Lapos fémberendezési technológia
Lemezfémmunka – áttekintés
Fémlapgyártás:
A lemezfémmunka egy komplex hidegmunka-folyamat vékony fémlemezekhez (általában 6 mm alatti vastagságúakhoz), amely a következő műveleteket foglalja magában: vágás, lyukasztás, hajtás, hegesztés, szegezés, nyomóformázás és felületkezelés. Jelentős jellemzője, hogy ugyanazon alkatrész vastagsága egységes.
Lemezfémmunka-módszerek:
1. Nem szerszámos gyártás: Ezt a folyamatot CNC lyukasztó-, lézeres vágó-, vágó-, hajlító- és rivázógépek segítségével végezzük a lemezalapanyag feldolgozására. Általában minták készítésére vagy kis sorozatgyártásra használják, és magasabb költséggel jár.
2. Szerszámos gyártás: Ezt a folyamatot rögzített szerszámokkal (dies) végezzük a lemezalapanyag feldolgozására. Gyakori szerszámok a kivágó- és az alakítószerszámok. Főként tömeggyártásra használják, és olcsóbb.
Lemezalapanyag-feldolgozási módszerek:
1. Nem szerszámos feldolgozás: Ezt a folyamatot CNC lyukasztó-, lézeres vágó-, vágó-, hajlító- és rivázógépek segítségével végezzük a lemezalapanyag feldolgozására. Általában minták készítésére vagy kis sorozatgyártásra használják, és viszonylag drága.
2. Szerszámos feldolgozás: Ezt a folyamatot rögzített szerszámokkal (molds) végezzük a lemezalapanyag feldolgozására. Ezek általában kivágó- és alakítószerszámok. Főként tömeggyártásra használják, és viszonylag olcsó.
Lemezalapanyag-feldolgozási folyamat
Kivágás: CNC-lyukasztás, lézeres vágás, nyíróberendezés; Alakítás – hajlítás, nyújtás, lyukasztás: hajlítógép, lyukasztóprés stb.
Egyéb megmunkálási eljárások: rivázás, menetkészítés stb.
Villamosvesszőzés
Felületkezelés: porfestés, galvanizálás, huzalhúzás, fémnyomtatás stb.
Lemezfeldolgozási folyamatok – Kivágás
A lemezkivágás módszerei főként a CNC-lyukasztást, a lézeres vágást, a nyíróberendezéseket és a szerszámos kivágást foglalják magukban. A CNC-lyukasztás jelenleg a leggyakrabban alkalmazott módszer. A lézeres vágást elsősorban prototípus-készítési szakaszban használják, de a feldolgozási költsége magas. A szerszámos kivágást főként tömeggyártásra használják.
Az alábbiakban főként a CNC-lyukasztással végzett lemezkivágást mutatjuk be.
A CNC-lyukasztás, más néven toronylyukasztás, kivágásra, lyukasztásra, mélyhúzásra és bordák kialakítására is alkalmas. Feldolgozási pontossága elérheti a ±0,1 mm-t. A CNC-lyukasztással feldolgozható lemezvastagság:
Hidegen hengerelt lemez, melegen hengerelt lemez < 3,0 mm;
Alumíniumlemez < 4,0 mm;
Rozsdamentes acéllemez < 2,0 mm.
1. A lyukasztáshoz minimális méretek szükségesek. A minimális lyukasztási méret függ a lyuk alakjától, az anyag mechanikai tulajdonságaitól és az anyag vastagságától. (Lásd az alábbi ábrát)
2. CNC-lyukasztásnál a lyukak közötti távolság és a szegélytávolság. A lyukasztott lyuk széle és a alkatrész külső kontúrja közötti minimális távolság bizonyos korlátozásoknak van alávetve, amelyek függenek az alkatrész és a lyuk alakjától. Amikor a lyukasztott lyuk széle nem párhuzamos az alkatrész külső szélével, ez a minimális távolság nem lehet kisebb az anyag vastagságánál (t); ha párhuzamosak, akkor nem lehet kisebb, mint 1,5t. (Lásd az alábbi ábrát)
3. Húzott lyukak rajzolásakor a húzott lyuk és a szegély közötti minimális távolság 3T, két húzott lyuk közötti minimális távolság 6T, a húzott lyuk és a hajlítási él (belső) közötti minimális biztonsági távolság pedig 3T + R (ahol T a lemezvastagság, R a hajlítási sugár).
