Blog
Giải pháp trọn gói cho gia công kim loại tấm và gia công CNC - Bergek CNC
Ngôn ngữ
Giải pháp trọn gói cho gia công kim loại tấm và gia công CNC - Bergek CNC
Bài viết này mô tả các hướng dẫn thiết kế cho các chi tiết kim loại tấm, bao gồm uốn cong, lỗ chìm, viền, vết lõm, dập nổi, lỗ đùn, miếng đệm, viền, lỗ/khe, rãnh/máng, rãnh/khe hở, khía/dập nổi, hàn và mạ. Các khuyến nghị chính bao gồm bán kính uốn cong tối thiểu và chiều dài mép bích, khoảng cách giữa các chi tiết, độ sâu hoặc chiều rộng tối đa của chi tiết, cũng như các cân nhắc về dụng cụ và khả năng sản xuất.
Gia công kim loại tấm là một quy trình cho phép chúng ta tạo ra các bộ phận khác nhau từ một tấm kim loại bằng các công đoạn như cắt, dập, tạo hình và đột dập. Mặc dù nghe có vẻ như một quy trình đơn giản, nhưng thực tế nó có một mức độ phức tạp nhất định. Đầu tiên, các tệp CAD 3D được chuyển đổi thành mã máy, sau đó mã này sẽ điều khiển máy, đảm bảo độ chính xác trong từng bước.
Đó là lý do tại sao việc tuân thủ một số hướng dẫn thiết kế kim loại tấm trong quá trình thiết kế là rất quan trọng . Những hướng dẫn này bao gồm những cân nhắc thiết kế quan trọng giúp cải thiện khả năng gia công, tăng độ hoàn thiện tổng thể và tối ưu hóa thời gian giao hàng. Trong hướng dẫn thiết kế kim loại tấm này , chúng tôi sẽ khám phá một số cân nhắc quan trọng nhất để giúp bạn tối ưu hóa thiết kế kim loại tấm của mình . Hãy bắt đầu thôi!
Những hướng dẫn thiết kế này là nguồn tài liệu hữu ích giúp bạn tối ưu hóa quy trình chế tạo kim loại.
Để đảm bảo khả năng sản xuất trơn tru, hãy chuyển đổi các chi tiết khuôn bằng các tính năng kim loại tấm chuyên dụng trong thiết kế CAD của bạn, chẳng hạn như mặt bích đế, mặt bích cạnh, sang kim loại tấm trong SolidWorks. Tại sao điều này lại quan trọng? Điều này mang lại cơ hội tốt hơn cho việc tự động làm phẳng, dung sai uốn cong vừa đủ và đầu ra DFX chính xác cho quá trình chế tạo.
Trong giai đoạn thiết kế, tránh sử dụng mô hình vật rắn cho các tấm. Đôi khi chúng thiếu các chi tiết tạo hình quan trọng.
Đừng quên đính kèm bản vẽ kỹ thuật 2D với mô hình kim loại tấm 3D của bạn. Những bản vẽ này có chức năng gì? Chúng truyền đạt rõ ràng:
Kích thước quan trọng
Dung sai Ghi chú uốn cong
Chú thích lỗ
Thông số kỹ thuật vật liệu
Hướng dẫn hoàn thiện
Những hướng dẫn này không phải lúc nào cũng được nhúng trong tệp 3D, do đó, điều quan trọng là bạn phải chia sẻ chúng trong một bản vẽ 2D riêng biệt.
Hầu hết các dịch vụ thiết kế tấm kim loại đều dựa vào các bản vẽ này để thiết lập và kiểm tra chính xác.
Bán kính uốn cong quan trọng hơn nhiều người nghĩ. Tính linh hoạt trong bán kính uốn cong cho phép sử dụng dụng cụ tiêu chuẩn, tiết kiệm chi phí và thời gian. Thông lệ tốt nhất trong ngành là giữ bán kính uốn cong bên trong bằng với độ dày của tấm (ví dụ: bán kính 2mm cho tấm dày 2mm ).
