Обхідні виїмки для штампування листового металу Мета дизайну матриці: припинити вгадувати - Блог

bypass notches in a progressive die carrier strip provide critical clearance for interference free strip feeding through multiple stations

Що таке байпасні виїмки та чому вони важливі в дизайні матриці

Коли ви чуєте, як хтось запитує "що таке штампування"у контексті прогресивних штампів відповідь завжди повертається до однієї реальності: смужка матеріалу рухається через кілька станцій, і кожна деталь, вирізана або сформована на одній станції, має безпечно пройти через кожну наступну станцію. Для цього існують обхідні виїмки.

Що таке байпасні виїмки в прогресивних штампах

Обхідні виїмки — це невеликі навмисні видалення матеріалу в певних місцях уздовж несучої смуги. Їхня робота проста: дозвольте попередньо заготовленим, проколотим або сформованим ділянкам смуги очистити компоненти матриці - пуансони, кнопки матриці, підйомники та сформовану геометрію -, коли смуга просувається на один крок вперед.

Уявіть собі матрицю прогресивного штампування з вісьмома станціями. Кожен хід натискання подає стрічку вперед на фіксовану відстань. Об’єкти, створені на другій станції, повинні фізично проходити через третю, четверту, п’яту та інші станції без зіткнення з інструментами. Обхідні виїмки вирізають шлях зазору, що робить це можливим.

Обвідна виїмка — це рельєфний виріз у несучій смузі матриці для прогресивного штампування, яка запобігає перешкоджанню попередньо обробленим елементам інструменту, що йде далі, коли смуга подається вперед.

Чому кожна прогресивна матриця потребує обхідних виїмок

Основне інженерне обґрунтування зводиться до запобігання перешкод. Під час штампування листового металу несуча смуга -, яка додатковий матеріал утримує частини разом під час їх переміщення від станції до станції -, повинна залишатися структурно міцною, одночасно проходячи чистою через кожну станцію матриці. Без обхідних виїмок смуга стикається з пуансонами або сформованою геометрією на сусідніх станціях, спричиняючи неправильну подачу, викривлення, висмикування або повне пошкодження матриці.

Просте штампування проблеми: смуга йде вперед, раніше оброблений матеріал потрапляє в простір, зайнятий активним інструментом, і щось ламається. Мета обхідних виїмок у штампах для штампування — усунути це зіткнення до його початку.

якАрт Гедрік зазначає у The Fabricator, погана подача смуги в прогресивні матриці призводить до пошкодження матриці та преса, брухту, загрози безпеці та простою. Обвідні виїмки є одним із основних інструментів проектування, які запобігають цим несправностям на етапі макета стрічки - задовго до того, як матриця запуститься у виробництво.

Що таке штампування без надійного просування смуги? Це брухт, переробка та зламаний інструмент. Отримання дизайну байпасної виїмки з самого початку усуває категорію проблем, які жодне регулювання преса не може вирішити після факту.

Як байпасні виїмки контролюють просування смуги в прогресивних штампах

Кожен прогресивний кубик працює за одним не-обговорюваним принципом: смуга рухається вперед на фіксовану відстань - крок -, і кожна деталь, яка вже вирізана чи сформована, має пройти через кожну нижню станцію, не торкаючись нічого. Theпроцес штампування металупокладається на цей ритм. Коли ви розбиваєте його, ви розбиваєте кубик.

Обхідні виїмки - це механізм, який зберігає цей ритм незмінним. Вони видаляють матеріал із несучої смуги в точних місцях, щоб попередньо оброблена геометрія очищала інструменти, що стояли далі. Логіка проста, але виконання вимагає ретельного аналізу інструментів кожної станції відносно шляху руху стрічки.

Механіка подачі стрічки та очищення станції

У процесі штампування пристрій подачі котушки просуває стрічку рівно на одну відстань за один хід преса. Цей крок є відстанню-до-центру між суміжними частинами в макеті смуги. Кожного разу, коли смужка повертається вперед, кожна деталь вище за течією - пілотні отвори, заглушені отвори, сформовані виступи, витягнуті чашки - зміщується на одну станцію ближче до виходу.

Ось критичний момент: сформована функція, створена на станції три, фізично займатиме простір на станції чотири під час наступного натискання, на станції п’ять після цього і так далі. Якщо будь-яка станція, розташована нижче за течією, має пуансон, кнопку матриці або підйомну рейку, яка займає той самий вертикальний або бічний простір, що й ця функція вище за течією, смуга не може пройти без зіткнення.

Під час планування макета смуги розробник штампу на кожній станції наносить на карту зону інструментів - три-вимірний простір, який займають штампи, формувальні сталі та притискні накладки під час повного ходу преса. Усюди, де вхідний матеріал смуги перекривається з цією оболонкою, існує зона перешкод. Для кожної зони перешкод необхідна обхідна виїмка.

Тут безпосередню роль відіграє ширина несучої стрічки. Ширші носії пропонують більше матеріалу для надрізу без шкоди для структурної цілісності, але вони споживають більше запасу котушки. Вужчі носії обмежують, наскільки глибоко може простягатися виїмка, перш ніж послабити здатність стрічки подаватись. Процес штампа врівноважує ці обмеження на початку послідовності проектування.

Як обхідні виїмки запобігають викривленню стрічки та неправильній подачі

Що станеться, якщо обхідні виїмки відсутні або занижені? Швидко з’єднуються режими відмови:

Зняття смуги з підйомників.Коли матеріал стикається з пуансоном або кнопкою матриці під час подачі, стрічка штовхається вгору або вбік. Він піднімається з рейок підйомника, втрачаючи свій напрямок через матрицю.
Подолання між станціями.Годівниця штовхає стрічку вперед, але стрічка не може пройти крізь перешкоду. Матеріал стискається та згинається між лінією подачі та точкою блокування. Як пояснює Арт Гедрік уФабрикатор, круглі підйомники, які не підтримують смугу належним чином, дозволяють їй провисати та складатися на себе - ефект посилюється, коли обхідний зазор недостатній.
Витягування слимака.Часткове втручання може тягнути зрізані куски вгору під час ходу подачі. Ці куски потрапляють на поверхню матриці та врізаються в наступні деталі, пошкоджуючи як інструмент, так і продукт.
Помилки прогресивної подачі.Невеликі перешкоди на одній станції створюють невелику коротку-подачу. Ця помилка продовжується та поглиблюється на кожній наступній станції, спричиняючи зміщення пілотних отворів, розрізи до невідповідності, а сформовані елементи не-приземляються за ціль. В операціях перенесення штампування застосовується подібний принцип - деталі повинні очистити інструменти між станціями, хоча механізм транспортування відрізняється.

Ці збої рідко проявляються як один драматичний збій. Частіше вони проявляються як поступове збільшення задирок, періодичні сигнали про неправильне подавання або незрозумілі зміни розмірів деталей - усі симптоми перешкод, які належна конструкція виїмки байпаса могла б усунути.

Логіка розміщення в процесі макета стрічки

Визначення того, куди належать байпасні виїмки, є послідовним інженерним завданням. Ви не можете скоротити його. Процес прийняття рішення відбувається через станцію компонування смуги за станцією, перевіряючи кожен компонент інструменту на вхідний профіль смуги.

