Wycinanie ścinek blachy
Procesy cięcia blachy to takie, w których kawałek blachy oddziela się, przykładając wystarczająco dużą siłę, aby spowodować odcięcie materiału. Najczęstsze procesy cięcia są wykonywane przez zastosowanie siły ścinającej i dlatego są czasem określane jako procesy ścinania. Gdy zostanie zastosowana wystarczająco duża siła ścinająca, naprężenie ścinające w materiale przekroczy maksymalną wytrzymałość na ścinanie, a materiał ulegnie uszkodzeniu i oddzieli się w miejscu cięcia. Ta siła tnąca jest przykładana przez dwa narzędzia, jeden nad i jeden pod arkuszem. Niezależnie od tego, czy narzędzia te są stemplem i matrycą, czy górnymi i dolnymi ostrzami, narzędzie nad arkuszem zapewnia szybkie uderzenie w dół blachy, która spoczywa na dolnym narzędziu. Między krawędziami górnego i dolnego narzędzia znajduje się niewielki prześwit, co ułatwia pękanie materiału. Wielkość tego prześwitu wynosi zazwyczaj 2-10% grubości materiału i zależy od kilku czynników, takich jak konkretny proces ścinania, materiał i grubość arkusza.
Skutki ścinania metalu na materiał zmieniają się wraz z postępem cięcia i są widoczne na krawędzi ścinanego materiału. Gdy uderzenie stempla lub metalowych łopatek uderzy w arkusz, prześwit pomiędzy narzędziami umożliwia odkształcenie arkusza i "przewrócenie" krawędzi. Gdy narzędzie wnika głębiej w arkusz, ścinanie daje pionową wypolerowaną strefę materiału. Na koniec naprężenie ścinające metalu jest zbyt duże, a materiał pęka pod pewnym kątem z niewielkim zadziorem uformowanym na krawędzi. Wysokość każdej z tych części cięcia zależy od kilku czynników, w tym od ostrości narzędzi i odległości między narzędziami.
Istnieje wiele różnych procesów cięcia, które wykorzystują siły ścinające w celu oddzielenia lub usunięcia materiału z kawałka materiału arkuszowego na różne sposoby. Każdy proces jest w stanie utworzyć określony rodzaj cięcia, niektóre z otwartą ścieżką do oddzielenia części materiału, a niektóre z zamkniętą ścieżką do wycięcia i usunięcia tego materiału. Używając wielu z tych procesów razem, części z blachy mogą być wytwarzane z wycięciami i profilami o dowolnej geometrii 2D. Takie procesy cięcia obejmują:
Ścinanie - Rozdzielanie materiału na dwie części
Blanking - Usuwanie materiału używanego na części
Konwencjonalne wygaszanie
Fine blanking
Wykrawanie - Usuwanie materiału jako złomu
Przeszywający
Dłutowanie
Perforowanie
Wycięcie
Nibling
Lancing
Cięcie
Rozstanie
Odciąć
Lamówka
Golenie
Dinking
Ścinanie blachy
Jak wspomniano powyżej, istnieje kilka procesów cięcia, które wykorzystują siłę ścinającą do cięcia blachy. Jednakże termin "ścinanie" sam w sobie odnosi się do określonego procesu cięcia, który wytwarza cięcia w linii prostej w celu oddzielenia kawałka blachy. Najczęściej ścinanie jest używane do cięcia arkusza równolegle do istniejącej krawędzi, która jest utrzymywana w kształcie kwadratu, ale można również wykonywać cięcia pod kątem. Z tego powodu ścinanie jest używane przede wszystkim do cięcia arkuszy na mniejsze rozmiary w ramach przygotowań do innych procesów. Ścinanie ma następujące możliwości:
Grubość blachy: 0,005-0,25 cala
Tolerancja : ± 0,1 cala (możliwe ± 0,005 cala)
Wykończenie powierzchni : 250-1000 μin (możliwe 125-2000 μin)
Proces ścinania blachy wykonywany jest na maszynie ścinania, często nazywanej nożycą kwadratową lub nożycą siłową, która może być obsługiwana ręcznie (ręcznie lub na piechotę) lub hydraulicznie, pneumatycznie lub elektrycznie. Typowa maszyna do ścinania zawiera stół z ramionami podtrzymującymi do przytrzymywania arkusza, ograniczniki lub prowadnice do zabezpieczania arkusza, górne i dolne ostrza o prostym ostrzu oraz urządzenie pomiarowe do precyzyjnego pozycjonowania arkusza. Arkusz umieszcza się pomiędzy górnym i dolnym ostrzem, które następnie są dociskane do arkusza, przecinając materiał. W większości urządzeń dolne ostrze pozostaje nieruchome, podczas gdy górny nóż jest dociskany do dołu. Górne ostrze jest nieco przesunięte względem dolnego ostrza, około 5-10% grubości blachy. Górne ostrze jest zwykle ustawione pod kątem, tak aby cięcie odbywało się od jednego końca do drugiego, zmniejszając w ten sposób wymaganą siłę. Ostrza używane w tych maszynach mają zwykle krawędź o przekroju kwadratowym, a nie ostrze noża i są dostępne z różnych materiałów, takich jak stal niskostopowa i stal wysokowęglowa.
Wykrawanie blachy
Wykrawanie jest procesem cięcia, w którym kawałek blachy jest usuwany z większego kawałka materiału poprzez zastosowanie wystarczająco dużej siły ścinającej . W tym procesie kawałek usunięty, zwany półfabrykatem , nie jest złomem, lecz pożądaną częścią. Za pomocą wykrawania można wycinać części w niemal dowolnym kształcie 2D, ale najczęściej stosuje się je do cięcia przedmiotów o prostych geometriach, które będą dalej kształtowane w kolejnych procesach. Często wiele arkuszy jest pustych w jednej operacji. Końcowe części, które są wytwarzane za pomocą wygaszania, obejmują koła zębate, biżuterię oraz elementy zegarkowe lub zegarowe. Części z zaślepieniem zazwyczaj wymagają dodatkowego wykończenia, aby wygładzić zadziory wzdłuż dolnej krawędzi.
Proces wygaszania wymaga prasy do wykrawania, arkusza blachy, wykrojnika i wykrojnika. Zapas blachy umieszcza się nad matrycą w prasie do wykrawania. Matryca, zamiast mieć wnękę, ma wycięcie w kształcie pożądanej części i musi być wykonana na zamówienie, chyba że formuje się standardowy kształt. Nad arkuszem znajduje się wykrojnik, który jest narzędziem w kształcie pożądanej części. Zarówno matryca jak i wykrojnik są zwykle wykonane ze stali narzędziowej lub węglika. Prasa hydrauliczna dociska stempel w dół z dużą prędkością do arkusza. Niewielki luz, zwykle 10-20% grubości materiału, występuje pomiędzy stemplem i matrycą. Kiedy uderzenie uderza w arkusz, metal w tym prześwicie szybko zgina się, a następnie pęka. Półfabrykat, który został odcięty od wsadu, teraz swobodnie wpada w szczelinę w matrycy. Proces ten przebiega niezwykle szybko, a niektóre prasy do wykrawania potrafią wykonać ponad 1000 skoków na minutę.
Przebijanie blachy
Przebijanie to proces cięcia, w którym materiał jest usuwany z kawałka blachy przez zastosowanie wystarczająco dużej siły ścinania . Dziurkowanie jest bardzo podobne do wykrawania, z wyjątkiem tego, że usunięty materiał, zwany ślimakiem, jest złomowany i pozostawia pożądaną wewnętrzną cechę arkusza, taką jak otwór lub szczelina. Dziurkowanie może być wykorzystywane do produkcji otworów i wycięć o różnych kształtach i rozmiarach. Najczęstsze dziurkowane otwory to proste geometryczne kształty (okrąg, kwadrat, prostokąt itp.) Lub ich kombinacje. Krawędzie tych dziurkowanych elementów będą miały pewne zadziory, ale są dość dobrej jakości. Drugorzędne operacje wykańczania są zwykle wykonywane w celu uzyskania gładszych krawędzi.
Proces wykrawania wymaga prasy dziurkowanej, zapasu blachy , stempla i matrycy. Zapas blachy jest umieszczony pomiędzy stemplem a matrycą wewnątrz prasy dziurkacza. Umieszczona pod arkuszem matryca ma wycięcie w kształcie pożądanej cechy. Nad arkuszem prasa przytrzymuje stempel, który jest narzędziem w kształcie pożądanej cechy. Stemple i matryce o standardowych kształtach są zwykle używane, ale można wykonać niestandardowe narzędzia do wykrawania skomplikowanych kształtów. To narzędzie, zarówno standardowe, jak i niestandardowe, jest zwykle wykonywane ze stali narzędziowej lub węglika. Prasa wyciskająca uderza stempel w dół z dużą prędkością przez arkusz i do matrycy poniżej. Pomiędzy krawędzią stempla a matrycą znajduje się mały odstęp, powodujący szybkie zginanie i pękanie materiału. Korek wybity z arkusza swobodnie opada przez zwężający się otwór w matrycy. Proces ten można wykonać na ręcznej prasie dziurkacza, ale obecnie najczęściej stosowane są numeryczne maszyny sterowane numerycznie (CNC). Wyciskarka CNC może być hydraulicznie, pneumatycznie lub elektrycznie zasilana i zapewnia około 600 uderzeń na minutę. Ponadto wiele wycinarek CNC wykorzystuje wieżyczkę, która może pomieścić do 100 różnych stempli, które w razie potrzeby są obracane.
Typową operacją wykrawania z blachy jest ta, w której cylindryczne narzędzie wykrawające przebija blachę, tworząc pojedynczy otwór. Jednak różne operacje są możliwe do utworzenia różnych funkcji. Operacje te obejmują:
