Прецизните метални щамповани части, като основни основни компоненти в съвременните промишлени системи, се използват широко в ключови области като автомобилостроенето, новата енергия, потребителската електроника, медицинското оборудване, комуникационните базови станции и космическото пространство. С глобалната тенденция на надграждане на производството към по-висока прецизност, леко тегло, интелигентност и висока надеждност, клиентите надолу по веригата непрекъснато увеличават изискванията си за прецизност за щамповани части, като постепенно затягат стандартите от традиционните ±0,1 mm до ±0,05 mm, ±0,02 mm и дори по-високи стандарти. Някои микро-прецизни части дори изискват контрол на толеранса на ниво микрометър.
Постигането на такива строги прецизни спецификации не е просто въпрос на подобрения на оборудването или оптимизирани методи за изпитване; неговият основен източник се крие в систематичен пробив в целия процес на щамповане. От подбора и предварителната обработка на материала, дизайна и производството на матрицата и контрола на параметрите на процеса на щамповане, до оптимизирането на механизма за формоване, контрола на напрежението и напрежението, довършителната обработка след-обработката и управлението на затворения-контур на качеството онлайн, иновациите във всяка връзка на процеса колективно задвижиха Precision Metal Stamping Part за постигане на качествен скок в прецизността.
Преди да обсъдим как технологичните пробиви могат да подобрят прецизността, първо е необходимо да изясним значението на прецизността в прецизните метални щамповани части. Индустрията обикновено категоризира прецизността в четири основни типа: прецизност на размерите, геометрична прецизност, прецизност на секциите и прецизност на консистенцията. Те заедно съставляват основните критерии за приемане на щампованите части от клиентите и също така са основните цели на оптимизацията на процеса.
Точността на размерите се отнася до диапазона на отклонение между действителните геометрични размери на щампована част и нейната теоретична проектна стойност, включително ключови параметри като дължина, ширина, диаметър на отвора, дебелина, дълбочина и разстояние. Толерансът на обикновените щамповани части обикновено е над ±0,1 mm, докато този на прецизно щампованите части може да се контролира стабилно в рамките на ±0,05 mm. Високо{4}}прецизните медицински и електронни съединителни продукти могат дори да достигнат ±0,01 mm–±0,005 mm.
Геометричната точност включва плоскост, перпендикулярност, паралелност, коаксиалност, закръгленост, праволинейност и позиционна точност.
Точността на консистенцията се отнася до обхвата на колебанията в размерите между отделните части при условия на масово производство. При производството на милиони-парчета, вариациите в размерите трябва да се контролират в рамките на 0,03 mm, за да се постигне-промишлено приложение в голям мащаб. Традиционните процеси на щамповане се борят да отговорят едновременно на тези множество изисквания за точност. Съвременните процеси на прецизно щамповане, чрез открития и технологични иновации в цялата верига-материали, форми, формоване, напрежение и инспекция-постигнаха скок от „квалифицирано производство“ към „високо-прецизно производство“.
Материалът е носителят на щамповането и еднородността, стабилността и възможността за формоване на свойствата на материала директно определят горната граница на точността на щампованите части. В миналото индустрията обикновено използваше обикновена студено{1}}валцована стоманена лента, която имаше проблеми като големи колебания на дебелината, неравномерна металографска структура, голямо вътрешно напрежение и трудност при контролиране на пружиниращо връщане, което води до сериозно отклонение на размерите след формоване. През последните години откритията в процесите-от страна на материала поставиха основата за подобряване на прецизността от източника. Частта за прецизно щамповане на метали Специалната стоманена лента използва високо-прецизно студено валцуване + непрекъснато отгряване + довършване и изравняване на композитен процес, за да замени традиционния метод на валцуване. Чрез прецизно валцоване на мелница Sendzimir с 20-ролки, толерансът на дебелината на стоманената лента се компресира от традиционните ±0,05 mm до ±0,005 mm, като се постига еднаква дебелина по цялата намотка и дължина. Използва се онлайн система за управление на затворена верига за лазерно измерване на дебелината за компенсиране на натиска при валцоване в реално време, като се гарантира, че разликата в дебелината в посоката на ширината е по-малка или равна на 0,003 mm, като се избягват отклонения в размерите след формоване поради неравномерна дебелина на материала. Стабилната дебелина на материала позволява прецизно съвпадение на параметрите на процеса, като празна междина, радиус на огъване и дълбочина на изтегляне, като основно намалява грешките в точността, причинени от колебанията на материала.
