Все о листовом металле – материалы, стандартные размеры и процессы формовки
Листовой металл является основой всей инженерии сегодня. Мы можем видеть его повсюду – от автомобилей и оборудования до фасадов домов и мебели.
Чтобы использовать листовой металл в полной мере, инженеры должны сначала узнать о нем кое-что. Это включает в себя стандартные размеры, материалы, различия в производстве и возможные методы формовки.
Что такое листовой металл?
Листовой металл — это одна из форм и видов металла, в которых его можно купить. Листовой металл — это любой металл толщиной от 0,5 до 6 миллиметров.
Однако существуют и другие единицы измерения, используемые для классификации металлов по толщине.
Миллиметры, милы и калибр
Фольга, листы и пластины практически одинаковы, разница только в толщине. Толщина измеряется тремя способами – миллиметрами, милами и калибрами. Хотя миллиметр – довольно простая единица, милы и калибры распространены только в машиностроении и производстве.
Один мил равен тысячной дюйма. Поскольку британцы часто используют «мил» как множественное число для миллиметров, это может немного сбивать с толку, но разница важна.
Калибр — еще одна единица измерения толщины листового металла. Хотя официальные стандарты не одобряют использование калибров, они не так уж и редки. Калибр представляет собой толщину металла по отношению к его весу на квадратный фут. Большее число калибра означает меньшую толщину.
Поскольку фактическая толщина (мм) связана с весом металла, для одного и того же калибра она различна для разных металлов (например, 12 мм для стали и 12 мм для алюминия).
Фольга, листы и пластины
Рассмотрев основные системы измерения, теперь мы можем рассмотреть категоризацию фольги, листов и пластин. Для наших целей мы будем придерживаться миллиметров в качестве единицы измерения.
Металлическая фольга особенно распространена с алюминием, часто называемая оловянной фольгой. Толщина фольги обычно составляет до 0,2 мм.
Листовой металл — следующий в очереди. Толщина листового металла начинается от 0,5 мм и доходит до 6 мм. Все, что выше — металлическая пластина.
Тонкий листовой металл легко формуется, при этом обеспечивая большую прочность. При относительно низкой цене он отлично подходит для большинства инженерных целей. Вот почему мы видим его повсюду вокруг нас.
В конце статьи мы обсудим различные методы формовки листового металла.
Распространенные материалы
Почти все распространенные конструкционные металлы также используются в виде листов. Некоторые из них — углеродистая сталь, нержавеющая сталь, медь и алюминий. Выбор подходящего для вас материала зависит от области применения и требований вашего продукта.
Металлические листы имеют те же механические свойства, что и основной металл . Таким образом, стальные листы обладают высокой прочностью на разрыв и долговечностью, что позволяет использовать их в строительстве и машиностроении.
В то же время медные листы часто находят применение в качестве декоративного слоя на современных зданиях.
Стандартные размеры
Стандартные измерения применяются как к размерам листа, так и к толщине. Хотя для достижения больших размеров листа есть несколько обходных путей с помощью сварки , вы не можете смотреть дальше таблиц толщины.
Стандартные размеры листового металла
Знание стандартных размеров листов помогает оптимизировать компоновку деталей. Много раз мы получали детали для производства, которые были немного больше стандартного размера. Это означает больше отходов и более высокие общие затраты для клиента.
Также, еще один момент, который следует иметь в виду, это наличие листов разных размеров. В то время как листы малого, среднего и большого размера практически всегда есть в наличии на складе каждого производителя листового металла, листы большого размера могут отсутствовать.
У многих из них может не быть оборудования для резки таких больших листов. Поэтому знание возможностей вашего производителя здесь пригодится.
Иногда можно просто сварить два меньших листа, но это не оптимальное решение. Особенно, когда вы делаете акцент на эстетике своего проекта.
Стандартная толщина листового металла
Также, хорошо обращать внимание не только на начальные и конечные точки, но и на фактические значения. Кто-то часто запрашивает нестандартные толщины.
Исключения из этой таблицы определенно существуют. Мы бы просто посоветовали вам следовать этим толщинам из-за сложности поиска материалов. Все вышеперечисленные доступны у многих производителей листового металла .Масштабируйте свое производство от прототипирования до серийного производства
- Персональный менеджер по работе с клиентами
- Гарантия качества
- Условия оплаты для компаний
- Своевременная доставка компанией Fractory
Горячекатаный и холоднокатаный листовой металл
Существует два способа производства листового металла – горячая прокатка и холодная прокатка . Взглянув на таблицу стандартных толщин выше, вы можете увидеть, как используются эти два способа. В случае конструкционных сталей холодная прокатка идет только до 3 мм. Оттуда листы и пластины подвергаются горячей прокатке в целях экономической эффективности.
Хотя процесс горячей прокатки снова начинается с 3 мм для нержавеющих сталей, холодная прокатка охватывает все листы, т.е. до 6 мм.
Для инженерных целей важно различать эти два типа. Для точных применений предпочтительны холоднокатаные стали, поскольку у нас больше контроля над конечными размерами. Это связано с тем, что горячекатный стальной лист после охлаждения слегка усаживается, и форма может немного измениться.
Процессы формовки листового металла
Итак, мы наконец добрались до методов формовки листового металла. На столе множество вариантов, и решение остается за вами.
Выбор в основном зависит от требуемого результата. Но многие из этих методов дают вам внешне похожий или соответствующий результат. Затем все сводится к стоимости (часто в зависимости от размеров партии), доступности и желаемой точности.
Гибка листового металла
Гибка — это процесс формовки , при котором листовой металл сгибается в нужную форму путем приложения изгибающего напряжения. Листовой металл сгибается таким образом, что достигается пластическая деформация. Это не позволяет металлу восстановить свою прежнюю форму.
Такие детали, как фланцы и гофры, создаются путем гибки. Наиболее распространенной формой гибки является V-образная гибка. При этом V-образная матрица и пуансон сжимаются вместе, чтобы придать листу нужную форму.
Гибка кромок — еще один распространенный метод гибки фланцев с использованием штампа-протирки и пуансона.
Завивка листового металла
Загибание — это процесс формирования круглого кольца на краю металлического листа, что делает его более безопасным для обработки.
Существует разница между загнутым краем и каплевидным подолом . При загибании начальный край заворачивается в сформированный круг, тогда как при каплевидном подоле начальный край остается открытым.
Скручивание также можно разделить на скручивание со смещением от центра и скручивание по центру. Смещение от центра имеет центр выше уровня листа, тогда как скручивание по центру имеет центр на том же уровне, что и металлический лист.
Декабирование листового металла
Декамберизация — это процесс удаления выпуклости с листа металла. В листе металла, особенно в деталях в форме полос, при его расплющивании в листы образуется горизонтальный изгиб.
При снятии прогиба мы удаляем этот горизонтальный изгиб, сглаживая края, чтобы удалить прогиб. Сила прикладывается к деформированному краю, а не к поверхности, чтобы выдавить его в прямую форму. Обычно это выполняется на участках ограниченной длины.
Глубокая вытяжка
Глубокая вытяжка — это процесс формовки листового металла, при котором форма листа изменяется до желаемой в несколько этапов с использованием ряда штампов. Только если глубина сформированной формы превышает исходный диаметр листа, это считается глубокой вытяжкой.
Пуансоны и матрицы используются для создания изменений на каждом этапе. Используя этот процесс, лист преобразуется во множество различных форм, таких как топливный бак, раковина и детали автомобиля. Глубокая вытяжка в основном используется для крупносерийного производства.
Листовой металл расширяющийся
В этом процессе формовки металла лист металла пропускается через перфорационные ножницы, где он разрезается и растягивается в узор. Обычно предпочтение отдается ромбовидной сетке, поскольку она имеет структурное преимущество перед другими формами.
Этот процесс формования обычно используется для изготовления ограждений, мостиков, платформ, решеток и т. д. В результате получается самодренирующееся, прочное изделие, способное выдерживать вес, на который оно рассчитано.
Эти изделия можно использовать там, где требуется проход воздуха или жидкости, но необходимо предотвратить прохождение более крупных частиц, например, просеивание. Прочность исходного металла сохраняется.
Гидроформовка
Гидроформовка — это инновационный способ придания металлическим листам желаемой формы. В этом процессе металл помещается в матрицу, но вместо пуансона для придания формы листу используется жидкость под высоким давлением.
С помощью этого процесса можно создавать более сложные детали за более короткий промежуток времени. Он также сравнительно дешевле и требует меньше работы. Гидроформовка также совместима практически со всеми материалами, такими как нержавеющая сталь, алюминий, углеродистая сталь, латунь и драгоценные металлы.
Поскольку соответствующие штампы, как правило, не требуются, гидроформовку можно использовать для создания нестандартных форм.
Инкрементное формование листов
Инкрементальное листовое формование — это процесс металлообработки, который придает листовому металлу определенную, желаемую форму. Этот метод формования жизнеспособен только при небольших объемах.
Изменения в продукт можно вносить быстро и без особых хлопот. В этом процессе продукт формируется пошагово.
Листовой материал формируется с помощью одноточечной сферы.
