Чому ваші металеві штампи виходять з ладу та як їх виправити

Що таке набори штампів для металевого штампування та чому вони важливі

Коли матриця для штампування виходить з ладу, інстинкт звинувачує пуансон, кнопку матриці або матеріал. Але більшість повторюваних невдач сходять до чогось менш очевидного: самого набору кубиків. Якщо структурна основа, яка тримає все у відповідності, порушена, коженріжучий і формувальний компонентпідключений до нього успадковує цю помилку. Розуміння того, чим насправді є набір матриць, а чим він не є, є першим кроком до усунення несправностей, яким можна було б запобігти, у роботі преса.

Визначення набору матриць для штампування металу

Набір штампів для металевого штампування — це вузол багаторазового використання, що складається з верхніх і нижніх башмаків штампів, напрямних штифтів і втулок, який утримує всі компоненти різання та формування в точному центрі під час роботи преса. Це не повна матриця для штампування, а радше структурна основа, яка забезпечує монтаж і повторюване позиціонування пуансонів, кнопок матриці, знімачів та інших робочих елементів.

Ця різниця спотикає команди закупівель і операторів новітніх пресів частіше, ніж ви очікували. Повна матриця для штампування включає в себе всі робочі елементи, від матриць для штампування, які ріжуть і формують матеріал, до пружин, які знімають заготовку. Навпаки, матриця є скелетом. Подумайте про це як про шасі автомобіля: воно не виконує видимої роботи, але без нього нічого не працює.

У каталозі інструментів для штампу будуть перераховані сотні профілів пуансонів, стилів кнопок і рейтингів пружин. Але жоден із цих компонентів не відповідає специфікаціям, якщо каркас матриці під ними не підтримує вирівнювання в межах тисячних часток дюйма, штрих за штрихом, протягом мільйонів циклів. Це робота набору матриць.

Чому набори матриць є основою кожної операції штампування

Кожен вимірний якісний результат штампування, точність позиціонування проколотих отворів, рівномірність кутів згину, узгодженість стану штампування залежать від того, що верхня та нижня половини матриці щоразу закриваються в абсолютно однаковому співвідношенні. Набір матриць регулює цей зв’язок за допомогою трьох механізмів: жорсткість (забезпечується башмаками матриці), центрування (підтримується напрямними штифтами та втулками) і стабільність під-центральними навантаженнями.

Коли будь-який із цих механізмів деградує, ефекти каскадують. Різальні зазори стають нерівними, утворюючи задирки з одного боку проколотого отвору. Формувальні штампи стикаються з матеріалом під невеликим кутом, спричиняючи зміну пружності. У крайніх випадках невідповідність призводить до задирання на направляючих поверхнях або катастрофічної взаємодії між верхнім і нижнім інструментом, загрози безпеці для операторів і дорогого ремонту для майстерні.

У наступних розділах описано всі елементи, які впливають на ефективність чи несправність наборів штампів для металевого штампування: внутрішні компоненти та те, як вони взаємодіють як система, вказівки щодо типів систем і, якщо кожен з них підходить, конфігурації постів, які відповідають конкретним операціям, компроміси-з матеріалів башмака, специфікації та критерії джерела, усунення найпоширеніших несправностей і методи обслуговування, які подовжують термін служби. Кожен розділ націлений на конкретну точку прийняття рішень, з якою стикаються інженери-інструменталісти, конструктори штампів і групи технічного обслуговування під час створення, купівлі або ремонту цих важливих вузлів.

Логічна відправна точка знаходиться всередині самого набору матриць, де взаємозв’язок між черевиками, шпильками, втулками та п’ятковими блоками визначає все, що йде далі.

Основні компоненти кожного набору штампів

Більшість посилань накомпоненти штампа для штампуваннячитати як каталог запчастин: список назв із короткими описами, без пояснення того, як ці частини залежать одна від одної. Такий підхід змушує інженерів здогадуватися, коли щось піде не так. Набір матриць — це не набір незалежних частин. Це прецизійна система, де продуктивність кожного компонента визначається його співвідношенням з іншими. Розуміння цих взаємозв’язків – це те, що відрізняє належним чином визначений набір матриць від того, який викликає хронічні проблеми з якістю.

Верхні та нижні черевики

Башмаки матриці — це оброблені сталеві або алюмінієві пластини, які утворюють верх і низ матриці. Кожен робочий елемент, пуансони, кнопки матриці, знімачі, направляючі, кріпляться прямо чи опосередковано до однієї з цих двох поверхонь. Їхнє завдання звучить просто: забезпечити плоску, жорстку платформу. На практиці допуски є вимогливими.