Нанесіть на карту пакет інструментів кожної станції.Для кожної станції матриці задокументуйте повний 3D-простір, зайнятий усіма пуансонами, кнопками матриці, формувальною сталлю, підйомниками та притискними пластинами протягом усього ходу преса -, а не лише в нижній мертвій точці.
Накладіть профіль стрічки на кожну позицію подачі.Слідкуйте за тим, як стрічка-носія з усіма її попередньо вирізаними та сформованими деталями виглядає, коли вона надходить на кожну станцію. Включіть повну ширину смуги, наявні вирізи та будь-яку сформовану геометрію, яка простягається вище або нижче площини смуги.
Визначте зони перешкод.Усюди, де вхідний профіль смуги перекривається з зоною інструментів станції, позначте зону перешкод. Звертайте увагу як на бічні (по ширині смуги), так і на вертикальні (над і під площиною живлення) конфлікти.
Визначте геометрію надрізу для зони перешкод.Для кожного виявленого конфлікту визначте мінімальне видалення матеріалу, необхідне для забезпечення очищення. Додайте запас міцності, щоб врахувати допуск на подачу, бічний зсув смуги та будь-який перехід, пов’язаний із-швидкістю-пресування.
Перевірте цілісність несучої стрічки.Після розміщення всіх обхідних виїмок переконайтеся, що залишок матеріалу-носія структурно достатній для проходження смуги через матрицю без викривлення або надмірного прогину.
Призначте вирізку відповідної станції.Вирішіть, яка вищезазначена станція буде вирізати кожну обхідну виїмку. Операція штампування, яка створює виїмку, має відбуватися до того, як смуга досягне місця, де потрібен зазор -, в ідеалі, на першій або другій станції матриці.

Цей робочий процес застосовується незалежно від того, чи проектуєте ви матрицю з десятьма-станціями для простого кронштейна чи тридцять-пластинку для складного автомобільного з’єднувача. Процес виробництва штампування вимагає, щоб кожне рішення про розміщення виїмок перевірялося на повному шляху руху смуги, а не лише на станції, що знаходиться безпосередньо поруч.

Але геометрія – це лише половина справи. Форма та розмір кожної виїмки - прямокутної, кутової чи радіусної - залежить від конкретного профілю перешкод, матеріалу, що штампується, і структурних вимог до несучої стрічки в цьому місці.

three primary bypass notch profiles rectangular angular and radiused

Типи обхідних виїмок і коли їх використовувати

Не всі інтерференційні зони виглядають однаково, тому не всі обхідні виїмки також повинні виглядати однаково. Геометрія кожної виїмки - її профіль, орієнтація та обробка країв - безпосередньо впливає на поведінку подачі стрічки, цілісність несучої стрічки та тривалий-термін служби інструменту. Проте серед різних типів штампувальних штампів, які обговорюються в інструментальній літературі, класифікація обвідних пазів рідко отримує належну увагу.

Три основні профілі надрізу охоплюють переважну більшість прогресивних штампів: прямокутний, кутовий (V-) і радіус. Поверх цього вибору геометрії є рішення щодо конфігурації -, чи є виїмка позитивною чи негативною відносно несучої смуги. Кожна комбінація вирішує окрему проблему.

Профілі прямокутних і кутових обхідних виїмок

Прямокутні обхідні виїмки є робочими конячками дизайну смугового макета. Вони мають прямі паралельні стінки, орієнтовані перпендикулярно напрямку подачі, створюючи чіткий виріз у формі-коробки в несучій смузі. Ви знайдете їх у більшості штампів, де інтерференційна зона має простий рівномірний профіль - подумайте про циліндричний пуансон або пласку-кнопку матриці, яка потребує вільного простору по всій ширині.

Чому вони такі поширені? Прямокутні виїмки легко обробляти в штамповані сталі, їх легко перевірити за розмірами та передбачити їх поведінку зазору. Пуансон, який створює їх, — це проста геометрія без кутових поверхонь, які потрібно підтримувати чи заточувати. Для стандартних зазорів, де перешкода чітко-визначена, а матеріал смуги пробачливий, прямокутний профіль виконує роботу з мінімальною складністю інструментів.

Кутові або V--подібні виїмки мають інше призначення. Коли інтерференційна геометрія є спрямованою -, наприклад, сформований виступ, який простягається під кутом відносно шляху подачі, або ситуація, коли зазор потрібен лише з одного боку несучої - кутова виїмка забезпечує цілеспрямоване полегшення, не видаляючи більше матеріалу, ніж необхідно. Кутові стінки також розподіляють напругу більш поступово, ніж круті кути прямокутного вирізу, зменшуючи ризик виникнення тріщин на межі надрізу.

Подумайте про це так: прямокутні виїмки відповідають на запитання «скільки місця мені потрібно?» в той час як кутові виїмки відповідають на питання "в якому напрямку мені потрібен цей простір?" Коли ширина смуги невелика і кожен міліметр матеріалу-носія має значення, ефективність спрямованості V--подібної виїмки може зберегти структурну цілісність, яку порушив би повний прямокутний виріз.

Позитивна та негативна конфігурації байпасної виїмки

Окрім форми профілю, обвідні виїмки діляться на дві основні конфігурації, які описують, як досягається зазор відносно самої несучої смуги.

Негативні обхідні виїмки – це те, що більшість інженерів уявляють спочатку - матеріал видаляється зсередини несучої смуги, щоб створити отвір, крізь який може проходити інструмент. Стрічка надходить на станцію з уже наявним вирізом, а наступний пуансон або компонент матриці займає цей тепер-порожній простір під час ходу преса. Негативні виїмки є підходом за замовчуванням, коли перешкоди виникають в межах існуючого сліду стрічки.

Позитивні обхідні виїмки працюють навпаки. Замість того, щоб видаляти матеріал із носія, макет стрічки містить додаткові - виступи або виступи матеріалу, які виходять за межі номінального порожнього контуру - спеціально для направлення носія навколо перешкоди. У цьому місці смуга ширша або має іншу форму, що дозволяє їй рухатися таким чином, що повністю уникає зони перешкод.

Коли ви обираєте одне над іншим? Негативні та позитивні обхідні виїмки в матрицях для штампування листового металу виконують однакову функцію зазору, але сценарії проектування, які надають перевагу кожному, значно відрізняються:

Негативні насічкинайкраще працює, коли зона перешкод мала відносно ширини несучої смуги, а видалення матеріалу не погіршить стабільність подачі. Вони простіші у виконанні та не додають додаткової ширини смуги.
Позитивні насічкистають необхідними, коли зона перешкод велика або розташована в центрі, що робить видалення матеріалу непрактичним без руйнування носія. Вони потребують додаткової ширини котушки -, що збільшує вартість матеріалу -, але зберігає безперервність носія.
Використання матеріалучасто підказує рішення. У велико{1}}серійному виробництві, де домінує вартість рулонів, дизайнери віддають перевагу негативним виїмкам, щоб мінімізувати ширину стрічки. Для складних деталей, де цілісність носія має вирішальне значення, конфігурація позитивних виїмок виправдовує додавання матеріалу.

Розуміння негативних і позитивних виїмок у штампувальних штампах для формування листового металу має важливе значення для прийняття обґрунтованих рішень щодо розміщення стрічки. Вибір ніколи не є суто геометричним -, він відображає баланс між вартістю матеріалу, міцністю несучої частини та конкретною перешкодою, яку потрібно усунути.

Геометрія виїмки з радіусом для зменшення напруги

Гострі внутрішні кути є ворогом високо-швидкісної подачі стрічки. Кожен крутий кут у обхідній виїмці діє як стійка напруги - точка, де циклічне навантаження під час швидкої подачі-і-зупинки зосереджується, доки матеріал не втомиться та не розтріскається. Під час випробування на низьких швидкостях натискання ці кути витримують просто чудово. При 600 ударах за хвилину у виробництві вони стають точками початку руйнування.

Радіусні переходи в кутах надрізів розподіляють це навантаження на більшу площу, значно подовжуючи термін служби стрічки на швидкості. Радіус не обов’язково має бути великим - навіть невелике скруглення в кожному внутрішньому куті може збільшити кількість циклів подачі до відмови. Конкретний радіус залежить від товщини матеріалу, міцності на розрив і швидкості преса, але принцип є універсальним: ніколи не залишайте гострий внутрішній кут на обхідній виїмці, яка працюватиме на швидкості виробництва.

Закруглена геометрія також покращує виштовхування кулі з пуансона, зменшує утворення задирок на краях виїмки та подовжує термін служби пуансона, усуваючи гострі кути, які найшвидше зношуються на самому ріжучому інструменті.

Тип виїмки	Геометрія	Типове застосування	Стресова поведінка	Складність оснастки
Прямокутний	Прямі паралельні стінки, рівне дно	Стандартний зазор для однорідних зон перешкод	Високе напруження в кутах без радіусів	Низька - проста геометрія пуансона
Кутова/V-подібна	Кутові стіни, що сходяться в точку або плоскі	Спрямований просвіт, вузька ширина смуги	Помірний - поступовий розподіл напруги вздовж кутових стін	Середні - кутові поверхні пуансона вимагають точного шліфування
Радіусний	Будь-який профіль з обробленими внутрішніми кутами	Висока-швидкість виробництва,-чутливі до втоми матеріали	Низьке - напруження, розподілене на вигнутих переходах	Середній радіус - має бути стабільним і доступним для перевірки
Позитивна конфігурація	Додано маршрутизацію матеріалу навколо перешкод	Великі зони перешкод, цілісність несучої критична	Низький - відсутність видалення матеріалу послаблює носій	Вищий макет смуги - вимагає ширшої котушки та модифікованого гасіння
Негативна конфігурація	Матеріал видалено з несучої стрічки	Від малих до помірних зон інтерференції	Змінна - залежить від розміру виїмки відносно ширини носія	Від низького до середнього - стандартний пуансон-і-виріз

На практиці більшість виробничих штампів поєднують ці підходи. У макеті з однією смугою можуть використовуватися прямокутні негативні виїмки для простих просвітів, кутові виїмки, де ширина смуги обмежена, і радіусні кути на всіх з них, щоб вижити на швидкості. Тип виїмки не є глобальним рішенням - це станція-за-станцією, перешкода-за-перешкодою, яка керується певною геометрією, яку має усунути кожна виїмка.

Вибір правильного профілю виїмки та конфігурації забезпечує вам зазор. Але лише зазор — це не вся картина - розміри кожного виїмки, допуски на її положення та її зв’язок із пілотними отворами та межами станцій визначають, чи справді цей зазор надійно працює під час мільйонів натискань.

Пояснення геометрії та розмірних параметрів обхідного вирізу

Кліренс без точності - лише припущення. Обхідна виїмка, яка знаходиться приблизно в потрібному місці та приблизно потрібного розміру, може витримати випробування -, але швидке виробництво карає наближення. Кожен геометричний параметр на обхідній виїмці існує з інженерних причин, і помилка будь-якого з них коштує вам ударів за хвилину, цілісності смуги або обох.

У дизайні штампа для штампування специфікація розмірів обхідних виїмок дотримується логіки, безпосередньо пов’язаної із зоною перешкод, яку вони обслуговують, матеріалом, який вони прорізають, і позиційною системою, яка зберігає все в реєстрації. Ось що контролює кожен параметр і чому це важливо.

Критичні розміри та допуски для конструкції байпасної виїмки

Три основні розміри визначають кожну обхідну виїмку: глибину, ширину та радіус кута. Кожен з них реагує на різні інженерні обмеження, і кожен несе різні наслідки, коли має недостатній розмір.

Глибина виїмкивимірюється перпендикулярно до напрямку подачі -, наскільки далеко в несучу смугу простягається виїмка від краю смуги. Цей розмір повинен охоплювати найширшу точку інтерференційної зони плюс запас безпеки, який враховує бічні смужки під час годування. Якщо смужка навіть трохи відхиляється-від центру (а це буде), виїмка з нульовим полем стає виїмкою, яка не очищається повністю. У типовій практиці додається запас понад максимальний діапазон інструментів, масштабований відповідно до швидкості преса та точності подавача. Швидші преси та менш точні пристрої подачі вимагають більшого запасу глибини.

Однак глибина обмежена шириною несучої стрічки. У конструкції штампів для металевого штампування носій повинен утримувати достатньо матеріалу поперечного-перерізу після надрізання, щоб подавати його без викривлення чи розриву. Загальна вказівка: глибина надрізу не повинна перевищувати 60-70% ширини несучої смуги, хоча фактичне обмеження залежить від товщини матеріалу, міцності на розрив і кількості надрізів по довжині смуги.

Ширина виїмкипроходить паралельно напрямку подачі. Він має бути достатньо широким, щоб перешкода закривала виїмку на повному ході подачі -, включаючи будь-який перехід. Толерантність до корму тут є ключовою змінною. Якщо пристрій подачі переходить на невелику величину під час будь-якого ходу, виїмка все одно повинна забезпечувати повний зазор при максимальному переміщенні. Ширина також повинна враховувати фізичний розмір компонента інструменту, що обходиться, виміряний уздовж осі подачі.

Розглянемо пуансон, який займає 8 мм уздовж напрямку подачі. Ширина надрізу має охоплювати ці 8 мм плюс подвійний допуск на подачу (один раз для можливої пере-подачі, один раз для потенційної-недо-подачі на попередньому ході) плюс будь-який додатковий запас для накопичення задирок або сміття на поверхні пуансона.

Радіус кутана внутрішніх переходах з надрізами запобігає втомному розтріскуванню. якПосібник із дизайну штампування XometryПримітки: усі кути заготовки повинні мати радіус не менше половини товщини матеріалу. Для обхідних вирізів застосовується той самий принцип - гострі внутрішні кути зосереджують циклічні напруги під час високо-швидкісної подачі, ініціюючи тріщини, які поширюються до руйнування несучої стрічки. Мінімально допустимий радіус збільшується із збільшенням товщини матеріалу та міцності на розрив і зменшується із збільшенням пластичності.

Кутова орієнтаціязастосовується до профілів із не-прямокутним вирізом. Якщо використовується V--подібна або кутова виїмка, кут стінок виїмки відносно напрямку подачі визначає ефективний зазор у різних точках уздовж ходу подачі. Правильна орієнтація гарантує, що максимальний зазор збігається з моментом проходження перешкоди через виїмку.

Ось ключові геометричні параметри, які кожен інженер-інструмент має визначити в специфікаціях обхідних пазів у своїх штампах для листового металу:

Глибина (перпендикулярно подачі):Забезпечує бічний зазор за найширшою зоною перешкод, включаючи запас для блукання смуги.
Ширина (паралельно подачі):Забезпечує повний зазор по всьому ходу подачі, включаючи перехід і допуск подавача.
Радіус внутрішнього кута:Запобігає концентрації напруги та втомному розтріскуванню на швидкості виробництва. Мінімальна половина товщини матеріалу.
Кутова орієнтація:Вирівнює дистанційний зазор із траєкторією руху перешкоди відносно смуги.
Співвідношення глибини-до-несучої-ширини:Зберігає структурну цілісність несучої стрічки після видалення матеріалу. Обмеження залежать від класу матеріалу.
Стан краю та обробка поверхні:Контролює розмір задирок і якість кромки на межі виїмки, запобігаючи місцям зачеплення під час подачі.

Позиційні зв'язки з пілотними шпурами та межами станцій

Виїмка ідеального розміру в неправильному місці нічого не робить. Позиційна точність обхідних виїмок посилається на два анкери в кожній прогресивній схемі штампу: центри пілотних отворів і центральні лінії станцій.

Направляючі отвори є основною базою для всієї смуги. Кожна деталь - закриті отвори, сформована геометрія та обхідні виїмки - розташовані відносно центрів пілотних отворів. Це важливо, оскільки пілотні шпильки фізично витягують смужку в точне збігання під час кожного натискання. Якщо байпасна виїмка зміщується зі свого наміченого положення відносно направляючого отвору, вона зміщується по відношенню до інструменту, який має очищати.

На практиці позиційні допуски на обхідні виїмки є більш жорсткими, ніж ви могли б очікувати для елемента, який «просто» забезпечує зазор. Причина пов’язана з маржинальним менеджментом. Якщо запас глибини виїмки розроблено на певному значенні за умови ідеального положення, і положення виїмки змінюється навіть на частку цього запасу, ефективний зазор зменшується нижче безпечного порогу на певному відсотку ходів.

Розміщення станцій--від станцій дотримується подібної логіки. Кожен обвідний паз повинен бути розташований так, щоб він повністю закривав цільову перешкоду по всьому ходу подачі. Це означає, що передній край виїмки (у напрямку подачі) повинен повністю пройти за перешкоду, перш ніж смуга зупиниться, а задня кромка не повинна досягати перешкоди, перш ніж смуга почне рухатися. Розміщення-напрямку подачі враховує номінальну відстань кроку плюс максимальний допуск подачі в обох напрямках.

Як обговорювалося вАналіз стрічки MetalForming Magazine, неправильний час подачі-звільнення може спричинити ковзання стрічки вперед або назад після того, як ручка розкриється. Це означає, що ширина виїмки байпаса повинна враховувати не лише механічний перехід, але й можливість дрейфу після-випуску перед залученням пілота. Якщо виїмка занадто вузька, цей миттєвий дрейф повертає матеріал-носій назад у зону перешкод за мить до того, як направляючі штифти зафіксують смужку в остаточному положенні.

Для складних компонентів матриці для штампування, таких як кулачки, формувальні сталі з кутовими поверхнями або багато{0}}рівневі пуансони, позиційне співвідношення між виїмкою та перешкодою стає три-вимірним. Виїмка має охоплювати найширший поперечний-переріз компонента в конкретному вертикальному положенні, яке займає стрічка під час ходу подачі -, яке визначається висотою підіймача, а не геометрією нижньої мертвої точки. Інженери, які розмірюють обхідний зазор виїмки проти матриці при повному закритті, а не на висоті площини подачі, в кінцевому підсумку отримують виїмки, які виглядають адекватно на папері, але заважають на практиці.

Ці розмірні та позиційні параметри формують кількісну основу кожної специфікації байпасної виїмки. Але лише цифри не пояснюють, як різні матеріали реагують на надрізи - набір параметрів, який ідеально працює з м’якою сталлю, може тріснути-сталь із високою міцністю або жовтуватий алюміній на краях надрізів.

different sheet metal materials demand unique bypass notch parameters from corner radii to tooling surface treatments

Матеріал-Окремі міркування щодо конструкції байпасної виїмки

Виїмка, призначена для м’якої сталі, не буде поводитися так само для дво-фазної сталі чи алюмінію. Сорт матеріалу, товщина та механічні властивості безпосередньо змінюють те, як несуча стрічка реагує на видалення матеріалу - як вона подається, як вона втомлюється та як обрізані краї тримаються протягом сотень тисяч ходів. Обробка всіх матеріалів однакова — це один із найшвидших способів перетворити суцільний макет стрічки на виробничий головний біль.

Кожен матеріал має власну комбінацію пластичності, міцності на розрив, робочого{0}}зміцнення та характеристик поверхні. Ці властивості визначають мінімальні радіуси кутів, межі глибини, вимоги до стану країв і навіть обробку поверхні, необхідну для самого інструменту для надрізу. Ось як змінюються параметри для найпоширеніших матеріалів у штампуванні сталевих листів і не тільки.

Параметри надрізу з м’якої та холоднокатаної сталі

М’яка сталь і стандартна холоднокатана сталь для штампування (CRS, як-от 1008, 1010, 1018) є найбільш поблажливими матеріалами для дизайну обвідної виїмки. Їхнє поєднання помірної міцності на розрив, гарної пластичності та передбачуваної поведінки при зсуві означає, що стандартні правила проектування працюють без спеціального пристосування.

Для штампування з вуглецевої сталі цих поширених марок базові параметри застосовуються чітко:

Мінімальний внутрішній радіус кута:0,5x товщина матеріалу. Це стандартне співвідношення, -затверджене в галузевих інструкціях щодо нарізання, запобігає концентрації напруги, не вимагаючи великих галтелів, які споживають додатковий простір.
Запас глибини надрізу:Достатньо стандартних запасів міцності за межами інструментального інструменту. М'яка сталь не пружинить назад агресивно, тому смуга передбачувано сидить на рейках підйомника під час подачі.
Стан краю:Чисті ножиці з нормальною висотою задирок є прийнятними. М'яка сталь не розтріскується легко від стандартного зрізаного краю.
Обробка поверхні інструменту:Стандартні інструментальні сталі (D2, A2) зі звичайною обробкою поверхні обробляють ці марки без спеціальних покриттів.

М'яка сталь служить базовою лінією, оскільки вона передбачувана. Швидкість-зміцнення є помірною, подовження перед руйнуванням велике, і матеріал не бореться з вами на межі надрізів. Якщо ви розробляєте свій перший макет смуги та хочете перевірити свою логіку обхідного надрізу, штампована сталь цих марок виявить помилки макета, не додаючи ускладнень-поведінки матеріалу.

Особливості -високоміцної сталі та AHSS

Удосконалені високоміцні-сталі значно змінюють обчислення. Такі матеріали, як дво-фазна (DP600, DP780, DP980), сталі TRIP і мартенситні марки, мають значно вищу міцність на розрив, але менші подовження та пластичність. Несуча смуга поводиться більш жорстко, швидше втомлюється на стійках напруги та карає гостру геометрію, яку терпітиме м’яка сталь.

