Procesy tłoczenia metali: operacje, typy tłoczników i kiedy każdy pasuje
Tłocznik tnie, gnie, kształtuje lub wytłacza blachę jednym skokiem prasy. Ta strona opisuje operacje, typy tłoczników, które je łączą, oraz wolumen, od którego każdy z nich zaczyna się opłacać.
Operacje tłoczenia
Każda część tłoczona to ciąg takich operacji. Tłocznik łączy kilka z nich, po jednej na stację.
| Operacja | Co robi | Na co uważać |
|---|---|---|
| Wykrawanie (blanking) | Wycina zewnętrzny kształt części z taśmy lub blachy. | Zadzior leży po stronie przeciwnej do stempla. Krawędź ma gładką strefę ścinania i bardziej chropowatą strefę przełomu. |
| Przebijanie (piercing) | Wybija otwory i podłużne wycięcia wewnątrz części. | Średnica otworu nie powinna być mniejsza niż grubość materiału. Stal nierdzewna i twarde stany wymagają więcej. |
| Wycinanie naroży i obcinanie | Usuwa metal z krawędzi albo przycina część do ostatecznego konturu. | Linie obcięcia wyznaczają stronę zadzioru i krawędź współpracującą z innymi częściami. |
| Nacinanie (lancing) | Nacina i unosi metal bez usuwania wybitki. Tworzy wypustki, żaluzje i klipsy. | W cienkim materiale nacięte elementy mogą odkształcić sąsiadujący fragment blachy. |
| Gięcie | Zagina metal wzdłuż linii prostej w tłoczniku typu V, U lub z wycieraniem. | Odprężenie sprężyste i kierunek włókien decydują o ostatecznym kącie i minimalnym promieniu. |
| Kształtowanie i wytłaczanie wzorów | Wytwarza żebra, zagłębienia i wypukłości, które usztywniają płaski obszar lub ustalają część. | Lokalne ścienianie pojawia się przy ostrych promieniach i głębokich wytłoczeniach. |
| Bicie (coining) | Ściska metal dużą siłą, aby utrzymać grubość, wyrównać krawędź lub wyostrzyć detal. | Wymaga znacznie większego nacisku niż wykrawanie tego samego konturu. |
| Wyciąganie kołnierza (extruding) | Wyciąga kołnierz z przebitego otworu, aby śruba miała więcej zwojów gwintu. | Częste przy gwintowanych otworach w cienkiej blasze. Wysokość kołnierza ogranicza grubość. |
| Tłoczenie głębokie (drawing) | Wciąga płaską blachę w kubek, pudełko lub osłonę. | Głębokość jednego tłoczenia jest ograniczona, więc głębokie części wymagają kolejnych operacji, a czasem wyżarzania. |
| Wykrawanie precyzyjne (fine blanking) | Dociska blachę i ścina z małym luzem, dając w pełni ścięta krawędź. | Narzędzia są droższe. Nadaje się do grubych części, takich jak koła zębate, krzywki i dźwignie. |
Typy tłoczników
Typ tłocznika wyznacza koszt narzędzi, cenę sztuki i liczbę części, które tłocznia może wykonać na godzinę.
Tłocznik jednostopniowy
Jedna operacja na skok prasy. Części są przenoszone między tłocznikami ręcznie lub robotem. Niski koszt narzędzi, ale wysoka robocizna na sztukę, więc pasuje do krótkich serii i prostych części.
Tłocznik łączony
Wykrawa i przebija jednym skokiem. Części wychodzą płaskie, a relacja otworu do konturu jest dokładna. Ogranicza się do części płaskich z niewielką liczbą elementów.
Tłocznik progresywny
Taśma z kręgu przesuwa się przez rząd stacji. Każda stacja wykonuje jedną operację, a gotowa część spada na ostatniej. Domyślny wybór dla części o dużym wolumenie, które pozostają na taśmie nośnej.
Tłocznik transferowy
Część jest odcinana od taśmy wcześnie, a potem chwytaki przenoszą ją ze stacji na stację. Obsługuje większe i głębsze części niż tłocznik progresywny i pozwala wykonywać operacje na każdej ścianie.
Tłocznik do tłoczenia głębokiego
Wciąga płaskie wykroje w kubki i osłony w kilku operacjach. Pracuje jako pojedynczy tłocznik, zestaw progresywny lub linia transferowa, zależnie od głębokości i wolumenu.
Maszyna czteroślizgowa lub wieloślizgowa (fourslide)
Suwaki napędzane krzywkami kształtują drut lub taśmę z kilku kierunków. Wytwarza sprężyny, klipsy i złożone zagięcia, z którymi tłocznik prasowy radzi sobie słabo, przy niskim koszcie narzędzi.
Który proces pasuje do jakiego wolumenu
Typowe przedziały zebrane na podstawie tego, jak tłocznie zwykle wyceniają. To nie obietnice. Rzeczywiste wartości dla Państwa części podaje tłocznia, która składa ofertę.
| Proces | Typowa część | Typowa roczna liczba sztuk | Typowy koszt narzędzi | Typowy czas realizacji |
|---|---|---|---|---|
| Tłocznik jednostopniowy | Proste części płaskie i krótkie serie | Poniżej 50,000 | $2k do $20k | 4 do 10 tygodni na narzędzia |
| Tłocznik łączony | Części płaskie wymagające płaskości i dokładności otworu względem konturu | 5,000 i więcej | $5k do $40k | 6 do 12 tygodni na narzędzia |
| Tłocznik progresywny | Części płaskie i kształtowane z wieloma elementami | 50,000 i więcej | $10k do $80k | 10 do 20 tygodni na narzędzia |
| Tłocznik transferowy | Większe lub głębsze części oddzielane od taśmy | 20,000 i więcej | $20k do $150k | 12 do 24 tygodni na narzędzia |
| Tłoczenie głębokie | Kubki, osłony, puszki i zamknięte obudowy | 25,000 i więcej | $15k do $100k | 12 do 20 tygodni na narzędzia |
| Maszyna czteroślizgowa lub wieloślizgowa (fourslide) | Klipsy, sprężyny, końcówki i elementy gięte z drutu | 100,000 i więcej | $3k do $20k | 6 do 12 tygodni na narzędzia |
| Wycinanie laserowe plus prasa krawędziowa | Prototypy i wsporniki w małych seriach | Poniżej 10,000 | Niewielkie lub brak | 1 do 4 tygodni |
| Wykrawanie precyzyjne | Grube części płaskie z w pełni ściętą krawędzią | 50,000 i więcej | $40k do $200k | 14 do 26 tygodni na narzędzia |
Typowe ograniczenia konstrukcyjne
Punkty wyjścia do pierwszego przeglądu rysunku, a nie specyfikacje. Tłocznia potwierdza je dla Państwa materiału i jego stanu.
- Średnica przebijanego otworuCo najmniej 1 grubość materiału w stali miękkiej. W stali nierdzewnej i stanach sprężystych 1.5 do 2 grubości.
- Odległość otworu od krawędziCo najmniej 1.5 do 2 grubości, w przeciwnym razie krawędź się wybrzusza.
- Odległość otworu od linii gięciaCo najmniej 2 grubości plus promień gięcia, w przeciwnym razie otwór rozciąga się w owal.
- Wewnętrzny promień gięciaCo najmniej 1 grubość dla stali plastycznej. Większy dla aluminium 6061 i stanów twardych.
- Podcięcie w zagięciuWycięcie o szerokości co najmniej równej grubości materiału, aby metal nie pękał w narożu.
- Długość kołnierzaCo najmniej 2.5 grubości plus promień gięcia, aby kołnierz pozostał w tłoczniku podczas gięcia.
- Pierwsze tłoczenieStosunek średnicy wykroju do średnicy kubka około 1.8 do 2 w stali miękkiej. Głębiej wymaga kolejnych operacji przy około 1.2 do 1.4.
Limity wysokości zadziorów i tolerancje, które podnoszą koszt omawiają dwa wymagania, które najbardziej zmieniają cenę.
Jak powstaje część tłoczona
Od rysunku do wysyłki. Najpierw powstają narzędzia, więc harmonogram wyznacza tłocznik, a nie prasa.
Przegląd rysunku
Tłocznia sprawdza materiał, grubość, tolerancje i elementy, a następnie wskazuje to, co podnosi koszt narzędzi. Większość zmian ceny pochodzi z tego etapu.
Projekt i wykonanie tłocznika
Narzędziownia układa taśmę, projektuje stacje i buduje tłocznik drutowym EDM, frezowaniem i szlifowaniem. Typowy czas wykonania narzędzi to 6 do 24 tygodni.
Próby i pierwszy wyrób
Tłocznik pracuje na prasie, próbki są mierzone względem rysunku, a kupujący zatwierdza je przed startem produkcji.
Produkcja z kręgu
Krąg zasila prasę z ustaloną częstością skoków. Czujniki wykrywają błędne i niepełne podania, a operator kontroluje części według harmonogramu.
Operacje dodatkowe
Części wymagające więcej, niż może zrobić tłocznik, trafiają dalej do usuwania zadziorów, gwintowania, spawania, cynkowania lub montażu.
Kontrola i wysyłka
Tłocznia pobiera próbki według planu kontroli, pakuje z ochroną przed korozją i uszkodzeniami oraz wysyła zgodnie z harmonogramem odbiorów.
Operacje dodatkowe
Prace wykonywane po prasie, gdy tłocznik tego nie zrobi albo gdy taniej zrobić to poza tłocznikiem. Każda z nich zwiększa nakład pracy i często wymaga zewnętrznego podwykonawcy oraz odcinka transportu, więc proszę je wymienić w RFQ.
- Usuwanie zadziorów, bębnowanie i obróbka wibracyjna
- Gwintowanie i formowanie gwintu
- Zgrzewanie punktowe, garbowe i spawanie laserowe
- Cynkowanie, niklowanie i cynowanie
- Pasywacja stali nierdzewnej
- Powłoka kataforetyczna, malowanie proszkowe i lakierowanie
- Obróbka cieplna stali sprężynowej i odprężanie
- Nitowanie i elementy samozaciskowe
- Montaż i kompletowanie zestawów
- Znakowanie, czyszczenie i pakowanie
Najczęściej zadawane pytania
Skąd mam wiedzieć, który proces tłoczenia pasuje do mojej części?
Decydują cztery rzeczy: roczny wolumen, wielkość części, głębokość tłoczenia i liczba elementów. Części o dużym wolumenie z wieloma elementami zwykle pasują do tłocznika progresywnego. Głębokie kubki pasują do tłoczników do wytłaczania. Duże części, które nie mogą pozostać na taśmie, pasują do tłoczników transferowych. Poniżej kilku tysięcy sztuk rocznie wycinanie laserowe i gięcie na prasie krawędziowej często kosztuje mniej niż jakikolwiek tłocznik.
Czy jedna część może korzystać z więcej niż jednego procesu?
Tak. Część może być wykrawana i kształtowana w tłoczniku progresywnym, a następnie gwintowana, spawana i cynkowana poza prasą. Proszę wymagać, aby każda oferta wymieniała wszystkie operacje i to, kto je wykonuje.
Czy tłoczenie jest tańsze niż obróbka CNC?
W przeliczeniu na sztukę tak, przy dużym wolumenie, ponieważ tłocznik wykonuje część jednym skokiem prasy. Tłocznik trzeba jednak najpierw opłacić, więc obróbka skrawaniem lub cięcie laserowe zwykle wygrywa przy małym wolumenie. Punkt przecięcia leży często między kilkoma tysiącami a kilkudziesięcioma tysiącami sztuk rocznie, zależnie od części.
Mają Państwo gotowy rysunek? Dobierzemy tłocznie.
Proszę przesłać rysunek z materiałem, grubością i rocznym wolumenem. Dobierzemy Państwu maksymalnie 3 tłoczni i odpowiemy w ciągu 24 godzin roboczych.