Площинність має значення, тому що будь-яке відхилення поверхні башмака матриці безпосередньо призводить до нерівномірного зазору різання або нерівного контакту формування на поверхні матриці. Башмак матриці, увігнутий навіть на 0,001 дюйма в центрі, вироблятиме деталі з більш вузьким зазором на середніх станціях і вільнішим зазором по краях. Результатом є змінна висота задирок і прискорене зношування пуансона в окремих областях.

Паралельність між верхньою та нижньою пластинами матриці однаково критична. Як пояснює Анкор Денлі, паралельність завжди вимірюється відносно бази даних і визначає, наскільки добре працюють дві поверхні по відношенню одна до одної. У комплекті матриць базовою точкою є монтажна поверхня нижнього башмака. Якщо верхній башмак не паралельний цьому посиланню в межах специфікації, хід преса забезпечує нерівномірний розподіл сили по всій матриці, створюючи умови для передчасного зносу, задирання та відхилення розмірів у штампованих частинах.

Направляючі штифти, втулки та п’яткові блоки

Уявіть, що ви закриваєте очі й намагаєтеся кожного разу накрити кришку коробки в однаковій позиції. Це те, що робить прес-циліндр зі швидкістю 200 ударів на хвилину без системи направляючих. Цю проблему вирішують напрямні штифти та втулки.

Направляючі штифти – це стійки із загартованої сталі, зазвичай запресовані в нижній черевик матриці. Коли прес закривається, кожен штифт входить у відповідну втулку, встановлену у верхньому черевику, примушуючи дві половини до точного бічного вирівнювання, перш ніж будь-який пуансон торкнеться заготовки. Відповідно доЖурнал «Обробка металів тиском»., направляюча втулка повинна зачепити напрямну стійку на робочому рівні матриці, коли це можливо, навантажуючи стійку на зсув (найсильніший стан) і зводячи до мінімуму прогин, який може спричинити розбіжність між верхньою та нижньою половинами.

Самі втулки виготовляються з кількох матеріалів. Сталь із бронзовим- покриттям і суцільна алюмінієва бронза, із -самозмащувальним графітом або без нього, є найпоширенішими для систем підшипників ковзання. Пара -і-втулки працює з невеликим робочим зазором, який зазвичай вимірюється в десятих тисячних дюйма, що визначає максимально можливе зміщення під час роботи.

П'яткові блоки служать іншим цілям. Це вузли зношувальних пластин, розташовані з боків або ззаду набору матриць, які поглинають поперечну тягу, створювану під час операцій формування або різання, які не зосереджені на матриці. Коли операція штампування створює незбалансовані бічні навантаження, коробчаста-конструкція п’яти запобігає передачі цих сил повністю на напрямні штифти. Деякі інженери віддають перевагу тому, щоб направляючі штифти зачіпалися першими для встановлення вирівнювання, а п’яткові блоки поглинали бічні сили під час робочої частини ходу. Ходовий зазор між поверхнями п’яткової пластини має бути меншим, ніж зазор між шпилькою-і-втулкою, щоб це розташування функціонувало правильно; інакше напрямні штифти відхиляються під навантаженням, перш ніж п'яткові пластини візьмуть на себе роль.

Як компоненти працюють разом як система

Тут має значення перегляд-системного рівня. Кожен компонент матриці виконує певну роль, але ці ролі взаємозалежні:

• Башмаки матриці забезпечують жорсткість і площинність, забезпечуючи рівномірний розподіл сили на кожному встановленому елементі.
• Направляючі штифти та втулки забезпечують вирівнювання, контролюючи бокове положення верхньої матриці відносно нижньої в межах визначеного зазору.
• П’яткові блоки поглинають-центральне навантаження, захищаючи вузли напрямних від сил, які інакше прискорили б знос або спричинили прогин.

Видаліть будь-яку одну функцію, а інші погано компенсують. Ідеально вирівняна система напрямних, встановлена ​​на башмаку, що відхиляє матрицю, все ще створює зміщення під навантаженням. Жорсткі черевики зі зношеними втулками все ще допускають бічний занос. А без п’яткових блоків на матриці з асиметричними формувальними навантаженнями навіть на нових направляючих штифтах будуть утворюватися сліди заїдання протягом тисяч ходів.

