Как уменьшить образование заусенцев на штампованных металлических деталях: причины и решения

[ Инженерная группа Сучжоу Чуантоу | 20.09.2026 , Руководство по качеству штамповки металла ^]

Заусенцы — одна из самых распространенных и дорогостоящих проблем качества при штамповке листового металла. Небольшой выступающий край, остающийся после вырубки или пробивки, может заклинить автоматизированную сборку, травмировать операторов, повредить сопрягаемые детали и привести к отбраковке продукции заказчиком. Если вы ищете способ уменьшить количество заусенцев на штампованных металлических деталях , самый быстрый путь — не усугублять проблему заусенцами. Необходимо выяснить причину образования заусенцев и устранить ее в источнике.

В этом руководстве объясняются шесть наиболее распространенных причин образования чрезмерных заусенцев, показано, как их различить по характеру заусенцев, и предлагается четкая схема принятия решений при выборе между регулировкой штампа, модернизацией инструмента и вторичной зачисткой.

Что такое заусенец при штамповке металла и почему это важно?

Заусенец — это выступающий, острый или шероховатый край, остающийся на детали после операции резки, такой как вырубка, пробивка или обрезка. Во время резки пуансон проталкивает лист в отверстие матрицы. Материал сначала изгибается и перекатывается, затем срезается, образуя гладкую полированную полосу, и, наконец, раскалывается. Заусенец образуется на конце раскола, на выходе из разреза, напротив стороны, где пуансон входит.

На каждой штампованной кромке образуется заусенец. Главный вопрос заключается в том, соответствует ли он требованиям спецификации. Во многих чертежах высота заусенца ограничена определенным процентом от толщины материала (обычно используется норма около 10%) или фиксированным максимальным значением в миллиметрах. Всегда сверяйте требования с вашим чертежом или стандартом заказчика.

Чрезмерное количество заусенцев имеет значение по четырем причинам: они создают риски для безопасности при работе, мешают сборке и герметизации поверхностей, вызывают косметические дефекты и дефекты покрытия, а также часто свидетельствуют об износе инструмента и о том, что вскоре он начнет производить более серьезные дефекты.

Шаг 1: Диагностика проблемы путем анализа характера заусенцев.

Прежде чем менять какие-либо настройки, обратите внимание на то, где и как появляется заусенец. Характер появления заусенца позволит быстро сузить круг возможных причин и избежать дорогостоящих проб и ошибок.

Шаг 2: Разберитесь в шести основных причинах чрезмерного образования заусенцев.

1. Неправильный зазор между матрицей и кристаллом.

Зазор между пуансоном и отверстием матрицы — это расстояние между пуансоном и отверстием матрицы. Это наиболее влияющий фактор образования заусенцев. Если зазор слишком мал, материал дважды срезается (вторичный срез), что увеличивает износ инструмента и может привести к образованию тонкого вторичного заусенца. Если зазор слишком велик, материал затягивается в зазор, что приводит к более сильному перекосу и образованию более высокого и толстого заусенца.

Для многих применений низкоуглеродистой стали зазор обычно устанавливается на уровне примерно 5–10% от толщины материала с каждой стороны. Более твердые и высокопрочные материалы, как правило, требуют большего зазора, чем мягкие, пластичные. Опубликованные значения следует рассматривать как отправные точки и подтверждать их с помощью пробного штампования и измерения заусенцев.

2. Изношенные или сколотые режущие кромки

По мере износа кромок пуансонов и матриц их радиусы увеличиваются, и режущий процесс меняется с чистого среза на волочение и разрыв. Высота заусенцев при этом постепенно увеличивается с каждым ходом. Абразивные или твердые материалы заготовки, такие как нержавеющая сталь, высокопрочная сталь, а также листовой металл с покрытием или гальваническое покрытие, ускоряют этот износ.

Эффективные контрмеры включают в себя запуск переточки по измеренной высоте заусенцев, а не по каландру, ведение учета переточки для каждого инструмента, выбор подходящей инструментальной стали или твердосплавных вставок для данного материала, а также нанесение износостойких покрытий, таких как TiN, TiCN, TiAlN или DLC, если это оправдывает затраты в зависимости от области применения.

3. Несоосность пуансона и матрицы, а также низкая жесткость.

Даже при правильном номинальном зазоре он может оказаться неверным, если пуансон не центрирован в отверстии матрицы. Изношенные направляющие или втулки, ослабленные секции матрицы, непараллельный полюс пресса и чрезмерное отклонение пресса под воздействием нецентральной нагрузки — все это создает неравномерный зазор. В результате получается заусенец, тяжелый с одной стороны и легкий с другой.

Осмотрите и замените изношенные направляющие компоненты, проверьте параллельность пресса и сбалансируйте нагрузку в штампе, чтобы пресс не отклонялся во время резки.

4. Толщина материала и изменение его свойств

Зазор устанавливается для определенной толщины и твердости. Если толщина рулона превышает номинальную, эффективный процент зазора уменьшается; если материал тверже или мягче, чем ожидалось, изменяется его поведение при резке. Очень мягкие, пластичные металлы, такие как отожженная низкоуглеродистая сталь, алюминий и медь, как правило, образуют более крупные заусенцы, в то время как очень твердые материалы могут растрескиваться и быстрее изнашивать инструменты.

Указывайте допуски по толщине и твердости в заказах на закупку, проводите входной контроль и выполняйте пробные испытания при каждой смене поставщика материала или марки.

5. Параметры процесса и смазка

Недостаточная или неравномерная смазка увеличивает трение и нагрев, что ускоряет износ кромки и ухудшает качество режущей кромки. Слабое усилие при снятии смазки позволяет листу подниматься и деформироваться во время резки, а неправильная высота смыкания может привести к чрезмерному проникновению пуансона в матрицу и ненужному износу.

Выберите смазку, соответствующую материалу и режиму работы, наносите ее равномерно, проверьте усилие съемника и запишите высоту смыкания и параметры проникновения в лист настройки матрицы.

6. Конструкция штампа и геометрия детали

Некоторые заусенцы заложены в конструкцию изначально. Острые внутренние углы, очень тонкие перемычки, элементы, расположенные слишком близко к кромке, и отверстия меньше толщины материала — все это концентрирует напряжение и ускоряет износ. В качестве общего правила следует избегать отверстий меньше толщины материала и допускать большие минимальные размеры для нержавеющей стали и высокопрочных марок.

Проведение анализа технологичности производства (DFM) до изготовления оснастки — наиболее экономичный способ устранения этих рисков.

Шаг 3: Используйте методологию принятия решений для выбора правильного решения.

Как только вы определите вероятную причину, следующий вопрос — что следует устранить в первую очередь и когда можно перейти от традиционной штамповки к чему-то другому. Следующая последовательность действий позволяет снизить затраты и получить предсказуемые результаты.

• Сначала проведите измерения. Измерьте высоту заусенцев на деталях в начале, середине и конце производственного цикла с помощью микроскопа, оптического компаратора или профилометра. Принятие решений на основе данных позволяет избежать догадок.
• Исключите быстрые и недорогие причины. Проверьте партию материала, смазку и явный износ кромок. Если заусенцы образовывались постепенно, заточите инструмент и сравните результаты.
• Проверьте геометрию штампа. Если заусенцы присутствуют уже на самых первых деталях, подтвердите зазор и выравнивание по чертежу штампа и устраните их.
• Закрепите улучшение. Добавьте средства контроля процесса, такие как проверка высоты заусенцев, триггеры повторной заточки и стандартизированные листы настройки, чтобы проблема не повторилась.
• Применяйте более строгие меры только в том случае, если этого требует спецификация. Если требуемое качество кромки выше, чем может обеспечить традиционная вырубка, рассмотрите возможность удаления заусенцев, тонкой вырубки или использования модернизированного штампа. Тонкая вырубка обеспечивает гладкие кромки практически без заусенцев, но требует специализированных прессов и инструментов, поэтому обычно оправдана только при строгих требованиях к качеству или плоскостности кромки или при больших объемах производства.
• Вторичную зачистку следует проводить в качестве крайней меры предосторожности. Она должна удалять остаточные заусенцы, не соответствующие допускам, а не компенсировать неправильную настройку штампа.

Выбор метода вторичной зачистки

Шаг 4: Предотвращение образования заусенцев с помощью контроля технологического процесса.

