Обробка листового металу, як важлива галузь сучасного виробництва, широко використовується в електроніці, автомобілебудуванні, аерокосмічній промисловості, будівництві та багатьох інших галузях. Ця технологія використовує низку точних процесів для обробки тонких металевих листів у деталі різної форми та структури.
1. Процес стрижки
Різання є одним із основних процесів обробки листового металу, який в основному використовується для нарізання сировини на необхідні форми та розміри. Цей процес є початковим етапом в процесі обробки листового металу і безпосередньо впливає на точність і ефективність подальшої обробки. Процеси зсуву можна розділити на різні методи залежно від використовуваного обладнання та технології, наприклад механічне зрізання, лазерне зрізання, плазмове зрізання та водоструменеве зрізання. Різні способи стрижки мають свої особливості і підходять для обробки листового металу різної товщини і матеріалу.
Механічна стрижка є більш традиційним методом стрижки, в основному з використанням стригальних машин. Ножиці можуть різати тонкі металеві листи в основні форми, такі як прямокутники або інші прості комбінації прямих ліній. Перевагами механічного різання є низька вартість обробки та проста робота, але недоліками є, як правило, нижча точність, задирки після різання та обмежені варіанти форми, що робить його нездатним задовольнити потреби обробки складних кривих. Механічне різання зазвичай використовується для обробки більш товстого листового металу, головним чином у процесі заготовки, щоб отримати базову заготовку для подальшої обробки.
Лазерне різання є однією з найпоширеніших технологій у сучасній обробці листового металу, включаючи три основні типи: верстати твердотільного-лазерного різання YAG, лазерні ріжучі машини CO2 та волоконно-лазерні ріжучі машини. Верстати твердотільного-лазерного різання YAG недорогі та стабільні, але мають низьку енергоефективність. Вони в основному використовуються для свердління, точкового зварювання та різання матеріалів товщиною до 8 мм і особливо підходять для різання -кольорових металів, таких як алюміній і мідь. Машини для лазерного різання CO2 зазвичай мають діапазон потужності 2000-4000 Вт і можуть стабільно різати вуглецеву сталь товщиною до 20 мм, нержавіючу сталь товщиною до 10 мм, алюмінієві сплави товщиною до 8 мм і не-металічні матеріали, такі як дерево та акрил. Машини для волоконного лазерного різання мають більш широкий діапазон потужності, досягаючи 1000-30000 Вт. Їхні переваги включають низьке енергоспоживання, легке обслуговування та високу швидкість, але ними важко різати матеріали з високою відбивною здатністю, такі як алюмінієві та мідні пластини. Лазерне різання пропонує такі переваги, як різання без задирок, висока точність і можливість вирізати будь-які складні форми, такі як листя та квіти, але його вартість обробки відносно висока.
У плазмовому різанні для різання в основному використовується високо-температурна плазмова дуга та підходить для-листового металу середньої товщини. Гідроабразивний ріжучий інструмент ріже матеріали за допомогою струменів води під високим{3}}тиском, що робить його особливо придатним для різання композитних матеріалів або матеріалів, де потрібно уникати зон-впливу нагрівання. У реальному виробництві обладнання для обробки композитних матеріалів, що поєднує штампування з ЧПУ та лазерне різання, значно підвищує ефективність обробки, роблячи обробку листового металу більш точним і ефективним.
Перед початком роботи процес різання вимагає від інженерів з листового металу ретельного проектування та визначення креслень продукту, особливо розрахунку розмірів у розгорнутому стані, які пов’язані з радіусом згинання, кутом згинання, листовим матеріалом і товщиною листа. Точність процесу різання безпосередньо впливає на можливість подальшої обробки і є фундаментальною гарантією якості обробки листового металу.