4. A kihúzott, hajlított és mélyhúzott alkatrészek lyukasztásakor bizonyos távolságot kell tartani a lyuk falai és a sík falak között. (Lásd az alábbi ábrát)
Lemezfeldolgozási technológia – alakítás
A lemezalakítás főként a hajlítást és a nyújtást foglalja magában.
1. Lemezhajlítás
1.1. A lemezhajlítás főként hajlítógépeket használ.
A hajlítógép feldolgozási pontossága:
Első hajlítás: ±0,1 mm
Második hajlítás: ±0,2 mm
Kettőnél több hajlítás: ±0,3 mm
1.2. A hajlítási sorrend alapelvei: Hajlítás belülről kifelé, kis méretektől a nagyobbak felé, először speciális alakzatokat, majd általános alakzatokat hajtva úgy, hogy az előző folyamat ne befolyásolja vagy zavarja a következő folyamatokat.
1.3. Gyakori hajlítószerszám-alakzatok:
1.4. Hajlított alkatrészek minimális hajlítási sugara: Amikor egy anyagot hajlítanak, a külső réteg megnyúlik, míg a belső réteg összenyomódik a lekerekített sarokrészben. Amikor az anyag vastagsága állandó, annál kisebb a belső sugár (r), annál erősebb a megnyúlás és az összenyomódás. Ha a külső lekerekítésnél fellépő húzófeszültség meghaladja az anyag szakítószilárdságát, repedések és törések keletkeznek. Ezért a hajlított alkatrészek szerkezeti tervezése elkerüli a túlságosan kis hajlítási lekerekítési sugarakat. Az alábbi táblázat a cég által gyakran használt anyagok minimális hajlítási sugarait mutatja.
Hajlított alkatrészek minimális hajlítási sugarainak táblázata:
1.5. Hajlított alkatrészek egyenes szélmagassága általában, a minimális egyenes él magassága ne legyen túl kicsi. A minimális magassági követelmény: h > 2t
Ha a hajlított rész egyenes élének magassága (h) kisebb, mint 2t, akkor először növelni kell a hajlítási magasságot, majd a hajlítás után feldolgozni a szükséges méretre; vagy a hajlítási deformációs zónában – a hajlítás előtt – sekély horpadást kell kialakítani.
1.6. Ferde oldallal rendelkező egyenes él magassága: Amikor egy hajlított rész ferde oldallal rendelkezik, az oldal minimális magassága: h = (2–4)t > 3 mm
1.7. Hajlított alkatrészek lyuktávolsága: Lyuktávolság: A dörzsölés után a lyukat a hajlítási deformációs zónán kívül kell elhelyezni, hogy elkerüljük a hajlítás során bekövetkező deformációt. A lyuk falának és a hajlítási élnek a távolságát az alábbi táblázat mutatja.
1.8. Helyileg hajlított alkatrészek esetén a hajlítási vonalat kerülni kell a hirtelen méretváltozások helyein. Amikor egy él szakaszát részben hajlítjuk, a feszültségkoncentráció és a repedések éles sarkoknál elkerülése érdekében a hajlásvonalat bizonyos távolsággal el lehet tolni az hirtelen méretváltozástól (a ábra), vagy folyamatárok (folyamatvágás) készíthetők (b ábra), illetve folyamatlyukak dörzsölhetők (c ábra). Figyeljük meg a rajzokon feltüntetett méreti követelményeket: S > R; az árok szélessége k ≥ t; az árok mélysége L > t + R + k/2.
1.9. A behajtott él ferde széle kerülni kell a deformációs zónát.
1.10. Halott él tervezési követelményei: A halott él hossza összefüggésben áll az anyag vastagságával. Az alábbi ábra szerint a minimális halott él hossza L > 3,5t + R, ahol t az anyag falvastagsága, R pedig az előző folyamat minimális belső hajlítási sugara (az alábbi ábra jobb oldalán látható).
1.11. Hozzáadott folyamatpozicionáló lyukak: A nyersdarab pontos helyzetének biztosítása a formában, valamint a nyersdarab elmozdulásának megelőzése hajlítás közben – amely hibás termékekhez vezethet – érdekében a tervezés során előre fel kell venni folyamat-helyezési furatokat, ahogy az az alábbi ábrán látható. Különösen azoknál a alkatrészeknél, amelyeket többször is hajlanak és alakítanak, a folyamat-furatokat helyezési alapként kell használni a torlódó hibák csökkentése és a termékminőség biztosítása érdekében.