Mẹo chuyên nghiệp: Luôn xác nhận giới hạn làm mát với nhà chế tạo để tránh sử dụng khuôn tùy chỉnh.
Đừng quên chừa đủ khoảng trống cho dụng cụ ép thủy lực trong quá trình uốn. Các chi tiết thiết kế đặt quá gần các chỗ uốn như lỗ, mấu hoặc vết cắt có thể khiến quá trình uốn trở nên khó khăn hơn một chút.
Mẹo chuyên nghiệp: Giữ các chi tiết thiết kế cách xa các chỗ uốn cong ít nhất 4 lần độ dày của tấm. Nghĩa là, nếu tấm dày 2mm, các chi tiết này phải cách các chỗ uốn cong ít nhất 8mm.
Điều này đảm bảo độ uốn chính xác và tránh mọi biến chứng trong quá trình gia công.
Các đường cong rất quan trọng; chúng có thể quyết định thành bại của toàn bộ thiết kế. Hãy duy trì một khoảng cách nhất định giữa các đường cong và các đường cong lệch để đảm bảo tính toàn vẹn của thiết kế. Khoảng cách giữa các đường cong ít nhất bằng 3-4 lần độ dày của vật liệu.
Các đường cong lệch cần được chăm sóc nhiều hơn; đảm bảo chúng có đủ khoảng trống để tránh bất kỳ sự cố nào khi sử dụng dụng cụ.
Để tránh biến dạng trong quá trình đục lỗ hoặc cắt laser, hãy duy trì đường kính tối thiểu bằng đường kính tấm giữa các lỗ và khe. Tại sao điều này lại quan trọng? Nó giúp giảm ứng suất và cải thiện khả năng sản xuất.
Mẹo chuyên nghiệp: Để duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc và tránh bị rách, hãy tạo các lỗ có độ dày ít nhất gấp 2 lần độ dày vật liệu tính từ các cạnh và gấp 3 lần độ dày vật liệu tính từ các chỗ uốn cong.
Các vết lõm và vết nổi rất quan trọng đối với bất kỳ thiết kế nào vì chúng mang lại độ cứng, độ thông thoáng và độ trong cần thiết mà không làm hỏng thiết kế. Đục hoặc khuôn thường được sử dụng để tạo các vết lõm và vết nổi.
Thiết kế cuối cùng phải duy trì độ dày thành tối thiểu và khoảng cách từ các lỗ và chỗ uốn cong (thường là gấp 3 lần hoặc thậm chí lớn hơn trong một số trường hợp, độ dày của vật liệu).
Bằng cách tuân theo các hướng dẫn thiết kế tấm kim loại này , các kỹ sư và nhà thiết kế có thể đảm bảo rằng các bộ phận họ làm ra không chỉ có kết cấu chắc chắn mà còn tiết kiệm chi phí, sẵn sàng để chế tạo và sản xuất.
Công nghệ sản xuất kim loại tấm
Sau đây là sáu công nghệ sản xuất tấm kim loại chính:
Uốn cong
Uốn chủ yếu là uốn một phần cụ thể của tấm thép để tạo ra độ cong hoặc góc mong muốn. Phương pháp này thường được thực hiện bằng máy uốn cơ học hoặc dụng cụ uốn thủ công. Thông thường, cần uốn nhiều lần để có được hình dạng mong muốn.
Cắt laser
Cắt laser là công nghệ gia công sử dụng chùm tia laser năng lượng cao để cắt chính xác các tấm kim loại. Chùm tia laser có thể được điều khiển và tập trung để cắt các hình dạng và đường nét phức tạp.
