Soluzione unica per la fabbricazione di lamiere e lavorazioni CNC - Bergek CNC
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Soluzione unica per la fabbricazione di lamiere e lavorazioni CNC - Bergek CNC
Questo articolo descrive le linee guida di progettazione per componenti in lamiera, tra cui piegature, fori svasati, orli, fossette, goffrature, fori estrusi, rinforzi, orli, fori/asole, lance/feritoie, intagli/goffrature, saldatura e placcatura. Le raccomandazioni principali includono raggio di curvatura minimo e lunghezza della flangia, distanza tra le caratteristiche, profondità o larghezza massima delle caratteristiche e considerazioni su utensili e producibilità.
La lavorazione della lamiera è un processo che ci consente di ricavare diverse parti da una lamiera utilizzando processi come taglio, stampaggio, formatura e punzonatura. Sebbene possa sembrare un processo "click-and-go", comporta un certo livello di complessità. Innanzitutto, i file CAD tridimensionali vengono convertiti in codice macchina, che a sua volta controlla la macchina, garantendo la precisione in ogni fase.
Ecco perché è importante seguire alcune linee guida per la progettazione della lamiera durante il processo di progettazione. Queste linee guida includono importanti considerazioni progettuali per migliorare la lavorabilità, aumentare la finitura complessiva e ottimizzare i tempi di consegna. In questa guida alla progettazione della lamiera , scopriremo alcune delle considerazioni più importanti per aiutarti a ottimizzare la progettazione della tua lamiera . Iniziamo!
Queste linee guida di progettazione rappresentano la fonte di riferimento per ottimizzare il processo di fabbricazione dei metalli.
Per garantire una producibilità fluida, stampa i componenti utilizzando funzionalità dedicate per la lamiera nel tuo progetto CAD, come flangia di base e flangia di bordo, e convertili in lamiera in SolidWorks. Perché questo è importante? Questo offre maggiori possibilità di flattering automatico, sufficiente tolleranza di piegatura e un output DFX accurato per la fabbricazione.
Durante la fase di progettazione, evitare di utilizzare modelli a corpo solido per le lastre. A volte mancano dettagli di formatura critici.
Non dimenticare di includere disegni tecnici 2D nei tuoi modelli di lamiera 3D. A cosa servono questi disegni? Comunicano chiaramente:
Dimensioni critiche
Tolleranze Note di piegatura
Richiami delle buche
Specifiche del materiale
Istruzioni di finitura
Queste istruzioni non sono sempre incorporate in un file 3D, quindi è importante condividerle in un disegno 2D separato.
La maggior parte dei servizi di progettazione di lamiere si basa su questi disegni per un'impostazione e un'ispezione accurate.
Il raggio di curvatura è più importante di quanto molti pensino. La flessibilità nel raggio di curvatura consente l'utilizzo di utensili standard, il che è conveniente e fa risparmiare tempo. La migliore prassi del settore è mantenere il raggio di curvatura interno pari allo spessore della lamiera (ad esempio, un raggio di 2 mm per una lamiera di 2 mm di spessore ).
Consiglio: verifica sempre i limiti di raffreddamento con il tuo fabbricante per evitare stampi personalizzati.
Non dimenticare di lasciare spazio sufficiente per gli utensili della pressa piegatrice durante le operazioni di piegatura. Elementi di design posizionati troppo vicino alle pieghe, come fori, linguette o ritagli, possono rendere il processo di lavorazione un po' complicato.
Consiglio: mantenere le caratteristiche di progettazione a una distanza dalle pieghe pari ad almeno 4 volte lo spessore della lamiera. In altre parole, se la lamiera è spessa 2 mm, queste caratteristiche dovrebbero essere distanti almeno 8 mm dalle pieghe.
Ciò garantisce piegature precise ed evita qualsiasi complicazione durante il processo di lavorazione.
