Sheet Metal Cutting Shearing Processing
Sheet Metal Skæreprocesser er dem, hvor et stykke metalplade er adskilt ved at anvende en stor nok kraft til at få materialet til at skære af. De mest almindelige skæreprocesser udføres ved at anvende en skærekraft og betegnes derfor nogle gange som skæreprocesser. Når en stor nok skærekraft påføres, vil forskydningsspændingen i materialet overstige den ultimative forskydningsstyrke, og materialet vil mislykkes og adskilles ved skærestedet. Denne skærekraft påføres af to redskaber, en over og en under arket. Uanset om disse værktøjer er et slag og dør eller øvre og nedre knive, giver værktøjet over arket et hurtigt nedadgående slag mod pladen, der hviler over det nederste værktøj. Der findes en lille klaring mellem kanterne af de øverste og nederste værktøjer, hvilket letter bruddet af materialet. Størrelsen af denne clearance er typisk 2-10% af materialetykkelsen og afhænger af adskillige faktorer, såsom den specifikke skæreproces, materiale og arktykkelse.
Virkningerne af metalafskæring på materialet ændres, når snittet skrider frem og er synligt på kanten af det skårne materiale. Når stempel- eller metalknivene påvirker arket, gør afstanden mellem værktøjerne det muligt at dæmpe arket og "rollover" kanten. Da værktøjet trænger yderligere ind i arket, resulterer skæringen i en lodret brændt zone af materiale. Endelig er metalskærespændingen for stor, og materialet brækker i en vinkel med en lille burr dannet ved kanten. Højden af hver af disse dele af skæringen afhænger af flere faktorer, herunder værktøjets skarphed og afstanden mellem værktøjerne.
En række skæreprocesser, der udnytter forskydningskræfter, består i at adskille eller fjerne materiale fra et stykke arkark på forskellige måder. Hver proces er i stand til at danne en bestemt type skæring, nogle med en åben bane for at adskille en del af materiale og nogle med en lukket bane til udskæring og fjernelse af materialet. Ved at bruge mange af disse processer sammen kan metalplader fremstilles med udskæringer og profiler af enhver 2D geometri. Sådanne skæreprocesser omfatter følgende:
Shearing - Separation af materiale i to dele
Blanking - Fjernelse af materiale til brug for dele
Konventionelle blanking
Fin blanking
Stansning - Fjernelse af materiale som skrot
piercing
slotting
perforering
udhugning
gnave
Lancing
langskæring
afskeden
Skære af
trimning
Barbering
dinking
Sheet Metal Shearing
Som nævnt ovenfor findes der flere skæreprocesser, der udnytter forskydningskraft til at skære metalplader. Udtrykket "shearing" henviser i sig selv til en bestemt skæreproces, der frembringer lige linjeskæringer for at adskille et stykke metalplade. Mest almindeligt er skæring brugt til at skære et ark parallelt med en eksisterende kant, som holdes firkantet, men der kan også laves vinklede snit. Af denne årsag er skæring primært brugt til at skære arkmasse i mindre størrelser som forberedelse til andre processer. Shearing har følgende funktioner:
Pladetykkelse: 0,005-0,25 tommer
Tolerance : ± 0,1 tommer (± 0,005 tommer muligt)
Overfladebehandling : 250-1000 μin (125-2000 μin muligt)
Skærefremstillingsprocessen af metalplader udføres på en forskydningsmaskine, ofte kaldet en kvadreringsklipper eller kraftskærer, der kan betjenes manuelt (hånd eller fod) eller ved hydraulisk, pneumatisk eller elektrisk effekt. En typisk skæremaskin indeholder et bord med støttearm for at holde arket, stopper eller styrer for at sikre arket, øvre og nedre lige kantbladene og en måleanordning til præcist at placere arket. Pladen er anbragt mellem det øverste og nederste blad, som derefter presses sammen mod pladen og skærer materialet. I de fleste enheder forbliver det nederste blad stationært, mens det øverste blad er presset nedad. Det øverste blad er lidt forskudt fra det nedre blad, ca. 5-10% af arktykkelsen. Det øverste blad er også normalt vinklet således at skåret skrider frem fra den ene ende til den anden og reducerer således den krævede kraft. Bladene, der anvendes i disse maskiner, har typisk en firkantet kant i stedet for en knivkant og fås i forskellige materialer, såsom lavlegeret stål og kulstofstål.
