Понимание процесса обработки листового металла: от технологических процессов до практических применений.

Обработка листового металла — это один из методов обработки на станках с ЧПУ, при котором материал удаляется с листового металла. Обычно он используется для изготовления деталей пластинчатой ​​формы, таких как монтажные пластины, опорные плиты, конструкционные панели и т. д. В отличие от обработки листового металла, обработка листового металла позволяет достичь превосходной точности и высокого качества поверхности. Прочитайте эту статью, чтобы узнать, что такое обработка листового металла и когда её следует выбирать.

Что такое обработка листового металла?

Обработка плоских металлических или неметаллических пластин с помощью сверления, фрезерования, нарезания резьбы и т. д. для получения желаемой формы изделия называется обработкой пластин. Обработка пластин — это ресурсоемкая обработка, используемая для создания различных компонентов для разных отраслей промышленности, таких как аэрокосмическая, строительная, медицинская и др.

Обработка тонких пластин против обработки толстых пластин

Основное различие между этими пластинами заключается в их толщине. Например, толщина тонких пластин мала, а толстых — велика. Ещё одно различие — поперечная деформация сдвига, которая незначительна для тонких пластин и, наоборот, незначительна для толстых.

Какие станки используются для обработки листового металла?

Для обработки листового металла используются различные станки. Выбор станков зависит от материала, толщины и требуемой точности. Например, для сверления отверстий высокой точности используются станки с ЧПУ. Для резки по размерам и профилю используются станки лазерной резки с ЧПУ. фрезерные станки с ЧПУ используются для изготовления компонентов сложной формы.

Типичные характеристики обработанных на станке деталей из листового металла.

Какие характеристики обрабатываемых деталей можно получить с помощью обработки листового металла? Детали, изготовленные на станках с ЧПУ, часто предназначены для восприятия нагрузок, выравнивания или структурной герметизации, что требует от деталей наличия таких характеристик, как:

1. монтажные отверстия
2. плоская поверхность
3. слоты или карманы
4. особые ракурсы
5. фаска и кромка

Как же тогда создать эти элементы на пластинах? Ниже мы представим вам наиболее распространенные методы обработки.

Описание распространенных процессов обработки листового металла.

В современном производстве для обработки листового металла обычно используются следующие процессы:

Торцевое фрезерование

Когда требуется получение больших, плоских и точных поверхностей самым быстрым и эффективным способом, торцевое фрезерование является идеальным вариантом обработки, поскольку оно превосходно сохраняет плоскостность обрабатываемых листов.

Торцевое фрезерование используется для обработки листового металла в различных важных отраслях промышленности, таких как:

• В аэрокосмической отрасли он используется для изготовления нервюр крыла, перегородок и т. д.
• В автомобилестроении он используется при производстве блоков цилиндров двигателей и компонентов тормозной системы.
• В тяжелой машиностроительной отрасли он используется для основания машин, монтажных кронштейнов и т. д.

Контурное фрезерование

Когда задача состоит в создании сложных внутренних или внешних профилей на заготовке, контурное фрезерование занимает лидирующие позиции в процессах механической обработки. В этом процессе режущий инструмент может перемещаться одновременно в направлениях X, Y и Z, что упрощает получение трехмерных форм. Этот процесс используется при производстве лопаток турбин, медицинских имплантатов, пресс-форм и штампов, а также кулачковых механизмов.

Бурение и нарезание резьбы

Процесс бурения используется для сверлить отверстия Нарезание резьбы в пластинах используется для установки винтов, заклепок и штифтов в целях соединения. Это основная операция для создания резьбовых отверстий. Нарезание резьбы — это процесс, используемый для нарезания резьбы на наружных и внутренних поверхностях. Например, он используется для нарезания резьбы в отверстиях для крепежных элементов.

Карманное фрезерование

При обработке листового металла для снижения веса, например, в аэрокосмической отрасли, в деталях часто делают углубления. Для изготовления таких углублений используется фрезерование.

Обработка листового металла для распространенных металлов

Эти материалы используются для изготовления пластин, которые легко поддаются механической обработке, обладают высокой стабильностью и пригодны для соответствующих применений. К распространенным материалам относятся алюминий, сталь, титан и инструментальная сталь.

Обработка алюминиевых пластин

Алюминий широко используется практически во всех отраслях промышленности благодаря высокому соотношению прочности к весу, хорошей прочности и превосходной коррозионной стойкости. Это легко обрабатываемый материал. Для обработки алюминиевых пластин следует выбрать следующие параметры резки:

Обработка стальных листов

Сталь существует в различных составах. Она может быть низкоуглеродистой, нержавеющей или закаленной. Низколегированные стали легко поддаются механической обработке, тогда как нержавеющие и закаленные стали трудно поддаются обработке из-за их высокой прочности. Вот параметры резания, используемые для стали:

Обработка титановых пластин

Титан — один из самых твердых в обработке металлов из-за низкой теплопроводности и высокой прочности. Для обработки титановых пластин используйте следующие параметры резания:

Обработка листовой инструментальной стали

Инструментальную сталь сложно обрабатывать механическим способом. После термообработки из-за высокого содержания углерода и высокой твердости, пластины из инструментальной стали обрабатываются, как правило, с использованием следующих параметров обработки:

Инструменты для обработки листового металла

При обработке листового металла используются различные типы инструментов, такие как режущие, зажимные и измерительные инструменты. Давайте разберемся в них:

Режущие инструменты

Эти инструменты используются для удаления лишнего материала с заготовки с целью получения желаемой формы. Выбор режущего инструмента обычно зависит от конкретного процесса резки. Например, при торцевом фрезеровании используются торцевые фрезы; при сверлении — сверла. К другим режущим инструментам относятся фаскоснимающая фреза, Т-образная фреза и фреза-захват.

Инструменты для крепления

Для обработки листового металла на станках с ЧПУ или обычных станках используются следующие зажимные приспособления:

• Машинные тиски
• Т-образные зажимы
• Магнитный патрон
• Вакуумный патрон
• Крепежная пластина
• Угловая пластина
• Стяжные хомуты
• Parallels

Измерительные инструменты

Измерительные инструменты используются для измерения размеров пластин во время или после механической обработки. К таким инструментам относятся:

• штангенциркуль
• Цифровой штангенциркуль
• микрометр
• Высотомер
• Циферблатный индикатор
• Поверхностная пластина
• Попробуйте квадрат
• Защитный кожух для скоса

Типичные проблемы обработки листового металла

Обработка листового металла, как правило, представляет собой сложную задачу, поскольку листы часто тонкие или плоские, поэтому им не всегда хватает жесткости для выдерживания высоких сил резания. В процессе обработки листового металла обычно возникают следующие проблемы:

Деформация пластины

При деформации пластин происходит нежелательное изгибание или искажение плоской пластины, в результате чего пластины не остаются плоскими во время или после процесса механической обработки. Эти проблемы возникают из-за неравномерные остаточные напряжениянеравномерное удаление материала, расширение или сжатие вследствие тепловыделения, а также особенности геометрии тонких пластин.

Плохая плоскостность

В данном случае пластина не остается идеально плоской в ​​пределах заданных допусков. Из-за этого пластины могут иметь изгиб, скручивание или волнистость. Эта проблема возникает, когда в заготовке присутствуют остаточные напряжения, происходит неравномерное удаление материала, неправильное зажимание или малая толщина пластины.

Неравномерная толщина

Неравномерная толщина означает наличие пластин разной толщины в разных местах. Причины этой проблемы включают:

1. Остаточные напряжения в сырье
2. Износ или деформация инструмента
3. Из-за нагрева, сжатия или расширения в разных точках пластины
4. Неравномерное удаление материала

Неточное положение отверстия

Неправильное расположение отверстия приводит к сбоям в работе. Эта проблема возникает из-за неправильного программирования ЧПУ, люфта станка, смещения заготовки во время обработки или сверления, отклонения сверла или неправильной установки базовой точки.

Как оптимизировать обработку листового металла?

В процессе обработки листового металла могут возникать различные проблемы, как обсуждалось выше. Чтобы избежать этих проблем, обработку листового металла можно оптимизировать, следуя этим советам:

Повышение устойчивости зажимных приспособлений

Это основополагающее требование при обработке любой заготовки и главная причина проблем, возникающих во время или после процесса обработки. Таким образом, основой обработки листового металла является прочное и равномерное закрепление заготовки, чтобы она не смещалась, не вибрировала и не деформировалась во время обработки. Такая стабильность крепления заготовки обеспечивает точные размеры, лучшее качество поверхности, снижение вибраций и дребезжания, а также увеличение срока службы инструмента.

Оптимизация последовательности обработки

Для достижения максимальной точности производства операции механической обработки должны быть организованы в эффективной и логичной последовательности. Типичная последовательность обработки может быть следующей:

1. Облицовочные
2. Грубая обработка
3. Полуотделка
4. Бурение
5. Обработка профиля
6. Завершающий этап отделки

Используйте стратегию послойной резки.

Вместо удаления лишнего материала за один глубокий и толстый проход, его следует удалять за несколько неглубоких проходов. Такой подход может обеспечить различные преимущества, такие как снижение сил резания, минимизация деформации инструмента, повышение точности размеров, улучшение качества поверхности и увеличение срока службы инструмента.

Контроль температуры и нагрузки при резке

При обработке листового металла необходимо поддерживать температуру резания и усилие резания в безопасных пределах. Высокое тепловыделение может вызвать расширение или сжатие, а большие усилия резания могут привести к деформации инструмента и обрабатываемой детали. Этого можно достичь путем выбора оптимальных параметров резания, использования острых инструментов и применения надлежащей смазки.

Для чего используется обработка листового металла?

Плоские металлические пластины обрабатываются, сверлятся и формуются в прецизионные компоненты, которые затем используются в различных отраслях промышленности. В частности, в области новых источников энергии, например, в системах литиевых батарей, пластины используются для изготовления батарейных лотков, охлаждающих пластин и т. д.

Аэрокосмическая промышленность:

В аэрокосмической отрасли пластины используются, поскольку эта отрасль требует высокой точности размеров, соответствующих жестким допускам и стандартам безопасности. Обработка пластин применяется при изготовлении ответственных деталей, таких как монтажные пластины, высокоточные опоры и легкие конструкционные элементы. Монтажные пластины используются для крепления авионики, датчиков и т. д.

Автомобильная промышленность:

В этой области обработанные пластины используются при производстве высокопрочных и надежных компонентов, таких как соединительные пластины и опоры двигателя.

• Соединительные пластины отвечают за соединение конструктивных и механических узлов.
• Крепление двигателя отвечает за крепление двигателя к шасси автомобиля.

Машиностроение

В этой области плиты перерабатываются в опорные плиты машин, несущие конструкции и соединительные плиты.

• Опорные основания обеспечивают виброустойчивую основу для тяжелой техники.
• Несущие конструкции предназначены для восприятия статических и динамических нагрузок.
• Соединительные пластины передают движение и силы между взаимосвязанными компонентами.

Робототехническая промышленность

Фундаментные плиты, функциональные плиты и прецизионные приспособления изготавливаются методом механической обработки листового металла.

• Каркасные пластины образуют несущую конструкцию роботизированных систем.
• Высокоточные зажимные приспособления обеспечивают точную сборку, калибровку и позиционирование компонентов роботов.
• Функциональные платы отвечают за установку исполнительных механизмов, датчиков и блоков управления.

Обработка листового металла против других процессов механической обработки.

В этом разделе представлены различия между обработкой листового металла и другими процессами механической обработки.

Обработка листового металла против 3D-обработки

3D-обработка — это операция, при которой после удаления лишнего материала создаются сложные трехмерные формы. В следующей таблице приведены различия между обработкой листового металла и 3D-обработкой:

Обработка листового металла против токарной обработки

При токарной обработке заготовка вращается, в то время как режущие инструменты остаются неподвижными и удаляют материал. В таблице показаны основные различия между обработкой листового металла и токарной обработкой:

Обработка листового металла против изготовления изделий из листового металла.

В металлообработке детали изготавливаются с помощью таких операций, как гибка, формовка и резка. Различия между механической обработкой листового металла и металлообработкой заключаются в следующем:

Факторы, влияющие на выбор услуг по механической обработке листового металла.

При выборе услуг по механической обработке листового металла следует учитывать следующие факторы.

Геометрия плоской пластины

Неравномерная или недостаточно плоская поверхность пластины может привести к неравномерному удалению материала, что повлечет за собой вариации толщины, плохое качество поверхности и неточные размеры.

Высокая точность и жесткость

Этот фактор важен, поскольку он гарантирует правильную посадку, бесшовную сборку и надежную работу в критически важных отраслях, таких как аэрокосмическая, автомобильная, медицинская и др.

Требования к несущей способности

Правильный учет требований к нагрузке обеспечивает надежную опору при статических, ударных и динамических нагрузках, сохраняя при этом стабильность размеров и долговременную надежность в эксплуатации.

Заключение

Обработка листового металла широко применяется практически во всех отраслях промышленности благодаря требованиям к высокой точности и производительности изготавливаемых деталей. Для получения желаемых изделий при обработке листового металла используются различные операции, такие как сверление, фрезерование, нарезание резьбы и т. д. Алюминий, сталь, титан и инструментальная сталь являются наиболее распространенными материалами для обработки листового металла благодаря своим механическим свойствам. В процессе обработки листового металла могут возникать различные проблемы, такие как деформация листа, тепловые эффекты и т. д., которые можно решить путем оптимизации параметров обработки и использования надлежащей смазки.

Обладая более чем 20-летним опытом производства, Компания Tuofa обладает отработанными технологиями обработки листового металла.что может помочь заказчику в короткие сроки изготавливать прецизионные пластинчатые компоненты.

FAQ

Как изготавливать листовой металл на станке?

Пластины могут обрабатываться различными способами, такими как сверление, фрезерование и т. д. Это зависит от требуемого уровня точности и формы детали.

Какие станки используются для обработки листового металла?

Для обработки листового металла используются станки с ЧПУ: токарные, сверлильные, лазерные, резьбонарезные и другие. Выбор зависит от требуемой формы и точности изделия.

Для чего используются алюминиевые пластины?

Алюминиевые пластины известны своим превосходным соотношением прочности к весу и коррозионной стойкостью, поэтому они используются в аэрокосмической и автомобильной промышленности.