Begrijp de details van metaalstempelontwerp

Begrijp de details van metaalstempelontwerp

Computerondersteund ontwerp (CAD) is zo verbazingwekkend dat het mensen kan helpen bij een betere metaalbewerking. Maar de waarheid is dat precisiemetaalstansen een aantal van dezelfde problemen kent. Een manier om deze problemen op te lossen, is door al vroeg in het ontwerpproces samen te werken met een metaalstansingenieur.

Hoe nauwkeurig het metaalstansproces ook is, het kent zijn beperkingen. De dikte, hardheid en korrelrichting van het materiaal kunnen een aanzienlijke impact hebben op het eindproduct. Veelgebruikte materialen zijn onder andere ferrometalen, non-ferrometalen, roestvrij staal en andere materialen. Wanneer fabrikanten het juiste materiaal kiezen, kunnen ingenieurs hen helpen ervoor te zorgen dat het materiaal aan hun behoeften voldoet en geen problemen zoals scheurvorming vertoont.

Als je begrijpt hoe metaalstansen werkt, kun je fouten voorkomen. Dit kan je veel geld besparen en een soepeler productieproces garanderen.

Inhoudsopgave

Wat is metaalstansen?

Metaalstansen is een veelzijdige productiemethodeHet maakt het mogelijk om vlakke metalen platen te bewerken tot complexe componenten. Het is een industrieel proces waarbij vlakke metalen platen met behulp van speciale gereedschappen en matrijzen in de gewenste vorm worden gebracht.

Het metaalstansproces omvat het plaatsen van een vlakke plaat in een stanspers. Het metaal kan in rol- of plaatvorm zijn. De stanspers, uitgerust met een gereedschap en een matrijs, vormt het metaal in de gewenste vorm. Technieken die bij het metaalstansen worden gebruikt, zijn onder andere ponsen, buigen, reliëfdrukken, stansen, flenzen en stempelen.

Voordelen van metaalstansen in de productie

Metaalstansen biedt verschillende voordelenDeze omvatten kosteneffectiviteit voor grootschalige productie, consistente onderdeelkwaliteit en de mogelijkheid om complexe geometrieën met nauwe toleranties te creëren. Deze productiemethode is cruciaal in veel sectoren, zoals de automobielindustrie, de lucht- en ruimtevaart, de elektronica en de productie van medische apparatuur. Dit komt doordat deze industrieën precisiemetalen onderdelen nodig hebben.

Ontwerpcriteria voor metaalstansen

Bij het stansen van metaal worden rollen of platen metaal geperst en in een specifieke vorm gesneden. Stansen omvat vele verschillende vormmethoden, zoals ponsen, stansen, reliëfdrukken en progressief stansen. Afhankelijk van de complexiteit van het werkstuk kunnen deze methoden afzonderlijk of in combinatie worden gebruikt. Voor de beste resultaten moeten ingenieurs de volgende richtlijnen volgen. details van het metaalstempelontwerp.

Sleuven en gaten

Bij het metaalstansen worden stalen gereedschappen, ponsen genaamd, gebruikt om het metaal te doorboren en gaten en sleuven te vormen. Daarbij drukt de pons de plaat of strook metaal in het gat van de matrijs. Wanneer het materiaal begint te buigen voor de kracht van de pons, wordt het gesneden en afgeschoren. Uiteindelijk is het materiaal volledig doorgesneden en breekt het op de plaats waar de randen van de pons en de matrijs elkaar raken.

Hierdoor ontstaat een gat met een gladde bovenkant en een taps toelopende onderkant, en ontstaan er bramen bij de materiaalbreuk. Door de manier waarop dit proces werkt, zijn de sleuven en gaten niet perfect recht. Door een extra bewerkingsstap kunnen ze identieke wanden krijgen. Secundaire bewerking verhoogt echter de kosten.

Minimale diameter

De ontwerpnorm voor de minimale diameter is afhankelijk van het gekozen materiaal. Voor ductiele materialen zoals aluminium moet de minimale diameter van het gat minimaal 1,2 keer de materiaaldikte zijn. Voor materialen met een hogere treksterkte, zoals roestvaste staallegeringen, wordt een minimale diameter van 2 keer de materiaaldikte aanbevolen.