Kéo giãn
Kéo giãn là phương pháp kéo giãn tấm thép. Phương pháp này thường được sử dụng để chế tạo các bộ phận hoặc thiết bị tấm mỏng. Trong quá trình này, vật liệu cần được kéo giãn để mỏng hơn và dài hơn theo chiều dài. Việc kéo giãn thường được thực hiện bằng máy ép và thiết bị kéo giãn chuyên dụng.
Hàn
Hàn là phương pháp gia công kết nối các tấm kim loại với nhau thông qua nguồn nhiệt. Các phương pháp hàn phổ biến bao gồm hàn hồ quang, hàn laser, hàn khí bảo vệ, v.v., được sử dụng để kết nối các bộ phận hoặc tấm kim loại khác nhau.
Lăn
Cán là quá trình tác động lực lên tấm kim loại thông qua các con lăn để làm cho tấm kim loại đi qua khe hở giữa các con lăn, từ đó thay đổi hình dạng và kích thước của tấm kim loại. Cán thường được sử dụng để làm mỏng, làm thẳng và chỉnh sửa hình dạng của tấm kim loại.
Đóng dấu
Dập là phương pháp tạo hình tấm thép theo hình dạng mong muốn, thường được sử dụng để sản xuất các chi tiết có độ chính xác cao. Phương pháp này sử dụng khuôn dập chuyên dụng để đặt tấm thép lên một đế cố định, sau đó sử dụng khí nén áp suất cao hoặc lực cơ học để ép tấm thép theo hình dạng mong muốn.
Tác động của vật liệu lên thiết kế kim loại tấm
Dung sai vật liệu là đặc tính vốn có của các chi tiết kim loại tấm, được đặc trưng bởi những biến thiên vốn có do các yếu tố như tính chất vật liệu và quy trình sản xuất. Dung sai này đặc biệt bị ảnh hưởng bởi độ dày vật liệu, với mỗi loại độ dày có các cấp dung sai khác nhau.
Dung sai vật liệu - Độ dày
Việc lựa chọn độ dày tấm phù hợp là một bước quan trọng trong sản xuất kim loại tấm. Lựa chọn này ảnh hưởng đến nhiều yếu tố, bao gồm độ bền và trọng lượng tổng thể của chi tiết, cũng như các đặc điểm thiết kế tổng thể như bán kính uốn tối thiểu, kích thước lỗ và khe, và chiều dài bích. Việc đảm bảo độ dày đồng đều trên toàn bộ chi tiết kim loại tấm là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và hiệu suất đồng đều.
Hướng dẫn về độ dày vật liệu
Một xu hướng phổ biến trong dung sai vật liệu là hướng đến dung sai âm. Điều này có nghĩa là kích thước thực tế của chi tiết hoàn thiện có thể nhỏ hơn một chút so với kích thước được chỉ định trong thiết kế. Đây là một yếu tố quan trọng cần xem xét trong quá trình thiết kế và sản xuất để đảm bảo tính toàn vẹn về mặt chức năng và cấu trúc của sản phẩm cuối cùng.
Để hiểu rõ hơn và chi tiết hơn, bạn nên tham khảo bảng dung sai độ dày. Bảng này cung cấp cái nhìn toàn diện về sự khác biệt dự kiến giữa các vật liệu và độ dày khác nhau, đồng thời là nguồn tài liệu quý giá cho các nhà thiết kế và nhà sản xuất đang tìm kiếm độ chính xác và chất lượng cho sản phẩm hoàn thiện.
Dung sai vật liệu - Tính chất
Vật liệu tấm kim loại có thể khác nhau về các tính chất vật lý, chẳng hạn như sức căng bề mặt, độ đàn hồi, độ bền kéo, v.v., tùy thuộc vào vật liệu và quy trình được sử dụng để sản xuất chúng.
