízení, jako jsou CNC prostřihovací stroje, laserové řezačky, střihačky, lisy pro ohyb a nýtovací stroje, ke zpracování plechů. Obvykle se používá pro výrobu vzorků nebo malých sérií a je relativně nákladné.

2. Zpracování pomocí forem: Tento proces využívá pevné formy ke zpracování plechů. Mezi tyto formy obvykle patří střižné a tvarovací formy. Hlavně se používá pro sériovou výrobu a je relativně levné.

Technologický postup zpracování plechů

• Ořezávání: CNC prostřihávání, laserové řezání, stříhací stroje; Tváření – ohyb, tažení, prostřihávání: ohýbací stroje, razníky atd.

• Další zpracování: nýtování, vyvrtávání závitů atd.

• Svařování

• Úprava povrchu: práškové nátěry, elektrolytické pokovování, vytahování drátu, tampotisk atd.

Výrobní procesy pro plech – ořezávání

Metody ořezávání plechu zahrnují především CNC prostřihávání, laserové řezání, stříhací stroje a ořezávání pomocí tvářecích nástrojů. CNC prostřihávání je v současnosti nejčastěji používanou metodou. Laserové řezání se používá především ve fázi vývoje vzorků, avšak jeho zpracovatelské náklady jsou vysoké. Ořezávání pomocí tvářecích nástrojů se používá především při sériové výrobě.

Níže se budeme zaměřovat především na ořezávání plechu pomocí CNC prostřihávání.

CNC prostřihávání, také známé jako věžové prostřihávání, lze použít pro ořezávání, vrtání otvorů, tažení otvorů a přidávání žebrování apod. Jeho přesnost zpracování dosahuje ±0,1 mm. Tloušťka plechu, kterou lze zpracovat CNC prostřiháváním, je:

Plech z chladem válcované oceli a z horkoválcované oceli do 3,0 mm;

Hliníkový plech do 4,0 mm;

Nerezový plech do 2,0 mm.

1. Pro probíjení platí minimální požadavky na rozměry. Minimální rozměr otvoru závisí na tvaru otvoru, mechanických vlastnostech materiálu a tloušťce materiálu. (Viz obrázek níže)

2. Vzdálenost otvorů od sebe navzájem a vzdálenost otvorů od okraje při CNC probíjení. Minimální vzdálenost mezi okrajem probíjeného otvoru a vnějším tvarem součásti je omezena určitými podmínkami, které závisí na tvaru součásti a tvaru otvoru. Pokud není okraj probíjeného otvoru rovnoběžný s vnějším okrajem součásti, nesmí být tato minimální vzdálenost menší než tloušťka materiálu t; pokud jsou rovnoběžné, nesmí být menší než 1,5t. (Viz obrázek níže)

3. Při tažení otvorů musí být minimální vzdálenost mezi taženým otvorem a okrajem 3T, minimální vzdálenost mezi dvěma taženými otvory je 6T a minimální bezpečná vzdálenost mezi taženým otvorem a ohnutým okrajem (vnitřním) je 3T + R (T je tloušťka plechu, R je poloměr ohybu).

4. Při vrtání otvorů do tažených, ohýbaných a hlubokotažených dílů je nutné dodržet určitou vzdálenost mezi stěnou otvoru a rovnou stěnou. (Viz níže uvedený obrázek)

Technologie zpracování plechu – tváření

Tváření plechu se převážně týká ohýbání a tažení.

1. Ohýbání plechu

1.1. Ohýbání plechu se převážně provádí na ohýbacích strojích.

Přesnost zpracování na ohýbacím stroji:

První ohnutí: ±0,1 mm

Druhé ohnutí: ±0,2 mm

Více než dvě ohnutí: ±0,3 mm

1.2. Základní zásady pořadí ohýbání: Ohýbání zevnitř ven, od malých rozměrů k větším, nejprve ohýbání speciálních tvarů a poté obecných tvarů, přičemž je nutné zajistit, aby předchozí operace neovlivnila ani nebránila následujícím operacím.

1.3. Běžné tvary nástrojů pro ohýbání:

1.4. Minimální poloměr ohýbání ohýbaných dílů: Při ohýbání materiálu se vnější vrstva v obloukové oblasti protahuje, zatímco vnitřní vrstva je stlačována. Pokud je tloušťka materiálu konstantní, tím menší je vnitřní poloměr (r), tím intenzivnější je protažení a stlačení. Překročí-li tahové napětí ve vnějším oblouku mez pevnosti materiálu v tahu, vzniknou praskliny a lomy. Konstrukční návrh ohýbaných dílů proto musí vyhýbat se nadměrně malým poloměrům oblouků při ohýbání. Minimální poloměry ohýbání běžně používaných materiálů v naší společnosti jsou uvedeny v následující tabulce.

