Små partier, høje standarder. Vores hurtige prototyperingservice gør validering hurtigere og nemmere —
EN
Retningslinjer for design af stansværktøjer til metalstansning: Engineering-manualen
TL;DR
Retningslinjer for metalstansning og støbeske design er de tekniske begrænsninger, der sikrer, at dele kan blive produceret, er omkostningseffektive og dimensionelt stabile. Den kernebaserede "gyldne regel" er, at de fleste minimale funktioner er dikteret af materialetykkelsen (MT); for eksempel er den minimale huldiameter typisk 1,2x MT for sejse metaller og 2x MT for rustfrit stål. Vigtige afstandskrav kræver, at huller placeres mindst 2x MT fra enhver kant for at forhindre bule, mens den minimale bøjeradius generelt bør svare til 1x MT . I sidste ende balancerer en vellykket støbeske design disse geometribegrænsninger med værktøjsmekanik—såsom kraftfordeling og stripstabilitet—for at garantere gentagelighed i højvolumeproduktion.
Design for Manufacturability (DFM): Regler for delgeometri
Design af en stanset del kræver streng overholdelse af matematiske begrænsninger udledt fra materialets egenskaber. Hvis disse retningslinjer ignoreres, resulterer det ofte i værktøjsbrud, overdreven burring eller deformerede dele. De mest effektive designs behandler materialetykkelsen (MT) som den primære variabel, hvorfra alle andre dimensioner beregnes.
Konstruktionsbegrænsningsmatrix
Brug dette opslagstabel til at validere din delgeometri, inden du færdiggør CAD-modellen. Disse forhold er bredt accepterede industristandarder for at sikre fremstillingsevne.
| Funktion | Standardregel (minimum) | Ingeniørmæssig indvirkning |
|---|---|---|
| Hul diameter | 1,2x MT (aluminium/bronce) 2x MT (rustfrit stål) |
Forhindrer punktbrud og overdreven slid. |
| Sletterbredde | 1,5x MT | Reducerer laterale kræfter på punktet for at undgå udbøjning. |
| Hulafstand til kant | 2x MT | Forhindrer webben (materiale mellem hullet og kanten) i bule udad. |
| Afstand fra hul til bøjning | 2x MT + Bøjeradius (huller < 2,5 mm) 2,5x MT + Bøjeradius (huller > 2,5 mm) |
Sikrer, at huller ikke forvrænger til æggeforme under bøjning. |
| Bøjehøjde | 2,5x MT + Bøjeradius | Sikrer tilstrækkelig fladt materiale til, at værktøjet kan gribe og danne bøjningen præcist. |
Huller, nitter og afstande
Integriteten af en stemplet del afhænger af, at der er tilstrækkelig materiale mellem funktioner. Ifølge Xometrys designstandarder , placering af huller for tæt på en kant (mindre end 2x MT) får materialet til at strømme udad, hvilket skaber en "bulge", der kan kræve dyr sekundær bearbejdning til at fjerne. Ligeledes kræver slotene en bredde på mindst 1,5x MT; noget snævrere øger dramatisk risikoen for, at stemplet knækker under kompressionsbelastningen.
Bøjning geometri og korn retning
Det er ikke blot papiret der bøjes, det er en proces der består i at strække og komprimere bestemte kornstrukturer. Keats Manufacturing understreger, at bøjelser ideelt set skal ske vinkelret på materialets kornretning. Bøjning parallelt med kornet fører ofte til revning, især i hårdere legeringer som rustfrit stål eller hærdet aluminium. Hvis dit design kræver en tæt bøjningsradius (nærmer sig 1x MT), er det afgørende for strukturel integritet at orientere delopstillingen på båndet til at bøje "gennem kornet".
Die Engineering & Construction: De 10 Lover for Performance
Selvom DFM fokuserer på emnet, skal selve værktøjet konstrueres for stabilitet, vedligeholdelse og levetid. Et godt designet værktøj producerer ikke bare emner; det beskytter pressen og minimerer nedetid.
Stabilitet og kraftstyring
De mest robuste værktøjer følger grundlæggende love inden for fysik og mekanik. Et af de primære principper, ofte nævnt i The Fabricator's "10 Laws of Die Design" , er at minimere emneophævning . Overdreven løft af emnet mellem stationer øger vibration og slitage. Konstruktører bør anbringe skærepuncher trinvis og bruge passende store ophævere for at holde emnet plant og stabilt. Desuden er det absolut nødvendigt at afbalancere kræfterne under pressehovedet. Hvis der foregår kraftig omformning på værktøjets højre side, skal designet omfatte afbalancerende kræfter (såsom fjedre eller dummystationer) på venstre side for at forhindre, at hovedet tipper – hvilket ødelægger guidestænger og ledninger.
Design med vedligeholdelse som prioritet
Et værktøj, der er vanskeligt at servicere, er et dårligt designet værktøj. Princippet om poka-yoke (fejlforebyggelse) bør anvendes direkte på værktøjsmonteringen. Konstruér skærende og formende sektioner, så de ikke kan monteres baglæns eller på hovedet. Tydelige serviceanvisninger bør ætses eller præges direkte på værktøjskomponenterne, så der ikke længere er behov for 'muntlig overlevering' under vedligeholdelse.
At udføre disse sofistikerede værktøjstiltag kræver en produktionspartner med stærke ingeniorkompetencer. For komplekse automobiler eller industrielle komponenter sikrer samarbejde med en specialist som Shaoyi Metal Technology at disse strenge designkrav bliver opfyldt. Deres IATF 16949-certificering og evne til at håndtere 600-ton presseoperationer gør det muligt at skabe bro mellem hurtig prototyping og masseproduktion, således at selv de mest indviklede støbeforme fungerer pålideligt igennem millioner af cyklusser.
Materialausvælgelse & Tolerancespecifikationer
Samspillet mellem dies materialet og emnets materialet definerer værktøjets levetid og delens nøjagtighed. Valg af det rigtige værktøjsstål er en beregnet beslutning baseret på produktionsvolumen og emnenes hårdhed.
Valg af værktøjsstål
Til produktion i store serier Dramco Tool anbefaler at bruge robuste materialer som D2 eller A2 værktøjsstål, som tilbyder fremragende slidstyrke. I ekstreme tilfælde, såsom stempling af abrasive rustfrie stål eller højstyrkelegeringer, kan carbiddybler være nødvendige til skærekanterne. Selvom carbide er dyrere og mere sprødt, modstår det det abrasive slid, der hurtigt sliber almindelige værktøjsstål.
Forståelse af tolerancer
Ingeniører skal fastsætte realistiske forventninger til stansede funktioner. "Præcision" ved stansning er relativ til materialetykkelsen. For eksempel kan en standardtolerance for huldiametre være +/- 0,002 tommer, men dette kan variere afhængigt af diespillet. Et almindeligt forventet fænomen er forekomsten af en flænge på skæredekanten. Den industrielle standard for accept af flænger er typisk 10 % af materialetykkelsen . Hvis din konstruktion kræver en kant uden flænge, skal du angive sekundære afskærmningsoperationer eller specialiserede "afskæringsstationer" i den progressive die.
Almindelige defekter og fejlfinding efter design
Mange stansdefekter kan forudsiges og forhindres allerede i designfasen. At tage højde for disse potentielle fejlmåder tidligt sparer betydelig tid og omkostninger under produktionsstart.
| Fejl | Akværnårsag | Designløsning |
|---|---|---|
| Flænger | For stort diespil eller sløve værktøjer. | Indstil diespil til 10-12 % af MT; specificer værktøjsstål af højere kvalitet. |
| Springbage | Elastisk genopretning af metal efter bøjning. | Bøj funktionen over med 1-2 grader eller brug "coin"-funktioner ved bøjningsradius for at fastsætte vinklen. |
| Revner/Sprækker | Bøjningsradius for spids eller parallel med fiberretningen. | Forøg bøjningsradius til >1x MT; roter delorienteringen, så bøjning sker tværs over fiberretningen. |
| Deformation (buldring) | Funktioner for tæt på kant eller bøjning. | Forøg afstanden til >2x MT eller tilføj aflastningsnotcher for at isolere spændingen. |
Konklusion
At mestre design af metalstansedråber er en disciplin, der handler om at balancere begrænsninger. Det kræver en grundig forståelse af, hvordan materialetykkelse dikterer geometri, hvordan kraftfordeling påvirker værktøjslevetid og hvordan materialeegenskaber påvirker den endelige nøjagtighed. Ved at følge disse ingeniørretningslinjer – respektere minimale forhold, designe for vedligeholdelse og forudse materialeadfærd – kan ingeniører skabe dele, der ikke kun er funktionelle, men også i sig selv fremstillingsegnede og omkostningseffektive i stor målestok.