Metalpladeproduktionsteknologi
Oversigt over pladeemneplader
Blækslagsbearbejdning:
Fremstilling af pladeemneplader er en omfattende koldbearbejdning af tynde metalplader (typisk under 6 mm), herunder skæring, stansning, bøjning, svejsning, nittering, dødeformning og overfladebehandling. Dens fremtrædende karakteristik er, at tykkelsen på samme komponent er ens.
Metoder til fremstilling af pladeemneplader:
1. Fremstilling uden støbning: Denne proces bruger udstyr som CNC-punchning, laserskæring, skæremaskiner, bøjemaskiner og nittermaskiner til at bearbejde pladeudskæringer. Den anvendes generelt til fremstilling af prøver eller små serier og er dyrere.
2. Fremstilling med støbning: Denne proces bruger faste støbninger til at bearbejde pladeudskæringer. Almindelige støbninger omfatter afskæringstøbninger og formstøbninger. Den anvendes primært til masseproduktion og er billigere.
Metoder til pladeudskæringsbehandling:
1. Bearbejdning uden forme: Denne proces bruger udstyr som CNC-punchning, laserskæring, skæremaskiner, bøjemaskiner og nittermaskiner til at bearbejde pladeudskæringer. Den anvendes generelt til fremstilling af prøver eller små serier og er relativt dyr.
2. Bearbejdning med forme: Denne proces bruger faste former til at bearbejde pladeudskæringer. Disse omfatter typisk afskæringformer og formformer. Den anvendes primært til masseproduktion og er relativt billig.
Arbejdsgang for pladeudskæringsbehandling
Blanking: CNC-punchning, laserskæring, skæremaskine; Formning – bøjning, strækning, punchning: bøjemaskine, punchpresse osv.
Anden bearbejdning: nittering, gevindskæring osv.
Svejsning
Overfladebehandling: pulverlakning, elektropladering, trækmønster, silkskærmtryk osv.
Fremstilling af pladeemner – Blanking
Metoder til blanking af pladeemner omfatter primært CNC-punchning, laserskæring, skæremaskiner og diesblanking. CNC-punchning er i dag den mest anvendte metode. Laserskæring anvendes hovedsageligt i prototypefasen, men dens bearbejdningsomkostninger er høje. Diesblanking anvendes hovedsageligt til masseproduktion.
Nedenfor vil vi primært introducere blanking af pladeemner ved hjælp af CNC-punchning.
CNC-punchning, også kendt som tårnpunchning, kan anvendes til blanking, huller i plader, udtrækning af huller samt tilføjelse af forstærkningsribber osv. Dens bearbejdningspræcision kan nå ±0,1 mm. Pladetykkelsen, som CNC-punchning kan bearbejde, er:
Koldvalsede plader, varmvalsede plader < 3,0 mm;
Aluminiumsplader < 4,0 mm;
Rustfrie ståmplader < 2,0 mm.
1. Der er minimumskrav til stansningens størrelse. Den mindste stansstørrelse afhænger af hullens form, materialets mekaniske egenskaber og materialets tykkelse. (Se figur nedenfor)
2. Hullenes indbyrdes afstand og afstanden fra hullen til kanten ved CNC-stansning. Den mindste afstand mellem kanten af et stanset hul og den ydre kontur af en del er underlagt visse begrænsninger, der afhænger af delens form og hullens form. Når kanten af det stansede hul ikke er parallel med delens yderkant, må denne mindste afstand ikke være mindre end materialets tykkelse t; når de er parallelle, må den ikke være mindre end 1,5t. (Se figur nedenfor)
3. Ved trækning af huller er den mindste afstand mellem trækkehullet og kanten 3T, den mindste afstand mellem to trækkehuller er 6T, og den mindste sikre afstand mellem trækkehullet og bøjekanten (indvendig) er 3T + R (hvor T er pladetykkelsen og R er bøjeradius).
4. Når huller stanses i trukne, bøjede og dybtrukne dele, skal der opretholdes en bestemt afstand mellem hullens væg og den lige væg. (Se diagram nedenfor)
Teknologi til bearbejdning af pladeemalje – omformning
Omformning af pladeemalje omfatter primært bøjning og strækning.
1. Bøjning af pladeemalje
1.1. Bøjning af pladeemalje udføres primært med bøjemaskiner.
Præcision ved bøjemaskinebearbejdning:
Første bøjning: +/−0,1 mm
Anden bøjning: +/−0,2 mm
Mere end to bøjninger: +/−0,3 mm
1.2. Grundlæggende principper for bølge rækkefølge: Bøjning fra indersiden og udad, fra lille til stor, bøjning af specielle former først og derefter bøjning af almindelige former, således at den foregående proces ikke påvirker eller forstyrrer efterfølgende processer.
1.3. Almindelige bøjeværktøjsformer:
1.4. Mindste bøjeradius for bøjede dele: Når et materiale bøjes, strækkes den ydre lag, mens det indre lag komprimeres i rundingen. Når materialtykkelsen er konstant, bliver strækningen og komprimeringen desto mere udtalte, jo mindre den indre radius (r) er. Når trækspændingen i den ydre runding overstiger materialets brudstyrke, opstår revner og brud. Derfor bør konstruktionsdesignet af bøjede dele undgå for små bøgerundinger. De mindste bøgeradier for de mest almindeligt anvendte materialer i virksomheden fremgår af nedenstående tabel.
Tabel over mindste bøgeradier for bøjede dele:
1.5. Lige kant-højde for bøjede dele generelt, minimumhøjden for den lige kant må ikke være for lille. Minimumhøjdekrav: h > 2t
Hvis højden h < 2t af den buede del skal øges, skal bulehøjden først øges, og derefter bearbejdes delen til den ønskede størrelse efter buningen; eller en lav rende skal fremstilles i området for buedeformationen før buningen.
1.6. Højde af en lige kant med en skrå side: Når en buet del har en skrå side, er minimumhøjden for siden: h = (2–4)t > 3 mm
1.7. Afstand mellem huller på buede dele: Afstand mellem huller: Efter stansning skal hullet placeres uden for buedeformationsområdet for at undgå deformation under buningen. Afstanden fra hullens væg til bukekanten fremgår af nedenstående tabel.
1.8. For lokalt buede dele skal bukelinjen undgå placeringer med pludselige dimensionsskift. Når en kantdel kun bøjes delvist, kan spændingskoncentration og revner ved skarpe hjørner undgås ved at flytte bøjelinjen en bestemt afstand væk fra den pludselige dimensionsskift (figur a), eller ved at lave en procesrille (figur b), eller ved at stikke et proceshul (figur c). Bemærk de dimensionelle krav i figurerne: S > R, rillebredde k ≥ t; rilledybde L > t + R + k/2.
1.9. Skråkanten på en bøjet kant skal undgå deformationszonen.
1.10. Konstruktionskrav til dødkanter: Længden af en dødkant er relateret til materialetykkelsen. Som vist på figuren nedenfor er den mindste dødkantlængde L > 3,5t + R. Hvor t er materialets vægtykkelse, og R er den mindste indre bøjeradius fra den foregående proces (som vist til højre på figuren nedenfor).
1.11. Tilføjede procespositioneringshuller: For at sikre præcis placering af emnet i formen og forhindre forskydning af emnet under bøjning, hvilket kan føre til defekte produkter, bør procespositioneringshuller tilføjes på forhånd under designet, som vist på figuren nedenfor. Især for dele, der bøjes og formeres flere gange, skal proceshullerne bruges som positioneringsreference for at reducere kumulative fejl og sikre produktkvaliteten.
1.12. Forskellige mål giver forskellig fremstillelighed:
Som vist på diagrammet ovenfor: a) at stanske hullet først og derefter bøje det gør det nemmere at sikre nøjagtigheden af L-målet og letter bearbejdningen. b) og c) hvis nøjagtigheden af L-målet er høj, skal bøjningen udføres først, og hullet bæres derefter, hvilket er mere kompliceret.
1.13. Tilbagespring ved bøjede dele: Mange faktorer påvirker tilbagespring, herunder materialets mekaniske egenskaber, vægtykkelsen, bøjeradius og den normale trykkraft under bøjning.
Jo større forholdet mellem indre hjørneradius og pladetykkelse på den buede del er, desto større er springback.
Trykning af forstærkningsribber i bøjningszonen forbedrer ikke kun værkstykkets stivhed, men hjælper også med at undertrykke springback.
2. Trækning af pladeemal
Trækning af pladeemal udføres primært ved CNC-punktering eller konventionel punktering og kræver forskellige trækningsstifter eller -forme.
Formen på den trukne del bør være så simpel og symmetrisk som muligt, og trækningen bør foretages i én enkelt operation, når det er muligt.
For dele, der kræver flere trækningsoperationer, skal mærker, der måtte dannes på overfladen under trækningsprocessen, være tilladt.
Under forudsætning af, at monteringskravene opfyldes, bør en vis hældning på de trukne sidevægge tillades.
