TL;DR

L'embolicació i la perforació són processos de tall ràpid per cisallament que utilitzen un punçó i una estampa per tallar el full metàl·lic. La diferència essencial rau en el producte desitjat. En una matriu de tallat operació, la peça que es perfora és la part desitjada, coneguda com a 'embutició'. Per contra, en una matriu de perforació operació, el material extret és residu (un 'testig'), i el full metàl·lic restant amb el forat recentment creat és la part desitjada.

El procés fonamental de cisallament: com funcionen l'embolicació i la perforació

En essència, tant el blanking com el piercing són operacions mecàniques de cisallament que separen una peça de metall d'una fulla o tira més gran. El procés es basa en la interacció entre un punçó (el component masculí) i una matriu (el component femení). Quan una premsa s'activa, fa baixar el punçó a través del material i dins l'obertura de la matriu, generant una força de cisallament immensa que talla el metall. Aquesta acció fonamental és idèntica en ambdós processos i es produeix en tres fases diferenciades.

D'acord amb anàlisis detallades del cicle de tall, la primera fase és deformació plàstica la compressió. Quan el punçó entra en contacte amb el material, exerceix una força que supera el límit elàstic del metall, provocant una deformació permanent. El material es doblega cap a l'obertura de la matriu, creant un cantell arrodonit conegut com a 'rodament de matriu'. Aquesta compressió inicial és una característica distintiva de totes les peces estampades. La qualitat i la mida d'aquest rodament de matriu sovint són indicadors de l'estat de l'eina i dels paràmetres del procés.

La segona fase és penetració , que és la fase real de cisallament. A mesura que la premsa continua la seva cursa, el punçó es força més endins del material de partida. Les vores de tall del punçó i la matriu comencen a cisallar el metall, creant una banda neta i brillant a la vora tallada tant del tros com del material original. En condicions ideals, aquesta banda cisallada representarà aproximadament un terç del gruix del material. Aquesta fase requereix una força immensa i és quan la precisió dels components de la matriu és més crítica.

Finalment, el procés conclou amb la fractura fase. La pressió contínua del punxó provoca concentracions de tensió que porten a la fracturació. Les fractures es propaguen tant des del costat del punxó com des del costat de la matriu del material fins que es troben, completant la separació. Aquesta fractura crea la part de 'trencament' del tall i pot deixar un petit cantell irregular conegut com a 'rebavat'. Tot i que la física subjacent és la mateixa, la intenció disseny d'una matriu de tall versus una matriu de perforació determina quin costat d'aquest tall es converteix en el producte final.

Distinció fonamental: peça bruta vs. rebuig

La distinció principal i més crítica entre una matriu de tall i una matriu de perforació és la seva finalitat, específicament quina part del material tallat es considera el producte i quina es descarta com a residu. El tall crea les característiques externes d'una peça, mentre que la perforació crea les seves característiques interiors. Aquesta diferència fonamental en la intenció determina el disseny de l'eina i l'enfocament del control de qualitat.

En un tall en aquesta operació, la peça extreta del material base és la peça desitjada. El material restant, conegut com a tira de rebuig o esquelet, es descarta. El procés sencer està dissenyat per garantir la precisió dimensional i la qualitat del tall de la peça extreta, anomenada 'blanc'. Per exemple, la fabricació de monedes, arandelles o fulls per a engranatges plans són totes operacions de tallat, ja que la peça petita i separada és el producte final.

Al contrari, un perforació aquesta operació es realitza per crear un forat o obertura en una peça. En aquest cas, el material extret —el tros— es considera rebuig. La làmina més gran o la peça, que ara conté un forat situat amb precisió, és el producte desitjat. La creació de forats per a cargols en un xassís d'ordinador, ranures de ventilació en una carcassa o forats de posicionament en un suport són tots exemples de perforació. L'objectiu principal és la precisió en la mida, la forma i la posició del forat.

Aquesta distinció té un impacte directe en el disseny de les eines. En una matriu de tall, les dimensions de l'obertura de la matriu determinen la mida final del tros tallat. En una matriu de perforació, les dimensions del punzó determinen la mida final del forat. Aquesta diferència subtil però crucial orienta el fabricant d'eines a aplicar toleràncies de fabricació ja sigui al punzó o a la matriu per assolir la precisió requerida de la peça. Si necessiteu la peça que es talla, utilitzeu el tall. Si necessiteu un forat en una peça més gran, utilitzeu la perforació.

Disseny de matrius i jocs: detalls tècnics

Més enllà de la finalitat principal, el disseny tècnic de la matriu, especialment la separació de tall, és un factor clau que diferencia les operacions d'alta qualitat. La separació de tall es defineix com l'espai entre el vora de tall del punçó i la vora de tall corresponent de la matriu. Una separació adequada és essencial per a la qualitat de la peça acabada i per a la longevitat de l'eina mateixa. La selecció d'aquesta separació depèn del tipus de material, del gruix i de les característiques desitjades de la vora.

Una separació incorrecta provoca defectes previsibles. Si la separació és excessiva, el material és arrossegat cap a l'obertura de la matriu abans de tallar-se, resultant en un rodó de matriu gran i arrodonit i una rebava significativa. La banda de tall esdevé molt petita, i la qualitat del cant del peça és dolenta. Si la separació és insuficient, genera una tensió exagerada tant en el material com en les eines. Això pot provocar un cisallament secundari (una segona banda brillant a la superfície de fractura), requereix una força de perforació molt més elevada i condueix a un desgast ràpid dels vores de tall del punxó i la matriu.

La separació òptima és un equilibri entre la qualitat del cant i la vida útil de l'eina. Les directrius generals per a l'acer sovint s'expressen com a percentatge del gruix del material per costat:

• Punxonatge de Precisió: Per a superfícies de cisallament d'alta qualitat amb rebaves mínimes, la separació és típicament petita, al voltant del 5% del gruix del material.
• Embutició convencional: Per allargar la vida de la matriu i reduir la força de perforació, la separació és lleugerament més gran, sovint entre l'8% i el 10% del gruix del material.

Assolir aquestes toleràncies precises en la fabricació d'eines requereix una experiència important. Els principals fabricants d'eines personalitzades, com ara Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , s'especialitzen en la creació d'estampes de precisió per a l'automoció on el control d'aquests paràmetres és essencial per produir milions de components amb qualitat consistent. Una altra característica clau del disseny és el joc angular, un lleu avanç en l'obertura de l'estampa que permet que la peça o el residu passin sense encallar, alliberant la pressió interna després del tall.

Context industrial: Blanking, perforació i punxonat explicats

En entorns industrials, els termes 'perforació' i 'punxonat' sovint s'utilitzen indistintament, cosa que pot provocar confusió. Tot i que el blanking és un procés diferent, el punxonat actua com una categoria més amplia que funcionalment es superposa amb la perforació. Comprendre aquest matís és fonamental per garantir una comunicació clara en un entorn de fabricació.

Punx és el terme general per a un procés que utilitza un punxon i una matriu per crear una característica en xapa metàl·lica. Tanmateix, en el seu ús tècnic més comú, punxonatge es refereix a una operació en què el material extret és residu. Segons aquesta definició, el punxonatge és funcionalment idèntic al perforat. Tots dos processos creen forats, ranures o altres característiques interiors en una peça, i el tros eliminat es descarta.

La clau és tenir sempre en compte la intenció. Una analogia senzilla ajuda a aclarir la relació: si utilitzes un perforador d'oficina estàndard en un full de paper per posar-lo en una carpeta, estàs perforació oR punx fent forats; el paper és la peça i els petits cercles de paper són residu. Si recollissis aquests petits cercles per utilitzar-los com a confeti, estaries tall fabricant el confeti; els cercles són la peça i el full de paper és el residu.

Per resumir la relació:

• Embutició: El material extret amb el punxon és el producte desitjat.
• Perforació: El material restant després que el punxon creï un forat és el producte desitjat.
• Punxonatge: Un terme general que sovint s'utilitza com a sinònim de perforació, on l'objectiu és crear un forat i el material extret és considerat rebuig.

Per tant, quan es parla d'una operació d'estampació de metall, és crucial aclarir quina part del material és el producte final. Això assegura que el motlle estigui dissenyat correctament i que tothom implicat, des de l'enginyer fins al fabricant d'eines, entengui l'objectiu del procés.

Preguntes freqüents

1. Quina és la diferència entre perforació i tall fi?

La diferència fonamental és la sortida desitjada. En el tall fi, la peça retallada de la xapa metàl·lica és el producte final, utilitzat per crear les característiques externes d'un component. En la perforació, el material extret és rebuig, i l'objectiu és crear un forat o forma interna a la xapa metàl·lica restant.

2. Què és un motlle de tall fi?

Una matriu de tall és una eina especialitzada de treball del metall composta per un punçó i un joc de matrius. S'utilitza en una premsa per realitzar una operació de tall que retalla peces planes de material en brut. La característica definidora és que la matriu, en conjunció amb el punçó, està dissenyada per produir una forma específica (el 'talló') que es farà servir com a peça final.

3. Quina és la separació entre punçó i matriu per al tall i punxonat?

La separació entre punçó i matriu és l'espai entre les vores de tall del punçó i la matriu. La separació òptima varia segons el gruix del material i la qualitat desitjada. Per a treballs de precisió amb mínims rebavos, la separació sol ser d'aproximadament el 5% del gruix del material per costat. Per a operacions convencionals en què la prioritat és allargar la vida de l'eina, és habitual una separació més gran, del 8%-10%.

4. Quina és la diferència entre tall i punxonat?

Mentre que el tallat produeix una peça utilitzable a partir del material que es talla, el perforat generalment s'utilitza com a sinònim de punxonat. En una operació de perforació, l'objectiu és crear un forat en la peça, i el material que s'elimina es considera rebuig. La diferència clau sempre és si la peça extreta o la xapa restant és el producte desitjat.