У наведеній нижче таблиці кожен компонент зіставляється з його основною функцією, типовим матеріалом і конкретним результатом якості, який він контролює в готовій частині:

Це розуміння-системного рівня змінює ваш підхід до невдач. Коли матриця створює непостійні задирки на одній стороні заготовленої деталі, інстинкт полягає в тому, щоб відрегулювати зазор для різання на пуансоні та кнопці. Але якщо основною причиною є зношена втулка, яка допускає бічний люфт 0,0005 дюйма, регулювання зазору є тимчасовою латкою. Відтворення залишається, і проблема повертається через кілька тисяч звернень. Визнання того, що компоненти штампової матриці взаємодіють як система, спрямовує вас на фактичне джерело несправності, а не на її ознаки.

Направляюча система заслуговує на більш пильну увагу, оскільки це найбільша змінна продуктивності та вартості матриці. Дві принципово різні технології підшипників, підшипники ковзання та кулькові, пропонують дуже різні-компроміси щодо точності, швидкості та вимог до обслуговування.

Порівняння напрямних систем підшипників ковзання та кулькових підшипників

Направляюча система є місцем, де продуктивність матриці або тримається, або падає. Дві принципово різні технології змагаються за цю роль, і вибір неправильної коштує дорожче, ніж різниця в ціні між ними. Це коштує вам задирок, зміни розмірів, незапланованих простоїв і повільної ерозії довіри до деталей, що виходять з преса. Вибір між підшипниками ковзання та кульковими підшипниками залежить від-застосування, а не від того, що одне є кращим за інше.

Пояснення щодо напрямних опор підшипників ковзання

Система направляючих підшипників ковзання проста: напрямний штифт із загартованої сталі ковзає безпосередньо всередині втулки з невеликим робочим зазором між двома поверхнями. Зазвичай втулки виготовлені зі сталі з бронзовим- покриттям, суцільної алюмінієвої бронзи або-просоченої графітом бронзи, яка забезпечує само-змащувальні властивості. Конструкція протягом десятиліть була основою конфігурацій прес-матриць, і це не дарма.

Переваги практичні. Системи підшипників ковзання коштують дешевше, займають компактну оболонку, яка підходить для вузьких макетів штампів, і витримують умови, які можуть руйнувати-елементи кочення. Невелике зміщення, забруднення піщинками в повітрі, грубе поводження під час заміни матриці, навіть періодичні бокові навантаження внаслідок не-операцій формування по центру - підшипники ковзання сприймають таке зловживання більш передбачувано. Як зазначає Анкор Денлі, комплекти підшипників ковзання виходять з ладу більш передбачувано, коли виявляється зловживання, і вони не мають елементів кочення, які можуть розколюватися, розколюватися або забруднюватися сміттям.

Компроміс-так само очевидний. Тертя ковзання генерує тепло при вищій швидкості ходу, що прискорює зношування та може спричинити ковзання-, якщо змащування непостійне. Набір матриць гідравлічного преса, що працює на помірних швидкостях, може ніколи не зіткнутися з цим обмеженням. Але натисніть систему підшипників ковзання на 200-+ ударів за хвилину на механічному пресі, і ви помітите підвищення температури направляючої, прискорене зношування втулок і, зрештою, сліди від задирання, які сигналізують про те, що система працює за межами комфортного діапазону. Періодичне повторне-змащування не-підлягає обговоренню — надто мало викликає задири, надто багато притягує дрібні частинки, які перетворюються на суміш для притирання між поверхнями ковзання.

Вузли направляючих опор кулькових підшипників

Шарикопідшипникові напрямні замінюють контакт ковзання тілами кочення. Кульковий сепаратор обертається навколо зовнішнього діаметра направляючої стійки, а підшипники котяться між опорою та внутрішнім діаметром втулки під попереднім натягом. Цей попередній натяг, як правило, становить від 0,0001 до 0,0021 дюйма залежно відхарактеристики виробника, повністю усуває робочий зазор. Результатом є-нульове тертя, мінімальне виділення тепла та повторюваність вирівнювання, з якою звичайні системи не можуть зрівнятися на швидкості виробництва.

Для високошвидкісної прогресивної роботи високошвидкісного прес-штампу напрямок кулькових підшипників має перевагу. Зменшення тертя зберігає термічну стабільність напрямної системи під час тривалого виробництва, коли прес ніколи не охолоджується. Вирівнювання залишається незмінним, незалежно від того, досягли ви 100 чи 100 000 під час одного прогону. І оскільки контакти кочення утворюють набагато менше залишків зносу, ніж контакти ковзання, інтервали обслуговування значно подовжуються порівняно з еквівалентами підшипників ковзання.