2.1. Krav til afrundingsradius mellem bunden af den trukne del og den lodrette væg:
Som vist på figuren skal afrundningsradiussen mellem bunden af den trukne del og den lodrette væg være større end pladens tykkelse, dvs. r > t. For at gøre trækprocessen mere jævn vælges r1 generelt til (3–5)t, og den maksimale afrundningsradius må ikke overstige 8 gange pladens tykkelse, dvs. r1 < 8t.
2.2. Afrundningsradius mellem flangen og væggen af den trukne del:
Som vist på figuren skal afrundningsradiussen mellem flangen og væggen af den trukne del være større end dobbelt så stor som pladens tykkelse, dvs. r2 > 2t. For at gøre trækprocessen mere jævn vælges r2 generelt til (5–10)t. Den maksimale flangeradius må ikke overstige 8 gange pladens tykkelse, dvs. r2 < 8t.
2.3. Afrundningsradius mellem flangen og væggen af den trukne del: Som vist på figuren skal afrundningsradiussen mellem flangen og væggen i trækningsdelen være større end dobbelt så stor som pladens tykkelse, dvs. r2 > 2t. For at gøre trækningsprocessen mere jævn vælges r2 generelt til (5–10)t. Den maksimale flangeradius skal være mindre end eller lig med otte gange pladens tykkelse, dvs. r2 < 8t.
2.4. Indvendig hul-diameter for cirkulære trukne dele: Som vist på figuren skal den indvendige hul-diameter for cirkulære trukne dele være D > d + 10t, så trykpladen ikke krøller under trækningen.
2.5. Afrundningsradius mellem tilstødende vægge i en rektangulær trækdel: Som vist på figuren skal afrundningsradiussen mellem tilstødende vægge i en rektangulær trækdel være r3 > 3t. For at reducere antallet af trækningsoperationer bør r3 helst være større end H/5, så det kan trækkes frem på én gang.
2.6. Når en cirkulær flangeløs trukket del fremstilles i ét trin, skal den dimensionelle relation mellem dens højde og diameter opfylde følgende krav:
Som vist på figuren skal forholdet mellem højden H og diameteren d ved fremstilling af en cirkulær flangeløs trukket del i ét trin være mindre end eller lig med 0,4, dvs. H/d ≤ 0,4.
2.7. Tykkelsesvariation i trukne komponenter: På grund af forskellige spændingsniveauer på forskellige steder ændres materialets tykkelse i en trukken komponent efter trækningen. Generelt bevares den oprindelige tykkelse i bundens centrum, materialet bliver tyndere ved bundens afrundede hjørner, materialet bliver tykkere nær flangen øverst, og materialet bliver tykkere ved hjørnerne på rektangulære trukkede komponenter. Ved udformning af trukkede produkter skal målene på produkttegningen tydeligt angive, om ydre eller indre mål skal sikres; både ydre og indre mål kan ikke specificeres samtidigt.
3. Andre metalpladeformningsprocesser:
Forstærkningsribber — Ribber påtrykkes metalpladedele for at øge den strukturelle stivhed.
Louverer — Louverer anvendes ofte i forskellige kabinetter eller housinge til ventilation og varmeafledning.
Kanttrækning af huller (hultrækning) — Bruges til at fremstille gevind eller forbedre stivheden af åbninger.
3.1. Forstærkningsribber:
Valg af forstærkningsribbestruktur og dimensioner
Grænseværdier for stempelafstand og stempelkantafstand
3.2. Venetianske persienner:
Metoden til fremstilling af venetianske persienner består i at bruge én kant af stemplet til at skære materialet, mens resten af stemplet samtidig strækker og deformere materialet, hvilket danner en bølget form med én åben side.
Typisk struktur af venetianske persienner. Krav til målene på venetianske persienner: a > 4t; b > 6t; h < 5t; L > 24t; r > 0,5t.
3.3. Hulling af huller (trækning af huller):
Der findes mange typer hulling af huller; den mest almindelige er hulling af indre huller til gevindskæring.
Fremstillingsteknologi for plade metal – svejsning
Ved konstruktion af svejsestrukturer i plademetal skal principperne "symmetrisk anordning af svejsninger og svejsepunkter samt undgåelse af sammenløb, samling og overlapning" følges. Sekundære svejsninger og svejsepunkter kan være afbrudte, mens primære svejsninger og svejsepunkter skal være sammenhængende. De mest almindelige svejsemetoder i plademetalarbejde er lysbuesvejsning og modstandssvejsning.
1. Lysbuesvejsning:
Der skal være tilstrækkelig svejsplads mellem plademetaldele. Den maksimale svejskløft skal være 0,5–0,8 mm, og svejsen skal være jævn og plan.
2. Modstandssvejsning
Svejsefladen skal være plan og fri for folder, udbøjning osv.