1.12. Különböző méretek különböző gyárthatóságot eredményeznek:
Ahogy a fenti ábrán látható: a) először a furatot kivágják, majd hajlítják, így könnyebben biztosítható az L méret pontossága, és egyszerűbb a megmunkálás; b) és c) ha az L méret pontossága nagyon fontos, akkor először hajlítani kell, majd a furatot megmunkálni, ami bonyolultabb eljárás.
1.13. A hajlított alkatrészek rugalmas visszatérési jelensége (springback): Számos tényező befolyásolja a rugalmas visszatérési jelenséget, például az anyag mechanikai tulajdonságai, a falvastagság, a hajlítási sugár, valamint a hajlítás során ható normál nyomás.
Minél nagyobb az íves belső sarok sugara a hajlított alkatrész lemezvastagságához viszonyítva, annál nagyobb a rugalmas visszatérés.
A hajlítási zónában kialakított merevítő bordák nemcsak javítják a munkadarab merevségét, hanem segítenek csökkenteni a rugalmas visszatérést is.
2. Lemezalakítás húzással
A lemezalakítás húzással főként CNC-lyukasztó vagy hagyományos lyukasztó gépekkel történik, amelyekhez különféle húzószerszámok vagy nyomóformák szükségesek.
A húzott alkatrész alakját lehetőleg egyszerűnek és szimmetrikusnak kell tervezni, és egyetlen műveletben kell elvégezni, ha ez lehetséges.
Több húzási műveletet igénylő alkatrészek esetében a húzási folyamat során a felületen keletkező nyomok elfogadhatók.
Az összeszerelési követelmények betartása mellett bizonyos mértékű ferdeség engedélyezett a húzott oldalfalaknál.
2.1. A megnyújtott alkatrész alja és a egyenes fal közötti lekerekítési sugár vonatkozó követelményei:
Az ábrán látható módon a mélyhúzott rész alja és a egyenes fal közötti lekerekítési sugárnak nagyobbnak kell lennie, mint a lemez vastagsága, azaz r > t. A mélyhúzás folyamatának simábbá tételéhez általában r1 = (3–5)t értéket választanak, és a maximális lekerekítési sugár nem haladhatja meg a lemez vastagságának nyolcszorosát, azaz r1 ≤ 8t.
2.2. A perem és a mélyhúzott rész falának találkozási pontjánál elhelyezkedő lekerekítési sugár:
Az ábrán látható módon a perem és a mélyhúzott rész falának találkozási pontjánál elhelyezkedő lekerekítési sugárnak nagyobbnak kell lennie, mint a lemez vastagságának kétszerese, azaz r2 > 2t. A mélyhúzás folyamatának simábbá tételéhez általában r2 = (5–10)t értéket választanak. A maximális peremsugár nem haladhatja meg a lemez vastagságának nyolcszorosát, azaz r2 ≤ 8t.
2.3. A perem és a mélyhúzott rész falának találkozási pontjánál elhelyezkedő lekerekítési sugár: Az ábrán látható módon a perem és a húzott rész falának találkozási pontjánál lévő lekerekítési sugár nagyobb legyen, mint a lemez vastagságának kétszerese, azaz r2 > 2t. A húzási folyamat simább lefolyásának érdekében általában r2 = (5–10)t értéket választanak. A maximális peremsugár legfeljebb nyolcszorosa lehet a lemez vastagságának, azaz r2 ≤ 8t.
2.4. Kör alakú húzott alkatrészek belső üregátmérője: Az ábrán látható módon a kör alakú húzott alkatrészek belső üregátmérője legyen D > d + 10t, hogy a nyomólap ne gyűrődjön össze a húzás során.
2.5. Téglalap alakú húzott alkatrész szomszédos falai közötti lekerekítési sugár: Az ábrán látható módon a téglalap alakú húzott alkatrész szomszédos falai közötti lekerekítési sugár legyen r3 > 3t. A húzási műveletek számának csökkentése érdekében r3 értékét – amennyire lehetséges – nagyobbnak kell választani, mint H/5, hogy az alkatrész egyetlen húzási művelettel elkészíthető legyen.