Але системи кулькових підшипників мають суворі правила. Вони погано переносять ударні навантаження - неправильна подача або ковзання можуть призвести до пошкодження доріжок кочення, утворюючи вм’ятини, які спричиняють «виїмчастий» хід і прогресивне відхилення вирівнювання. Зараження однаково карає. На відміну від гладких втулок, у які можуть потрапляти дрібні частинки, тіла кочення перерозподіляють сміття на шлях підшипника, прискорюючи пошкодження з кожним ходом. Бічне навантаження від важких операцій формування або роботи з кутовим кулачком передається безпосередньо на окремі шарикопідшипники в точковому контакті, спричиняючи слідування, які врізаються в зовнішній діаметр направляючої стійки або внутрішній діаметр втулки.

Ви також зіткнетеся з ковзанням сепаратора в деяких випадках - стан, коли кульковий сепаратор зміщується зі свого проектного положення під час ходу, що зрештою спричиняє ковзання підшипників, а не котіння. Це створює тепло, пласкі-підшипники та прискорює знос. Виправлення є механічним: позитивний упор або бампер, який скидає положення клітки внизу кожного ходу.

Вибір між системами підшипників ковзання та кулькових

Обсяг виробництва та швидкість ходу є головними, але не єдиними факторами. Відверте запитання, як висловлюються досвідчені майстри інструментів, таке: що ви просите пробачити набір матриць? Пуансон і матриця для листового металу в чистому кліматично-підприємстві, на якому працюють тривалі виробничі цикли, є підручником для кулькових підшипників. Той самий інструмент переміщується між пресами в цеху із зимовим піском на підлозі та графіком змащування, який залежить від того, хто першим згадає - саме тут виживають підшипники ковзання, а кулькові підшипники швидко стають дорогими.

У наведеній нижче таблиці представлено рішення за критеріями, які мають найбільше значення при визначенні комплектів матриць для пресів:

Зверніть увагу, як клас точності пов’язаний безпосередньо з досяжними допусками деталей. Система підшипників ковзання з робочим зазором 0,0004 дюйма означає, що матриці пуансона для операцій преса можуть зміщуватися вбік на цю величину під час кожного ходу. Для грубого-заглушення допуску це прийнятно. Для прогресивного утримування отвору матриці-допуски положення плюс-мінус 0,002 дюйма на восьми станціях цей кумулятивний люфт стає обмежуючим фактором -, а гідравлічний прес-матриця на шарикопідшипнику з нульовим робочим зазором його повністю усуває.

Справжнє порівняння вартості — це не ціна покупки. Це наступний наслідок невідповідності направляючої системи застосуванню: пошук проблем з вирівнюванням, передчасна заміна пуансонів, керування таємничими задироками, які переміщують станцію до станції, і поглинання простоїв, що затьмарює початкову різницю в ціні між двома системами.

Тип направляючої системи контролює точність і швидкість. Але окреме рішення, яке впливає на доступ, напрямок подачі та розподіл навантаження, визначає, де ці напрямні сидять на черевиках матриці. Це питання постконфігурації, і воно є більш значущим, ніж більшість інженерів віддають йому належне.

Конфігурації стовпів Die Set і коли їх використовувати

Місце, де ваші направляючі штифти сидять на черевиках матриці, не є стандартним каталогом, який ви пропускаєте. Конфігурація стовпа визначає, як матеріал стрічки потрапляє в матрицю, які сторони залишаються доступними для втручання оператора, і наскільки добре набір башмаків матриці протистоїть прогину під асиметричними навантаженнями. Вибравши неправильне розташування, ви створите перешкоди для подачі, головний біль при обслуговуванні або проблеми з центруванням, які не вирішать жодні оновлення втулок. Чотири стандартні конфігурації матриці охоплюють переважну більшість програм штампування, кожна з яких має свою геометричну логіку.

Задні-комплекти штампів і передня-зазор для подачі

Набори матриць із задньою- стійкою розташовують обидва напрямні штифти вздовж заднього краю черевиків матриці. Це залишає передню та обидві сторони абсолютно вільними - саме те, що вимагає прогресивне штампування. Смуговий матеріал подається з одного боку через поверхню матриці та виходить з іншого, не зустрічаючи на своєму шляху напрямної стійки. Оператори отримують чітку видимість стрічки, легкий доступ для виправлення порушення подавання та місце для допоміжного обладнання, наприклад датчиків або систем-продування повітря.

Це найпоширеніша конфігурація штампа для штампів у цехах, де працюють із змійовою-подаванням. Набори штампів Danly, серед яких найбільше специфікують у північноамериканських інструментальних цехах, доступні в -розташуванні задніх стовпів саме тому, що прогресивне штампування домінує у{-серійному виробництві. Компроміс-є структурним: з обома стійками на одному краї набір матриць є менш стійким до переднього--гойдання під великим навантаженням порівняно з конфігураціями, які розподіляють напрямні точки ширше.

Конфігурації центральної-стовпи та діагональної-стовпи

Набори матриць із центральними стовпами розміщують напрямні штифти посередині протилежних країв, створюючи збалансовану геометрію, яка симетрично розподіляє сили вирівнювання. Це робить їх добре придатними для штампування та складних операцій, де сили різання діють більш-менш рівномірно по поверхні матриці. Центральне розташування запобігає скрученню та забезпечує послідовне вирівнювання незалежно від того, де на матриці зосереджено робоче навантаження.

Діагональні-набори стовпів поділяють різницю. Шпильки розташовані по діагоналі протилежних кутів, що зберігає прийнятний зазор для подачі вздовж одного краю, одночасно покращуючи жорсткість порівняно з компонуванням задньої -стійки. Якщо вам потрібен кращий розподіл навантаження, ніж це забезпечує задній-стійк, але ви не можете виправдати вартість і складність чотирьох-набору штампів для штампування, діагональне розміщення є практичною серединою. Саме з цієї причини багато наборів анкерних матриць доступні в діагональних конфігураціях - вони обслуговують операції середнього-обсягу, де ні чистий доступ, ні чиста жорсткість не домінують у специфікаціях.

Чотири-комплекти штампів для максимальної жорсткості

Чотири-конфігурації стовпів розміщують напрямний штифт у кожному куті черевиків матриці. Результатом є найвища досяжна точність вирівнювання та максимальна стійкість до відхилення від-центру або великих тоннажних навантажень. Великі складні штампи, матриці для перенесення та будь-яке застосування, де сили штампування є сильними або асиметричними, виграють від цього розташування.

Вартість доступу. Зі стовпами в усіх чотирьох кутах подача стрічки вимагає протягування різьблення через напрямні стовпи, а доступ оператора до внутрішньої частини матриці обмежений. Це прийнятний компроміс-для матриць великого-формату, які не потребують частого ручного втручання та де чудова продуктивність матриці під навантаженням переважує зручність. Чотири-комплекти штампів для пресів, які виконують операції перенесення, по суті, є стандартною конфігурацією штампів для тоннажів понад 200 тонн.

У наведеному нижче списку підсумовано кожну конфігурацію в порівнянні з її основною перевагою та найкращим-додатком:

• Задня-публікація:Безперешкодний передній і бічний доступ. Найкраще підходить для прогресивного штампування зі смужковим-матеріалом із рулонною подачею.
• Центр-повідомлення:Симетричний розподіл навантаження. Найкраще підходить для заготовок і складних штампів із збалансованими силами різання.
• Діагональна-стійка:Збалансована жорсткість із частковим зазором для подачі. Найкраще підходить для-роботи середнього обсягу, яка вимагає помірного доступу та підвищеної стабільності.
• Чотири-дописи:Максимальна точність вирівнювання і стійкість до прогину. Найкраще підходить для великих складних штампів, штампів для переміщення та великотоннажних-операцій.

Емпіричне правило: спочатку підберіть розташування стовпів до напрямку подачі, а потім до розподілу навантаження. Доступ визначає здійсненність; жорсткість визначає довголіття.

Конфігурація посту не є косметичною. Це функціональне рішення, яке безпосередньо взаємодіє з типом направляючої системи, розмірами башмака матриці та силами, які надає ваш прес. Набір задніх-стійок із напрямними кулькових підшипників відрізняється від чотирьох{3}}набору опор із підшипниками ковзання -, кожен з яких оптимізований для іншої реальності виробництва. Але жодна конфігурація не реалізує свій потенціал, якщо самі башмаки матриці не виготовлені з відповідного матеріалу відповідно до тоннажу, ваги та теплових вимог програми.

Матеріали для штампувальних взуттів та їхня ефективність-компромісів

Набір матриць може мати ідеальне вирівнювання направляючих, ідеальну конфігурацію стовпа та правильну систему підшипників - і все одно мати низьку продуктивність, оскільки самі черевики згинаються, деформуються або важать занадто багато для застосування. Матеріал башмака матриці – це рішення, яке визначає жорсткість під навантаженням, термічну стабільність під час тривалих циклів, логістику обробки під час заміни матриці та довгострокове{2}}збереження розмірів через мільйони циклів пресування. Однак у більшості специфікацій за замовчуванням використано сталь без урахування того, чи вона насправді найкраще підходить. Три групи матеріалів охоплюють діапазон застосування для штампування: сталь, алюмінієвий сплав і чавун. Кожен вирішує окрему проблему і кожен вводить власні обмеження.

