PCBWay: основы обработки листовых металлов

Штамповка, гибка, вырубка и другие методы формования листовых металлов находят широчайшее применение в производстве самой разной техники. В этой статье мы поделимся некоторыми моментами, которые необходимо учитывать на этапе проектирования изделий из листовых металлов.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

Пробивка листового металла

1. При изготовлении перфорированных листов желательно, чтобы расстояние между краями соседних отверстий было не меньше, чем полторы толщины листа, в противном случае возрастает риск повреждения матрицы, а это дополнительные расходы на ремонт. Если требуются меньшие расcтояния, необходимо использовать пробивку с неполным диаметром и дальнейшую механическую обработку.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

Круглые отверстия дают самую высокую прочность и простоту изготовления матриц, но наименьшую относительную площадь пробивки. Квадратные отверстия дают максимальную относительную площадь пробивки, но углы матриц наиболее подвержены износу. Правильные шестиугольные (гексагональные) отверстия, то есть с внутренними углами в 120 градусов, отличаются более высокой прочностью, но меньшей относительной площадью, чем квадратные.

2. При пробивке или вырубке листового металла будут образовываться закругления и облой. По мере износа пуансонов и матриц объемы облоя нарастают до такой степени, что могут вызывать порезы на незащищенных руках, поэтому при пробивке необходимо учитывать направление образования облоя в зависимости от назначения и планируемой установки изделия.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

3. В зависимости от процесса — пробивки или вырубки — также необходимо закладывать необходимые допуски с учетом того, что размер и форма отверстий зависят от размера и формы пуансона, а размер и форма вырубки — от размера и формы матрицы.

Гибка листового металла

1. После гибки листа по краям на месте сгиба образуются выступы, чей размер напрямую зависит от толщины материала. Во избежание образования выступов можно заранее сделать полукруглые вырезы по краям на линии сгиба. Диаметр вырезов должен быть как минимум в полтора раза больше толщины листа.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

2. Внутренний диаметр сгиба оптимально должен быть равен или превышать половину толщины самого листа.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

3. Так как листовой металл легко деформируется, угол сгиба можно зафиксировать 45-градусными ребрами жесткости в местах, где они не будут мешать сборке с другими деталями.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

4. Плоские поверхности тоже подвержены деформациям под нагрузками, особенно когда речь идет об узких и длинных деталях. В таких случаях по возможности следует использовать листы, согнутые в L или П-образные профили. Также можно сформовать необходимые ребра жесткости, например в тех случаях, когда сгибание листов в профили по всей длине будет мешать сборке с другими деталями.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

5. Во избежание образования облоя в местах сгиба желательно проделывать тонкие прорези, в противном случае может потребоваться дополнительная механическая обработка после сгибания. Длина прорезей должна быть равна или превышать полторы толщины листа. Не забывайте соблюдать минимальный внутренний радиус сгиба, так как матрицы с прямыми и острыми углами более подвержены растрескиванию.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

6. Плавные сгибы также предпочтительны в целях безопасности, если только дизайн не требует прямых углов с острыми кромками на сгибе.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

7. Загибание кромок разделяется на одно- и двухстороннюю бортовку. Двухсторонняя предпочтительна, если имеются повышенные требования к точности. Высота загнутой кромки в идеале должна быть не менее 3 мм, иначе возможны нестабильные результаты.

8. При сгибании кромок внутренние выступы не должны располагаться слишком близко к линии сгиба. Минимальное рекомендуемое расстояние — 10 мм, в противном случае радиус в этом месте будет выше, чем по остальной длине сгиба из-за неспособности проработать пуансоном участок под выступом. Если соблюдение этого условия не представляется возможным, образования выпуклости можно избежать предварительной вырубкой отверстия необходимой длины на линии сгиба под выступом.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

9. Отверстия в кромках при отбортовке должны располагаться как минимум в трех миллиметрах от линии сгиба, иначе вероятна деформация кромок самих отверстий. При слишком близком расположении можно избежать деформаций, предварительно пробив на участке линии сгиба под отверстием щель аналогичной отверстию длины и шириной в полторы толщины сгибаемого листа.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

Резьбовые отверстия

Обычно используются три способа создания резьбовых отверстий:

1. Можно пробить или наметить отверстие на плоскости, а затем использовать саморез. В таких случаях лучше всего подходят саморезы с треугольной резьбой, менее склонные к сдиранию и с более высоким запирающим усилием.

Если используется саморез диаметром 3 мм, диаметр отверстия должен быть 2,4-2,5 мм.

Если используется саморез диаметром 4 мм, диаметр отверстия должен быть 3,4-3,5 мм.

2. Можно пробить отверстие, а затем нанести резьбу метчиком, обычно M3 или M4. Если диаметр метчика 4 мм, диаметр отверстия перед нанеcением резьбы должен быть не выше 3,6 мм.

Если толщина листа невелика, порядка 1-1,2 мм, вместо пробивки отверстие желательно отбортовать для лучшего сцепления: при толщине в 1,2 мм резьба M3 даст всего два с половиной шага, а такую резьбу легко сорвать.

3. Можно пробить отверстие и установить резьбовую заклепку. Диаметр отверстия стоит подбирать по рекомендациям производителей гаечных заклепок. Установка таких крепежей — трудоемкая задача, поэтому на большинстве крупных профильных производств для соединения листовых металлов используются обычные заклепки.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

Сборка шасси из листового металла

При точечной сварке шасси необходимо заранее точно подогнать соединяемые детали с помощью разметки, установочных штифтов или других приспособлений. При сборке с помощью винтов или шпилек дополнительные средства, как правило, не требуются, так как на деталях уже имеются совпадающие отверстия. В то же время стоит помнить, что зачастую отверстия имеют продолговатую форму для точной подгонки, которую необходимо выполнять перед затягиванием крепежных элементов.

Перед раскройкой деталей шасси желательно заранее продумать нанесение маркировки. Можно нанести разметку — это просто и дешево, но тогда шильдик будет выступать над поверхностью и легко царапаться. Второй вариант — чеканка углубления под форму шильдика с допуском примерно в 0,3 мм. Так или иначе, рекомендуется предусмотреть защиту от дурака — скос на одном из углов шильдика и разметки или углубления, чтобы во время сборки кто-нибудь не установил табличку вверх ногами.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

Внутренние стенки не только повышают прочность конструкции, но и могут служить основой для крепления различных компонентов, например вентиляторов. Пластиковые крепежи в местах соединения внутренних стенок с корпусом использовать нежелательно, так как они помешают выполнять дополнительные роли экранирования и шумозащиты.

Как заказать услуги по работе с листовыми металлами

PCBWay делает услуги промышленного прототипирования максимально доступными всем желающим, опираясь на богатый опыт а прототипировании и производстве печатных плат, а также постоянно модернизируя оборудование в сторону повышения качества и производительности.

PCBWay: основы обработки листовых металлов

Оформить заказ можно через удобный сайт: например, если вам требуется штамповка, необходимо лишь заполнить форму, выбрать необходимые параметры и залить CAD-файлы.

Партнерский материал

KazakhRussianUkrainian