Bovendien moet de groefbreedte minimaal 1,5 keer de materiaaldikte zijn. Hoewel kleinere diameters mogelijk zijn, vereisen deze dure speciale processen of gereedschappen. Dit verhoogt de kosten van het onderdeel en vergroot de kans op gereedschapsschade.

Afstand tot de rand

Groeven en gaten kunnen dicht bij de rand worden geplaatst, maar de afstand tot de rand moet minstens twee keer de materiaaldikte zijn. Als dit niet gebeurt, kan het materiaal tussen het gat en de rand naar buiten uitpuilen. Als het gat te dicht bij de rand zit, kan het tijdens het stansen uitpuilen of vervormen. Deze onderdelen moeten opnieuw worden bewerkt of via andere stappen worden bewerkt, wat de kosten verhoogt.

Afstand tot Bends

Maak gaten of sleuven die minder dan 0,100 inch breed of dik zijn, met een afstand van minimaal twee keer de materiaaldikte (2x MT) plus de vormradius. Voor grotere gaten of sleuven moet de minimale afstand 2,5 keer de materiaaldikte plus de vormradius zijn. Vervorming, zwelling of rek kan optreden wanneer gaten en sleuven dichter bij elkaar worden geplaatst dan de aanbevolen standaard.

Ontvang binnen 24 uur een offerte voor uw onderdelenbewerking

Klaar om aan uw volgende project te beginnen? Vraag een persoonlijke offerte aan voor uw behoeften op het gebied van onderdelenbewerking.

Buigen en vormen

Buigingen en andere vormkenmerken worden vaak aangetroffen in de laatste fase van het progressief stansen. De richting van de materiaalnerf is een belangrijke factor bij het bepalen van de buigkenmerken. Wanneer de nerfrichting van het materiaal in lijn is met de buigrichting, is het materiaal gevoelig voor scheurvorming, vooral bij materialen met een hoge sterkte, zoals roestvast staallegeringen of geharde materialen. Bij het ontwerpen van een buiging moet rekening worden gehouden met de nerfrichting van het materiaal voor het beste resultaat en moet de nerfrichting op de tekening worden aangegeven.

Buighoogte

Het is essentieel om ervoor te zorgen dat er voldoende materiaal aanwezig is om de buiging correct uit te voeren. Een manier om voldoende materiaal te leveren om de buiging correct uit te voeren, is door de minimale buighoogtestandaard te volgen. De aanbevolen hoogte voor een buigelement is 2,5 keer de materiaaldikte plus de buigradius. Kortere buighoogtes zijn mogelijk, maar vereisen extra bewerkingen.

Buigen nabij de rand

Buigelementen nabij de rand moeten de materiaaloffset vergroten of een ontkoppelingssnede bij de buiging hebben. Indien dit niet gebeurt, kan het materiaal aan beide zijden van het gebogen deel scheuren. Bij een grotere materiaaloffset moet de offset minimaal gelijk zijn aan de buigradius. Als alternatief kan de ontwerper een groef nabij het buiggebied aanbrengen. De groef moet minimaal twee keer zo breed zijn als de materiaaldikte en de lengte moet gelijk zijn aan de buigradius plus de materiaaldikte.

Voorkomen van vervorming en uitpuilen

Ontlastingsgroeven helpen ook vervorming of uitstulping te voorkomen die kan optreden bij het buigen van dikkere materialen. Hoe minder het dikkere materiaal wordt gebogen, hoe groter de kans op uitstulping. Het ontwerpen van ontlastingsgroeven aan beide zijden van de buiging helpt uitstulping te verminderen. Het is aan te raden markeringen op de tekening te gebruiken om de aandacht te vestigen op gebieden waar uitstulping niet is toegestaan.

Afmetingen en toleranties

Voor geponste, geperforeerde en gestanste onderdelen moet de maatvoering vanaf de snijkant worden gemeten. De binnenafmetingen worden gemeten langs het kortste deel van de snijrichting en de buitenafmetingen vanaf het langste deel. Als kritische onderdelen geen randbreuk of tapsheid kunnen verdragen, kan de fabrikant een rechte rand verkrijgen door middel van secundaire bewerkingen. Dit verhoogt echter de kosten van het project.