Сталеві штамповані черевики та їх переваги міцності

Сталь використовується за замовчуванням для виробничих наборів металевих штампів, і це не дарма. Коли ваші металеві пресові матриці стикаються з великою вантажопідйомністю, великими-центральними навантаженнями або тривалими безперервними виробничими циклами, ніщо не зрівняється з жорсткістю та стійкістю до прогину правильно визначеного сталевого башмака. Найпоширеніші сорти розбиваються за ступенем тяжкості застосування.

Конструкційна сталь A36 є вихідною - доступною, широко доступною та простою в обробці. Він добре підходить для легкого--помірного штампування, де абсолютний контроль прогину не критичний. Але A36 несе залишкові напруги від кочення та різання, які можуть зникати з часом, спричиняючи дещо деформацію черевика після механічної обробки. Для сталевих штампувальних штампів, які, як очікується, будуть підтримувати щільну паралельність протягом сотень тисяч циклів, необхідним стає-знятий напруження A36 або підвищення класу.

4140 легована сталь є робочою конячкою для вимогливих застосувань. Після загартування та відпуску він забезпечує вищу межу текучості та стійкість до втоми, ніж A36, тобто черевик менше прогинається під ударними навантаженнями та довше зберігає свою площинність. Цехи, що працюють із високотоннажними комбінованими чи прогресивними сталевими штампами, зазвичай вказують 4140 як для верхнього, так і для нижнього черевиків, коли обсяги виробництва штампів перевищують 500 000 ударів.

Компроміс-полягає у вазі та вартості обробки. Сталевий башмак важить приблизно втричі більше, ніж еквівалентний алюмінієвий черевик. Для великої прогресивної матриці з башмаками розміром 36 на 60 дюймів це означає сотні фунтів додаткової ваги, що впливає на вантажопідйомність крана, розподіл тоннажу преса та-час заміни матриці. Механічна обробка сталі також займає більше часу, хоча сучасна технологія фрезерування може досягти точності поверхні, порівнянної з шліфуванням для штампів.

Алюмінієві черевики для зменшення ваги

Коли набір штампів з листового металу виграє від алюмінієвих черевиків? Не тоді, коли вантажопідйомність преса є обмеженням - нижчий модуль алюмінію означає більше прогинання під однаковим навантаженням. Але коли сама матриця є важким об’єктом, який піднімають, транспортують, зберігають і затискають у пресі, алюміній повністю змінює рівняння логістики.

Уявіть собі велику прогресивну матрицю зі сталевими башмаками загальною вагою 4000 фунтів. Замініть ці черевики на алюмінієвий сплав, і матриця впаде приблизно до 2800 фунтів. Ця економія ваги впливає на кожну точку взаємодії: менші мостові крани, швидша зміна штампів, менший знос пресових балок і менше навантаження на автоматизоване обладнання під час переміщення штампів. Для заводів, які часто переналагоджуються або працюють преси, близькі до лімітів ваги, алюмінієве взуття є практичною необхідністю, а не розкішшю.

Два сплави домінують на ринку металевих штампів для алюмінієвого взуття. 7075 алюміній є-варіантом високої-міцності - після обробки старінням його міцність на розрив наближається до міцності низько-вуглецевої сталі, зберігаючи при цьому перевагу алюмінію на-третину щільності. Стабільність розмірів чудова, що робить 7075 вибором для штампів з листового металу, які вимагають жорсткого збереження паралельності з часом. QC-7 (запатентована пластина інструменту з литого алюмінію) забезпечує подібну міцність із кращою площинністю, що постачається, зменшуючи механічну обробку, необхідну для приведення взуття в допуск.

Алюміній 6061 є економічною-альтернативою. Він обробляється швидше, стійкий до корозії без додаткової обробки та коштує менше, ніж 7075. Міцність нижча, тому 6061 підходить для легких--помірних навантажень штампування, коли зменшення ваги важливіше, ніж абсолютна жорсткість. Малі металеві штампи для формування електронних компонентів, корпусів роз’ємів і заготовок тонкого-калібру є типовим застосуванням 6061.

Також алюміній добре поглинає енергію удару. якЗазначає The Fabricator, алюміній є хорошим металом для поглинання ударів, що робить його практичним вибором для штампів для заготовки, де енергія-замикання потребує розсіювання, а не передачі в раму преса. Можна додавати спеціальні сплави, щоб надати алюмінію більшої міцності на стиск, ніж низько-вуглецева сталь, розширюючи його застосування за межі порівняння сирої щільності.

