Причины и решения 5 наиболее распространенных дефектов при штамповке листового металла. 

Производители с большим опытом массового производства штампованных изделий из листового металла хорошо осведомлены о том, что значительные различия в материале листового металла, его толщине и напряжениях формования делают его крайне восприимчивым к пяти наиболее распространенным дефектам в процессе массового производства: заусенцы, упругое восстановление при изгибе, растрескивание при растяжении, образование складок на поверхности и деформация. Эти дефекты напрямую приводят к снижению выхода годной продукции, резкому росту затрат на доработку и задержкам поставок. Многие компании неоднократно регулируют давление пресса, меняют листовой металл и регулируют скорость штамповки, но проблемы сохраняются. На основе многолетнего опыта разработки прецизионных пресс-форм установлено, что 90% дефектов при штамповке листового металла связаны не с оборудованием или сырьем, а с необоснованным зазором в пресс-форме, несбалансированными системами вырубки, отсутствием формовочных элементов и ненаучной компоновкой технологического процесса. В этой статье, основанной на стандартных отраслевых механизмах отказов, рассматриваются основные причины каждого типа дефектов и предлагаются легко реализуемые решения.

Первый основной дефект: заусенцы в месте штамповки, шероховатость поперечного сечения и сколы на кромках/углах. Это наиболее распространенная проблема при штамповке листового металла. Тонкие материалы склонны к образованию заусенцев, в то время как толстые материалы склонны к неровным поперечным сечениям и сколам углов. Это не только влияет на внешний вид, но и царапает поверхность сборки, а также сказывается на точности последующей покраски и сборки. Основная причина — несоответствие зазора между штампом и толщиной листового металла, а также износ режущих кромок, недостаточная жесткость штампа, вибрация и смещение во время штамповки, что приводит к неполному резанию листового металла. Одновременно отсутствие вентиляционных и стружкоотводящих структур в штампе приводит к задержке отходов материала, что усугубляет дефекты сечения. Радикальное решение заключается в точном согласовании стандартного зазора между штампом и толщиной листового металла, точной шлифовке и закалке режущих кромок, повышении общей жесткости штампа, оптимизации структуры стружкоотвода и обеспечении гладкого, без заусенцев, среза за один проход, исключая необходимость вторичной шлифовки.

Второй основной дефект: упругое изгибание, отклонение угла и смещение размеров. Листовой металл, такой как нержавеющая сталь, высокопрочная сталь и толстые алюминиевые пластины, обладает высокой эластичностью и значительным упрочнением при деформации, что делает его склонным к пружинению после штамповки и гибки, приводя к чрезмерным углам, несоосности при сборке и неравномерным зазорам. Обычные простые штампы не имеют структур компенсации пружинения, и одних только настроек станка недостаточно для полного устранения отклонений в партиях. Профессиональное решение включает предварительный расчет коэффициента пружинения различных листовых материалов, учет предварительной деформации и компенсации изгиба на этапе проектирования пресс-формы, а также использование многоточечной сбалансированной конструкции вырубки. Это, в сочетании с увеличением количества формовочных станций в пресс-форме, противодействует остаточным напряжениям в листовом материале, стабилизирует угол изгиба от источника и предотвращает смещение размеров партии.

Третий основной дефект: растрескивание при глубокой вытяжке и локальное утонение/разрыв. При вытягивании металлических листов в оболочки, пазы и изогнутые конструкции часто возникают трещины в углах и боковых стенках. Это в основном связано с чрезмерно малым радиусом матрицы, чрезмерным усилием прижима заготовки, плохой текучестью листового материала, недостаточной смазкой и локальной концентрацией напряжений, приводящей к разрыву листового материала. Для решения этой проблемы мы оптимизируем радиус растяжения матрицы, рационально располагаем структуру вытяжного валика, точно контролируем усилие прижима заготовки в зонах, улучшаем путь потока листового материала и используем специализированный процесс смазки при штамповке. Пошаговое формирование растяжения рассеивает формовочные напряжения, эффективно предотвращая растрескивание при растяжении и локальное утонение, обеспечивая целостность и однородность структуры листового материала.

Четвертый основной дефект: образование складок, наслоений и волнообразных деформаций на поверхности листа. Во время растяжения и изгиба листового металла в области фланца и в зоне подвешивания склонны образовываться складки и волнистость. Основными причинами являются неравномерное усилие прижима заготовки, неконтролируемая скорость подачи листового металла и чрезмерный формовочный зазор, приводящие к избыточному накоплению и сжатию материала, образованию складок. Основное решение заключается в оптимизации системы зонированного прижимного устройства, балансировке усилия прижимного устройства в каждой области, точном контроле скорости и подачи листового металла, а также улучшении поверхности штампа для обеспечения равномерного растяжения листового металла, полного устранения складок, наслоений и волнообразных дефектов.

Пятый основной дефект: деформация и скручивание листового металла, а также превышение стандартов плоскостности. Плоские металлические листы после штамповки склонны к образованию центральных выпуклостей, деформации кромок и общему скручиванию, что не соответствует стандартам сборки. Это в основном связано с неравномерным распределением напряжений во время формовки листового металла, неравномерным охлаждением и усадкой, а также накопленными ошибками от многократных операций позиционирования. Наш завод применяет поэтапный процесс формовки и выравнивания в штампе для балансировки напряжений в различных областях листового металла, оптимизации симметричной структуры формовки и выполнения многопроцессной обработки за одно позиционирование, устраняя накопленные ошибки и обеспечивая соответствие плоскостности штампованных деталей стандартам, что приводит к равномерной плоскостности во всех партиях.

В заключение, верхний предел качества штамповки листового металла определяется штампом; оборудование и отладка позволяют лишь точно настроить параметры. При правильной конструкции штампа, зазорах, обработке материала и технологических процессах можно полностью избежать большинства дефектов массового производства, что неуклонно повышает выход годной продукции и снижает затраты на брак.

Компания Suzhou Chuangshijie Precision Machinery Co., Ltd. предлагает полный ассортимент штамповочных штампов, включая прецизионные штампы, штампы из нержавеющей стали, штампы из меди и штампы из холоднокатаной стали. Наша продукция отличается превосходным качеством, высокой эффективностью и безопасностью.