Tłoczenie (obróbka metali)

Prasa mechaniczna ze stałą osłoną barierową

Tłoczenie (znane również jako tłoczenie ) to proces umieszczania płaskiej blachy w postaci półwyrobu lub zwoju w prasie do tłoczenia , w której narzędzie i powierzchnia matrycy formują metal w kształt siatki. Tłoczenie obejmuje różne procesy produkcyjne formowania blach, takie jak wykrawanie za pomocą prasy maszynowej lub prasy do tłoczenia , wykrawanie, wytłaczanie, gięcie, wywijanie i wybijanie. Może to być operacja jednoetapowa, w której każdy skok prasy wytwarza pożądany kształt na części blaszanej, lub może przebiegać w szeregu etapów. Proces ten jest zwykle przeprowadzany na blasze , ale może być również stosowany na innych materiałach, takich jak polistyren . Matryce progresywne są zwykle podawane ze stalowej cewki, szpuli cewki do odwijania cewki do prostownicy w celu wypoziomowania cewki, a następnie do podajnika, który przesuwa materiał do prasy i matrycy na z góry określoną długość podawania. W zależności od złożoności części można określić liczbę stacji w matrycy.

Tłoczenie odbywa się zwykle na zimnej blasze. Zobacz Kucie dla operacji formowania na gorąco.

Historia

Uważa się, że pierwsze monety zostały wybite przez Lidyjczyków na terenach dzisiejszej Turcji w VII wieku pne Do 1550 r. główną metodą wytwarzania monet pozostawała metoda kucia monet. Marx Schwab w Niemczech opracował nowy proces tłoczenia, w którym uczestniczyło aż 12 mężczyzn obracających dużym kołem w celu wytłoczenia z metalu monet. W latach osiemdziesiątych XIX wieku proces tłoczenia został dodatkowo unowocześniony.

Części tłoczone były używane w rowerach produkowanych masowo w latach osiemdziesiątych XIX wieku. Tłoczenie zastąpiło kucie matrycowe i obróbkę skrawaniem, co znacznie obniżyło koszty. Chociaż nie tak mocne jak części kute matrycowo, były wystarczająco dobrej jakości.

Tłoczone części rowerowe były importowane z Niemiec do Stanów Zjednoczonych w 1890 roku. Amerykańskie firmy zaczęły wtedy mieć maszyny do tłoczenia budowane na zamówienie przez amerykańskich producentów obrabiarek. Dzięki badaniom i rozwojowi firma Western Wheel była w stanie wytłoczyć większość części rowerowych.

Kilku producentów samochodów przyjęło tłoczenie części. Henry Ford oparł się zaleceniom swoich inżynierów, aby używać części tłoczonych, ale kiedy jego firma nie mogła zaspokoić popytu częściami kutymi matrycowo, Ford był zmuszony użyć tłoczenia.

W historii tłoczenia metali, kucia i głębokiego tłoczenia wszelkiego rodzaju prasy są podstawą produkcji metali. Procesy są nadal ulepszane w przesuwaniu większej ilości metalu za jednym pociągnięciem prasy. Prasa i połączone ze sobą urządzenia automatyki zwiększają tempo produkcji, obniżają koszty pracy i zapewniają większe bezpieczeństwo pracownikom.

Operacja

  • Zginanie - materiał jest zdeformowany lub wygięty wzdłuż linii prostej.
  • Kołnierz - materiał jest wygięty wzdłuż zakrzywionej linii.
  • Tłoczenie - materiał naciągany jest w płytkie zagłębienie. Stosowany głównie do dodawania ozdobnych wzorów. Zobacz także Repoussé i pogoń .
  • Wykrojnik - kawałek jest wycinany z arkusza materiału, zwykle w celu wykonania wykroju do dalszej obróbki.
  • Coining - wzór jest kompresowany lub wciskany w materiał. Tradycyjnie używany do produkcji monet.
  • Ciągnienie — powierzchnia wykroju jest rozciągana do alternatywnego kształtu dzięki kontrolowanemu przepływowi materiału. Zobacz także głęboki rysunek .
  • Rozciąganie - powierzchnia wykroju jest zwiększana przez rozciąganie, bez ruchu krawędzi wykroju do wewnątrz. Często używany do wykonywania gładkich części karoserii.
  • Prasowanie - materiał jest ściskany i rozdrabniany wzdłuż pionowej ściany. Stosowany do puszek po napojach i łusek z amunicją.
  • Redukcja/Necking - służy do stopniowego zmniejszania średnicy otwartego końca naczynia lub rurki.
  • Curling - deformacja materiału w profil rurowy. Typowym przykładem są zawiasy drzwiowe.
  • Obszywanie - zawijanie krawędzi na siebie w celu zwiększenia grubości. Krawędzie drzwi samochodowych są zwykle obszyte.