Що змінилося в дизайні обхідної виїмки?

Радіуси кутів повинні збільшитися.Там, де м’яка сталь приймає радіус 0,5x товщини матеріалу, AHSS вимагає значно більшої - часто 1,0x до 1,5x товщини як мінімум. Як зазначено в дослідженні автомобільних надрізів, AHSS вимагає великих кутових радіусів, щоб запобігти розколюванню деталей під час циклів втоми. Той самий принцип застосовується до виїмок на несучій смузі: гострі внутрішні кути, які зберігаються необмежений час у м’якій сталі, спричинять тріщини протягом тисяч ударів у DP980.

Ширина виїмки потребує розширення.AHSS повертається агресивніше після кожного циклу подачі-і-зупинки. Смуга не сидить рівно на рейках підйомника, і її позиційна поведінка менш передбачувана. Ширші обхідні виїмки компенсують цю знижену позиційну узгодженість, забезпечуючи зазор, навіть якщо смужка не встановлена ідеально.

Може знадобитися збільшити ширину несучої стрічки.Оскільки AHSS є менш пластичним, несуча стрічка більш схильна до руйнування в місцях надрізів під циклічним навантаженням високошвидкісної-подачі. Для збереження такої самої структурної цілісності, яку забезпечує м’яка сталь при заданій ширині несучої, макети стрічки AHSS часто вимагають ширшої несучої частини -, що означає більше рулонів і вищу вартість матеріалу. Це прямий компроміс між надійністю стрічки та використанням матеріалу.

Прискорюється знос інструментів.Більше ударне навантаження під час пробивання виїмок AHSS швидше руйнує краї пуансона. Порошкова металургійна сталь або пуансони з твердосплавним-наконечником стають необхідними для станцій надрізу, які ріжуть-високоміцний матеріал у великих обсягах виробництва.

Адаптація з алюмінію та нержавіючої сталі

Алюміній і нержавіюча сталь створюють унікальні проблеми, яких не представляє м’яка сталь і навіть AHSS.

Алюмінійє м’якшим і більш пластичним, ніж сталь, що звучить так, ніби це повинно полегшити дизайн виїмок. Це не так. Процес штампування алюмінію викликає особливу проблему-взаємодії поверхні: задир. Дослідження в Центрі передового виробництва та матеріалів Оклендського університету показали, що частинки алюмінію прилипають до поверхонь матриці під час ковзання, спричиняючи подряпини на заготовці та стирання інструменту від клею. У місцях обхідних виїмок, де зрізаний край смуги неодноразово ковзає повз компоненти матриці під час подачі, подразнення утворює відкладення, які з часом зменшують ефективний зазор.

Для запобігання потрібні відполіровані поверхні інструментів і часто покриття з твердого -хрому або TiCN на компонентах матриці, що прилягають до ділянок виїмок. Дослідження показало, що шорсткість поверхні безпосередньо впливає на поріг истирания - гладкіші поверхні матриці (наприклад, -хромований чавун D6510) протистояли истиранию при значно вищому контактному тиску, ніж шорсткіші альтернативи. Для інструментів для обхідних виїмок в алюмінії це означає, що пуансон, що вирізає виїмку, і будь-яка поверхня матриці, по якій ковзає смуга з насічками, повинні підтримувати більш тонку поверхню, ніж це вимагається для застосування зі сталлю.

Радіуси кутів на алюмінієвих пазах мають бути великими не через втомне розтріскування (алюміній досить пластичний при типовій товщині), а через те, що гострі кути створюють задирки та розриви, які створюють вільні частинки, відповідальні за задирання вниз по потоку.

Нержавіюча стальпредставляє труднощі-загартування. Кожен цикл подачі пластично деформує несучу смугу на межі надрізів. У м’якій сталі ця незначна деформація швидко стабілізується. В аустенітних марках нержавіючої сталі (304, 316) кожен цикл деформації збільшує локальну твердість і крихкість на краю надрізу. Під час виробничого циклу, що складається з сотень тисяч ударів, краї виїмок стають крихкими, доки не утворюються та поширюються мікро-тріщини.

Розробка обхідних виїмок для нержавіючої сталі означає врахування цього накопичувального зміцнення. Більші радіуси сповільнюють швидкість твердіння на кутах. Поліровані та покриті виїмками пуансони створюють чистіші кромки зсуву з меншими початковими пошкодженнями для загартування. І межі глибини повинні враховувати той факт, що-загартовані краї виїмок поводяться по-різному при ході 500 000 ніж при 5 000.

матеріал	Хв. Радіус кута	Запас глибини	Вимоги до стану краю	Обробка поверхні інструменту
М'яка/холоднокатана сталь	0,5x товщина	Стандарт (толерантність до годування + блукання)	Нормальний зрізаний край прийнятний	Стандартна інструментальна сталь (D2, A2), звичайна обробка
Високоміцна-сталь / AHSS	1,0x–1,5x товщина	Збільшення (пружинна спинка + позиційна варіація)	Мінімальний задирок, критично чиста зона зламу	ПМ інструментальна сталь або твердий сплав; Рекомендовано покриття TiCN
Алюміній	0,5x–1,0x товщина	Стандарт + надбавка до депозиту	Плавний зсув, мінімальне утворення часток	Твердий-хром або TiCN; полірований до низького Ra
Нержавіюча сталь (аустеніт)	1,0x–1,5x товщина	Збільшення (прогрес-зміцнення)	Відшліфований зсувний край для мінімізації початку твердіння	Інструментальна сталь-високої твердості; TiAlN або подібне покриття

Схема для всіх цих матеріалів узгоджена: чим далі матеріал відхиляється від поведінки м’якої сталі - через вищу міцність, схильність до адгезії чи-зміцнення -, тим консервативнішими повинні бути ваші параметри обхідного надрізу. Збільшується радіус, зростає маржа, посилюються вимоги до обробки поверхні, відповідно зростають витрати на інструменти.

Отримання правильних параметрів-матеріалу забезпечує чистоту подачі стрічки. Але навіть ідеально параметризований паз спричинить проблеми, якщо проект містить одну з кількох поширених інженерних помилок, які неодноразово з’являються на виробничих поверхах - помилок, яких легко уникнути, якщо знати, на що звернути увагу.

strip buckling from inadequate bypass notch clearance leads to misfeed die damage and costly unplanned production downtime

Поширені помилки обхідного вирізу та їх виробничі наслідки

Знати правильні параметри та знати, що йде не так, коли ви їх ігноруєте, — це два різні види знань. Перший живе в конструкторському бюро. Другий живе на виробничому цеху о 2 годині ночі, коли прес втретє за зміну спрацьовує сигналом про помилку. Більшість несправностей байпасної виїмки не оголошуються під час випробування. Вони чекають, доки прес не досягне виробничої швидкості, а смуга пропрацює достатньо довго, щоб знос, теплове розширення та сукупна помилка виявили кожне рішення щодо граничного зазору.