Металните материали генерират значително вътрешно напрежение по време на валцуване. Директното щамповане може да доведе до освобождаване на напрежението след формоване, което води до пружиниращо връщане, усукване и деформация, което сериозно компрометира точността на размерите и позиционирането. Постигнати са големи пробиви в новите процеси на отгряване с непрекъснато напрежение- под вакуум и процеси на изотермично сфероидизиращо отгряване. Тези процеси контролират прецизно температурата на отгряване, времето на задържане и скоростта на охлаждане, елиминирайки остатъчното напрежение в материала и осигурявайки диапазон на колебание на границата на провлачване от По-малко или равно на ±10MPa. Те също така усъвършенстват металографската структура, което води до равномерно разпределение на размера на зърната и подобрена пластичност на материала и консистенция на деформация. Това позволява равномерна деформация по време на сложни процеси на формоване като огъване, разтягане и фланцоване, предотвратявайки локално изтъняване, напукване или изместване. Диференцираните криви на отгряване се използват за различни материали като неръждаема стомана, медни сплави, алуминиеви сплави и стомана с висока -якост, за да се осигури еднаква твърдост на материала и да се избегнат отклонения при формоване, причинени от локализирани разлики в твърдостта.
Щампите са известни като „майката на индустрията за щамповане“, определяйки над 90% от прецизността на детайла за прецизно метално щамповане. Традиционните щанци страдат от недостатъци като ниска точност на обработка, недостатъчна твърдост, неравномерен просвет, лесно износване и липса на компенсационни функции, което затруднява посрещането на изискванията за високо-прецизно щамповане. През последните години пробивите в цялата верига на процеса на проектиране, производство, сглобяване и поддръжка се превърнаха в най-важната подкрепа за подобряване на прецизността. Точността на обработка на частите на матрицата директно определя прецизността на щампованите части; традиционните фрезови и шлифовъчни машини с точност на обработка от само 0,02 mm–0,05 mm вече не могат да отговорят на високи-изисквания за точност. Нашата компания използва ултра{9}}прецизен процес на обработка при производството на прецизни метални щамповани части, постигайки точност на позициониране от ±0,001 mm и повторяемост от ±0,0005 mm. Това позволява прецизно фрезоване на формовъчни кухини, щанци и матрици, като се постига точност на обработка от ±0,003 mm. Този процес е подходящ за сложни микро-структури, дълбоки кухини и оформяне на тесни жлебове, като елиминира напрежението при рязане и гарантира точността на размерите на формованите части. Ние също така извършваме ултра{17}}прецизно шлайфане на ключови водачи на формата и позициониращи компоненти, постигайки закръгленост и цилиндричност, по-малка или равна на 0,001 mm, осигурявайки равномерна хлабина на матрицата-. За обработка на микро-щанцове и режещи ръбове с неправилна форма, точността на контура е ±0,001 mm, отговаряйки на изискванията за щамповане на електронни конектори и медицински микро-компоненти. Двустранната хлабина на щанцата и матрицата може да се контролира прецизно в рамките на 5%–8% от дебелината на материала, с грешка на равномерността на хлабината, по-малка или равна на 0,002 mm. Щампованата повърхност е ярка с изключително малко неравности, което значително подобрява точността на размерите.
Подобрената прецизност на частите за прецизно щамповане на метали се дължи основно на дълбокото разбиране на законите, управляващи пластичната деформация на металите чрез науката за процесите. От предварителна обработка за хомогенизиране на материала и ултра{1}}прецизно проектиране и производство на матрици, до прецизно изрязване, серво формоване, контрол на пружинното връщане и интегрирани композитни процеси, и по-нататък до онлайн откриване на затворен-контур и оптимизиране на довършителни работи, всеки технологичен пробив елиминира източниците на грешки, контролира тенденциите на деформация и стабилизира изходните размери.