Målene for modstandspunktsvejsning fremgår af nedenstående tabel:
Afstand mellem modstandssvejsepunkter
I praktiske anvendelser kan dataene i nedenstående tabel bruges som reference ved svejsning af små dele. Ved svejsning af store dele kan afstanden mellem svejsepunkterne forøges passende, generelt ikke mindre end 40–50 mm. For ikke-bærende dele kan afstanden mellem svejsepunkterne øges til 70–80 mm.
Pladetykkelse t, svejsepunktdiameter d, mindste svejsepunktdiameter dmin, mindste afstand mellem svejsepunkter e. Hvis pladerne har forskellig tykkelse, vælges tykkelsen ud fra den tyndeste plade.
Antal pladelag og tykkelsesforhold ved modstandsvejsning
Modstands punktsvejsning omfatter typisk to pladelag, maksimalt tre lag. Tykkelsesforholdet mellem hvert lag i svejseforbindelsen skal ligge mellem 1/3 og 3.
Hvis der kræves tre lag til svejsning, skal tykkelsesforholdet først kontrolleres. Hvis det er rimeligt, kan svejsningen udføres. Hvis ikke, bør der overvejes at lave proceshuller eller procesudskæringer, svejse to lag ad gangen og forskyde svejsepunkterne.
Teknologi til bearbejdning af plademetal – overfladebehandling
Overfladebehandling af plademetal tjener både anti-korrosions- og dekorative formål. Almindelige overfladebehandlinger af plademetal omfatter: pulverlakning, elektro-galvanisering, varmdyppgalvanisering, overfladeoxidation, overfladebørstning og silkeskærmstrykning. Før overfladebehandling skal olie, rust, svejsestøv osv. fjernes fra plademetallets overflade.
1. Pulverlakning:
Der findes to typer overfladelak til plademetal: væskefarve og pulverfarve. Vi bruger typisk pulverfarve. Ved metoder som pulverbesprayning, elektrostatiske adsorption og højtemperaturstegning sprøjtes et lag farve i forskellige farver på plademetallets overflade for at forbedre dets udseende og øge materialets modstandsdygtighed mod korrosion. Det er en almindeligt anvendt overfladebehandlingsmetode.
Bemærk: Der kan opstå en vis farveforskel mellem plader, der er belagt af forskellige producenter. Derfor bør pladestål i samme farve, der fremstilles på samme udstyr, helst belægges af samme producent.
2. Elektrogalvanisering og varmdyppelakning med zink:
Galvanisering af pladeståls overflade er en almindelig overfladebehandling til korrosionsbeskyttelse, og den forbedrer også udseendet. Galvanisering kan opdeles i elektrogalvanisering og varmdyppelakning.
Elektrogalvanisering giver et mere glansfuldt og jævnt udseende, og zinklaget er tyndere, hvilket gør det mere almindeligt anvendt.
Varmdyppelakning giver et tykkere zinklag og danner et zink-jern-legeringslag, som tilbyder stærkere korrosionsbestandighed end elektrogalvanisering.
3. Overfladeanodisering:
Dette afsnit beskriver primært overfladeanodisering af aluminium og aluminiumslegeringer.
Overfladeanodisering af aluminium og aluminiumlegeringer kan frembringe forskellige farver og tjener både en beskyttende og dekorativ funktion. Samtidig dannes der en anodisk oxidfilm på materialets overflade. Denne film har høj hårdhed og slidstyrke samt god elektrisk isoleringsevne og god termisk isoleringsevne.
4. Overfladebørstning:
Materialet placeres mellem de øvre og nedre ruller på børstemaskinen. Slidbånd er monteret på rullerne. Drevet af en motor trækkes materialet gennem slidbåndene, hvilket skaber linjer på materialets overflade. Linjernes tykkelse varierer afhængigt af typen af slidbånd. Hovedformålet er at forbedre udseendet. Denne overfladebørstningsbehandling anvendes generelt kun på aluminiummaterialer.
5. Silketryk:
Silketryk er processen med at trykke forskellige mærker på overfladen af materialer. Der findes generelt to metoder: planbordsilketryk og stempeltryk. Planbordsilketryk bruges primært til flade overflader, mens stempeltryk er nødvendigt til dybere fordybninger.
Silketryk kræver en silketrykform.
Pladebøjning kræver erfaring; observer, hvordan erfarne håndværkere bøjer plader, og hvorfor de gør det på den måde. Hvis du vil vide mere om bøjningsmaskiner eller bøjningsprocesser, bedes du kontakte vores JUGAO CNC MACHINE-team.