2.6. Amikor egy kör alakú, perem nélküli húzott alkatrészt egyetlen lépésben gyártanak, az alkatrész magassága és átmérője közötti méretviszonyoknak meg kell felelniük a következő követelményeknek:
Az ábra szerint, amikor egy kör alakú, perem nélküli húzott alkatrészt egyetlen lépésben gyártanak, a magasság (H) és az átmérő (d) arányának kisebbnek vagy egyenlőnek kell lennie 0,4-nél, azaz H/d ≤ 0,4.
2.7. A nyújtott alkatrészek vastagságváltozása: A különböző helyeken eltérő feszültségszintek miatt a nyújtott alkatrész anyagának vastagsága a nyújtás után megváltozik. Általában az alj közepén megmarad az eredeti vastagság, az anyag elvékonyodik az alj lekerekített sarkainál, az anyag vastagodik a felső perem közelében, valamint a téglalap alakú nyújtott alkatrészek lekerekített sarkainál. A nyújtott termékek tervezésekor a termékrajzon egyértelműen fel kell tüntetni, hogy a külső vagy a belső méretek biztosítása szükséges; a külső és belső méretek egyszerre nem adhatók meg.
3. Egyéb lemezformázási eljárások:
Erősítő bordák – A bordákat a lemezalkatrészekre nyomják, hogy növeljék a szerkezeti merevséget.
Ládikák – A ládikákat gyakran használják különféle burkolatokban vagy házakban szellőzés és hőelvezetés céljából.
Lyukperem-képzés (lyukhúzás) – Lyukak menetképzésére vagy merevségük javítására használják.
3.1. Erősítő bordák:
Erősítő bordaszerkezet és méreteinek kiválasztása
A lyukszúró távolságának és széltávolságának korlátozó méretei
3.2. Ládikák:
A ládikák képzésének módszere az, hogy a szúró egyik éle vágja a anyagot, miközben a szúró többi része egyidejűleg megnyújtja és deformálja az anyagot, így egy oldalról nyitott hullámos alakzatot hoz létre.
Tipikus ládikaszerkezet. A ládikák méreti követelményei: a > 4t; b > 6t; h < 5t; L > 24t; r > 0,5t.
3.3. Furat peremelése (húzott furat):
Számos típusú furatperemelés létezik, a leggyakoribb azon belső furatok peremelése, amelyeket menetekkel szerelnek fel.
Lemezalakítási technológia – hegesztés
A lemezhegesztéses szerkezetek tervezésekor a „hegesztési varratok és hegesztési pontok szimmetrikus elrendezése, valamint a konvergencia, összegyűlés és átfedés elkerülése” elvet kell követni. A másodlagos hegesztési varratok és hegesztési pontok megszakíthatók, míg a fő hegesztési varratoknak és hegesztési pontoknak folytonosnak kell lenniük. A lemezalakításban gyakran alkalmazott hegesztési módszerek az ívhegesztés és az ellenálláshegesztés.
1. Ívhegesztés:
Elegendő hegesztési térnek kell lennie a lemezalkatrészek között. A maximális hegesztési rés 0,5–0,8 mm lehet, és a hegesztési varratnak egyenletesnek és síknak kell lennie.
2. Ellenálláshegesztés
A hegesztési felületnek síknak és ráncmentesnek, valamint rugalmas visszaugrásmentesnek kell lennie.
Az ellenállás-ponthegesztés méreteit az alábbi táblázat mutatja:
Ellenállás-ponthegesztési távolság
Gyakorlati alkalmazásokban kis alkatrészek hegesztésekor az alábbi táblázat adatai iránymutatásként használhatók. Nagyobb alkatrészek hegesztésekor a varratok közötti távolságot megfelelően növelni lehet, általában nem kevesebb, mint 40–50 mm. Terhelésmentes alkatrészeknél a varratok közötti távolság 70–80 mm-re növelhető.
Lemezvastagság t, forrasztási pont átmérője d, minimális forrasztási pont átmérője dmin, minimális távolság a forrasztási pontok között e. Ha a lemezek különböző vastagságúak, akkor a vastagságot a vékonyabb lemez alapján kell kiválasztani.
