Инженеры по обработке листового металла должны сравнивать материалы

Выбор материала напрямую влияет на силу штамповки, гибкость, упругость, износ инструмента, качество поверхности, скорость производства и стоимость детали. Два листа одинаковой толщины могут вести себя совершенно по-разному, поскольку их прочность на разрыв, твердость, пластичность, покрытие и характеристики трения не одинаковы.

Для эффективной обработки листового металла инженеры обычно сравнивают мягкую сталь, нержавеющую сталь, алюминий, оцинкованную сталь, медь и латунь, прежде чем окончательно определиться с инструментами и параметрами процесса. Правильный выбор зависит от готового продукта, сложности формования, требований к коррозии, веса, внешнего вида поверхности и ожидаемого объема производства.

В этом руководстве сравниваются наиболее распространенные материалы листового металла и объясняется, как каждый из них влияет на выбор инструментов для штамповки, гибки и изготовления листового металла .

Почему выбор материала имеет значение при обработке листового металла

Тип материала влияет практически на каждый этап изготовления.

Сила продавливания увеличивается по мере увеличения толщины материала и прочности на сдвиг. Поэтому для листа нержавеющей стали могут потребоваться другие интервалы зазора пуансона, смазки, нанесения покрытия и технического обслуживания, чем для листов мягкой стали той же толщины.

Поведение при изгибе также существенно меняется. Некоторые материалы пружинят более агрессивно после того, как листогибочный пресс сбрасывает давление, в то время как другие легко маркируют или требуют большего внутреннего радиуса изгиба.

Состояние поверхности вводит еще одну переменную. Оцинкованная сталь имеет защитное цинковое покрытие, которое может перейти на инструменты, в то время как мягкие цветные металлы, такие как алюминий и медь, могут быть более подвержены истиранию или видимым следам от инструмента.

Поэтому инженерам следует определить материал, прежде чем окончательно определиться с геометрией инструмента, зазором штампа, радиусом изгиба, тоннажем, покрытиями и последовательностью процесса.

AFAB ТУЛ обеспечивает Инструменты для толстой револьверной головки и другие решения для штамповки для различных требований к производству листового металла.

Быстрое сравнение распространенных материалов из листового металла

Ни один материал не является более простым в обработке. Материал, который уменьшает вес детали, может повысить чувствительность инструмента, в то время как коррозионностойкий сплав может потребовать большей силы штамповки и более агрессивной компенсации пружинения.

Мягкая сталь: стандартный эталонный материал

Мягкая сталь является одним из наиболее широко перерабатываемых листовых материалов, поскольку она сочетает в себе относительно низкую стоимость, предсказуемое поведение при формовании, свариваемость и хорошую доступность.

Для инженеров, разрабатывающих новый процесс штамповки или гибки, мягкая сталь часто является полезной основой для сравнения других материалов.

Штамповка мягкой стали

Мягкая сталь обычно пробивает чисто, если зазор инструмента соответствует толщине листа и свойствам материала.

Стандартный перфоратор может обрабатывать широкий спектр отверстий, пазов, прямоугольников и специальных форм. При работе с более толстыми листами или большими объемами производства покрытия и смазка инструмента могут помочь уменьшить трение и продлить срок службы инструмента.

Износ пуансона все равно следует контролировать. По мере затупления режущих кромок высота заусенцев и сила штамповки могут увеличиваться.

Последовательный график заточки обычно более эффективен, чем ожидание, пока качество детали уже ухудшится.

Гибка мягкой стали

Мягкая сталь обеспечивает относительно предсказуемое поведение листогибочного пресса и обычно используется при разработке допусков на изгиб, настройке инструментов и производственных стандартов.

Упругое сопротивление существует, но, как правило, с ним легче справиться, чем со многими нержавеющими или высокопрочными сталями.

Инженерам по-прежнему следует учитывать направление прокатки, толщину материала, внутренний радиус и разницу в прочности на разрыв между партиями материала.

При крупносерийном производстве поддержание согласованных характеристик материалов может снизить необходимость повторной настройки машины.

Нержавеющая сталь: более прочная, но более требовательная

Нержавеющую сталь широко выбирают, когда важны коррозионная стойкость, гигиена, прочность или внешний вид.

Он часто встречается в оборудовании пищевой промышленности, медицинских приборах, приборах, электрических шкафах, транспортных компонентах и ​​архитектурных изделиях.