Хотя этот процесс дает результаты, схожие с глубокой вытяжкой, он не требует отдельного набора пуансонов и матриц. Поэтому самым большим преимуществом этого метода является его гибкость.
Глажка
Процесс глажки применяется, когда необходимо уменьшить толщину листового металла на определенном участке. Это позволяет производителю получить равномерную толщину стенки при глубокой вытяжке изделий.
Хорошим примером глажки является процесс производства банок из-под газировки. Стенки банки необходимо утончить до заданной толщины. Обычно для создания желаемой толщины в алюминиевых банках из-под газировки требуется 2 или 3 процесса глажки с различными штампами. Этот процесс глажки выполняется в сочетании с глубокой вытяжкой.
Лазерная резка
Лазерная резка все чаще используется для резки листового металла. Она точна, а отделка получается исключительно гладкой. Станки с ЧПУ обычно используются для резки определенных форм.
После загрузки программы выполняется конкретная резка лазером. Преимущество лазерной резки в гибкости. При необходимости можно легко внести изменения в требуемую форму. Также можно разрезать металлические листы на чрезвычайно сложные детали, используя услуги лазерной резки .
Фотохимическая обработка
Фотохимическая обработка — это процесс, в ходе которого осуществляется контролируемая коррозия для создания деталей из листового металла в соответствии с требованиями.
В этом процессе фоторезист и травитель используются для придания металлическому листу его формы. Метод был разработан в 60-х годах и даже сегодня является сравнительно недорогим методом.
Фотохимическая обработка может использоваться для резки любого металла. Этот процесс идеален для массового производства. Если требуются изменения, их можно легко осуществить.
Как и лазерная резка, этот процесс чрезвычайно точен и может обеспечить гладкую отделку. Этот процесс используется для изготовления очень тонких сеток, отверстий, гибких нагревательных элементов, металлических прокладок, электрических контактов и ювелирных изделий.
Штамповка
Перфорация — очень распространенный метод вырезания отверстий в листовом металле. Установка состоит из пуансона и штампа. Между ними очень маленький зазор.
Когда пуансон и матрица встречаются, материал зажимается между ними, и при последующем проталкивании сила сдвига прорезает отверстие в листе . Этот процесс относительно недорог в больших объемах и позволяет пробивать отверстие как в полосе, так и в листовом металле.
Можно пробить отверстия разных размеров, но обычно рекомендуется, чтобы диаметр требуемого отверстия был больше толщины пробиваемого материала. Для особо прочных сплавов разница между диаметром отверстия и толщиной должна быть больше.
Роллинг
Прокатка может осуществляться на листовых металлах для уменьшения общей толщины металлического листа или для придания ему большей однородности. В этом процессе листовой металл пропускается через набор валков.
В зависимости от температуры процесс классифицируется как горячая прокатка или холодная прокатка. При горячей прокатке температура составляет около 1400 градусов по Фаренгейту для стали. Это может помочь достичь толщины от 1/16 дюйма до 5/16 дюйма.
Прокатка также является еще одним способом получения изгибов большого радиуса. Вместо использования листогибочных прессов для ступенчатой гибки, это дает большой равномерный радиус без необходимости непрерывной ручной работы в процессе.
Формовка на листогибочном прессе
В этом процессе длинный лист металла сгибается вокруг прямой оси, проходящей через материал. В зависимости от пуансона и матрицы может быть сформирован материал в форме буквы «V», «U» или канала.
Хотя это выглядит просто, точная гибка — сложная задача для выполнения при формовании листогибочным прессом. Необходимо учитывать свойства материала, а также пресс и инструмент, чтобы добиться идеального уровня упругости.
Формовка пресса может также использоваться для более мелких деталей, что делает его пригодным как для более мелких деталей, так и для крупных деталей. Толщина до 25 мм может быть легко согнута, а длина детали может достигать 6 м.
Уилинг
Этот процесс формовки использует английское колесо для растягивания и изгибания плоских металлических листов в требуемые формы. Метод требует высококвалифицированной рабочей силы и поэтому является дорогим. Этот метод невозможно использовать для массового производства. Колесо в основном используется для производства небольших объемов индивидуальных деталей для старых автомобилей.
Его также используют для создания деталей из листового металла для прототипов автомобилей и самолетов.
Форма изготавливается поэтапно, и на каждом этапе оператор должен сравнивать сформированную деталь с эталонной формой. Могут потребоваться разные круги и прохождение детали в разных направлениях.
Хотя существует большое разнообразие услуг по производству металла, важно найти то, что подходит именно вам, оставаясь при этом экономически эффективным. Вся информация выше направлена на то, чтобы помочь вам сделать именно это.
