Metallplåtsfabrikerings teknik
Översikt över plåtmaterial
Plåtmetallfabrikation:
Plåtframställning är en omfattande kallbearbetningsprocess för tunna metallplåtar (vanligtvis under 6 mm), inklusive skärning, stansning, böjning, svetsning, nitning, stansformning och ytbearbetning. Dess framträdande egenskap är att tjockleken på samma del är konstant.
Metoder för plåtframställning:
1. Tillverkning utan stans: Denna process använder utrustning såsom CNC-stansning, laserskärning, skärmaskiner, böjmaskiner och nitmaskiner för att bearbeta plåt. Den används i allmänhet för prototypframställning eller små serieproduktion och har en högre kostnad.
2. Tillverkning med stans: Denna process använder fasta stansar för att bearbeta plåt. Vanliga stansar inkluderar blankstansar och formstansar. Den används främst för massproduktion och har en lägre kostnad.
Plåtbearbetningsmetoder:
1. Bearbetning utan form: Denna process använder utrustning såsom CNC-stansning, laserskärning, skärmaskiner, böjmaskiner och nitmaskiner för att bearbeta plåt. Den används i allmänhet för prototypframställning eller små serieproduktion och är relativt dyr.
2. Bearbetning med form: Denna process använder fasta former för att bearbeta plåt. Dessa inkluderar vanligen blankformer och formgivningsformer. Den används främst för massproduktion och är relativt billig.
Plåtbearbetningsflöde
Blankning: CNC-stansning, laserskärning, skärmaskin; Formning – böjning, sträckning, stansning: böjmaskin, stanspress etc.
Övrig bearbetning: nitning, gängning etc.
Svetsning
Ytbehandling: pulverlackering, elektroplätering, tråddragning, silkskärning etc.
Processer för plåtbearbetning – Blankning
Metoderna för plåtblankning omfattar främst CNC-stansning, laserskärning, skärmaskiner och dieblankning. CNC-stansning är för närvarande den vanligaste metoden. Laserskärning används främst i prototypstadiet, men dess bearbetningskostnad är hög. Dieblankning används främst vid massproduktion.
Nedan kommer vi främst att presentera plåtblankning med hjälp av CNC-stansning.
CNC-stansning, även kallad tornstansning, kan användas för blankning, hålstickning, håldråning och tillägg av förstärkningsribbor etc. Dess bearbetningsnoggrannhet kan uppnå ±0,1 mm. Plåttjockleken som kan bearbetas med CNC-stansning är:
Kallvalsad plåt, varmvalsad plåt < 3,0 mm;
Aluminiumplåt < 4,0 mm;
Rostfri stålplåt < 2,0 mm.
1. Det finns minimistorlekskrav för punktering. Minimistorleken för punktering är beroende av hålets form, materialets mekaniska egenskaper och materialetjocklek. (Se figuren nedan)
2. Avstånd mellan hål och kantavstånd vid CNC-punktering. Det minsta avståndet mellan kanten på ett punkterat hål och delens yttre kontur är underlagt vissa begränsningar som beror på delens form och hålets form. När kanten på det punkterade hålet inte är parallell med delens yttre kant får detta minsta avstånd inte vara mindre än materialetjockleken t; när de är parallella får avståndet inte vara mindre än 1,5t. (Se figuren nedan)
3. Vid dragning av hål är det minsta avståndet mellan det dragna hålet och kanten 3T, det minsta avståndet mellan två dragna hål är 6T, och det minsta säkra avståndet mellan det dragna hålet och böjkanten (inre) är 3T + R (där T är plåttjockleken och R är böjradie).
4. När hål borras i dragna, böjda och djuptdragna delar bör ett visst avstånd upprätthållas mellan hålväggen och den raka väggen. (Se diagrammet nedan)
Tillverkningsteknik för plåt – formning
Plåtformning innefattar främst böjning och sträckning.
1. Plåtböjning
1.1. Plåtböjning utförs främst med hjälp av böjmaskiner.
Bearbetningsnoggrannhet för böjmaskin:
Första böjningen: ±0,1 mm
Andra böjningen: ±0,2 mm
Mer än två böjningar: ±0,3 mm
1.2. Grundläggande principer för böjningsordning: Böjning utifrån och inifrån, från litet till stort, böj först specialformer och sedan allmänna former, och se till att den tidigare processen inte påverkar eller stör de efterföljande processerna.
1.3. Vanliga böjverktygsformer:
1.4. Minsta böjradie för böjda delar: När ett material böjs sträcks den yttre lagret samtidigt som det inre lagret komprimeras i rundningsområdet. När materialtjockleken är konstant blir sträckningen och komprimeringen mer utpräglade ju mindre den inre radien (r) är. När dragspänningen vid den yttre rundningen överskrider materialets brottgräns uppstår sprickor och bristning. Därför bör konstruktionsutformningen av böjda delar undvika alltför små böjradier. De minsta böjradierna för vanligt förekommande material i företaget anges i tabellen nedan.
Tabell över minsta böjradier för böjda delar:
1.5. Rakt kantavstånd för böjda delar i allmänhet, den minsta raka kantens höjd får inte vara för liten. Minimihöjdkrav: h > 2t
Om den raka kantens höjd h < 2t på den böjda delen måste ökas först, ska böjdhöjden ökas och därefter bearbetas till den krävda storleken efter böjning; alternativt ska en grunt spår bearbetas i böjdeformationszonen innan böjning.
1.6. Höjd på en rak kant med en vinklad sida: När en böjd del har en vinklad sida är den minsta sidhöjden: h = (2–4)t > 3 mm
1.7. Hållavstånd på böjda delar: Hållavstånd: Efter stansning bör hålet placeras utanför böjdeformationszonen för att undvika deformation vid böjning. Avståndet från hålväggen till böjkanten anges i tabellen nedan.
1.8. För lokalt böjda delar bör böjlinjen undvika platser med plötsliga dimensionella förändringar. När en del av en kant böjs delvis, för att förhindra spänningskoncentration och sprickbildning vid skarpa hörn, kan böjlinjen flyttas ett visst avstånd bort från den plötsliga måndförändringen (figur a), eller en bearbetningsränna kan skapas (figur b), eller ett bearbetningshål kan pressas (figur c). Observera de dimensionella kraven i figurerna: S > R, rännbredd k ≥ t; ränndjup L > t + R + k/2.
1.9. Den avfasade kanten på en böjd kant bör undvika deformationszonen.
1.10. Konstruktionskrav för döda kanter: Längden på en död kant är relaterad till materialtjockleken. Som visas i figuren nedan är den minsta längden för en död kant L > 3,5t + R. Där t är materialväggtjockleken och R är det minsta inre böjradie för den föregående processen (som visas till höger i figuren nedan).
1.11. Tillagda bearbetningspositioneringshål: För att säkerställa korrekt placering av blanken i formen och förhindra att blanken förflyttas under böjningen – vilket kan leda till defekta produkter – bör processpositioneringshål läggas till i förväg under konstruktionsfasen, enligt figuren nedan. Särskilt för delar som böjs och formas flera gånger måste processhålen användas som positionsreferens för att minska ackumulerade fel och säkerställa produktkvaliteten.
1.12. Olika mått ger olika bearbetningsbarhet:
Enligt diagrammet ovan: a) att först sticka hålet och sedan böja gör det lättare att säkerställa noggrannheten hos L-måttet och underlättar bearbetningen. b) och c) om noggrannheten hos L-måttet är hög måste böjningen utföras först och därefter bearbetas hålet, vilket är mer komplicerat.
1.13. Återböjning vid böjning av delar: Många faktorer påverkar återböjningen, bland annat materialets mekaniska egenskaper, väggtjocklek, böjradie och normalkraften under böjningen.
Ju större förhållandet mellan inre hörnradien och plattans tjocklek i den böjda delen är, desto större är återböjningen.
Att pressa förstärkningsribbor i böjzonen förbättrar inte bara arbetsstyckets styvhet utan hjälper också att dämpa återböjning.
2. Dragning av plåt
Dragning av plåt utförs främst med CNC-stansning eller konventionell stansning och kräver olika dragstansverktyg eller stansdies.
Formen på den dragna delen bör vara så enkel och symmetrisk som möjligt, och dras helst i ett enda dragsteg.
För delar som kräver flera dragsteg bör ytmärken som kan uppstå under dragprocessen vara tillåtna.
Medan monteringskraven uppfylls bör en viss lutning på de dragna sidoväggarna tillåtas.
2.1. Krav på avrundningsradien mellan botten på den dragna delen och den raka väggen:
Som framgår av figuren bör avrundningsradien mellan botten på den dragna delen och den raka väggen vara större än plattans tjocklek, dvs. r > t. För att göra dragprocessen smidigare väljs r1 vanligtvis till (3–5)t, och den maximala avrundningsradien bör vara mindre än eller lika med 8 gånger plattans tjocklek, dvs. r1 < 8t.
2.2. Avrundningsradie mellan flänsen och väggen på den dragna delen:
Som framgår av figuren bör avrundningsradien mellan flänsen och väggen på den dragna delen vara större än dubbla plattans tjocklek, dvs. r2 > 2t. För att göra dragprocessen smidigare väljs r2 vanligtvis till (5–10)t. Den maximala flänsradien bör vara mindre än eller lika med 8 gånger plattans tjocklek, dvs. r2 < 8t.
2.3. Avrundningsradie mellan flänsen och väggen på den dragna delen: Som framgår av figuren bör avrundningsradien mellan flänsen och väggen på dragdelen vara större än dubbla plattans tjocklek, dvs. r2 > 2t. För att göra dragprocessen smidigare väljs r2 vanligtvis till (5–10)t. Den maximala flänsradien bör vara mindre än eller lika med åtta gånger plattans tjocklek, dvs. r2 < 8t.
2.4. Innerdiameter för cirkulära dragda delar: Som framgår av figuren bör innerdiametern för cirkulära dragda delar vara D > d + 10t, så att tryckplattan inte veckas under dragningen.
2.5. Avrundningsradie mellan intilliggande väggar på en rektangulär dragdel: Som framgår av figuren bör avrundningsradien mellan intilliggande väggar på en rektangulär dragdel vara r3 > 3t. För att minska antalet dragoperationer bör r3 så långt som möjligt vara större än H/5, så att delen kan dras ut i ett enda steg.
2.6. När en cirkulär flänslös dragformad del bildas i ett steg måste det dimensionella förhållandet mellan dess höjd och diameter uppfylla följande krav:
Enligt figuren bör förhållandet mellan höjd H och diameter d vid bildning av en cirkulär flänslös dragformad del i ett steg vara mindre än eller lika med 0,4, dvs. H/d ≤ 0,4.
2.7. Tjockleksvariation hos dragformade komponenter: På grund av olika spänningsnivåer på olika platser ändras materialets tjocklek i en dragformad komponent efter dragningen. I allmänhet behåller bottenmitten sin ursprungliga tjocklek, materialet blir tunnare vid de avrundade bottenhörnena, materialet blir tjockare nära flänsen längst upp och materialet blir tjockare vid de avrundade hörnena på rektangulära dragformade komponenter. Vid konstruktion av dragformade produkter bör måtten på produktens ritning tydligt ange om yttre eller inre mått måste garanteras; både yttre och inre mått får inte anges samtidigt.
3. Övrig formning av plåt:
Förstärkningsribbor — Ribbor pressas in i plåtdelar för att öka strukturell styvhet.
Luckor — Luckor används ofta i olika kapslingar eller höljen för ventilation och värmeavledning.
Kantdragning av hål (håldragning) — Används för att maskinbearbeta gängor eller förbättra styvheten hos öppningar.
3.1. Förstärkningsribbor:
Val av struktur och mått för förstärkningsribbor
Gränsmått för avstånd mellan stansverktyg och avstånd från stansverktygsrand
3.2. Persiennluckor:
Metoden för att forma persiennluckor innebär att en kant på stansverktyget skär materialet samtidigt som resten av stansverktyget sträcker och deformeras materialet, vilket bildar en vågformad struktur med en öppen sida.
Typisk struktur för persiennluckor. Krav på persiennluckors mått: a > 4t; b > 6t; h < 5t; L > 24t; r > 0,5t.
3.3. Flänsning av hål (draghål):
Det finns många typer av flänsning av hål, varav den vanligaste är flänsning av inre hål för gängning.
Tillverkningsteknik för plåt – svetsning
Vid konstruktion av plåtsvetsstrukturer bör principen "symmetrisk placering av svetsar och svetstpunkter, undvik konvergens, samling och överlappning" följas. Sekundära svetsar och svetstpunkter får vara avbrutna, medan huvudsakliga svetsar och svetstpunkter bör vara sammanhängande. Vanliga svetstekniker inom plåtarbetet inkluderar lysbågssvetsning och motståndssvetsning.
1. Lysbågssvetsning:
Det bör finnas tillräckligt med svetsutrymme mellan plåtdelar. Maximalt svetsavstånd bör vara 0,5–0,8 mm, och svetsen bör vara jämn och slät.
2. Motståndssvetsning
Svetsytan måste vara plan och fri från veck, återböjning etc.
Måtten för motståndspunktsvetsning visas i tabellen nedan:
Avstånd mellan motståndssvetsförbindelser
I praktiska tillämpningar kan uppgifterna i tabellen nedan användas som referens vid svetsning av små delar. Vid svetsning av stora delar kan avståndet mellan svetsförbindelserna ökas på lämpligt sätt, vanligtvis inte mindre än 40–50 mm. För icke-bärande delar kan avståndet mellan svetsförbindelserna ökas till 70–80 mm.
Plattans tjocklek t, löddots diameter d, minsta löddots diameter dmin, minsta avstånd mellan löddots e. Om plattorna har olika tjocklek ska tjockleken väljas utifrån den tunnaste plattan.
Antal plattlager och tjockleksförhållande vid motståndssvetsning
Motståndspunktsvetsning innebär vanligtvis två plattlager, med ett maximalt antal på tre lager. Tjockleksförhållandet mellan varje lager i svetsförbindelsen bör ligga mellan 1/3 och 3.
Om tre lager krävs för svetsningen bör tjockleksförhållandet kontrolleras först. Om det är rimligt kan svetsningen utföras. Annars bör man överväga att skapa processhål eller processnotcher, svetsa två lager separat och placera svetspunkterna med förskjutning.
Teknik för bearbetning av plåt – ytbearbetning
Ytbearbetning av plåt har både syften av korrosionsskydd och dekorativ effekt. Vanliga ytbearbetningsmetoder för plåt inkluderar: pulverlackering, elektrogalvanisering, varmgalvanisering, ytoxidation, ytpolering (borstning) och silkskärmsutskrift. Innan ytbearbetning bör olja, rost, svetsask etc. avlägsnas från plåtytan.
1. Pulverlackering:
Det finns två typer av ytlackering för plåt: vätskelack och pulverlack. Vi använder vanligtvis pulverlack. Genom metoder såsom pulverbesprutning, elektrostatisk adsorption och högtemperaturstekning sprutas ett lager färg i olika nyanser på plåtytan för att förbättra dess utseende och öka materialets korrosionsbeständighet. Det är en vanligt förekommande ytbearbetningsmetod.
Obs: Det kan uppstå någon färgskillnad mellan plåtar som är belagda av olika tillverkare. Därför bör plåt av samma färg, som tillverkas på samma utrustning, helst beläggas av samma tillverkare.
2. Elektrogalvanisering och varm-doppad zinkdoppgalvanisering:
Galvanisering av plåtytan är en vanlig ytbearbetning för korrosionsskydd och förbättrar även utseendet. Galvanisering kan delas in i elektrogalvanisering och varm-doppad galvanisering.
Elektrogalvanisering ger ett ljusare och slätare utseende, och zinklagret är tunnare, vilket gör att det används oftare.
Varm-doppad galvanisering ger ett tjockare zinklager och bildar ett zink-järn-legeringslager, vilket ger bättre korrosionsbeständighet än elektrogalvanisering.
3. Ytananodisering:
Detta avsnitt behandlar främst ytananodisering av aluminium och aluminiumlegeringar.
Ytbehandling av aluminium och aluminiumlegeringar genom anodisering kan ge olika färger och tjänar både ett skyddande och ett dekorativt syfte. Samtidigt bildas en anodisk oxidfilm på materialets yta. Denna film har hög hårdhet och slitstyrka samt god elektrisk isoleringsförmåga och god värmeisolering.
4. Ytborstning:
Materialet placeras mellan de övre och undre rullarna i borstmaskinen. Slipband är monterade på rullarna. Drivna av en motor tvingas materialet genom slipbanden, vilket skapar linjer på materialets yta. Linjernas tjocklek varierar beroende på typen av slipband. Huvudsyftet är att förbättra utseendet. Denna ytborstningsbehandling övervägs i allmänhet endast för aluminiummaterial.
5. Strycktryck:
Silkskärmsdruck är en process för att trycka olika märkningar på materialens yta. Det finns vanligtvis två metoder: plan silkskärmsdruck och tampodruck. Plan silkskärmsdruck används främst för plana ytor, men tampodruck krävs för djupare fördjupningar.
Silkskärmsdruck kräver en silkskärmsdruckform.
Betsning av plåt kräver erfarenhet; observera hur erfarna hantverkare bänder plåtar och varför de gör det på det sättet. För att lära dig mer om bögmaskiner eller bögningsprocesser, vänligen kontakta vårt JUGAO CNC MACHINE-team.