Варіанти чавуну та спеціальних матеріалів

Чавун займає нішу, яку погано заповнює ні сталь, ні алюміній: гасіння вібрацій. Кожен хід преса для штампування генерує енергію удару, і те, наскільки швидко ця енергія розсіюється, визначає рівень шуму, швидкість втоми компонентів і якість обробки поверхні штампованих деталей. Чавун тут кращий завдяки своїй внутрішній мікроструктурі.

Сірий чавун (Meehanite та подібні комерційні марки) містить лусковий графіт, розподілений по всій чавунній матриці. Ці графітові лусочки діють як поверхні внутрішнього тертя -, коли вібраційна енергія проходить через матеріал, дислокаційні рухи вздовж базових площин графіту перетворюють механічну енергію на тепло. Результат єамортизаційна здатність приблизно в чотири рази більша, ніж у сталі, тобто вібрації згасають набагато швидше в чавунному черевику, ніж у еквівалентній сталевій пластині.

Ковкий чавун (чавун з шаровидним графітовим шаром) пропонує золоту середину. Його сфероїдна графітова структура забезпечує приблизно вдвічі більшу амортизаційну здатність, ніж сталь, водночас забезпечуючи механічні властивості - міцність і в’язкість -, набагато ближчі до сталі, ніж сірий чавун. Для штампів для формування металу, які створюють помірні навантаження, але виграють від зниженої вібрації, черевики з ковкого чавуну є економічно-ефективним рішенням, яке не жертвує цілісністю конструкції.

Мінус? Чавун важчий за сталь для еквівалентної жорсткості, і його не можна легко модифікувати після лиття. Ви не відфрезеруєте нові монтажні отвори чи перемістите отвори для направляючих штифтів так легко, як у сталевому чи алюмінієвому черевику. Чавун також ламається, а не деформується під екстремальним перевантаженням, що робить його непридатним для застосувань, де можливі випадкові стрибки тоннажу. Але для середніх{3}}обсягів виробництва в цехах, де контроль вібрації, зниження шуму та обмеження витрат переважують абсолютну жорсткість, чавунні черевики залишаються законною специфікацією.

Наведене нижче порівняння порівнює кожне сімейство матеріалів з характеристиками ефективності, які обумовлюють вибір башмака:

Жоден матеріал не виграє за всіма критеріями. Рішення пов’язане з вашими конкретними обмеженнями: обмеження щодо тоннажу та прогину вказують на сталь, логістика ваги та транспортування надає перевагу алюмінію, а проблеми з вібрацією чи шумом виправдовують чавун. У багатьох цехах різні матриці на одній пресовій лінії використовують різні матеріали для взуття залежно від того, що вимагається для кожної операції.

Вибір матеріалу встановлює фізичні межі можливостей набору матриць. Але справжня проблема специфікації полягає в узгодженні всіх цих змінних - типу направляючої, конфігурації стовпа та матеріалу черевика - до конкретної операції штампування, яку виконуватиме матриця. Кожна з прогресивних, складених і перехідних операцій висуває різні вимоги, які по-різному формують кожне рішення про набори матриць.

Відповідність наборів матриць до прогресивних складних і операцій перенесення

Ви можете вказати правильну систему направляючих, правильну конфігурацію стовпа та правильний матеріал черевика - і все одно мати набір матриць із недостатньою продуктивністю. як? Ігноруючи тип операції штампування, який визначає, як усі ці змінні мають працювати разом. Прогресивний штамп і складений штамп висувають принципово різні вимоги до наборів штампів, навіть якщо вони штампують схожі матеріали з однаковою потужністю. Операції передачі повністю додають ще один шар. Тип операції — це не просто контекст для рішення про встановлення матриці -, це принцип організації, який визначає, які комбінації конфігурації, вказівок і матеріалів насправді працюють.

Набори матриць для прогресивного штампування

Прогресивні штампи переміщують смугу листового металу через кілька станцій послідовно, виконуючи іншу операцію на кожній зупинці - прокол на першій станції, формування на третій станції, штампування на сьомій станції. Кожна станція залежить від смуги, яка реєструється в точно такому ж поперечному та поздовжньому положенні відносно набору кубиків, удар за ударом. Ця вимога щодо реєстрації робить прогресивне штампування найвибагливішим додатком для штампів для листового металу з точки зору набору матриць.

Геометрія набору матриць відповідає геометрії процесу. Прогресивні матриці довгі та вузькі, часто зі співвідношенням довжини-до-ширини башмака 3:1 або більше. Ширина смуги визначає ширину черевика, але кількість станцій і крок між ними визначає довжину башмака. Дванадцяти-станційна прогресивна матриця з кроком 2 дюйми потребує щонайменше 24 дюймів робочої довжини, а також додатковий матеріал башмака поза першою та останньою станціями для розміщення направляючого штифта та структурної підтримки.