Sheet Metal Blanking
Blanking er en skæreproces, hvor et stykke metalplade fjernes fra et større stykke ved at påføre en stor nok skærekraft . I denne proces er stykket fjernet, kaldet blanket , ikke skrot, men snarere den ønskede del. Blanking kan bruges til at udskære dele i næsten enhver 2D form, men bruges mest til at skære emner med enkle geometrier, der vil blive yderligere formet i efterfølgende processer. Ofte blokeres flere ark i en enkelt operation. Endelige dele, der fremstilles ved hjælp af blanking, omfatter gear, smykker og ur eller ur komponenter. Blankede dele kræver typisk sekundær efterbehandling for at glatte ud burrs langs bundkanten.
Blankingsprocessen kræver en blanking presse, metalplade, blanking punch og blanking dø. Pladematerialet anbringes over dysen i blindpresningen. Dysen, i stedet for at have et hulrum, har en udskæring i form af den ønskede del og skal være specialfremstillet, medmindre en standardform dannes. Over arket befinder sig blankingstemplet, som er et værktøj i form af den ønskede del. Både hul og slag er typisk lavet af værktøjsstål eller hårdmetal. Den hydrauliske press kører stansen nedad med høj hastighed ind i arket. En lille clearance, typisk 10-20% af materialetykkelsen, eksisterer mellem stansen og dysen. Når stansen påvirker pladen, bøjer metallet i denne klaring hurtigt og knækker derefter. Det emne, der er blevet skåret fra lageret, falder nu frit ind i hulrummet. Denne proces er ekstremt hurtig, med nogle blanking presser i stand til at udføre over 1000 slag i minuttet.
Sheet Metal Punching
Stansning er en skæreproces, hvor materiale fjernes fra et stykke metalplade ved at anvende en stor nok skærekraft . Stansning svarer meget til blødning, bortset fra at det fjernede materiale, der hedder sluggen, er skrot og efterlader det ønskede indre træk i pladen, såsom et hul eller en spalte. Stansning kan bruges til at producere huller og udskæringer af forskellige former og størrelser. De mest almindelige støbte huller er simple geometriske former (cirkel, firkant, rektangel osv.) Eller kombinationer deraf. Kanterne af disse stansede egenskaber vil få nogle grøder at blive skåret, men er af ret god kvalitet. Sekundære efterbehandlingsoperationer udføres typisk for at opnå glattere kanter.
Stanseprocessen kræver en slagpresse, metalplade , slag og dør. Pladematerialet er anbragt mellem stansen og dør inde i stempelpressen. Dysen, der ligger under arket, har en udskæring i form af den ønskede funktion. Over arket holder pressen stempelet, hvilket er et værktøj i form af den ønskede funktion. Stempler og dyser af standardformer anvendes typisk, men brugerdefinerede værktøjer kan laves til stansning af komplekse figurer. Denne værktøj, enten standard eller brugerdefineret, er normalt lavet af værktøjsstål eller hårdmetal. Stempelpressen driver stansen nedad ved høj hastighed gennem arket og ned i stansen nedenfor. Der er en lille afstand mellem kanten af stansen og dysen, hvilket får materialet til hurtigt at bøje og knække. Den slug, der er stanset ud af pladen, falder frit gennem den koniske åbning i dysen. Denne proces kan udføres på en manuel slagpress, men i dag er numerisk styrede (CNC) slagpresser mest almindelige. En CNC punchpress kan hydraulisk, pneumatisk eller elektrisk drevet og levere omkring 600 slag pr. Minut. Derudover udnytter mange CNC slagpresser et tårn, som kan holde op til 100 forskellige slag, som roteres i position, når det er nødvendigt.
En typisk pladeformning er en, hvori et cylindrisk stansværktøj gennembor pladen, der danner et enkelt hul. En række operationer er imidlertid mulige til at danne forskellige funktioner. Disse operationer omfatter følgende:
