Plaatbewerking voor het snijden van metaal
Sheet Metal Cutting-processen zijn die waarbij een stuk metaal wordt gescheiden door een voldoende grote kracht uit te oefenen om het materiaal te laten afsnijden. De meest gebruikelijke snijprocessen worden uitgevoerd door een afschuifkracht toe te passen en worden daarom soms afschuifprocessen genoemd. Wanneer er een voldoende grote afschuifkracht wordt uitgeoefend, overschrijdt de schuifspanning in het materiaal de ultieme afschuifsterkte en het materiaal zal falen en scheiden op de snijlocatie. Deze afschuifkracht wordt toegepast door twee gereedschappen, één boven en één onder het blad. Of deze gereedschappen nu een stans en matrijs zijn of de bovenste en onderste messen, het gereedschap boven het vel levert een snelle neerwaartse slag op het bladmetaal dat op het onderste gereedschap rust. Er is een kleine speling aanwezig tussen de randen van het bovenste en het onderste gereedschap, waardoor de breuk van het materiaal wordt vergemakkelijkt. De grootte van deze speling is meestal 2-10% van de materiaaldikte en hangt af van verschillende factoren, zoals het specifieke afschuifproces, materiaal en plaatdikte.
De effecten van metaalscheuren op het materiaal veranderen tijdens het snijden en zijn zichtbaar op de rand van het afgeschoven materiaal. Wanneer de pons- of metalen messen het vel raken, kan de plaat tussen de gereedschappen vervormen en de rand "kantelen". Naarmate het gereedschap de plaat verder binnendringt, resulteert de afschuiving in een verticale gepolijste zone van materiaal. Ten slotte is de metaalafschuifspanning te groot en breekt het materiaal onder een hoek met een kleine braam aan de rand. De hoogte van elk van deze delen van de snede hangt af van verschillende factoren, waaronder de scherpte van de gereedschappen en de speling tussen de gereedschappen.
Een verscheidenheid van snijprocessen waarbij gebruik wordt gemaakt van afschuifkrachten bestaat om op een andere manier materiaal van een stuk velmateriaal te scheiden of te verwijderen. Elk proces is in staat om een specifiek type snit te vormen, sommige met een open pad om een deel van het materiaal te scheiden en sommige met een gesloten pad om dat materiaal uit te snijden en te verwijderen. Door veel van deze processen samen te gebruiken, kunnen delen van plaatstaal worden gefabriceerd met uitsnijdingen en profielen van elke 2D-geometrie. Dergelijke snijprocessen omvatten het volgende:
Knippen - Scheiden van materiaal in twee delen
Blanking - Materiaal verwijderen voor onderdelen
Conventionele blanking
Fijne onderdrukking
Ponsen - Materiaal verwijderen als schroot
doordringend
slotting
Het perforeren
het kerven
knabbelen
Lancing
Scheurende
Afscheid
Afsnijden
garneersel
het scheren
dinking
Plaatbewerking
Zoals hierboven vermeld, bestaan er verschillende snijprocessen waarbij afschuifkracht wordt gebruikt om plaatmetaal te snijden. De term "scheren" verwijst echter op zichzelf naar een specifiek snijproces dat rechtlijnige sneden produceert om een stuk plaatmetaal te scheiden. Meestal wordt scheren gebruikt om een vel evenwijdig aan een bestaande rand te snijden die vierkant wordt gehouden, maar ook schuine sneden kunnen worden gemaakt. Om deze reden wordt scheren voornamelijk gebruikt om vel papier in kleinere maten te snijden ter voorbereiding op andere processen. Shearing heeft de volgende mogelijkheden:
Plaatdikte: 0.005-0.25 inch
Tolerantie : ± 0,1 inch (± 0,005 inch mogelijk)
Oppervlakteafwerking : 250-1000 μin (125-2000 μin mogelijk)
Het knipproces voor het snijden van plaatstaal wordt uitgevoerd op een schaarmachine, vaak een kwadratische schaar of krachtschaar genoemd, die handmatig (met de hand of met de voet) of door hydraulische, pneumatische of elektrische kracht kan worden bediend. Een typerende schaarmachine omvat een tafel met steunarmen om het vel vast te houden, aanslagen of geleiders om het vel vast te zetten, bovenste en onderste rechtermessen en een meetinrichting om het blad nauwkeurig te positioneren. Het blad wordt geplaatst tussen het bovenste en onderste blad, die dan samen tegen het blad worden gedrukt en het materiaal snijden. Bij de meeste apparaten blijft het onderste blad stationair terwijl het bovenste blad naar beneden wordt gedwongen. Het bovenste blad is iets versprongen ten opzichte van het onderste blad, ongeveer 5-10% van de plaatdikte. Ook staat het bovenste blad gewoonlijk onder een hoek zodat de snede van het ene uiteinde naar het andere verloopt, waardoor de vereiste kracht wordt verminderd. De bladen die in deze machines worden gebruikt, hebben meestal een vierkante rand in plaats van een snijkant en zijn verkrijgbaar in verschillende materialen, zoals laaggelegeerd staal en koolstofstaal.