Помилки, наведені нижче, неодноразово з’являються під час штампування, де виготовляють усе: від автомобільних кронштейнів до прецизійного штампування з’єднувачів. Кожен з них діє за однаковою схемою: вибір дизайну, який виглядає прийнятним на папері або на повільній швидкості, створює механізм відмови, який активується лише в реальних умовах виробництва.

Занижені виїмки та сценарії падіння матриці

Недостатня глибина або ширина виїмки є найпоширенішою помилкою обходу виїмки - та однією з найдорожчих. Механізм відмови оманливо поступовий. Занижена виїмка не викликає негайної аварії. Натомість це створює часткові перешкоди: край смуги ледь торкається кнопки пуансона або матриці під час подачі. Кожен штрих залишає крихітний очевидний слід, утворює невеликий відкладення задирки на заважаючій поверхні та зміщує смужку вбік на частки міліметра.

Після сотень чи тисяч рухів ця задирка зростає. Склади бічного зміщення. Смужка починає коротку-подачу на величину, надто малу, щоб спрацювати датчик неправильної подачі, але достатньо велику, щоб погіршити реєстрацію пілотних отворів. Деталі штампування нижче за потоком починають показувати відхилення розмірів - кут стінки змінюється, отвір зсувається, розмір краю виходить за межі допуску.

Потім відбувається крах. Накопичена позиційна помилка досягає критичної точки, коли смуга більше не може просуватися повз перешкоду. Подавач штовхає, смуга згинається, а прес вганяє верхню матрицю в зігнуту масу матеріалу. Результат: зламані пуансони, пошкоджені кнопки матриці, порізи на формувальній сталі та години незапланованих простоїв для розбирання, перевірки та ремонту.

Ця несправність особливо засмучує те, що прогресивні несправності матриці рідко починаються з однієї катастрофічної події - вони розвиваються через сукупний знос і нестабільність смуги. Занижений обхідний паз прискорює саме цей прогрес. Виправлення є простим під час проектування: додайте достатній запас глибини поза межами інструменту та запас ширини поза межами допуску подачі. Виправлення після аварії коштує дорого: відремонтуйте матрицю, повторно перевірте зазори та, можливо, переробіть інструменти станції виїмки.

Помилки концентрації напруги на високих швидкостях виробництва

Гострі внутрішні кути на обвідних виїмках є другою за поширеністю помилкою, яка призводить до найсерйозніших виробничих збоїв. Ось чому вони витримують випробування, але вбивають виробничі цикли: під час випробування матриці прес працює зі швидкістю 20-40 ударів на хвилину. Смужка подається повільно, плавно сповільнюється та відчуває мінімальну циклічну напругу в кутах надрізів. Все виглядає добре. Стрічка подається чисто, деталі виходять відповідно до специфікацій, а матриця схвалена для виробництва.

При швидкості виробництва - 200, 400, 600 ударів на хвилину - фізичні властивості повністю змінюються. Кожен цикл подачі прискорює та сповільнює всю масу стрічки за частки секунди. Це циклічне навантаження зосереджується на кожному гострому внутрішньому куті кожної виїмки обходу, кожного окремого удару. Механізм є класичним втомним руйнуванням: мікро-тріщини виникають у точках концентрації напруги, поширюються незначною кількістю кожного циклу та врешті-решт досягають критичної довжини. Смужка ламається.

Коли несуча смуга ламається в обхідній виїмці під час виробничого циклу, наслідки каскаду миттєво зростають. Нижня частина смуги -, яка все ще прикріплена до частково завершених металевих штампованих компонентів -, припиняє рух. Верхня частина, яка все ще штовхається живильником, загинається в матрицю. Прес може зробити ще один або два удари, перш ніж зреагує монітор тоннажу або датчик неправильної подачі, завдаючи ударів у неправильно розміщений матеріал і потенційно розбиваючи твердосплавні вставки.

Зв’язок між гострими кутами та тріщинами під час високо-швидкісного штампування добре встановлений - неправильна конструкція матриці з гострими кутами чи раптовими-змінами поперечного перерізу створює точки концентрації напруги, які призводять до тріщин. Не є винятком і обхідні кути вирізу. Рішення – це радіальний перехід у кожному внутрішньому куті, розмір якого відповідає товщині матеріалу та міцності на розтяг, як описано в розділі про геометрію вище. Невеликі інвестиції в радіусне шліфування під час виготовлення матриці запобігають катастрофічному руйнуванню стрічки під час виробництва.

Ослаблення несучої стрічки та нестабільність подачі

Не менш небезпечною є й протилежна крайність порівняно із заниженими вирізами: надто глибокі виїмки відносно ширини несучої смуги. Коли дизайнер стикається з великою зоною перешкод і реагує, вирізаючи агресивну виїмку, яка займає більшу частину поперечного-перерізу несучої частини, решті матеріалу може не вистачити структурної жорсткості для надійної подачі.

Як зазначає The Fabricator, несучі смуги, які надто слабкі, щоб витримати вагу смуги, не можуть подаватися плавно, і якщо смуга не може подаватись плавно, це, швидше за все, призведе до збою матриці. Обхідні виїмки, які видаляють занадто багато матеріалу, створюють саме таку умову - локально ослаблені секції, які провисають між рейками підйомника, коливаються під час швидкої подачі або згинаються вбік настільки, що пропускають зачеплення пілота.

Симптоми ослаблення носія спочатку незначні. Пілоти спрацьовують непослідовно, спричиняючи незначну зміну розмірів штампованих частин. Датчики подачі можуть періодично спрацьовувати без чіткої картини. Сліди підйомника з’являються на смузі в неочікуваних місцях, оскільки ослаблені секції опускаються на поверхні матриці під час подачі. Згодом на ослаблених несучих секціях з’являються втомні тріщини внаслідок повторного згинання, що врешті-решт призводить до руйнування - з тим самим кінцевим результатом, що й порушення концентрації напруги, але через зовсім іншу першопричину.

Дві додаткові помилки доповнюють ці основні помилки і заслуговують на увагу. Ігнорування пружності матеріалу при обчисленні зазору надрізу - особливо часто при переході конструкції матриці з м’якої сталі на AHSS - призводить до виїмок, які забезпечують достатній статичний зазор, але недостатній динамічний зазор, коли смуга повертається після кожного циклу подачі. І неврахування напрямку задирок під час позиціонування виїмок створює сценарій, коли обходять виїмки, утворюючи заусенці, кромки штампування спрямовані до компонентів матриці, захоплюючи та тягнучи під час подачі. Задирки завжди утворюються з одного боку обрізаного краю; якщо ця сторона звернена до перешкоди, для усунення якої була розроблена виїмка, ефективний зазор зменшується на висоту задирок -, іноді достатньо, щоб викликати перешкоди.

Ось короткий-довідковий підсумок кожної помилки в поєднанні з її наслідками:

Недостатня глибина виїмки:Поступове накопичення задирок, поступовий позиційний дрейф, можливий збій матриці через вигин стрічки.
Недостатня ширина виїмки:Часткові перешкоди під час перельоту, періодичні сигнали про неправильне подавання, непослідовна реєстрація пілота.
Гострі внутрішні кути:Циклічне втомне розтріскування на швидкості виробництва, катастрофічний руйнування смуги, каскадне пошкодження кількох станцій матриці.
Надмірна глибина надрізу (послаблення носія):Провисання смуги між підйомниками, нестабільність подачі, періодична зміна розмірів, можливий втомний злам.
Ігнорування пружності в кліренсі:Динамічні перешкоди при відскоку, підвищений опір смуги, прискорений знос пуансона на сусідніх станціях.
Неправильна орієнтація задирок:Інструмент, звернений до бор-з боку, зменшує ефективний зазор, створює опір під час подачі, прискорює знос компонентів матриці.
Без радіуса на кутах виїмки:Передчасне руйнування кромки пуансона, зростання задирок на краях виїмок, зменшення терміну служби смуги від втоми через низьку якість кромки.