Le pieghe sono fondamentali: possono fare la differenza nell'intero progetto. Mantenete una certa distanza tra le pieghe e le pieghe di offset per preservare l'integrità del progetto. Mantenete una distanza tra le pieghe pari ad almeno 3-4 volte lo spessore del materiale.
Le curve sfalsate richiedono maggiore attenzione; assicurarsi che vi sia abbastanza spazio per evitare disastri durante l'attrezzatura.
Per evitare distorsioni durante la punzonatura o il taglio laser, mantenere un diametro minimo pari al diametro della lamiera tra fori e asole. Perché è importante? Riduce le sollecitazioni e migliora la producibilità.
Consiglio: per mantenere l'integrità della struttura ed evitare strappi, mantenere i fori almeno a una distanza pari a 2 volte lo spessore del materiale dai bordi e a 3 volte lo spessore del materiale dalle curve.
Fossette e rilievi sono importanti per qualsiasi progetto, poiché forniscono la necessaria rigidità, ventilazione e pulizia senza appesantire il design. Per realizzare fossette e rilievi si utilizza solitamente un punzone o una matrice.
Il progetto finale deve mantenere uno spessore minimo della parete e una distanza da fori e curve (in genere pari a 3 volte, o in alcuni casi anche maggiore, lo spessore del materiale).
Seguendo queste linee guida per la progettazione della lamiera, ingegneri e progettisti possono assicurarsi che i componenti da loro realizzati siano non solo strutturalmente solidi, ma anche convenienti, pronti per la fabbricazione e la produzione.
Tecnologia di produzione della lamiera
Di seguito sono elencate le sei principali tecnologie di produzione della lamiera:
Piegatura
La piegatura si riferisce principalmente alla piegatura di una parte specifica di una piastra d'acciaio per ottenere la curvatura o l'angolo desiderati. Questo metodo viene solitamente eseguito utilizzando una piegatrice meccanica o un utensile manuale. Di solito sono necessarie più piegature per ottenere la forma desiderata.
Taglio laser
Il taglio laser è una tecnologia di lavorazione che utilizza un raggio laser ad alta energia per tagliare con precisione lamiere metalliche. Il raggio laser può essere controllato e focalizzato per tagliare forme e contorni complessi.
Allungamento
Lo stiramento è un metodo di stiramento di una piastra d'acciaio. Questo metodo è spesso utilizzato per realizzare parti o attrezzature in lamiera sottile. In questo processo, il materiale deve essere stirato per renderlo più sottile e più lungo in direzione longitudinale. Lo stiramento viene solitamente eseguito utilizzando una pressa e speciali attrezzature di stiramento.
Saldatura
La saldatura è un metodo di lavorazione che unisce piastre metalliche tramite una fonte di calore. I metodi di saldatura più comuni includono la saldatura ad arco, la saldatura laser, la saldatura con gas di protezione, ecc., utilizzati per unire diverse parti o piastre.
Rotolamento
La laminazione è un processo che applica una forza alla lamiera tramite rulli per farla passare attraverso lo spazio tra i rulli, modificandone così la forma e le dimensioni. La laminazione è spesso utilizzata per assottigliare, raddrizzare e correggere la forma delle lamiere.
Timbratura
Lo stampaggio è un metodo per dare la forma desiderata a lamiere d'acciaio, solitamente utilizzato per produrre componenti ad alta precisione. Questo metodo utilizza uno speciale stampo per posizionare la lamiera d'acciaio su un substrato fisso, quindi utilizza gas ad alta pressione o forza meccanica per pressare la lamiera d'acciaio e darle la forma desiderata.
Impatto dei materiali sulla progettazione della lamiera
Le tolleranze dei materiali sono caratteristiche intrinseche delle parti in lamiera, caratterizzate da variazioni intrinseche dovute a fattori quali le proprietà del materiale e i processi di fabbricazione. Queste tolleranze sono particolarmente influenzate dallo spessore del materiale, con ogni categoria di spessore che presenta diversi gradi di tolleranza.