Tabulka minimálních poloměrů ohýbání pro ohýbané díly:

1.5. Výška rovného okraje ohýbaných dílů obvykle, minimální výška rovné hrany by neměla být příliš malá. Minimální požadavek na výšku: h > 2t

Pokud je u ohnuté části výška rovné hrany h < 2t, je třeba nejprve tuto výšku zvýšit – buď zvýšením výšky ohnutí a následným dokončením na požadovanou velikost po ohnutí, nebo zpracováním mělkého žlabu v oblasti deformace při ohýbání před samotným ohnutím.

1.6. Výška rovné hrany se šikmou stranou: Pokud má ohnutá část šikmou stranu, je minimální výška této strany: h = (2 až 4)t > 3 mm

1.7. Vzdálenost otvorů u ohnutých dílů: Vzdálenost otvorů: Po vyražení musí být otvor umístěn mimo oblast deformace při ohýbání, aby nedošlo k jeho deformaci během ohýbání. Vzdálenost mezi stěnou otvoru a hranou ohybu je uvedena v následující tabulce.

1.8. U místně ohnutých dílů by měla být ohýbací čára umístěna mimo místa náhlých změn rozměrů. Při částečném ohýbání úseku okraje, aby se zabránilo koncentraci napětí a prasklinám v ostrých rozích, lze ohybovou čáru posunout o určitou vzdálenost od náhlé změny rozměru (Obrázek a), nebo vytvořit technologický žlab (Obrázek b), nebo vyrazit technologický otvor (Obrázek c). Všimněte si rozměrových požadavků uvedených na obrázcích: S > R, šířka žlabu k ≥ t; hloubka žlabu L > t + R + k/2.

1.9. Sešikmený okraj ohnutého okraje by měl být umístěn mimo deformovanou oblast.

1.10. Konstrukční požadavky na neohýbané okraje: délka neohýbaného okraje souvisí s tloušťkou materiálu. Jak je znázorněno na následujícím obrázku, minimální délka neohýbaného okraje L > 3,5t + R. Kde t je tloušťka stěny materiálu a R je minimální vnitřní ohybový poloměr předchozího výrobního kroku (viz pravá část následujícího obrázku).

1.11. Přidané technologické polohovací otvory: Aby bylo zajištěno přesné umístění polotovaru do formy a zabránilo se jeho posunu během ohýbání, který může vést k vadným výrobkům, je třeba procesní polohovací otvory předem začlenit do návrhu, jak je znázorněno na následujícím obrázku. Zejména u dílů, které jsou ohýbány a tvarovány vícekrát, musí být procesní otvory použity jako polohovací reference, aby se snížily kumulativní chyby a zajistila kvalita výrobků.

1.12. Různé rozměry vedou k různé výrobní technologičnosti:

Jak je znázorněno na výše uvedeném diagramu: a) nejprve probíhá vyražení otvoru a poté ohýbání, což usnadňuje zajištění přesnosti rozměru L a usnadňuje zpracování; b) a c) pokud je požadována vysoká přesnost rozměru L, musí být nejprve provedeno ohýbání a teprve poté vyražen otvor, což je složitější.

1.13. Pružný zpět (springback) u ohýbaných dílů: Na pružný zpět působí mnoho faktorů, mezi něž patří mechanické vlastnosti materiálu, tloušťka stěny, poloměr ohýbání a normálový tlak působící během ohýbání.

Čím větší je poměr poloměru vnitřního rohu k tloušťce plechu ohnuté součásti, tím větší je pružná deformace.

Vytlačování vyztužujících žeber v ohýbací zóně nejen zvyšuje tuhost polotovaru, ale také napomáhá potlačit pružnou deformaci.

2. Tvarování plechu tažením

Tvarování plechu tažením se provádí převážně pomocí CNC prostřihování nebo klasického prostřihování, k čemuž jsou potřebné různé tažné písty nebo tvářecí nástroje.

Tvar tažené součásti by měl být co nejjednodušší a co nejsymetričtější a pokud je to možné, měl by být proveden v jediné operaci.

U součástí vyžadujících více tažných operací musí být povoleny stopy, které se mohou na povrchu v průběhu tažení vytvořit.

Při zajištění splnění požadavků na montáž by měla být povolena určitá míra sklonu bočních stěn tažené součásti.

2.1. Požadavky na poloměr zaoblení mezi dnem tažené součásti a přímou stěnou:

Jak je znázorněno na obrázku, poloměr zaoblení mezi dnem tažené části a přímou stěnou by měl být větší než tloušťka plechu, tj. r > t. Aby byl proces tažení hladší, volí se obvykle r1 jako (3 až 5)t a maximální poloměr zaoblení by měl být menší nebo rovný osminásobku tloušťky plechu, tj. r1 ≤ 8t.