Дивлячись на ці приклади несправності штампування, виявляється закономірність: кожна помилка передбачає або видалення занадто малої кількості матеріалу (створення перешкод), видалення занадто великої кількості матеріалу (руйнування цілісності носія), або видалення матеріалу з неправильною геометрією (створення стояків напруги або проблем із задирками). Проблема проектування полягає в тому, щоб знайти золоту середину -, і ця золота змінюється залежно від того, як байпасний паз взаємодіє з іншими прогресивними елементами матриці, такими як направляючі отвори, підйомники та системи управління брухтом.

Як обвідні виїмки інтегруються з іншими функціями прогресивної матриці

Обхідна виїмка ніколи не існує окремо. Він міститься в системі взаємозалежних функцій - направляючих отворів, які розташовують смугу, підйомників, які її піднімають, несучих смуг, які її транспортують, і шляхів управління брухтом, які чисто видаляють відходи. Змініть одну з цих функцій, і разом із нею зміняться вимоги до обхідного вирізу. Цей взаємозв’язок робить матриці для штампування не лише набором пуансонів і кнопок - це інтегровані механічні системи, де кожен компонент пов’язаний один з одним.

Проектування обхідних виїмок без урахування їхніх сусідів — це все одно, що визначити розміри фундаменту, не знаючи будівлі над ним. У промисловому штампуванні металу, де прогресивні штампи виконують мільйони циклів на високій швидкості, такий вид розділеного мислення створює штампи, які працюють в теорії та зазнають невдачі на практиці.

Обхідні виїмки та координація пілотної свердловини

Направляючі отвори є позиційною основою всієї схеми смуги. Кожна деталь на смузі - порожні отвори, сформована геометрія та обхідні виїмки - отримують своє місцезнаходження від контрольного отвору. Коли направляючі штифти зачіпають смугу під час кожного натискання, вони виправляють незначні неточності подачі та витягують все в точне вирівнювання, перш ніж відбудеться будь-яке різання чи формування.

Це означає, що обхід виїмок має бути послідовним, щоб пілотна реєстрація відбулася до того, як будь-яка-пов’язана з вирізами проблема може накопичити помилку. Якщо виїмку зроблено на першій станції, а направляючий отвір не пробито до другої позиції, будь-яка неточність подачі на цьому першому ході не виправляється -, а насічка трохи відхиляється від свого наміченого положення. Ця позиційна помилка передається через кожну наступну станцію, потенційно зменшуючи ефективний зазор, який був розроблений для забезпечення виїмки.

Практичне правило: пілотні отвори слід пробивати якомога раніше, в ідеалі на тій самій станції або до того, як відбудеться будь-яка обхідна виїмка. Коли обидва елементи конкурують за місце на першій станції, пілотна свердловина має пріоритет. Як зазначено в практиці прогресивного проектування матриці, пілоти вирівнюють смугу перед кожною операцією - без них незначні помилки подачі накопичуються та створюють відхилення допусків між станціями. Позиційна точність обхідного вирізу повністю залежить від того, що реєстрація пілотного сигналу встановлена спочатку.

Крім того, фізична відстань між байпасною виїмкою та її найближчим направляючим отвором впливає на локальну жорсткість смуги в точці реєстрації. Якщо глибока виїмка розташована безпосередньо поруч із направляючим отвором, несучий матеріал між ними може зігнутися під дією сили зачеплення направляючої. Це створює умови, коли пілот точно реєструє власне розташування, але виїмка - лише в міліметрах у ослабленому матеріалі - трохи відхиляється від-положення. Досвідчені розробники інструментів для штампування та штампів підтримують мінімальну відстань між краями виїмок і направляючими отворами, як правило, не менше ніж подвійну товщину матеріалу.

Взаємодія з ліфтерами та стабільність стрічки

Підйомники піднімають смужку над поверхнею матриці між ударами преса, дозволяючи їй вільно просуватися до наступного кроку. Їхнє розміщення повинно враховувати місце, де обвідні виїмки видалили несучий матеріал -, оскільки підйомник, розташований під вирізом, не має нічого для підтримки.

Уявіть собі підйомну рейку, розташовану безпосередньо під глибоким негативним обхідним пазом. Коли стрічка подається вперед, секція з насічками проходить над підйомником з мінімальним контактом з матеріалом або без нього. У цій точці смуга провисає, втрачаючи керовану висоту. Якщо вона провисає досить сильно, сформовані елементи на смузі можуть тягнутися поверхнями матриці під час подачі, спричиняючи подряпини, накопичення задирок або - на високій швидкості - достатнє тертя, щоб-подавати смугу накоротко.

Координація дизайну працює в обох напрямках:

Відстань підйомника має відповідати структурно надійним несучим секціям.Після того, як усі обхідні виїмки розміщені, відобразіть решту твердого несучого матеріалу вздовж шляху подачі. Підйомники розташовуються під цими суцільними секціями, а не під отворами з виїмками.
Розташування виїмок може потребувати регулювання для підтримки підйомника.Якщо зона перешкод збігається з єдиним доступним положенням підйомника, розробник стикається з компромісом - або перемістити підйомник (що може вплинути на стабільність стрічки в іншому місці) або змінити геометрію виїмки, щоб залишити вузьку опорну перемичку в точці контакту підйомника.
Вага смуги між підйомниками створює прогин.У матрицях із великим- кроком із важкими несучими стрічками проміжок між підіймачами визначає, наскільки стрічка провисає під власною вагою. Обхідні виїмки, які зменшують поперечний-переріз несучої частини, збільшують цей прогин. Для автомобільних штампувальних штампів із великими кроковими відстанями цей прогин може стати досить значним, щоб вплинути на постійність висоти подачі.

Планування процесу, описане Артом Гедріком у The Fabricator, посилює цей пункт - міцність носія має бути достатньою, щоб переміщувати деталь від станції до станції без викривлення, сильного згинання чи деформації. Рішення щодо розміщення байпасної виїмки безпосередньо впливають на те, чи підтримується цей поріг міцності на кожному проміжку підйомника вздовж стрічки.

Управління брухтом та використання матеріалів

Кожна виїмка байпаса створює брухт. Цей снаряд має бути чисто викинутий із матриці - вниз через блок матриці або збоку від поверхні матриці - без застрявання, відскоку або перешкод наступним ударам преса. Управління брухтом не є запізнілою думкою; це вимога до конструкції, яка впливає на геометрію надрізу, вибір станції та розташування башмака матриці.

Notch scrap інтегрується в загальну стратегію брухту стрічки кількома способами:

Шлях викиду слимака.У штамповому блоці під кожним пуансоном має бути достатньо великий зазор, щоб снаряд міг вільно падати. Якщо заготовка завелика для доступного зазору, може знадобитися змінити геометрію виїмки - або заготовку потрібно розрізати двома окремими операціями на сусідніх станціях.
Паралельне розміщення башмака.Паралелі, які підтримують башмак матриці на опорі преса, не можуть бути розташовані під шляхами викиду брухту. Розташування виїмок обвідного каналу впливає на те, куди можуть йти паралелі, що, у свою чергу, впливає на жорсткість башмака матриці. Як зазначає The Fabricator's die basics series, лише певні області можуть містити паралелі для підтримки башмака матриці, коли брухт має вільно падати на систему збору.
Втручання в сміттєпровід.Кілька потоків брухту від операцій штампування, проколювання та надрізу виходять із матриці одночасно. Якщо заготовка з обвідним вирізом і прошивна заготовка мають однакову зону виходу під матрицею, вони можуть зіткнутися й застрягти -, особливо на високих швидкостях виробництва, коли час викиду заготовки стає критичним.

Використання матеріалу є іншою стороною цього рівняння. Обхідні виїмки споживають матеріал, який інакше міг би бути частиною готового продукту, або принаймні мінімізують ширину котушки. Інтелектуальна конструкція виїмок мінімізує додатковий брухт без шкоди для функції зазору. Техніки включають:

Використання профілів з кутовими вирізами, які видаляють лише матеріал усередині фактичного конуса перешкод, а не повний прямокутний виріз, який забезпечує зазор у місцях, де він не потрібен.
Поєднання обхідних надрізів із суміжними операціями заготовки, щоб один пуансон створював як профіль деталі, так і обвідний зазор -, усуваючи потребу в окремій станції надрізу та зменшуючи загальний брак.
Оптимізація глибини виїмки до мінімального необхідного зазору та запасу, а не використання за замовчуванням повної-глибини, що видаляє більше несучого матеріалу, ніж вимагає зона перешкод.

У великих-застосуваннях інструментів для штампування металу -, особливо в секторах автомобілів і побутової техніки - навіть невелика економія матеріалів на-частину призводить до значного зниження витрат на мільйони одиниць. Обхідна виїмка, яка на 2 мм глибша, ніж необхідно, на смузі, що обробляє 50 мільйонів частин на рік, представляє вимірювані відходи. Завдання інженера інструментів для штампування полягає в тому, щоб знайти мінімальну межу надрізу, яка задовольняє зазор, зберігає цілісність носія та чисто викидає брухт.

Для інженерів, які працюють над складними завданнями компонування смуги, де розміщення байпасної виїмки перетинається з координацією підіймача, оптимізацією потоку матеріалу та плануванням шляху брухту,Інженерна команда штампу YICHENпропонує підтримку проектування для програм прогресивного штампа, які вимагають інтегрованих рішень для всіх цих взаємодіючих функцій.

Кожен із цих зв’язків - координація пілота, взаємодія підйомника та управління брухтом - демонструє, чому проектування байпасної виїмки є діяльністю-системного рівня. Виїмка не існує у вакуумі. Його геометрія, положення та послідовність різання залежать від рішень, прийнятих щодо будь-якого іншого компонента штампа для металевого штампування в схемі стрічки. Правильна виїмка означає правильну систему -, а це вимагає структурованого робочого процесу для прийняття цих взаємозалежних рішень у правильному порядку.

a structured bypass notch design workflow from interference mapping to final documentation ensures reliable strip feeding at production speed

Поширені запитання про обхідні виїмки в дизайні штампу для штампування

1. Для чого призначені обхідні виїмки в матриці для прогресивного штампування?

Обхідні виїмки — це навмисне видалення матеріалу в несучій смузі, що створює простір для попередньо заготовлених, пробитих або сформованих елементів для проходження через наступні станції матриці без зіткнення з пуансонами, кнопками матриці або підйомниками. Без них смуга вигинається, неправильно подається або врізається в активний інструмент, коли вона просувається на одну відстань за один хід преса. Вони є одними з перших функцій, розроблених у макеті смуги, оскільки кожна наступна станція залежить від-перешкод.

2. Яка різниця між позитивними та негативними обхідними вирізами?

Негативні обхідні виїмки видаляють матеріал із несучої смуги, створюючи отвір, через який проходить інструмент, що йде далі. Позитивні обхідні виїмки додають додатковий матеріал за межі номінального порожнього контуру, направляючи носій навколо перешкоди, не розрізаючи існуючу ширину смуги. Негативні виїмки підходять для невеликих зон перешкод і зберігають мінімальну ширину смуги, а позитивні виїмки зберігають міцність носія, коли зона перешкод занадто велика для безпечного видалення матеріалу. Вибір залежить від потреб цілісності носія, вартості ширини котушки та розміру перешкоди.

3. Як визначити, де розташувати обхідні виїмки на схемі стрічки?

Розміщення відбувається за послідовним процесом: спочатку нанесіть карту повного інструменту кожної станції на весь хід преса, потім накладіть профіль вхідної смуги в кожній позиції подачі, щоб визначити, де матеріал перекривається інструментом. Кожне перекриття є зоною втручання, яка потребує надрізу. Виїмка повинна бути вирізана на станції вище за течією до того, як смуга досягне точки конфлікту. Розміщення посилається на опорні точки пілотного отвору та має враховувати допуск подачі, бічний зсув смуги та перехід. Позиції підйомника також впливають на розташування виїмок, оскільки підйомникам потрібен твердий несучий матеріал для підтримки.

4. Чому для обхідних виїмок потрібні радіусні кути замість гострих країв?

Гострі внутрішні кути виступають як точки концентрації напруг при циклічному навантаженні. Під час високошвидкісного-виробництва із сотнями ходів за хвилину кожен цикл подачі швидко прискорює та сповільнює стрічку, концентруючи напругу в кожному гострому куті надрізу. Мікро-тріщини виникають у цих точках, поширюються з кожним ударом і зрештою спричиняють катастрофічний розрив смуги. Заокруглені кути розподіляють навантаження на більшу площу, значно подовжуючи термін служби втоми. Мінімальний радіус зазвичай становить 0,5x товщини матеріалу для м’якої сталі та 1,0x–1,5x для -високоміцної сталі. Інженери-інструменталісти таких фірм, як YICHEN (yichen-group.com/stamping-die/) враховують радіуси кутів у кожній специфікації надрізу як стандартну практику для-надійності виробництва.

5. Як тип матеріалу впливає на параметри конструкції байпасної виїмки?

Кожен матеріал по-різному реагує на видалення носія. М'яка сталь приймає стандартні параметри з радіусами кутів товщини 0,5x. Для високо-сталей (AHSS) потрібні більші радіуси (1,0x-1,5x товщина), ширші виїмки для забезпечення пружинного відкату та потенційно ширші несучі смуги для запобігання втомному руйнуванню. Алюміній потребує полірованих і покритих поверхонь інструментів, щоб запобігти задирам на краях виїмок, у той час як нержавіюча сталь поступово зміцнюється на межах виїмок, вимагаючи великих радіусів і високої якості кромок, щоб запобігти окрихченню під час тривалого виробництва.

Конструкція штампа для штампування листового металу обхідними виїмками Мета конструкції: припинити вгадувати