2. Процес штампування
Штампування є одним з найпоширеніших процесів обробки листового металу. Він передбачає застосування тиску до сировини за допомогою штампового преса та матриць, що викликає пластичну деформацію або відокремлення для отримання заготовок потрібної форми та розміру. Цей процес має такі переваги, як висока ефективність виробництва, низька вартість і високий рівень використання матеріалів, що робить його особливо придатним для масового виробництва. Штампування широко використовується в таких галузях, як автомобілебудування, електроніка та побутова техніка, і є незамінним методом обробки в сучасному виробництві.
Процеси штампування можна розділити на два типи на основі методу обробки: звичайне штампування та штампування з ЧПК. Звичайне штампування зазвичай використовує фіксовані штампи, придатні для масового виробництва, хоча початкові витрати на штампи високі, якість деталей гарантована. З іншого боку, штампування з ЧПУ забезпечує автоматизовану обробку за допомогою револьверних перфораційних пресів з ЧПУ. Діапазон обробки для товщини листового металу зазвичай становить 3,0 мм або менше для холоднокатаних-і гаряче{5}}катаних листів, 4,0 мм або менше для алюмінієвих листів і 2,0 мм або менше для нержавіючої сталі. Максимальний розмір листового металу, який може обробити штампування з ЧПУ, становить 1250 мм x 4000 мм, а мінімальний діаметр отвору більше або дорівнює 1 Т. Штампування особливо підходить для обробки металевих частин із вигнутими розподілами або структурами, подібними до точкових/сіток, що дозволяє швидко розділяти та формувати металеву структуру.
Загальні процеси штампування включають одинарне штампування, безперервне штампування, обробку штампування та формування масиву. Одинарне штампування підходить для обробки металевих деталей із дугоподібними-розподілами, точковими отворами або-сітчастими структурами. Безперервне бланкування можна розділити на односпрямований і багатоспрямований методи. Різнонаправлене штампування зазвичай підходить для обробки великих металевих шарів або формування великих металевих отворів, тоді як односпрямоване штампування підходить для обробки кількох металевих деталей, складених один на один. Обробка заготовок, також відома як заготовка, в основному включає шліфування та фінішну обробку деталей з листового металу, що служить для точного позиціонування та тонкого шліфування. Формування масиву шляхом поєднання існуючих штампів дозволяє швидко обробляти великі вироби з листового металу за допомогою верстатів з ЧПК, що робить його особливо придатним для велико-виробництва подібних деталей з листового металу.
Конструкція матриці є вирішальним аспектом штампування. Для різних форм потрібні різні матриці, а точність матриці безпосередньо визначає точність розмірів і якість поверхні штампованих деталей. Зазор матриці необхідно регулювати відповідно до товщини та властивостей матеріалу. Якщо зазор буде занадто великим, то після штампування виріб матиме великі задирки; якщо зазор занадто малий, це вплине на термін служби матриці та, у важких випадках, призведе до її пошкодження. Звичайні матриці, що використовуються в процесах штампування, включають круглі отвори, довгасті отвори та виступи. Висота втулки обмежена і залежить від матеріалу листа, товщини листа та кута скосу втулки. Бобишки включають отвори для розсіювання тепла та монтажні отвори. Через згинання відстань між краєм спроектованого отвору та краєм листового матеріалу та краєм згину обмежені.
Особливу увагу слід приділяти вибору матеріалу та налаштування параметрів процесу в процесах штампування. Товщина матеріалу повинна бути виміряна та підтверджена після прибуття, щоб переконатися, що вона знаходиться в межах прийнятних допусків. Вибираючи розміри матеріалу, слід враховувати використання матеріалу, щоб забезпечити найвищий можливий коефіцієнт використання. При цьому розміри листів з однакового матеріалу і товщини повинні бути однаковими. Правильне застосування процесів штампування може значно підвищити ефективність виробництва та знизити витрати на виробництво, що робить його одним із важливих процесів обробки листового металу.
3. Процес згинання
Згинання є важливим засобом досягнення-тривимірного формування під час обробки листового металу. Згинальний верстат згинає металеві листи під заданим кутом і формою для формування бажаних структурних особливостей. Цей процес займає центральне місце в обробці листового металу, оскільки багато виробів потребують згинання для досягнення бажаної форми та структури. Точність і ефективність процесу гнуття безпосередньо впливає на якість кінцевого продукту і є прямим відображенням рівня технології обробки листового металу.
Згинання зазвичай виконується за допомогою згинальної машини (також називається кромкозгинальною машиною). Верхні та нижні леза холодно-пресують тонкі металеві листи, щоб деформувати їх і отримати бажану форму. Процес згинання вимагає поєднання штампів різної форми. Ці штампи поділяються на верхні та нижні штампи; різні форми вимагають різних штампів, а якість штампів визначає точність розмірів вигину. У процесі згинання необхідно ретельно контролювати мінімальний радіус згинання та коефіцієнт подовження при згині. Якщо мінімальний радіус вигину занадто малий, пластичність матеріалу при розтягуванні збільшиться, і коли подовження досягне своєї межі, матеріал зламається. На коефіцієнт подовження при згині впливають різні фактори, такі як тип матеріалу, товщина та ширина V-канавки.
Серед широко використовуваних матеріалів найвищий коефіцієнт подовження має нержавіюча сталь, а найнижчий — алюмінієвий лист. Для того самого матеріалу різна ширина V-канавки призводить до різних коефіцієнтів видовження при вигині; як правило, ширша V-канавки призводить до вищого коефіцієнта видовження. Оскільки листовий метал після згинання має пружинну віддачу, кут згинання зазвичай має бути меншим за необхідний кут згинання.
Кілька ключових моментів потребують особливої уваги в процесі згинання: товщина матеріалу, радіус згинання, кут згинання та послідовність згинання. Розміри згинання листового металу необхідно розраховувати на основі таких факторів, як товщина листового металу, кут згинання та довжина згинання. Що стосується односторонньої-висоти, вона залежить від розміру згинальної машини та висоти верхнього леза; двостороння-висота не повинна перевищувати максимальну односторонню-висоту. Крім обмеження односторонньою-висотою, він також обмежений нижнім краєм: висота згинання < нижнього краю. Оскільки деталі з листового металу утворюються шляхом згинання тонкого металевого листа, контакт на зігнутому краї не герметичний і не має жорсткого з’єднання. Якщо не лікувати, це вплине на силу. Звичайна обробка - зварювання, а технічні вимоги до креслень включають: зварні кути, зварні кути та закруглення.
4. Процес зварювання
Зварювання є ключовим процесом обробки листового металу для з’єднання компонентів і зміцнення конструкцій. Він з’єднує дві або більше металевих частин в одне ціле за допомогою плавлення або тиску. Цей процес відіграє вирішальну роль у обробці листового металу, оскільки багато продуктів потребують з’єднання кількох частин листового металу для формування повної структури продукту. Зварювання не тільки забезпечує міцне з’єднання між металевими частинами, але й підвищує міцність з’єднань і покращує загальні характеристики виробу.
Загальні методи зварювання при обробці листового металу включають зварювання в захисному газі, лазерне зварювання, контактне зварювання, аргонодугове зварювання, електрозварювання, роботизоване зварювання та точкове зварювання. Зварювання в захисному газі та лазерне зварювання зазвичай використовують зварювальний дріт, але останній забезпечує більш естетичний зварний шов, хоча він дорожчий, і обидва методи призводять до більшої деформації листового металу через нагрівання. Контактне зварювання використовує контактне нагрівання та наддув верхньої та нижньої голівок електродів для зварювання. Його перевага в тому, що він не потребує зварювального дроту, а деформація листового металу після зварювання мінімальна. Якщо форма зварюваної деталі складна, до форми електродної головки висуваються високі вимоги. Ці різні методи зварювання підходять для різних потреб з’єднання листового металу. Вибір відповідного методу зварювання може покращити якість продукції та ефективність виробництва.