Однако нержавеющая сталь может быть более требовательной к инструментам для штамповки и гибки, чем мягкая сталь.

Повышенные пробивные нагрузки и износ инструмента

Многие марки нержавеющей стали имеют более высокую прочность, чем мягкая сталь, что увеличивает силу, необходимую для сдвига материала.

Нержавеющая сталь также может подвергаться закалке в местах, подверженных сильным нагрузкам. Плохое состояние инструмента может привести к увеличению износа кромки и более быстрому снижению качества детали.

Правильный зазор матрицы становится особенно важным. Зазор, который хорошо подходит для мягкой стали, может не дать наилучшего результата для нержавеющей стали.

Смазка и износостойкие покрытия также могут снизить трение и прилипание материала при штамповке большого объема.

Текущее руководство AFAB по инструментам Thick Turret включает варианты покрытий для более требовательных применений из нержавеющей стали и высокопрочных материалов. Инженеры могут рассмотреть более широкий Категории продукции AFAB при подборе оснастки к условиям производства.

Большее пружинение при изгибе

Нержавеющая сталь обычно демонстрирует большую упругость, чем мягкая сталь, из-за ее механических свойств.

Это означает, что конечный угол после разгрузки может более заметно отличаться от угла, достигнутого под действием силы пресса.

Инженеры могут компенсировать это за счет перегиба, выбора инструмента, радиуса изгиба, стратегии нижнего уровня или коррекции ЧПУ в зависимости от станка и детали.

Защита поверхности также может иметь значение, поскольку декоративную отделку из нержавеющей стали нельзя царапать во время формовки.

Совет: При переходе с мягкой стали на нержавеющую сталь не используйте автоматически повторно настройки зазора штамповки и гибки. Рассматривайте это как новую настройку материала.

Алюминий: легкий, но чувствительный к условиям эксплуатации

Алюминий широко используется, когда производителям требуется меньший вес компонентов, естественная устойчивость к коррозии, хорошая проводимость или привлекательная обработка поверхности.

Он появляется в электронике, транспорте, машиностроении, архитектурных изделиях, корпусах и потребительских товарах.

Хотя алюминий обычно требует меньше усилий при штамповке и изгибе, чем сталь, при его обработке возникают другие проблемы.

раздражение во время штамповки

Алюминий относительно мягкий и может прилипать к поверхностям пуансона во время повторяющихся операций.

Этот перенос материала называется истиранием. По мере образования отложений трение увеличивается и качество отверстия может ухудшиться.

Состояние поверхности инструмента, смазка, зазор, покрытие и геометрия пуансона — все это влияет на риск.

Покрытия с низким коэффициентом трения могут быть особенно полезны при штамповке алюминия в больших объемах. В информации о продукции AFAB Thick Turret указано, что покрытия с низким коэффициентом трения типа DLC являются вариантом для цветных металлов, таких как алюминий, медь и латунь.

Защита качества поверхности

На алюминиевых поверхностях относительно легко остаются следы.

Это важно для видимых панелей, потребительских товаров, корпусов электроники и декоративных компонентов.

Поэтому инструменты листогибочного пресса должны быть чистыми, гладкими и пригодными для требуемой отделки. На некоторых этапах производства на листе может также оставаться защитная пленка.

Инженеры должны убедиться, что защитные пленки не мешают точности штамповки, гибки или последующим процессам.

Качество алюминия имеет значение

Не весь алюминий ведет себя одинаково.

Некоторые сплавы хорошо поддаются формованию, в то время как более прочные термообработанные сорта могут потребовать большего радиуса изгиба и более тщательной ориентации.

Инженерам следует указать точный сплав и состояние, а не заказывать обычный «алюминиевый лист».

Это уменьшает неожиданное растрескивание, колебания упругости и изменения процесса между производственными партиями.

Оцинкованная сталь: характеристики стали с поверхностью с покрытием

Оцинкованная сталь сочетает в себе стальную основу с цинковым покрытием, обеспечивающим защиту от коррозии.

Он часто встречается в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, электрических шкафах, компонентах приборов, строительных изделиях, шкафах, воздуховодах и других готовых изделиях из листового металла.

С точки зрения инструментов инженерам необходимо учитывать как основную сталь, так и поверхностное покрытие.