2.2. Poloměr zaoblení mezi přírubou a stěnou tažené části:

Jak je znázorněno na obrázku, poloměr zaoblení mezi přírubou a stěnou tažené části by měl být větší než dvojnásobek tloušťky plechu, tj. r2 > 2t. Aby byl proces tažení hladší, volí se obvykle r2 jako (5 až 10)t. Maximální poloměr příruby by měl být menší nebo rovný osminásobku tloušťky plechu, tj. r2 ≤ 8t.

2.3. Poloměr zaoblení mezi přírubou a stěnou tažené části: Jak je znázorněno na obrázku, poloměr zaoblení mezi přírubou a stěnou tažené části by měl být větší než dvojnásobek tloušťky plechu, tj. r2 > 2t. Aby byl tažný proces hladší, volí se obvykle r2 jako (5–10)t. Maximální poloměr příruby by měl být menší nebo roven osminásobku tloušťky plechu, tj. r2 ≤ 8t.

2.4. Průměr vnitřní dutiny kruhových tažených dílů: Jak je znázorněno na obrázku, průměr vnitřní dutiny kruhových tažených dílů by měl být D > d + 10t, aby se během tažení nestáčela tlaková deska.

2.5. Poloměr zaoblení mezi sousedními stěnami obdélníkové tažené části: Jak je znázorněno na obrázku, poloměr zaoblení mezi sousedními stěnami obdélníkové tažené části by měl být r3 > 3t. Aby se snížil počet tažných operací, měl by být r3 co nejvíce větší než H/5, aby bylo možné část vytažit jedinou operací.

2.6. Při tváření kruhového taženého dílu bez příruby v jednom kroku musí být mezi jeho výškou a průměrem dodržena následující rozměrová závislost:

Jak je znázorněno na obrázku, při tváření kruhového taženého dílu bez příruby v jednom kroku musí být poměr výšky H k průměru d menší nebo rovný 0,4, tj. H/d ≤ 0,4.

2.7. Změna tloušťky tažených součástí: Z důvodu různé úrovně napětí v jednotlivých oblastech se po tažení mění tloušťka materiálu v tažené součásti. Obecně zůstává původní tloušťka zachována ve středu dna, materiál se ztenčuje v zaoblených rozích dna, zhoustne v oblasti příruby u horní části a u obdélníkových tažených součástí se zhoustne také v zaoblených rozích. Při návrhu tažených výrobků musí být na výkresu výrobku jednoznačně uvedeno, zda je nutné zaručit vnější nebo vnitřní rozměry; nelze současně zadat jak rozměry vnější, tak vnitřní.

3. Další tváření plechů:

Zpevňující žebra – Žebra se tlačí do dílů z plechu za účelem zvýšení jejich strukturální tuhosti.

Žaluzie – Žaluzie se běžně používají v různých krytech nebo skříních pro ventilaci a odvod tepla.

Lisování okrajů otvorů (vytahování otvorů) – Slouží k vyřezání závitů nebo ke zlepšení tuhosti otvorů.

3.1. Zpevňující žebra:

Výběr konstrukce a rozměrů zpevňujících žeber

Limitní rozměry vzdálenosti mezi razítky a vzdálenosti razítka od okraje

3.2. Žaluzie:

Metoda tváření žaluzií spočívá v tom, že jedna hrana razítka materiál řeže, zatímco zbytek razítka současně materiál protahuje a deformuje, čímž vznikne vlnitý tvar s otevřenou jednou stranou.

Typická konstrukce žaluzií. Požadavky na rozměry žaluzií: a > 4t; b > 6t; h < 5t; L > 24t; r > 0,5t.

3.3. Lepení otvorů (vytahování otvorů):

Existuje mnoho typů lepení otvorů, nejčastějším je lepení vnitřních otvorů pro závit.

Technologie výroby plechových dílů – svařování

Při návrhu svařované konstrukce z plechu je třeba dodržovat zásadu „symetrické uspořádání svárových švů a svárových bodů, vyhýbání se jejich sbíhání, hromadění a překrývání“. Vedlejší svárové švy a svárové body lze přerušit, zatímco hlavní svárové švy a svárové body musí být spojité. Mezi nejčastěji používané metody svařování v plechových konstrukcích patří obloukové svařování a odporové svařování.

1. Obloukové svařování:

Mezi plechovými díly musí být dostatek místa pro svařování. Maximální šířka svárové spáry by měla činit 0,5–0,8 mm a svárový šev musí být rovnoměrný a hladký.

2. Odporové svařování

Svařovaný povrch musí být rovný a bez vrásek, pružného zpětného průhybu atd.

Rozměry pro odporové bodové svařování jsou uvedeny v následující tabulce:

Vzdálenost odporových svařovacích bodů

V praxi lze při svařování malých dílů použít jako referenční údaje data uvedená v následující tabulce. Při svařování velkých dílů lze vzdálenost mezi svařovacími body příslušně zvýšit, obecně však nesmí být menší než 40–50 mm. U nestlačovaných dílů lze vzdálenost mezi svařovacími body zvýšit na 70–80 mm.

Tloušťka desky t, průměr bodového svaru d, minimální průměr bodového svaru dmin, minimální vzdálenost mezi bodovými svary e. Pokud mají desky různou tloušťku, vyberte tloušťku podle tenčí desky.

Počet vrstev desek a poměr tlouštěk při odporovém svařování

Odporové bodové svařování se obvykle provádí u dvou vrstev desek, maximálně však u tří vrstev. Poměr tlouštěk jednotlivých vrstev ve svařovaném spoji by měl ležet v rozmezí 1/3 až 3.

Pokud je pro svařování nutné použít tři vrstvy, je třeba nejprve zkontrolovat poměr jejich tlouštěk. Je-li tento poměr přijatelný, lze svařování provést. Není-li poměr přijatelný, zvažte vytvoření technologických otvorů nebo technologických vyřezů, samostatné svaření dvou vrstev a posunutí svařovacích bodů.

Technologie zpracování plechu – povrchová úprava

Povrchová úprava plechu slouží jak proti korozi, tak i dekorativním účelům. Mezi běžné povrchové úpravy plechu patří: práškové nátěry, elektrogalvanizace, žárové zinkování, povrchová oxidace, matování povrchu (brushing) a síťové tiskování (screen printing). Před povrchovou úpravou je nutné z povrchu plechu odstranit olej, rez, svařovací strusku atd.

1. Práškové nátěry:

Existují dva typy povrchových nátěrů pro plech: kapalné barvy a práškové barvy. My běžně používáme práškové barvy. Metodami jako je nanášení prášku stříkáním, elektrostatická adsorpce a vysokoteplotní pečení se na povrch plechu nanese vrstva barev různých odstínů, čímž se zlepší jeho vzhled a zvýší odolnost materiálu vůči korozi. Jedná se o běžně používanou metodu povrchové úpravy.

Poznámka: Mezi plechy povlakovanými různými výrobci může docházet k určitým rozdílům v barvě. Proto by měly být plechy stejné barvy vyrobené na stejném zařízení ideálně povlakovány stejným výrobcem.

2. Elektrogalvanizace a žárově zinkované plechy (metoda ponoru do roztaveného zinku):

Zinkování povrchu plechu je běžnou metodou povrchové ochrany proti korozi a zároveň zlepšuje jeho vzhled. Zinkování lze rozdělit na elektrogalvanizaci a žárové zinkování.

Elektrogalvanizace vytváří jasnější a hladší povrch, přičemž zinková vrstva je tenčí, a proto se tato metoda používá častěji.

Žárové zinkování vytváří tlustší zinkovou vrstvu a také zinkovo-železnou slitinovou vrstvu, která poskytuje vyšší odolnost proti korozi než elektrogalvanizace.

3. Anodizace povrchu:

Tato část se zaměřuje především na anodizaci povrchu hliníku a hliníkových slitin.

Anodizace povrchu hliníku a hliníkových slitin umožňuje vytvořit různé barvy a slouží jak k ochraně, tak k dekorativnímu účelu. Současně se na povrchu materiálu vytváří anodická oxidová vrstva. Tato vrstva má vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení, stejně jako dobré elektrické a tepelné izolační vlastnosti.

4. Kartáčování povrchu:

Materiál je umístěn mezi horní a dolní válec kartáčovacího stroje. Na válce jsou upevněny brusné pásy. Poháněný motorem je materiál protlačován brusnými pásy, čímž se na jeho povrchu vytvářejí proužky. Tloušťka proužků se liší podle typu brusného pásu. Hlavním účelem je zlepšení vzhledu. Toto kartáčování povrchu se obecně uvažuje pouze u hliníkových materiálů.

5. Tisk síťovým tiskem:

Tisk síťovým tiskem je proces tisku různých značek na povrch materiálů. Obecně existují dvě metody: plošný síťový tisk a tampotisk. Plošný síťový tisk se používá především pro rovné povrchy, zatímco pro hlubší vyhlubeny je nutný tampotisk.

Pro síťový tisk je vyžadována tisková forma pro síťový tisk.

Ohýbání plechů vyžaduje zkušenosti; sledujte, jak zkušení řemeslníci ohýbají plechy a proč to dělají právě tím způsobem. Chcete-li se dozvědět více o ohýbacích strojích nebo ohýbacích procesech, kontaktujte náš tým JUGAO CNC MACHINE.