Voor gevormde elementen moeten ontwerpers altijd de afmetingen binnen het element opgeven. Voor elementen die aan de buitenkant van een gevormd onderdeel worden geplaatst, moet rekening worden gehouden met de hoektolerantie van de buiging (meestal ±1 graad) en de afstand tot de buiging. Wanneer het element meerdere buigingen bevat, moet rekening worden gehouden met de superpositie van de toleranties en deze worden berekend.

Metaal-Stamping-1

Materiaalkeuze en de impact ervan

Op het gebied van precisiemetaalstansen, de materiaalkeuze is erg belangrijkHet is niet alleen voldoende om een metaal te kiezen, het is ook belangrijk om de rol ervan in het stansproces en de eisen aan het eindproduct te begrijpen. Omdat de eigenschappen van het materiaal een grote invloed kunnen hebben op het resultaat, is het belangrijk om de rol van verschillende metalen te begrijpen en deskundig advies in te winnen.

De rol van verschillende metalen

Met metaalstansen kunnen verschillende metalen worden bewerkt, of het nu ferro of non-ferro is, roestvrij staal of aluminium. Elk metaalsoort heeft zijn eigen unieke eigenschappen. Het is belangrijk om deze nuances te begrijpen om de gewenste resultaten te behalen.

Metaaleigenschappen en hun effect op stansresultaten:

  • De hardheid van een metaal bepaalt hoe gemakkelijk het gevormd kan worden tijdens het stansproces.
  • De oriëntatie van de korrels beïnvloedt de sterkte van het eindproduct.
  • De dikte van het metaal heeft ook invloed op hoe gemakkelijk het te vormen is.

Er zijn veel verschillende materialen die gebruikt kunnen worden voor precisiemetaalbewerking. Hieronder volgen enkele van de meest gebruikte materialen:

  • Ferro- en non-ferrometalen: ferro- en non-ferrometalen. Verschillende soorten metalen hebben hun eigen voordelen. Ferrometalen zijn bijvoorbeeld magnetischer, terwijl non-ferrometalen minder snel roesten of corroderen.
  • roestvrij staal: staat bekend om zijn sterkte en roestbestendigheid.
  • Aluminium: Zeer licht en gemakkelijk te vormen, waardoor het ideaal is voor het maken van ingewikkelde patronen.
  • Titanium en edelmetalen:Deze metalen staan bekend om hun sterkte en weerstand tegen oxidatie en corrosie.
  • Voorgeplateerde metaal- en polyesterfilms: geven gestanste onderdelen extra bescherming of bepaalde eigenschappen.
  • Draden: Vaak gebruikt voor specifieke taken waarbij flexibiliteit vereist is.

Metaal-Stamping-2

Deskundige begeleiding bij materiaalkeuze

Het kiezen van het juiste metaalbewerkingsmateriaal is niet voldoende. Deskundig advies kan zeer nuttig zijn om ervoor te zorgen dat het materiaal voldoet aan de ontwerp- en productievereisten.

Het belang van het raadplegen van een metaalstansingenieur:

  • Dankzij de expertise van een ingenieur kunt u ontwerpdoelen verbinden met productie-uitdagingen.
  • Zij kunnen u informatie verschaffen over hoe het materiaal zal reageren tijdens het stempelproces. Zo bent u ervan verzekerd dat het eindproduct aan uw behoeften voldoet, zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit of bruikbaarheid.

Mogelijke problemen met bepaalde materialen en alternatieven:

  • Er zijn veel soorten metaal. Sommige zijn gevoeliger voor scheuren tijdens het stansen.
  • Te kwetsbare materialen zijn mogelijk niet geschikt voor ontwerpen die een hoge mate van flexibiliteit vereisen. In dat geval kan een metaalbewerkingstechnicus alternatieven bieden die beter aansluiten bij de behoeften van het ontwerp.
  • De expertise van een ingenieur kan een bedrijf helpen fouten te vermijden die geld kosten en de productie vertragen. Dit zorgt uiteindelijk voor een soepeler proces van ontwerp tot en met de verwerking van het product.

De mythes over metaalstansen ontkracht

Metaalstansen is een veelzijdig en efficiënt procesHet wordt echter niet altijd correct opgevat. Er zijn een aantal veelvoorkomende misvattingen die kunnen leiden tot slechte beslissingen of het mislukken van de beste resultaten. Door deze misvattingen aan te pakken, kunnen we ervoor zorgen dat metaalstansprojecten soepeler en nauwkeuriger verlopen.