Plaatwerk blanking
Blanking is een snijproces waarbij een stuk metaal wordt verwijderd uit een groter stuk papier door een voldoende grote afschuifkracht aan te brengen . In dit proces is het stuk dat wordt verwijderd, het blanco element, geen schroot maar het gewenste onderdeel. Blanking kan worden gebruikt om delen in bijna elke 2D-vorm uit te knippen, maar wordt meestal gebruikt om werkstukken te snijden met eenvoudige geometrieën die in volgende processen verder worden gevormd. Vaak worden meerdere vellen in één bewerking gewist. Laatste onderdelen die worden geproduceerd met blanking omvatten tandwielen, sieraden en horloge- of klokcomponenten. Blinde delen vereisen typisch een secundaire afwerking om bramen langs de onderrand af te vlakken.
Het stansproces vereist een stanspers, metaalplaat, stansstempel en stansmal. De metaalplaat wordt over de matrijs in de stanspers geplaatst. De matrijs heeft in plaats van een holte, een uitsparing in de vorm van het gewenste deel en moet op maat worden gemaakt tenzij een standaard vorm wordt gevormd. Boven het blad bevindt zich de stanspons, een gereedschap in de vorm van het gewenste onderdeel. Zowel de matrijs als de stempel zijn typisch gemaakt van gereedschapsstaal of carbide. De hydraulische pers drijft de stans met hoge snelheid omlaag in de plaat. Er is een kleine speling, meestal 10-20% van de materiaaldikte, tussen de stempel en de matrijs. Wanneer de stempel de plaat raakt, buigt het metaal in deze opening snel en breekt dan. De blanco die uit de stam is gescheurd, valt nu vrijelijk in de opening in de dobbelsteen. Dit proces is extreem snel, met een aantal sluitmachines die meer dan 1000 slagen per minuut kunnen uitvoeren.
Plaatwerk ponsen
Ponsen is een snijproces waarbij materiaal wordt verwijderd uit een stuk plaatmetaal door een voldoende grote afschuifkracht aan te brengen . Ponsen lijkt sterk op blanking, behalve dat het verwijderde materiaal, de slak genoemd, schroot is en achterblijft bij het gewenste interne kenmerk in het vel, zoals een gat of een gleuf. Ponsen kan worden gebruikt om gaten en uitsnijdingen in verschillende vormen en maten te produceren. De meest gebruikelijke ponsgaten zijn eenvoudige geometrische vormen (cirkel, vierkant, rechthoek, enz.) Of combinaties daarvan. Aan de randen van deze gestanste functies zullen sommige bramen worden afgeschoven maar zijn van redelijk goede kwaliteit. Secundaire afwerkingsbewerkingen worden typisch uitgevoerd om gladdere randen te verkrijgen.
Het stansproces vereist een stanspers, metaalplaat , stans en matrijs. De metaalplaat wordt gepositioneerd tussen de stempel en de matrijs in de ponsmachine. De matrijs, die zich onder het blad bevindt, heeft een uitsparing in de vorm van het gewenste kenmerk. Boven het blad houdt de pers de stempel vast, een gereedschap in de vorm van de gewenste functie. Ponsen en stempels met standaard vormen worden meestal gebruikt, maar aangepaste gereedschappen kunnen worden gemaakt voor het ponsen van complexe vormen. Deze tooling, standaard of op maat, is meestal gemaakt van gereedschapsstaal of hardmetaal. De ponsmachine drijft de pons met hoge snelheid omlaag door het vel en in de matrijs daaronder. Er is een kleine opening tussen de rand van de stempel en de matrijs, waardoor het materiaal snel buigt en breekt. De slak die uit het vel wordt gestanst valt vrij door de taps toelopende opening in de matrijs. Dit proces kan worden uitgevoerd op een handmatige ponsmachine, maar tegenwoordig worden computergestuurde (CNC) ponsmachines het meest gebruikt. Een CNC-ponsmachine kan hydraulisch, pneumatisch of elektrisch worden aangedreven en levert ongeveer 600 stansen per minuut. Ook gebruiken veel CNC-ponsmachines een torentje dat tot 100 verschillende stansen kan bevatten die indien nodig in positie worden geroteerd.
Een typische ponsbewerking van plaatstaal is er één waarbij een cilindrisch ponswerktuig het plaatmetaal doorboort en een enkel gat vormt. Er zijn echter verschillende bewerkingen mogelijk om verschillende functies te vormen. Deze bewerkingen omvatten het volgende:
