Контроль заусенцев при штамповке: направление, высота и варианты удаления
Краткий ответ: заусенец — это закатанный, оторванный гребешок, остающийся там, где пуансон выходит из листа, и управлять им можно тремя способами — правильно задать зазор в штампе, определить, с какой стороны детали допускается заусенец, и указать на чертеже максимальную высоту (обычно 0,05 мм на тонких точных деталях, до примерно 10% толщины материала на обычных деталях). Заусенец образуется со стороны матрицы, поэтому направление определяется конструкцией штампа. Высота определяется зазором, остротой штампа и материалом. Удаление заусенцев должно быть крайней мерой, а не нормой: большинство проблем с заусенцами — это проблемы штампа.
Заусенцы — самая частая претензия к кромкам штампованных деталей и одновременно самая предотвратимая. Заказчик видит шероховатую кромку и предполагает, что завод халтурит; завод видит чертёж, в котором никогда не было указано, какая кромка важна. Оба правы. В этой статье рассматривается, что именно создаёт заусенец, где он появляется, какую высоту разумно указывать и какие способы удаления заусенцев имеют смысл, когда действительно требуется кромка без заусенцев.
Почему образуются заусенцы: у резаной кромки четыре зоны
Когда пуансон прорезает листовой металл, он не режет — он давит, и материал разрушается контролируемым образом. Каждая штампованная кромка имеет четыре зоны. Со стороны входа пуансона образуется небольшое скруглённое углубление, называемое смятием (валик), затем гладкая блестящая полоса — зона блестящего среза, затем более шероховатая наклонная полоса — зона скалывания, и, наконец, сам заусенец на дальнем крае, где пуансон выходит. Если зазор в штампе правильный, зоны скалывания от пуансона и матрицы смыкаются чисто, и заусенец остаётся небольшим. Если зазор неверный или режущие кромки изношены, материал рвётся вместо среза, и заусенец растёт.
Заусенец — это не отдельный дефект, появляющийся случайно. Это последняя часть резаной кромки, растянутая за точку разрушения, поэтому его размер зависит от трёх переменных, которыми можно управлять: зазор на сторону в штампе, острота режущих кромок и пластичность материала. Мягкие, вязкие металлы, такие как чистая медь, мягкая латунь и низкоуглеродистая сталь, образуют более крупные заусенцы, чем более твёрдые сплавы с чистым срезом. Это важно, если вы штампуете контакты или клеммы из мягкой меди — контроль заусенцев начинается с выбора материала и проектирования штампа, а не с машины для удаления заусенцев. Полный обзор других дефектов кромок, которые стоит распознавать, приведён в нашем руководстве по дефектам штамповки.
Направление заусенца: он находится со стороны матрицы — и это можно указать
Направление — самое простое свойство заусенца, потому что оно определяется инструментом, а не случайностью. При пробивке (создании отверстия) пуансон входит сверху и продавливает материал в отверстие матрицы; заусенец образуется на нижней стороне листа, со стороны матрицы. При вырубке (резке контура детали) заготовка продавливается вниз в матрицу, поэтому заусенец на заготовке находится на её нижней поверхности — снова со стороны матрицы. Отходы же получают заусенец со стороны пуансона. Правило, которое заказчикам стоит запомнить: заусенец обращён к матрице, а смятие — к пуансону.
Это полезно, потому что на многих деталях только одна сторона является функциональной или декоративной. Штампованная клемма, которая запрессовывается в пластиковый корпус, может нести заусенец на скрытой поверхности; контактная поверхность, которая должна прилегать заподлицо, — не может. Когда вы знаете функциональную сторону, укажите это на чертеже: «заусенец в сторону маркировки» или «макс. заусенец 0,05 мм на стороне A, 0,15 мм допустимо на стороне B». Цех штампов обычно может перевернуть геометрию — вырубать с другого направления или обрезать на дополнительной позиции — чтобы заусенец оказался там, где нужно. Указания направления бесплатны; указания «без заусенцев по всей поверхности» — нет.
Какой заусенец допустим: задайте число, а не прилагательное
Универсального стандарта на заусенцы не существует, и такие слова, как «удалить заусенцы со всех кромок», — самая дорогая фраза в чертеже штамповки, потому что она заставляет обрабатывать каждую кромку — функциональную или нет — финишной операцией. Практический подход — указать максимальную высоту заусенца, желательно с примечанием, с какой стороны. Таблица ниже даёт ориентировочные отправные точки, которые реальные цеха штампов могут выдержать и проконтролировать. Размерные пределы заусенцев обычно измеряются шаблоном для заусенцев или оптическим компаратором при увеличении 10–20×.