Tolleranze del materiale - Spessore
La scelta dello spessore appropriato della lamiera è un passaggio fondamentale nella produzione di lamiere. Questa scelta influenza diversi fattori, tra cui la resistenza e il peso complessivi del componente, nonché caratteristiche di progettazione generali come il raggio minimo di curvatura, le dimensioni di fori e asole e la lunghezza della flangia. Garantire uno spessore uniforme su tutta la lamiera è fondamentale per garantire qualità e prestazioni costanti.
Linee guida sullo spessore del materiale
Una tendenza comune nelle tolleranze dei materiali è quella di tendere verso tolleranze negative. Ciò significa che le dimensioni effettive del pezzo finito potrebbero essere leggermente inferiori a quelle specificate in fase di progettazione. Questo è un fattore critico da considerare durante la progettazione e la produzione per garantire l'integrità funzionale e strutturale del prodotto finale.
Per una comprensione dettagliata e specifica, si consiglia di consultare la tabella delle tolleranze di spessore. Questa tabella fornisce una panoramica completa delle differenze previste tra diversi materiali e spessori ed è una risorsa preziosa per progettisti e produttori che ricercano precisione e qualità nel prodotto finito.
Tolleranze dei materiali - Proprietà
Le proprietà fisiche dei materiali in lamiera, come tensione superficiale, ritorno elastico, resistenza alla trazione, ecc., possono variare a seconda del materiale e del processo utilizzato per produrli.
Nella scelta dei materiali, è necessario considerare l'entità della variazione consentita dal progetto e un fattore di sicurezza. Ad esempio, l'acciaio al carbonio laminato a caldo presenta generalmente una maggiore variabilità rispetto all'acciaio al carbonio laminato a freddo (sebbene l'acciaio al carbonio laminato a caldo abbia anche costi maggiori a causa delle operazioni secondarie). Per piegature più precise, l'acciaio laminato a freddo è una scelta migliore perché limita la variazione tra i lotti di materiale e migliora la costanza della piegatura.
| Materiali | Densità (g/cm³) | Coefficiente di dilatazione termica | Modulo (GPa) | Difficoltà di elaborazione | Proprietà fisica | Applicazione |
| Alluminio | 2.7 | 23-24 | 70 | Facile da elaborare | Leggero, buona conduttività termica e conduttività | Parti di aeromobili, componenti automobilistici, involucri di apparecchiature elettroniche |
| Acciaio inossidabile | 7.9 | 16-18 | 193 | Moderare | Resistenza alla corrosione, elevata resistenza | Utensili da cucina, componenti navali, attrezzature chimiche |
| Rame | 8.9 | 16-18 | 120 | Moderare | Buona conduttività e resistenza alla corrosione | Parti elettriche, condutture, decorazioni |
| Titanio | 4.5 | 8-10 | 110-130 | Facile da elaborare | Leggero, ad alta resistenza | Componenti aerospaziali, dispositivi medici |
| Ottone | 8.4-8.7 | 19-20 | 100-125 | Difficile da elaborare | Buona conduttività e resistenza alla corrosione | Strumenti musicali, decorazioni, pipe |
Linee guida sulle tolleranze per la fabbricazione di lamiere
Le tolleranze sono gli scostamenti consentiti nelle dimensioni o in altre caratteristiche di un prodotto. Quando si progetta un prodotto in lamiera, è importante considerare le tolleranze accettabili per l'uso previsto del prodotto. Alcune applicazioni potrebbero richiedere tolleranze più strette, come quelle che richiedono un adattamento o un allineamento preciso.