Ellenálláshegesztéses lemezrétegek száma és vastagsági aránya
Az ellenállás-ponthegesztés általában két lemezréteget foglal magában, legfeljebb három réteg esetén is alkalmazható. A hegesztési varratban lévő egyes rétegek vastagsági aránya 1/3 és 3 között mozogjon.
Ha három réteg hegesztése szükséges, először ellenőrizni kell a vastagsági arányt. Ha az elfogadható, a hegesztés elvégezhető. Ha nem, érdemes technológiai furatokat vagy technológiai bevágásokat készíteni, két réteget külön hegeszteni, illetve a hegesztési pontokat eltolva elhelyezni.
Lemezfeldolgozási technológia – Felületkezelés
A lemezek felületkezelése mind az antikorróziós, mind a dekoratív célokat szolgálja. Gyakori lemezfelület-kezelési eljárások: porfestés, elektro-galvanizálás, forró-merüléses galvanizálás, felületi oxidáció, felületi kefézés és fémhálós nyomtatás. A felületkezelés előtt eltávolítandók a lemezfelületről az olaj, a rozsda, a hegesztési salak stb.
1. Porfestés:
Két típusú felületi festés létezik lemezekhez: folyékony festék és porfesték. Általában porfestéket használunk. A porfesték felvitele (porrasztás), az elektrosztatikus adszorpció és a magas hőmérsékleten történő sütés révén különböző színű festékréteg jut a lemezfelületre, amely javítja a megjelenést és növeli az anyag korrózióállóságát. Ez egy gyakran alkalmazott felületkezelési módszer.
Megjegyzés: A különböző gyártók által bevonatolt lemezek között némi színeltérés fordulhat elő. Ezért ugyanazon a berendezésen előállított azonos színű lemezanyagot ideális esetben ugyanaz a gyártó vonja be.
2. Elektrogalvanizálás és forró-mártásos cinkbevonat („hot-dip zinc die-dip galvanizing”):
A lemezfelület cinkbevonása egy gyakori felületi korrózióvédelmi eljárás, amely emellett javítja a megjelenést is. A cinkbevonat két fő típusa az elektrogalvanizálás és a forró-mártásos cinkbevonat.
Az elektrogalvanizálás fényesebb és simább felületet eredményez, és a cinkréteg vékonyabb, ezért gyakrabban használják.
A forró-mártásos cinkbevonat vastagabb cinkréteget és cink–vas ötvözet réteget hoz létre, amely erősebb korrózióállóságot biztosít, mint az elektrogalvanizálás.
3. Felületi anodizálás:
Ez a szakasz elsősorban az alumínium és az alumíniumötvözetek felületi anodizálását mutatja be.
Az alumínium és az alumíniumötvözetek felületi anódosítása különféle színek előállítását teszi lehetővé, így egyaránt védő és díszítő funkciót tölt be. Egyidejűleg anodizált oxidréteg képződik a anyag felületén. Ez a réteg nagy keménységgel és kopásállósággal, valamint jó elektromos és hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkezik.
4. Felületi csiszolás:
Az anyagot a csiszológép felső és alsó hengerére helyezik. A hengerekre csiszolószalagokat erősítenek. A motor által hajtott hengerek az anyagot kényszerítik át a csiszolószalagokon, így vonalak keletkeznek az anyag felületén. A vonalak vastagsága a használt csiszolószalag típusától függ. Fő célja a megjelenés javítása. Ez a felületi csiszolás kezelés általában kizárólag alumínium anyagok esetében kerül figyelembevételre.
5. Feszített rácsos nyomtatás:
A fémnyomtatás olyan nyomtatási eljárás, amellyel különböző jelöléseket nyomtatnak anyagok felületére. Általában két módszer létezik: síkfelületi fémnyomtatás és tamponnyomtatás. A síkfelületi fémnyomtatást főként sík felületeken alkalmazzák, míg mélyebb bemélyedések esetén tamponnyomtatásra van szükség.
A fémnyomtatáshoz fémnyomtatási sablon szükséges.
A lemez hajlítása tapasztalatot igényel; figyelje meg, hogyan hajlítanak lemezeket a tapasztalt kézművesek, és miért pont így teszik. Ha többet szeretne megtudni a hajlítógépekről vagy a hajlítási folyamatokról, kérjük, lépjen kapcsolatba JUGAO CNC MACHINE csapatunkkal.