| Толщина материала (t) | Типичный допустимый заусенец, точные детали | Типичный допустимый заусенец, обычные детали |
|---|---|---|
| t ≤ 0,5 мм | ≤ 0,03–0,05 мм | ≤ 0,08 мм |
| 0,5–1,5 мм | ≤ 0,05–0,08 мм | ≤ 0,10 мм |
| 1,5–3,0 мм | ≤ 0,08–0,15 мм | ≤ 0,10–0,20 мм (≈ 5–8% от t) |
| свыше 3,0 мм | ≤ 0,15 мм или 5% от t | ≤ 10% от t |
Относитесь к этим цифрам как к предмету переговоров, а не как к закону: заусенец 0,3 мм на кронштейне толщиной 2 мм может быть безвреден, тогда как заусенец 0,05 мм на контакте батареи, который должен вставляться в паз, — это функциональный отказ. Чистый способ обозначить состояние кромки — ISO 13715, который использует небольшой символ с указанием допустимого направления и размера заусенца рядом с кромкой — можно указать «заусенец внутрь, макс. 0,1 мм» или «без заусенцев» для каждой кромки. Добавление обозначения в стиле ISO 13715 на чертёж штамповки устраняет все неоднозначности при закупке. Общие рекомендации о том, какие допуски и состояния кромок цех штамповки действительно может выдержать, см. в нашем руководстве по допускам штамповки.
Зазор — это настоящий контроль заусенцев: сначала геометрия штампа
Прежде чем что-либо удалять заусенцы, проверьте штамп. Зазор на сторону обычно составляет 4–8% толщины материала для углеродистой стали, при этом более мягкие сплавы — на более tight конце. Когда зазор слишком мал, инструмент быстро изнашивается, усилие съёма растёт, и на кромке образуется вторичная полоса сдвига, которая при затуплении кромки превращается в крупный заусенец. Когда зазор слишком велик, смятие углубляется, зона скалывания становится шероховатой, и заусенец большой с самого первого удара.
| Зазор на сторону (углеродистая сталь) | Что происходит с кромкой | Результат по заусенцу |
|---|---|---|
| Ниже 4% от t | Сильный блестящий срез, высокое усилие, быстрый износ штампа, вторичный сдвиг | Небольшой заусенец сначала, быстро растёт при затуплении кромки |
| 4–8% от t (типично) | Чистое скалывание, сбалансированные зоны | Нормальный небольшой заусенец, предсказуемая высота |
| Выше 8–10% от t | Глубокое смятие, грубое скалывание, искажение кромки детали | Крупный заусенец с первого удара |
Острота — второй рычаг. Режущие кромки тупятся с каждым ударом, и высота заусенца растёт по мере скругления кромки — штамп, дававший заусенцы 0,03 мм в свежем состоянии, может давать 0,15 мм после 50 000 ударов. Именно поэтому высота заусенца — лучший внутрипроцессный индикатор того, что штамп нуждается в заточке. Хорошо организованные цеха штамповки, включая наши линии прогрессивных штампов в Dongguan, отслеживают высоту заусенца в процедуре контроля и планируют обслуживание штампа по росту заусенца, а не только по количеству ударов.
Сравнение вариантов удаления заусенцев: подбирайте метод под кромку
Когда функциональная кромка действительно должна быть без заусенцев — скользящий контакт, посадка с зазором, кромка под гальваническое покрытие или деталь, которую берут руками — удаление заусенцев оправдано. Но метод должен соответствовать геометрии, количеству и требованиям к кромке, потому что затраты различаются более чем на порядок.
| Метод | Результат по кромке | Ориентировочная стоимость | Лучше всего для | На что обратить внимание |
|---|---|---|---|---|
| Вибрационная / барабанная галтовка | Скруглённые кромки по всей поверхности, лёгкое удаление заусенцев | $0,002–0,01 за мелкую деталь | Большие объёмы, много мелких деталей, общее удаление заусенцев | Скругляет и декоративные кромки; наполнитель может застревать в элементах |
| Центробежно-дисковая финишная обработка | Быстрее галтовки, контролируемый радиус | $0,005–0,02 за мелкую деталь | Мелкие точные детали, клеммы | Партийный процесс; требуется сушка |
| Абразивная щётка (в линии) | Локальное притупление кромки, заусенец на одной поверхности | Низкая, может выполняться в прессе или после | Калиброванные/вырубленные кромки, односторонний заусенец | Только доступные кромки; не для глубоких заусенцев |
| Мокрое электролитическое (ECM) удаление заусенцев | Удаляет заусенец в заданных местах, без механического воздействия | $0,01–0,05 за деталь плюс оснастка | Внутренние кромки, пересекающиеся отверстия, хрупкие детали | Требуется электролитная оснастка под каждую деталь |
| Термический энергетический метод (TEM) | Выжигает все заусенцы в камере | Высокая стоимость за загрузку, экономичен на больших партиях | Сложные детали с множеством внутренних заусенцев | Тепловая вспышка; не для тонких хрупких сечений |
| Ручной (напильник, нож, круг) | Полный контроль | $0,02–0,15 за мелкую деталь | Прототипы, малые объёмы, критичные места | Медленно, нестабильно, дорого при объёме |
| Позиция обрезки / зачистки в штампе | Срезает заусенец в прессе вторым резом | Стоимость оснастки, затем почти ноль за деталь | Точные кромки при очень большом объёме | Добавляет позицию штампа; деталь должна выдерживать зачистку |
Отсюда следуют два правила закупки. Во-первых, если при объёме требуется удаление заусенцев более чем на паре кромок, спросите, не дешевле ли позиция обрезки или зачистки в прогрессивном штампе, чем партийная финишная операция — удаление заусенцев в прессе не стоит ничего за деталь, как только инструмент существует. Во-вторых, важна последовательность: удаляйте заусенцы до гальванического покрытия, никогда после. Заусенец под слоем покрытия не исчезает, он усиливается — покрытие повторяет шероховатую кромку и может отслаиваться или вызывать диэлектрические проблемы на штампованных контактах. Если в вашей спецификации есть покрытие, согласуйте состояние кромки до покрытия, а не после того, как первая партия образцов вернётся шероховатой.