Przebijanie i cięcie można również wykonywać w prasach tłoczących. Tłoczenie progresywne jest połączeniem powyższych metod wykonywanych za pomocą zestawu matryc w rzędzie, przez który pasek materiału przechodzi krok po kroku.

Smar

Tribology generuje tarcie, które wymaga użycia smaru w celu ochrony narzędzia i powierzchni matrycy przed zarysowaniem lub zatarciem . Smar chroni również blachę i wykończoną część przed ścieraniem tej samej powierzchni, a także ułatwia płynięcie elastycznego materiału zapobiegając rozdarciom, rozdarciom i zmarszczkom. Do tego zadania dostępne są różne smary. Należą do nich suche folie na bazie olejów roślinnych i mineralnych, tłuszczu zwierzęcego lub smalcu, grafitu , mydła i akrylu. Najnowszą technologią w branży są smary syntetyczne na bazie polimerów, znane również jako smary bezolejowe lub smary nieolejowe . Termin „smar na bazie wody” odnosi się do szerszej kategorii, która obejmuje również bardziej tradycyjne związki na bazie oleju i tłuszczu. [ potrzebne źródło ]

Symulacja

Symulacja formowania blachy to technologia, która oblicza proces tłoczenia blachy, przewidując typowe wady, takie jak pęknięcia, zmarszczki, sprężynowanie i pocienienie materiału. Znana również jako symulacja formowania, technologia ta jest specyficznym zastosowaniem nieliniowej analizy elementów skończonych . Technologia ta ma wiele zalet w przemyśle wytwórczym , zwłaszcza w przemyśle motoryzacyjnym , gdzie czas wprowadzenia na rynek, koszty i odchudzona produkcja mają kluczowe znaczenie dla sukcesu firmy.

Niedawne badania przeprowadzone przez firmę badawczą z Aberdeen (październik 2006 r.) wykazały, że najskuteczniejsi producenci spędzają więcej czasu na wstępnych symulacjach [ wymagane wyjaśnienie ] i czerpią korzyści pod koniec swoich projektów.

Symulacja tłoczenia jest stosowana, gdy projektant części blaszanych lub wytwórca narzędzi chce ocenić prawdopodobieństwo pomyślnego wyprodukowania części blaszanej bez ponoszenia kosztów związanych z wykonaniem fizycznego narzędzia. Symulacja tłoczenia umożliwia symulowanie dowolnego procesu formowania części blaszanych w wirtualnym środowisku komputera PC za ułamek kosztów fizycznych prób.

Wyniki symulacji tłoczenia umożliwiają projektantom części blaszanych bardzo szybką ocenę alternatywnych projektów w celu optymalizacji ich części pod kątem taniej produkcji.

Mikrostemplowanie

Ta sekcja dotyczy procesu produkcji przemysłowej. Aby zapoznać się z technologią stemplowania balistycznego i związanymi z nią przepisami, zobacz Microstamping .

Podczas gdy koncepcja tłoczenia elementów blaszanych tradycyjnie koncentrowała się na poziomie makro (np. zastosowania w pojazdach, samolotach i opakowaniach), utrzymujący się trend miniaturyzacji doprowadził do badań nad mikroformami tłoczenia. Od wczesnego rozwoju maszyn do mikrowykrawania na początku do połowy 2000 roku do stworzenia i przetestowania maszyny do mikrozginania na Northwestern University w 2010 roku, narzędzia do mikrowykrawania są nadal badane jako alternatywy dla obróbki skrawaniem i trawienia chemicznego . Przykłady zastosowań mikrowytłaczania blach obejmują złącza elektryczne, mikrosiatki, mikroprzełączniki, mikrokubki do dział elektronowych , elementy zegarków na rękę, elementy urządzeń podręcznych i urządzenia medyczne . Jednak przed wdrożeniem technologii na pełną skalę należy zająć się kluczowymi kwestiami, takimi jak kontrola jakości, zastosowanie na dużą skalę oraz potrzeba badań właściwości mechanicznych materiałów.

Aplikacje branżowe

Tłoczenie metali może być stosowane do różnych materiałów w oparciu o ich unikalne właściwości obróbki metali w wielu zastosowaniach w wielu gałęziach przemysłu. Tłoczenie metali może wymagać formowania i przetwarzania metali nieszlachetnych do rzadkich stopów ze względu na ich zalety specyficzne dla danego zastosowania. Niektóre gałęzie przemysłu wymagają przewodności elektrycznej lub cieplnej miedzi berylowej w obszarach takich jak przemysł lotniczy, elektryczny i obronny lub zastosowania stali i jej wielu stopów o wysokiej wytrzymałości w przemyśle motoryzacyjnym.

Tłoczenie metali Industries służy do:

Zobacz też

przypisy

  • Don Hixon, 1984, grudzień, „Alternative Lubricant Oferuje zalety tłoczenia”, Precision Metal , strona 13
  • William C. Jeffery, 1985, listopad, „Związki do rysowania bez oleju generują dolary i mają sens”, tłoczenie metali , strony 16–17
  • Phillip Hood, 1986, wiosna, „Zgodność ze środowiskiem - podejście producentów trawników i ogrodów do stemplowania smarów i zmian środowiskowych”, Stemplowanie kwartalne , strony 24–25
  • Pioneer Press , 27 kwietnia 1989, Marilyn Claessens, „W wieku 75 lat IRMCO wciąż jest pionierem — smary idą w błoto z założenia”, Evanston, IL, strona 33
  • Bradley Jeffery, 1991, sierpień, „Rozwiązania środowiskowe dla tłoczenia metali”, MAN , strony 31–32
  • Robin P. Bergstrom, 1991, listopad, „Stamping Made Clean (er)”, Production Magazine , strony 54–55
  • 1991, luty, „Mieszanka środków smarnych i środowiska”, Inżynieria produkcji , strony 52–59
  • Brian S. Cook, 1992, 6 stycznia, „Odpowiednia technologia”, Industry week , strony 51–52, 58.
  • James R. Rozynek, 1995, Winter, „Studium przypadku: konwersja do smarów do tłoczenia metali na bazie wody”, Stemplowanie Quarterly , strony 31–33
  • Philip Ward, 1996, lipiec/sierpień, „Smar do tłoczenia na bazie wody zmywa problemy ze smarem na bazie oleju”, Formowanie i wytwarzanie , strony 52–56
  • Matt Bailey, Wielka Brytania, 1997, maj, „Smary nieolejowe oferują rozwiązania rozpuszczalnikowe”, Sheet Metal Industries , strony 14–15
  • Chris Wren, Wielka Brytania, 1999, czerwiec, „One Out - Oil Out” Sheet Metal Industries , strony 21–22
  • Brad Jeffery, 2003, kwiecień, „Podsumowanie — uzyskiwanie wartości N”, Modern Metals , strona 76
  • Brad F. Kuvin, 2007, luty, „Formowanie zaawansowanej stali o wysokiej wytrzymałości nie pozostawia miejsca na błędy”, MetalForming , strony 32–35
  • Brad F. Kuvin, 2007, maj, „Dana's Giant Lube Leap of Faith”, MetalForming , strony 32–33
  • Hyunok Kim PhD, 2008, marzec „Ocena wydajności głębokiego tłoczenia smarów do tłoczenia z dwufazowym (DP) 590 GA”, część II w III części serii, Centrum precyzyjnego formowania (CPF), Uniwersytet Stanowy Ohio , strony 1– 5
  • Brad F Kuvin, styczeń 2009, „Deep-Draw Automation zwraca niezwykłe wyniki”, MetalForming , strony 14–15
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stamping_(metalworking)&oldid=1139014750 ”