Vervanging van andere materialen en processen

Veel mensen denken dat metaalbewerking andere materialen en methoden kan vervangen. Omdat het er zo mooi uitziet, maar de waarheid is niet zo ingewikkeld.

Wanneer metaalstansen wordt gebruikt in plaats van kunstmatige of gegoten onderdelen, ontstaan er een aantal problemen. Metaalstansen is weliswaar nauwkeurig en snel, maar is niet de beste manier om alle problemen op te lossen. Vormen en gieten hebben elk hun eigen voordelen, en het direct vervangen ervan door stansen kan lastig zijn. Een complex onderdeel dat in kunststof is gegoten, kan bijvoorbeeld niet gemakkelijk worden omgezet in een metaalstans. Dit komt door de aard van het materiaal en de verschillende productiemethoden.

Praktijkvoorbeelden kunnen de complexiteit van het probleem illustreren. Een fabrikant wil bijvoorbeeld een metalen versie maken van een onderdeel dat in kunststof is gegoten. Het is gemakkelijk om complexe patronen te maken met kunststofgieten, maar duur om ze te maken met metaalstansen. Hiervoor is meer dan één matrijsstation nodig, wat de productietijd en -kosten verhoogt. Het metaalproces is daarom geen vervanging voor alle andere verwerkingsmethoden.

Metaal-Stamping-3

Het oplossen van belangrijke problemen

Bij het stansen van metaal is grote precisie vereist. Er kunnen echter problemen ontstaan als er onduidelijkheden zijn of als er op het laatste moment belangrijke zaken worden gewijzigd.

Belangrijke zaken moeten vanaf het begin duidelijk zijn. Bij het ontwerpen van gestanste metalen onderdelen is het belangrijk om kritische afmetingen zo vroeg mogelijk te bepalen. Deze afmetingen zijn cruciaal voor het werk en de pasvorm van het onderdeel. Door deze afmetingen vooraf te bepalen, kunnen metaalstansers ervoor zorgen dat de productiemethoden en gereedschappen aan de eisen voldoen. Dit resulteert in de productie van een onderdeel dat voldoet aan de eisen van de gebruiker.

De kosten voor het wijzigen van belangrijke afmetingen nadat het gereedschap is ontwikkeld of zelfs geproduceerd, kunnen onbetaalbaar zijn. Deze wijzigingen vereisen aanpassingen aan het gereedschap en kunnen vertragingen in het werk veroorzaken. Bijvoorbeeld, als het ontwerp van een onderdeel al is afgerond en het gereedschap is gemaakt.

Als de kwaliteitsafdeling echter meer kritische afmetingen toevoegt, moet het gereedschap mogelijk worden aangepast. Zulke wijzigingen kunnen de kosten verhogen en de productietijd verlengen. Dit laat zien hoe belangrijk het is om vanaf het begin duidelijke communicatie en een grondige planning te hebben.

Nauwkeurigheid en toleranties in ontwerp

Nauwkeurigheid bij het stansen van metaal vereist een zorgvuldige balans tussen de eisen van de ontwerper en de daadwerkelijke productie. Het is belangrijk om de details van de toleranties en de gebruikte gereedschappen in het ontwerpproces te begrijpen om ervoor te zorgen dat het eindproduct goed werkt en minder kost.

De rol van computerondersteund ontwerp

Computerondersteund ontwerp (CAD) heeft de manier waarop we dingen ontwerpen en produceren veranderd. Het is echter ook belangrijk om de beperkingen en mogelijke problemen te begrijpen.

CAD-ontwerp kan soms te beperkend zijn en de nauwkeurigheid van CAD-software kan soms verkeerd worden ingeschat door ontwerpers. Het is mogelijk om onderdelen met extreem nauwe toleranties op een computer te maken. Maar het is moeilijk en kostbaar om metalen stansen daadwerkelijk met dezelfde precisie te produceren of te bewerken. CAD kan zichzelf bijvoorbeeld instellen op een bepaald aantal decimalen. Dit werkt misschien op een computer, maar niet bij massaproductie.

Het is belangrijk om realistische en kosteneffectieve normen te hanteren in metaalbewerkingsprocessen. Het is goed om te streven naar perfectie, maar het is ook belangrijk om een balans te vinden tussen ontwerpdoelen en realiteit. Te specifieke toleranties verhogen de productiekosten. En de waarde van het eindproduct neemt er niet door toe.

Door tijdens de ontwerpfase met een metaalbewerkingsexpert te praten, kunt u ervoor zorgen dat het CAD-ontwerp realistisch is. Dit versoepelt het productieproces en zorgt ervoor dat het product aan de normen voldoet, zonder dat het te veel kost.

Stempelproces-3

Ontwerp veilige en effectieve randen

De zijkanten en randen van gestanste metalen onderdelen zijn erg belangrijk voor hoe ze werken en hoe veilig ze zijn. Er moet zorgvuldig te werk worden gegaan bij het vervaardigen van deze onderdelen. Uiteindelijk is het belangrijk ervoor te zorgen dat de onderdelen naar behoren werken zonder de persoonlijke veiligheid in gevaar te brengen.

Er ontstaan problemen bij het bewerken van scherpe randen en kanten. Scherpe randen en kanten kunnen gevaarlijk zijn. Dit geldt vooral tijdens de assemblage van onderdelen of bij het eerste gebruik. Bovendien kunnen te scherpe vormen problemen veroorzaken tijdens het stansproces. Zo slijten mallen sneller of is de kans op fouten groter.

Een veiligere en effectievere ontwerpoplossing creëren. Ontwerpers zouden niet zomaar moeten zeggen: "Verwijder alle scherpe randen." Ze zouden juist moeten aangeven welke delen van het onderdeel specifieke randcondities nodig hebben, afhankelijk van hoe het onderdeel werkt.

Bijvoorbeeld, als de scherpte van een hoek een ander onderdeel zou kunnen snijden of slijten, is het het beste om daar een afgeronde rand te maken. Overleg met een metaalstansexpert om het beste randontwerp te vinden dat veiligheid, gebruiksgemak en productiegemak combineert.

Ondersteuning voor Design for Manufacturing (DFM)

Design for Manufacturing (DFM) is een proactieve ontwerpaanpak. Het zorgt ervoor dat producten niet alleen nuttig en esthetisch aantrekkelijk zijn, maar ook eenvoudig en goedkoop te produceren. Door al vroeg in het ontwerpproces rekening te houden met productieproblemen en -kansen, kan DFM helpen om producten beter te maken, ze sneller op de markt te brengen en kosten te verlagen.

Uitgebreide DFM-beoordeling

Om mogelijke productieproblemen en -kansen zo vroeg mogelijk in het ontwerpproces te identificeren, is een grondige DFM-controle noodzakelijk. Deze controle garandeert dat het plan optimaal is voor een snelle en kosteneffectieve productie van het product.

Een grondig DFM-beoordelingsproces omvat de volgende stappen:

  • Beoordeling van de klantvereisten:Zoek uit waar het onderdeel voor gebruikt gaat worden, hoe lang het meegaat en of er nog andere vereisten zijn.
  • Regels en wetten die moeten worden nageleefd: Zorg ervoor dat het ontwerp voldoet aan de regels en normen die van toepassing zijn op de organisatie.
  • Materialen en hun functie evalueren: Selecteer het juiste materiaal voor het gebruik van het onderdeel en de productiemethode.
  • Hulpmiddelen: Zorg ervoor dat het plan snel en eenvoudig kan worden uitgevoerd met behulp van de bestaande gereedschappen en machines.
  • Eindmontage- en verpakkingsbehoeften:Houd er rekening mee hoe het onderdeel wordt samengevoegd tot het complete product en welke beperkingen er zijn qua transport en verpakking.

Het belang van samenwerking tussen de fabrikant en het metaalstansbedrijf:

  • Wanneer beide partijen samenwerken, weten ze allebei wat de doelen en beperkingen van het ontwerp zijn.
  • Het metaalstansbedrijf kan u nuttige informatie verstrekken over de productiewijze van het ontwerp.
  • De fabrikant kan op zijn beurt eventuele functionele of esthetische behoeften verduidelijken.
  • Deze samenwerking kan mensen helpen betere ontwerpkeuzes te maken. Dit leidt tot minder veranderingen aan de ontwerpkant en een soepeler productieproces.

Wat is het stempelproces?

De rol van prototyping

Het maken van prototypes is een belangrijk onderdeel van het DFM-proces. Dit stelt een bedrijf in staat om te testen en te garanderen dat het ontwerp werkt voordat het in massaproductie gaat.

Wanneer en waarom een prototype maken:

  • Als er vragen zijn over hoe een ontwerp in de echte wereld zal werken, kan een prototype helpen om die vragen te beantwoorden.
  • Bij complexe of innovatieve ontwerpen kan een prototype problemen of kansen laten zien die u niet had voorzien.
  • Met prototypes kunt u ook zien hoe de markt reageert op een nieuw product voordat u het in massaproductie neemt.

Voordelen van het gebruik van simulatiesoftware om te controleren of een plan haalbaar is:

  • Simulatiesoftware kan een model maken van hoe het ontwerp in verschillende situaties zal werken. Dit helpt bij het vinden van zwakke punten of verbeterpunten.
  • Ontwerpers kunnen problemen in de productie al vroeg in het planningsproces identificeren en oplossen door het productieproces te simuleren.
  • Het gebruik van simulatiesoftware vermindert de behoefte aan echte prototypes. Dit kan tijd en geld besparen. Simulatie en prototyping kunnen echter samenwerken wanneer daadwerkelijke verificatie nodig is. Uiteindelijk kan het een volledig beeld geven van hoe het ontwerp werkt.

Samenvattend

Kennis van de ins en outs van metaalstansen tijdens de ontwerpfase kan het productieproces efficiënter maken. Dit bespaart tijd, geld en middelen. Deskundige samenwerking en advies zijn essentieel om ervoor te zorgen dat ideeën zowel innovatief als gerealiseerd zijn.

Yonglihao Machinery kan u hoogwaardige metaalstansdienstenDankzij onze partners in heel Europa en de Verenigde Staten kunnen wij voor al uw behoeften de perfecte oplossing bieden.

Veelgestelde vragen

Welke materialen worden vaak gebruikt bij metaalstempelen?

Veelgebruikte materialen bij het stansen van metaal zijn roestvrij staal, aluminium, koper en koolstofstaal. Elk materiaal is gekozen vanwege zijn unieke eigenschappen en toepassingen.

Hoe beïnvloedt de dikte van het materiaal het metaalstansproces?

De materiaaldikte is cruciaal bij het stansen van metaal, omdat deze van invloed is op de gereedschappen, het matrijsontwerp en het algehele productieproces. Dikkere materialen vereisen mogelijk robuuster gereedschap en persen met een hoger tonnage.

Wat zijn de belangrijkste overwegingen bij het ontwerpen van gaten en sleuven bij het metaalstansen?

Houd bij het ontwerpen van gaten en sleuven rekening met hun grootte, vorm en locatie. Dit zorgt ervoor dat ze compatibel zijn met het gekozen materiaal en het stansproces. Minimale gatgroottes en afstandsrichtlijnen moeten worden gevolgd om materiaalvervorming te voorkomen.

Hoe kan ik vervorming van het materiaal tijdens het metaalstansproces voorkomen?

Om materiaalvervorming te voorkomen, moet u rekening houden met factoren zoals materiaalkeuze, onderdeelontwerp en gereedschap. Een goed ontwerp, rekening houdend met de principes van maakbaarheid en het handhaven van voldoende materiaaldikte, kan vervorming helpen minimaliseren.

Wat is de betekenis van de buigradius bij het ontwerpen van metaalstansen?

De buigradius is cruciaal bij het stansen van metaal, omdat deze de structurele integriteit en het uiterlijk van het onderdeel beïnvloedt. Een geschikte buigradius helpt scheuren te voorkomen en zorgt voor een gladde afwerking.

Hoe kan ik kosten besparen bij het ontwerpen van metaalstempels?

Kostenbesparingen kunnen worden gerealiseerd door het materiaalgebruik te optimaliseren, het ontwerp van onderdelen te vereenvoudigen en de meest efficiënte productieprocessen te selecteren. Het principe van 'design for produceability' kan helpen de productiekosten te verlagen.

Abonneer u om deskundige ontwerp- en productietips te ontvangen
Scroll naar boven