Стабильное качество достигается за счет регулярных действий, а не за счет периодического устранения неполадок. Процесс штамповки, обеспечивающий надежный контроль над заусенцами, обычно включает в себя следующие методы:

• Определен предельный уровень высоты заусенцев и план измерений (первый образец, образец в процессе обработки и последний образец каждого цикла).
• Отслеживание количества ходов с момента последней переточки каждого пуансона и матрицы.
• Плановое техническое обслуживание штампа, включающее осмотр кромок, проверку направляющих элементов и затяжку крепежных элементов.
• Контроль качества поступающего материала на предмет толщины и твердости.
• Стандартная смазка и воспроизводимый способ нанесения.
• Статистический контроль технологического процесса (SPC) по высоте заусенцев для выявления отклонений до того, как они превысят допустимый предел.
• Листы настройки штампа, в которых для каждой операции регистрируются зазор, высота закрытия и параметры съемника.

Что спросить у поставщика штамповочных материалов

Если в поставляемых деталях постоянно появляются заусенцы, решающим фактором часто становится дисциплина технологического процесса поставщика. Полезные вопросы включают: Как определяется и измеряется высота заусенцев? Как определяются интервалы переточки? Какой контроль качества осуществляется в процессе производства? Какие методы удаления заусенцев доступны на предприятии? Проводится ли проверка DFM (проектирование с учетом технологичности) перед выпуском оснастки?

В компании Suzhou Chuangtou наши инженеры перед изготовлением оснастки изучают ваши чертежи, требования к материалам и качеству кромок, поэтому контроль заусенцев закладывается в процесс с самого начала. Отправьте нам чертежи ваших деталей для технической проверки и составления коммерческого предложения по адресу: https://www.chtouautomotiveseat.com/contact

Часто задаваемые вопросы о заусенцах на деталях, полученных методом штамповки металла.

Что вызывает образование заусенцев на штампованных металлических деталях?

Заусенцы на штампованных деталях чаще всего образуются из-за неправильного зазора между пуансоном и матрицей, износа или сколов кромок пуансона и матрицы, а также несоосности пуансона и матрицы. Различия в материале (толщина и твердость), недостаточная смазка и неудачная конструкция детали или матрицы также могут способствовать образованию заусенцев. Характер образования заусенцев на детали — равномерный, односторонний, прогрессирующий или внезапный — обычно указывает на первопричину.

Какова допустимая высота заусенцев для штампованных деталей?

Единого универсального предела не существует. Во многих чертежах и стандартах заказчиков в качестве общего ориентира используется максимальная высота заусенцев, составляющая около 10% от толщины материала, в то время как для прецизионных или критически важных с точки зрения безопасности деталей могут потребоваться гораздо более жесткие ограничения. Всегда следуйте спецификации по высоте заусенцев, указанной на вашем чертеже, или согласуйте предел с вашим поставщиком штамповочных материалов до начала производства.

Какой зазор между матрицей и штамповочным инструментом следует использовать для уменьшения образования заусенцев при штамповке металла?

Для многих применений низкоуглеродистой стали зазор обычно устанавливается на уровне примерно 5–10% от толщины материала с каждой стороны. Более твердые или высокопрочные материалы, как правило, требуют большего зазора, в то время как мягкие, пластичные металлы требуют тщательной настройки. Опубликованные значения следует рассматривать как отправную точку и подтверждать их путем испытаний штампов и измерения заусенцев.

Как часто следует затачивать штамповочные матрицы, чтобы предотвратить образование заусенцев?

Фиксированного интервала нет. Частота заточки зависит от материала, толщины, покрытий, смазки и марки инструментальной стали. Наиболее надежный подход заключается в измерении высоты заусенцев через заданные интервалы и повторной заточке инструмента, когда заусенцы приближаются к определенному предупреждающему уровню, прежде чем они превысят допустимые значения.

Можно ли полностью устранить заусенцы при штамповке металла?

При традиционной вырубке и пробивке всегда присутствует небольшой заусенец, но его количество можно удерживать в строгих пределах за счет правильного зазора, острого инструмента и контроля процесса. Если требуется практически беззаусенная, полностью отполированная кромка, используются такие процессы, как строгание или тонкая вырубка, хотя они требуют специализированного инструмента и оборудования.

Как лучше всего удалить заусенцы со штампованных металлических деталей?

Наилучший метод зависит от размера детали, объема и расположения заусенцев. Вибрационная обработка и галтовка подходят для обработки мелких деталей в больших объемах, шлифовка щетками — для плоских внешних кромок, а электрохимические или термические методы — для труднодоступных элементов. Вторичная зачистка должна дополнять, а не заменять устранение первопричины проблемы в штампе.