Правила проектирования и закупки, сводящие стоимость заусенцев почти к нулю
Самый дешёвый контроль заусенцев — тот, что заложен в деталь. Укажите функциональную сторону, поставьте число на допустимую высоту заусенца для каждой стороны, отметьте действительно кромки без заусенцев символом ISO 13715 и оставьте остальной контур в покое. Добавьте щедрые радиусы в углах, где можете — острый угол концентрирует разрыв, который делает заусенцы рваными. Избегайте указания «без заусенцев» там, где «заусенец внутрь, макс. 0,1 мм» подошло бы идеально. При запросе цены сообщите заводу, какие кромки функциональны; цех штампов, который знает, где скользящая поверхность, а где скрытая, спроектирует полосу так, чтобы заусенец оказался там, где вы можете с ним жить, и оценит удаление заусенцев только для тех кромок, где это нужно.
Именно так мы обрабатываем запросы на штамповку в BQUQ: сначала чертёж, затем прямой ответ о том, как будет выглядеть кромка и сколько стоит её изменить. Если вас беспокоит контроль заусенцев, самое дешёвое письмо, которое вы отправите за всю неделю, — это письмо с прикреплённым чертежом — sc@bquq.com, предложение в течение 12 рабочих часов.
Часто задаваемые вопросы
В: С какой стороны штампованной детали оказывается заусенец?
О: Заусенец оказывается со стороны матрицы — той стороны, через которую выходит пуансон. При пробивке заусенец находится на нижней стороне листа вокруг отверстия; при вырубке заусенец находится на нижней поверхности заготовки. Обычно можно перевернуть оснастку так, чтобы заусенец оказался на нефункциональной стороне вашей детали.
В: Какая высота заусенца допустима на штампованных деталях?
О: Единого универсального предела нет, но обычная практика для тонких точных деталей — 0,03–0,05 мм, а для обычных деталей часто допустимо до примерно 10% толщины материала. Укажите максимальную высоту в мм с примечанием о стороне и контролируйте шаблоном для заусенцев или оптическим компаратором, а не на ощупь.
В: Нужно ли удалять заусенцы с каждой штампованной детали?
О: Нет, и не следует. Удаление заусенцев со всех кромок скругляет декоративные кромки, добавляет стоимость и часто создаёт новые заусенцы на противоположной стороне. Указывайте пределы заусенцев для каждой кромки и удаляйте заусенцы только на функциональных кромках — посадках с зазором, скользящих контактах, поверхностях под покрытие, зонах захвата.
В: Скрывает ли гальваническое покрытие заусенцы от штамповки?
О: Нет. Покрытие повторяет профиль кромки, поэтому заусенец под покрытием остаётся видимым и может вызывать отслаивание, шероховатое скольжение или диэлектрические проблемы на электрических контактах. Удаляйте заусенцы до покрытия и согласуйте состояние кромки до покрытия с поставщиком.
В: Как указать направление и высоту заусенца на чертеже?
О: Добавьте примечание, например «макс. заусенец 0,05 мм на отмеченной стороне», и используйте символы состояния кромки ISO 13715 для кромок, которые должны быть без заусенцев. Сообщить цеху штампов, какая сторона функциональна, ценнее любого символа, потому что оснастку обычно можно расположить так, чтобы заусенец оказался там, где вы можете его допустить.
Связанные ресурсы
- Руководство по дефектам штамповки: распознавайте заусенцы, царапины и деформации до попадания на сборку.
- Штампы и оснастка: проектирование и обслуживание прогрессивных штампов со стороны инструмента.
- О BQUQ: сертифицированный по ISO9001 завод-источник в Dongguan, выполняющий CNC-обработку, штамповку, пружины и радиаторы под одной крышей.
- Свяжитесь с нами: отправьте чертёж с указаниями по заусенцам для получения предложения в течение 12 рабочих часов.
Автор — инженерная команда BQUQ. BQUQ — сертифицированный по ISO9001 завод-источник в Dongguan, Китай, выполняющий CNC-обработку, штамповку металла, изготовление пружин на заказ, радиаторов и цанг под одной крышей. Отправляйте чертежи на sc@bquq.com или WhatsApp +86 13713157787 для получения предложения в течение 12 рабочих часов. www.bquq.com