Процеси зварювання мають два основних застосування в обробці листового металу: одне полягає в з’єднанні кількох деталей з листового металу разом для досягнення мети обробки готових виробів або складальних деталей; інший — зварити кромки окремих деталей, щоб зробити загнуті краї точними і підвищити їх міцність. Раціональне застосування зварювальних процесів дозволяє значно підвищити конструкційну міцність і стійкість деталей з листового металу і є важливою складовою технології обробки листового металу. При виборі зварювальних процесів необхідно враховувати такі фактори, як властивості матеріалу, вимоги до зварювання та умови обробки.
5. Процеси обробки поверхні
Обробка поверхні є завершальним етапом обробки листового металу. Обробляє поверхню виробів з листового металу для підвищення їх стійкості до корозії, естетики та функціональності. Хоча цей процес безпосередньо не змінює форму та розмір деталей з листового металу, він має вирішальний вплив на якість та продуктивність продукту. Процеси обробки поверхні можуть надати виробам з листового металу насичені кольори, гарну текстуру та чудову стійкість до корозії, дозволяючи їм зберігати хороші характеристики в різних умовах навколишнього середовища.
Загальні процеси обробки поверхні в обробці листового металу включають напилення, гальванічне покриття, анодування та піскоструминну обробку. Покриття розпиленням є найпоширенішим методом обробки поверхні, включаючи порошкове покриття та фарбування. Порошкове покриття включає електростатичну адсорбцію порошкового покриття на поверхню деталей з листового металу, а потім плавлення та затвердіння порошку за допомогою високо-температурного випікання з утворенням твердого покриття. Порошкове фарбування має такі переваги, як екологічність, стійкість до корозії та широка палітра кольорів, і широко використовується в побутовій техніці, електроніці та комунікаційних шафах. Для фарбування використовуються рідкі покриття, які рівномірно наносяться на поверхню деталей з листового металу за допомогою розпилювача, а потім висушуються шляхом запікання або природного сушіння для утворення захисного шару. Фарбування може досягати різних кольорів і ефектів за потреби, але це не так екологічно безпечно, як порошкове покриття.
Гальванопластика — це процес нанесення шару металу або сплаву на поверхню деталей з листового металу за допомогою електролізу для покращення їх стійкості до корозії, провідності або декоративних властивостей. Загальні шари гальванічного покриття включають цинкування, хромування та нікелювання. Гальванічне покриття особливо підходить для деталей з листового металу, які вимагають високої корозійної стійкості, таких як автомобільні деталі та електронні роз’єми. Анодування в основному використовується для деталей з листового металу з алюмінію та алюмінієвих сплавів, утворюючи щільну оксидну плівку на поверхні алюмінію за допомогою електрохімічних методів, покращуючи її стійкість до корозії та зносостійкість. Анодування дозволяє досягти різних колірних ефектів і є важливим методом обробки поверхні алюмінієвих виробів.
Під час піскоструминної обробки використовується -високошвидкісний потік піску для впливу на поверхню металевих деталей, створюючи однорідну текстуру поверхні та покращуючи якість поверхні. Піскоструминна обробка не тільки покращує зовнішній вигляд деталей з листового металу, але й покращує адгезію наступних покриттів. Піскоструминна обробка підрозділяється на суху і мокру піскоструминну обробку. Суха піскоструминна обробка ефективніша, але може призвести до забруднення пилом; мокра піскоструминна обробка більш екологічна, але дорожча. Окрім вищевказаних процесів, обробка листового металу також включає фосфатування, пасивацію, полірування та волочіння дроту, кожен зі своїми унікальними характеристиками та сферою застосування.
На цьому ми завершуємо наш обмін актуальною інформацією про технології обробки листового металу. Вибір і застосування технологій обробки листового металу вимагає всебічного врахування різних факторів, включаючи вимоги до продукту, властивості матеріалу, обсяг виробництва і контроль витрат. Розумний вибір процесу може покращити якість продукції, знизити витрати виробництва та підвищити конкурентоспроможність підприємства. Інновації та розвиток технологій обробки листового металу сприятимуть прогресу всієї обробної промисловості, забезпечуючи більшу-продуктивність і високу{4}}якісність виробів із листового металу для різних галузей промисловості.