Khi lựa chọn vật liệu, bạn cần cân nhắc mức độ biến thiên cho phép của thiết kế và hệ số an toàn. Ví dụ, thép cacbon cán nóng thường có độ biến thiên vật liệu lớn hơn thép cacbon cán nguội (mặc dù thép cacbon cán nóng cũng có giá thành cao hơn do các công đoạn gia công phụ trợ). Đối với các mối uốn chính xác hơn, thép cán nguội là lựa chọn tốt hơn vì nó hạn chế sự biến thiên giữa các lô vật liệu và cải thiện độ đồng nhất của mối uốn.
| Nguyên vật liệu | Mật độ (g/cm³) | Hệ số giãn nở nhiệt | Mô đun (GPa) | Độ khó xử lý | Tài sản vật chất | Ứng dụng |
| Nhôm | 2.7 | 23-24 | 70 | Dễ dàng xử lý | Nhẹ, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt | Các bộ phận máy bay, linh kiện ô tô, vỏ thiết bị điện tử |
| Thép không gỉ | 7.9 | 16-18 | 193 | Vừa phải | Chống ăn mòn, độ bền cao | Đồ dùng nhà bếp, linh kiện tàu biển, thiết bị hóa chất |
| Đồng | 8,9 | 16-18 | 120 | Vừa phải | Độ dẫn điện và khả năng chống ăn mòn tốt | Linh kiện điện, đường ống, đồ trang trí |
| Titan | 4,5 | 8-10 | 110-130 | Dễ dàng xử lý | Nhẹ, độ bền cao | Linh kiện hàng không vũ trụ, thiết bị y tế |
| Thau | 8,4-8,7 | 19-20 | 100-125 | Khó xử lý | Độ dẫn điện và khả năng chống ăn mòn tốt | Nhạc cụ, đồ trang trí, ống |
Hướng dẫn về dung sai cho chế tạo tấm kim loại
Dung sai là độ lệch cho phép về kích thước hoặc các đặc điểm khác của sản phẩm. Khi thiết kế sản phẩm kim loại tấm, điều quan trọng là phải cân nhắc các dung sai được chấp nhận cho mục đích sử dụng của sản phẩm. Một số ứng dụng có thể yêu cầu dung sai chặt chẽ hơn, chẳng hạn như những ứng dụng đòi hỏi sự vừa vặn hoặc căn chỉnh chính xác.
Bảng dung sai chung trong gia công kim loại tấm
| Tạo hình hoặc uốn cong | +/- 0,508 mm (0,020") |
| Uốn cong theo lỗ hoặc đặc điểm | +/-0,254 mm (0,010") |
| Đường kính có chèn | +/-0,0762 mm (0,003") |
| Độ góc | +/- 1° |
| Lỗ | +/-0,127 mm (0,005") |
| Từ cạnh này sang cạnh kia | ±0,127 mm (0,005") |
| Từ mép đến lỗ | ±0,127 mm (0,005") |
| Lỗ này đến lỗ khác | ±0,127 mm (0,005") |
| Lỗ đến phần cứng | ±0,254 mm (0,010") |
| Từ cạnh đến phần cứng | ±0,254 mm (0,010") |
| Phần cứng với phần cứng | ±0,381 mm (0,015") |
| Uốn cong để tạo lỗ | ±0,381 mm (0,015") |
| Uốn cong theo phần cứng | ±0,381 mm (0,015") |
| Uốn cong đến mép | ±0,254 mm (0,010") |
| Uốn cong để uốn cong | ±0,381 mm (0,015") |
Ngay cả với nhiều năm kinh nghiệm thiết kế kim loại tấm, vẫn có thể mắc phải một số sai sót. Hãy làm theo những mẹo thực tế sau để có được thiết kế sẵn sàng cho việc chế tạo mỗi lần:
Thiết kế mặt bích dựa trên độ dày vật liệu
Tránh các đặc điểm quá gần khúc cua
Sử dụng vật liệu và tiêu chuẩn chung
Bán kính các góc sắc nhọn để tránh nứt
Chừa chỗ cho dụng cụ tiếp cận trong quá trình tạo hình
Sai sót là điều không thể tránh khỏi, nhưng khi bạn làm theo những mẹo thiết kế này, khả năng cao là bạn có thể tránh được một số sai sót.
Thiết kế có lẽ là giai đoạn quan trọng nhất trong bất kỳ dự án chế tạo nào. Chỉ cần một sai sót, bạn sẽ gặp rắc rối nghiêm trọng. Tuy nhiên, khi bạn làm theo các hướng dẫn thiết kế kim loại tấm được nêu trong bài viết này, bạn sẽ giảm thiểu khả năng xảy ra sai sót xuống gần bằng 0.
Dù bạn đang sử dụng phần mềm thiết kế kim loại tấm nào , việc tuân thủ các thông lệ tốt nhất của ngành sẽ luôn hữu ích. Nếu bạn đang tìm kiếm dịch vụ thiết kế kim loại tấm hàng đầu , chỉ có một cái tên xuất hiện: BERGEK . Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực này, BERGEK chắc chắn sẽ là đối tác thiết kế và chế tạo của bạn trong nhiều năm tới.
Câu hỏi thường gặp
Độ dày vật liệu quan trọng như thế nào trong thiết kế tấm kim loại?
Trong thiết kế tấm kim loại, việc duy trì độ dày thành đồng đều là rất quan trọng. Các chi tiết tấm kim loại thường có độ dày từ 0,9 mm đến 20 mm. Hướng dẫn này nhấn mạnh rằng cần xem xét các lỗ đột (lỗ) và các đặc điểm khác (chẳng hạn như lỗ chìm) khi xác định độ dày, vì một số đặc điểm có thể cần xử lý hậu kỳ.
Những cân nhắc chính khi uốn cong trong thiết kế tấm kim loại là gì?
Uốn là một quá trình quan trọng trong sản xuất kim loại tấm. Hướng dẫn này trình bày chi tiết tầm quan trọng của các yếu tố như bán kính uốn, góc uốn và độ đàn hồi. Hướng dẫn khuyến nghị bán kính bên trong của điểm uốn phải ít nhất bằng độ dày vật liệu và dung sai +/- 1 độ nên được duy trì cho tất cả các góc uốn. Ngoài ra, hướng dẫn cũng thảo luận về tầm quan trọng của việc duy trì các thanh dẫn hướng nhất quán và chiều dài mép tối thiểu trong quá trình uốn.
Bạn có thể giải thích vai trò của hệ số K trong thiết kế tấm kim loại không?
Hệ số K rất quan trọng khi tính toán hình chiếu phẳng trong thiết kế kim loại tấm. Hệ số này liên quan đến độ giãn dài của vật liệu trong quá trình uốn. Hướng dẫn này cung cấp một loạt hệ số K (0 – 0,5) và một biểu đồ với các giá trị hệ số K cơ bản cho các vật liệu và phương pháp uốn khác nhau.
Dung sai ảnh hưởng đến thiết kế kim loại tấm như thế nào?
Dung sai rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của các chi tiết kim loại tấm. Hướng dẫn này cung cấp dung sai chung cho tất cả các khía cạnh của sản xuất kim loại tấm, bao gồm tạo hình, uốn và kích thước tuyến tính. Hướng dẫn này nhấn mạnh tầm quan trọng của độ chính xác để đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế và yêu cầu chức năng.
Hãy liên hệ với chúng tôi!
Bergek CNC là nhà cung cấp dịch vụ sản xuất đẳng cấp thế giới tại Thâm Quyến. Chúng tôi sở hữu thiết bị tiên tiến để cung cấp đầy đủ các sản phẩm tùy chỉnh cho các nhà sản xuất trên toàn thế giới, chuyên về gia công CNC và gia công kim loại tấm.
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi.
Bản quyền © 2022 CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ SHENZHEN BERGEK - www.bergekcnc.com Bảo lưu mọi quyền.