Tabella delle tolleranze generali per la lavorazione della lamiera
| Formatura o piegatura | +/- 0,508 mm (0,020") |
| Piegare per forare o caratterizzare | +/-0,254 mm (0,010") |
| Diametri con inserti | +/-0,0762 mm (0,003") |
| Angolosità | +/- 1° |
| buchi | +/-0,127 mm (0,005") |
| Da bordo a bordo | ±0,127 mm (0,005") |
| Dal bordo al foro | ±0,127 mm (0,005") |
| Buca a buca | ±0,127 mm (0,005") |
| Foro per l'hardware | ±0,254 mm (0,010") |
| Dal bordo all'hardware | ±0,254 mm (0,010") |
| Hardware per hardware | ±0,381 mm (0,015") |
| Piegare per forare | ±0,381 mm (0,015") |
| Piegare all'hardware | ±0,381 mm (0,015") |
| Piegare fino al bordo | ±0,254 mm (0,010") |
| Piegare per piegare | ±0,381 mm (0,015") |
Anche con anni di esperienza nella progettazione di lamiere, è possibile commettere qualche errore. Seguite questi consigli pratici per ottenere progetti pronti per la fabbricazione ogni volta:
Progettare le flange in base allo spessore del materiale
Evitare elementi troppo vicini alle curve
Utilizzare materiali e standard comuni
Arrotondare gli angoli acuti per evitare crepe
Lasciare spazio per l'accesso degli utensili durante la formatura
Gli errori sono inevitabili, ma se segui questi consigli di progettazione, è molto probabile che tu riesca a farla franca.
La progettazione è probabilmente la fase più importante di qualsiasi progetto di fabbricazione. Un errore e si rischiano guai seri. Tuttavia, seguendo le linee guida per la progettazione della lamiera descritte in questo articolo, la probabilità di errori si riduce quasi a zero.
Non importa quale software di progettazione lamiere utilizzi: seguire le best practice del settore sarà sempre d'aiuto. Se stai cercando il miglior servizio di progettazione lamiere , c'è un solo nome che ti viene in mente: BERGEK . Con anni di esperienza nel settore, BERGEK sarà sicuramente il tuo partner di progettazione e fabbricazione per gli anni a venire.
Domande frequenti
Quanto è importante lo spessore del materiale nella progettazione della lamiera?
Nella progettazione della lamiera, è fondamentale mantenere uno spessore uniforme delle pareti. I componenti in lamiera hanno in genere uno spessore compreso tra 0,9 mm e 20 mm. La guida sottolinea che punzoni (fori) e altre caratteristiche (come i fori svasati) devono essere considerati nella determinazione dello spessore, poiché alcune caratteristiche potrebbero richiedere una post-lavorazione.
Quali sono gli aspetti chiave da considerare per la piegatura nella progettazione della lamiera?
La piegatura è un processo critico nella produzione di lamiere. Questa guida illustra l'importanza di fattori quali raggio di piegatura, angolo di piegatura e ritorno elastico. La guida raccomanda che il raggio interno della piegatura sia almeno pari allo spessore del materiale e che venga mantenuta una tolleranza di +/- 1 grado per tutti gli angoli di piegatura. Inoltre, la guida illustra l'importanza di mantenere guide coerenti e una lunghezza minima della flangia durante il processo di piegatura.
Puoi spiegare il ruolo del fattore K nella progettazione della lamiera?
Il fattore K è fondamentale nel calcolo delle viste in pianta nella progettazione di lamiere. È correlato all'allungamento del materiale durante il processo di piegatura. Questa guida fornisce una gamma di fattori K (0-0,5) e una tabella con i valori base del fattore K per diversi materiali e metodi di piegatura.
In che modo le tolleranze influiscono sulla progettazione della lamiera?
Le tolleranze sono fondamentali per garantire la precisione dei componenti in lamiera. Questa guida fornisce tolleranze comuni per tutti gli aspetti della produzione di lamiere, inclusi stampaggio, piegatura e dimensioni lineari. La guida sottolinea l'importanza della precisione per soddisfare le specifiche di progettazione e i requisiti funzionali.
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