Штамповка оцинкованного листа

На поведение штамповки в основном влияет стальная основа, но цинк может накапливаться на поверхностях инструмента во время многократного производства.

Это накопление может увеличить трение или повлиять на качество кромки, если инструмент не очищается и не обслуживается должным образом.

Зазор пуансона должен по-прежнему отражать толщину и прочность материала.

Поверхности инструментов следует периодически проверять, особенно во время крупносерийного производства, когда перенос цинка становится более заметным.

Защита слоя цинка

Пробивка и изгиб неизбежно нарушают покрытие на кромках среза и сильно деформированных участках.

Поэтому проектировщикам следует учитывать, как будет использоваться готовый компонент и требуют ли открытые края дополнительной защиты от коррозии.

Инструменты листогибочного пресса также могут оставлять видимые следы на поверхности с покрытием.

Для деталей, где внешний вид покрытия имеет значение, чистота инструмента и состояние поверхности становятся важными факторами контроля качества.

Медь и латунь: мягкие цветные металлы

Медь и латунь обрабатываются реже, чем сталь и алюминий, в обычных производственных цехах, но они важны в электротехнических, архитектурных, декоративных, коммуникационных и прецизионных приложениях.

Оба материала относительно мягкие по сравнению со многими сталями, что меняет подход к выбору инструментов.

Медный лист

Медь высоко ценится за электро- и теплопроводность.

Из него обычно изготавливают шины, электрические контакты, экранирующие компоненты, детали управления теплом и декоративные изделия.

Мягкость меди может сделать ее подверженной царапинам и деформации. Он также может прилипать к инструменту во время штамповки, особенно при сильном трении.

Поэтому поверхности инструментов должны оставаться гладкими и чистыми. Покрытия с низким коэффициентом трения и подходящая смазка могут улучшить снятие инструмента при многократном производстве.

Также следует учитывать радиусы изгиба и направление зерен, поскольку медь разных марок может иметь очень разную формуемость.

Латунный лист

Латунь сочетает в себе медь с цинком и обычно используется для изготовления электрических компонентов, декоративных деталей, фурнитуры, оборудования и архитектурных деталей.

Обычно он хорошо обрабатывается и пробивает, но на видимых латунных поверхностях могут легко оставаться следы от инструментов.

Инженеры должны сочетать качество кромок с защитой поверхности, особенно для компонентов, внешний вид которых является частью готового продукта.

Как и в случае с медью и алюминием, при увеличении объемов производства следует учитывать риск истирания.

Высокопрочная сталь: меньшая толщина, более высокие требования к обработке

Высокопрочные и усовершенствованные высокопрочные стали позволяют конструкторам достигать высоких конструктивных характеристик, потенциально уменьшая при этом толщину или вес детали.

Они становятся все более актуальными в сфере транспорта, машиностроения, структурных компонентов и деталей, критически важных для безопасности.

Компромисс при изготовлении — больший спрос на инструменты.

Более высокая сила удара

Требуемая сила продавливания увеличивается с увеличением прочности материала на сдвиг.

Поэтому более тонкий высокопрочный лист может потребовать значительных усилий, несмотря на его уменьшенную толщину.

Пуансоны, матрицы, станции, производительность машины и усилие зачистки должны быть проверены до начала производства.

Покрытия инструментов и высокопроизводительные инструментальные стали также могут стать более важными там, где количество попаданий велико.

Подробнее

Высокопрочные материалы обычно демонстрируют большее упругое восстановление после изгиба.

Это может затруднить контроль угла и может потребовать большей компенсации.

Малый внутренний радиус также может увеличить риск растрескивания в зависимости от сорта и направления волокон.

Инженерам следует следовать рекомендациям производителя стали по минимальному радиусу изгиба, а не предполагать, что традиционные правила для мягкой стали остаются в силе.

Как материал меняет требования к инструментам для штамповки

Выбор материала должен повлиять на характеристики оснастки до начала производства.

Наиболее важные переменные включают зазор пуансона и матрицы, материал инструмента, покрытие поверхности, смазку, геометрию пуансона и частоту технического обслуживания.

Зазор матрицы

Зазор должен соответствовать толщине и механическим свойствам материала.

Для более прочных материалов часто требуется другой зазор, чем для более мягких листов. Неправильный зазор может привести к образованию заусенцев, усилию штамповки, износу инструмента или проблемам с выдергиванием пробок.

Заводы, работающие с большим количеством материалов, должны документировать подтвержденные значения зазоров для каждого распространенного материала и толщины.

Это обеспечивает более согласованную практику настройки между операторами и сменами.

Покрытия для инструментов

Покрытия инструментов могут решить конкретные проблемы износа и трения.

Твердые износостойкие покрытия могут помочь при штамповке нержавеющей стали или других высокопрочных материалов.

Покрытия с низким коэффициентом трения могут быть более ценными при обработке алюминия, меди или латуни, где истирание является основной проблемой.

Поэтому покрытие следует выбирать в соответствии с механизмом разрушения, а не предполагать, что самое твердое покрытие всегда является лучшим.

Геометрия пуансона

Геометрия кончика пуансона также может влиять на нагрузку на инструмент.

Длинные пазы, узкие формы, острые углы и неровные профили могут испытывать большую боковую нагрузку, чем простые круглые отверстия.

Прочность материала усиливает эти напряжения.

В требовательных приложениях больший радиус углов или измененная геометрия элемента могут значительно увеличить срок службы инструмента без изменения функции детали.

Как меняется материал? Формовка листогибочным прессом

Изгиб контролируется не только толщиной.

Предел прочности материала, предел текучести, удлинение, направление волокон, качество поверхности и история прокатки — все это влияет на конечный угол и качество изгиба.

Радиус изгиба

Мягкие, пластичные материалы обычно выдерживают более сильный изгиб, чем более твердые материалы.

Однако использование неоправданно малого внутреннего радиуса увеличивает деформацию и может привести к растрескиванию.

Нержавеющая сталь, закаленные алюминиевые сплавы и высокопрочные стали часто требуют более консервативных радиусов изгиба, чем мягкая сталь.

Инженеры должны использовать данные по изгибам для конкретного материала, когда они доступны.

Пружинный возврат

Упругое сопротивление описывает тенденцию изогнутого листа восстанавливать свою первоначальную форму после снятия формирующей нагрузки.

Материалы более высокой прочности обычно требуют большей компенсации.

Листогибочные прессы с ЧПУ позволяют очень точно корректировать углы, но постоянство поступающего материала по-прежнему важно.

Если прочность материала в разных партиях значительно различается, углы изгиба также могут различаться, даже если программа станка остается неизменной.

Защита поверхности

Декоративная нержавеющая сталь, алюминий, медь и лист с покрытием могут потребовать дополнительных мер предосторожности против следов от инструментов.

Чистые инструменты, защитные пленки, матрицы подходящего радиуса и специальные приспособления для гибки помогут сохранить качество поверхности.

Для видимых деталей косметические требования должны быть включены в проектирование оснастки с самого начала, а не проверяться только после формовки.

Как инженеры должны выбирать материалы для обработки листового металла

Правильный материал – это не просто материал, который легче всего пробить или согнуть.

Инженерам необходимо сбалансировать требования к готовой продукции и стоимость изготовления.

К важным критериям выбора относятся:

• Требуемая прочность конструкции

• Вес компонента

• Коррозионная стойкость

• Электропроводность

• Теплопроводность

• Внешний вид поверхности

• Свариваемость

• Ударная сила

• Гибкость

• Пружинный возврат

• Износ инструмента

• Стоимость материала

• Доступность

• Требования к покрытию

• Объем производства

• Вторичная отделка

Например, нержавеющая сталь может увеличить требования к инструментам, но устранить необходимость в дополнительной защите от коррозии. Алюминий может снизить вес детали, но требует большего внимания к маркировке поверхности. Оцинкованная сталь может обеспечить экономичную защиту от коррозии, но при этом необходимо учитывать необходимость использования инструментов, связанных с нанесением покрытия.

Поэтому выбор материала следует производить вместе с планированием производства, а не после того, как конструкция продукта уже определена.

Совет: При анализе проектирования для производства привлекайте инженеров-инструментальщиков, прежде чем фиксировать листовой материал, толщину, геометрию отверстий и радиусы изгиба.

Что должны сказать B2B-покупатели поставщику инструментов?

Поставщику оснастки нужно нечто большее, чем просто название материала.

Полезная информация включает в себя:

• Марка материала

• Толщина листа

• Прочность на растяжение или сдвиг, если таковая имеется.

• Модель пуансонного пресса

• Тип станции

• Геометрия отверстия

• Требуемый зазор

• Количество продукции

• Требования к качеству поверхности

• Условия смазки

• Существующая проблема с износом

• Желаемое покрытие инструмента

• Угол и радиус изгиба

• Конфигурация гибочного пресса

Предоставление этой информации облегчает идентификацию подходящего пуансона, матрицы, инструмента для нанесения покрытия, зазора или гибочного инструмента.

AFAB Tool Co., Ltd. специализируется на штамповочных и гибочных инструментах для штамповочных прессов, гибочных тормозов и машин для обработки листового металла. Покупатели могут просмотреть его Ассортимент инструментов для револьверных головок толщиной и более широкий диапазон категории инструментальной продукции при подборе оснастки для различных материалов и производственных требований.

Заключение

Выбор материала напрямую влияет на эффективность обработки листового металла , срок службы инструмента, качество деталей и стоимость производства.

Мягкая сталь обеспечивает предсказуемость изготовления и экономическую эффективность. Нержавеющая сталь обеспечивает прочность и устойчивость к коррозии, но требует большей силы удара и контроля упругости. Алюминий снижает вес, но требует внимания к истиранию и маркировке поверхности. Оцинкованная сталь обеспечивает дополнительную защиту от коррозии, одновременно создавая проблемы с покрытием, в то время как медь и латунь требуют осторожного обращения из-за их более мягких поверхностей и склонности к прилипанию материала.

Высокопрочные стали добавляют еще один уровень сложности, сочетая высокие механические характеристики с повышенными требованиями к штамповке и изгибу.

Для инженеров наиболее эффективным подходом является совместная оценка материала и инструментов для изготовления листового металла . Зазор пуансона, покрытия, радиусы изгиба, смазка, мощность машины, интервалы технического обслуживания и требования к защите поверхности должны отражать выбранный листовой материал.

Компания AFAB Tool Co., Ltd. предоставляет решения для штамповки и гибки для различных машин и требований к обработке листового металла. Его Ассортимент инструментов Thick Turret Tooling поддерживает стандартные и специализированные операции по штамповке различных листового металла.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Какие материалы наиболее распространены при обработке листового металла?

A: Обычные материалы для обработки листового металла включают мягкую сталь, нержавеющую сталь, алюминий, оцинкованную сталь, высокопрочную сталь, медь и латунь.

Вопрос: Какой листовой металл легче всего пробить?

Ответ: Мягкая сталь, как правило, является одним из наиболее предсказуемых материалов для штамповки, хотя фактическая производительность зависит от марки, толщины, зазора инструмента и состояния станка.

Вопрос: Почему из нержавеющей стали сложнее вырезать штампы?

Ответ: Нержавеющая сталь часто имеет более высокую прочность и может упрочняться во время деформации, увеличивая силу штамповки, трение и износ инструментов по сравнению с обычной мягкой сталью.

Вопрос: Почему алюминий прилипает к перфорационным инструментам?

Ответ: Алюминий относительно мягкий и может переноситься на поверхности пуансона при трении. Правильный зазор, смазка, полированный инструмент и покрытия с низким коэффициентом трения могут помочь уменьшить истирание.

Вопрос: Требует ли оцинкованная сталь специального инструмента?

О: Стандартными инструментами можно обрабатывать оцинкованную сталь, но необходимо следить за накоплением цинка и повреждением покрытия. Чистота инструмента и подходящий зазор важны для стабильного производства.

Вопрос: Какие материалы обладают наибольшей упругостью?

Ответ: Нержавеющая сталь и высокопрочные стали обычно демонстрируют большую упругость, чем мягкая сталь, хотя точное поведение зависит от марки, толщины, радиуса изгиба и метода формовки.

Вопрос: Как инженерам следует выбирать штамповочный инструмент для различных материалов?

Ответ: Сопоставьте инструмент с прочностью материала, толщиной, геометрией элемента, зазором матрицы, объемом производства, требованиями к поверхности и ожидаемым механизмом износа.

Вопрос: Какую информацию следует предоставить при заказе инструментов для изготовления листового металла?

О: Укажите марку материала, толщину, модель машины, тип станции, чертеж, количество продукции, требования к поверхности, а также любые известные проблемы, такие как истирание, заусенцы или преждевременный износ.