Відстань між напрямними має тут більше значення, ніж у будь-якому іншому типі операції. З довгим вузьким башмаком напрямні штифти широко рознесені в напрямку подачі, але близько розташовані по ширині. Ця геометрія забезпечує відмінний опір боковому зміщенню (напрямок, який є найбільш критичним для зчеплення пуансона-з-матрицею), але менший опір кутовому обертанню в напрямку подачі. Направляючі системи кулькових підшипників є стандартом для прогресивного штампування саме тому, що кумулятивний стек допусків на кількох станціях вимагає нульового-вирівнювання зазору. Система підшипників ковзання навіть з люфтом 0,0004 дюйма перетворюється на вимірну похибку позиціонування на станціях, розташованих далеко від напрямних штифтів.

Конфігурації задньої-стовпи або діагональної-стійки домінують у прогресивних застосуваннях, оскільки смуга має входити з одного боку та виходити з іншого, не стикаючись із перешкодами. Як пояснює Ларсон Інструмент, прогресивні штампи працюють через послідовні станції, де смуга металу подається в матрицю та рухається через різні станції, при цьому кожна виконує певну операцію, як-от різання, згинання або штампування. Цей безперервний шлях подачі стрічки не вміщує напрямних стовпів у лінії подачі.

Для прес-штампів у прогресивному застосуванні набір матриць також повинен включати допоміжні системи: направляючі штифти, які реєструють стрічку на кожній станції, датчики, які виявляють неправильне подавання, і азотні пружини або уретанові знімачі, які керують підйомом стрічки між ударами. Усі вони кріпляться до башмаків матриці та займають вертикальну площу в межах висоти закриття. Товщина черевика повинна врівноважувати жорсткість з доступним денним світлом у пресі.

Набори штампів для складних і заготівельних операцій

Складні матриці використовують інший підхід. Замість того, щоб розподіляти операції між декількома станціями, комбінована матриця виконує дві або більше операцій різання за один хід -, як правило, штампування та проколювання одночасно. Пуансони та матриці працюють в обох напрямках: заглушний пуансон проштовхує вниз через нижній отвір матриці, тоді як проколюючі пуансони, встановлені в нижньому черевику, одночасно просуваються вгору через заготовку. Це створює плоску, точну деталь матриці для вирубування з проколотими отворами, які утримуються точно по відношенню до краю заготовки, і все це відбувається за один цикл пресування.

Профіль навантаження – це те, що відрізняє складені операції з точки зору набору матриць. Оскільки всі сили різання діють одночасно на відносно компактній території, загальний тоннаж високий, але загалом добре{1}}центрований. Немає прогресування смуги, що створює варіації від-до-станції, і сили не мігрують через поверхню матриці під час ходу, як формувальні матриці створюють рухомі навантаження.

Цей центрований, збалансований профіль навантаження надає перевагу конфігураціям чотирьох-опор або центрально{1}}опорних штампів із сталевими башмаками важкого-профілю. Розташування з чотирма -стійками протистоїть значній миттєвій деформації, яка виникає, коли всі пуансони та матриці спрацьовують одночасно. Сталеві башмаки 4140 або-A36 зі зниженим навантаженням забезпечують жорсткість, необхідну для підтримки паралельності під впливом значних сил штампування - формувальна матриця може вимагати 20 тонн, розподілених по формувальній площадці, тоді як складна штампова штамп такого ж розміру може вимагати 60 або більше тонн, зосереджених за один хід.

Вимоги до системи Guide для складених операцій менш екстремальні, ніж для прогресивної роботи. Пресова матриця закривається один раз, виконує операцію та відкривається - немає сукупної помилки від станції до станції. Направляючі підшипників ковзання комерційного класу точності добре підходять для штампування середніх-об’ємів композицій, хоча цехи з жорсткими-заготовками допусків (медичні компоненти, електронні роз’єми, прецизійні шайби) все ще виграють від систем кулькових підшипників, які усувають будь-який бічний зазор під час критичного моменту різання.

Складні матриці також забезпечують збалансовану енергію-замикання, оскільки периметри різання розподілені симетрично. Це робить набір матриць менш чутливим до розгойдування або нахилу під час прориву, але загальна енергія удару є високою. Взуття з хорошими характеристиками амортизації вібрації - чавун або товста-сталь - допомагають керувати цією енергією без передачі надмірного втомного навантаження на вузли напрямних.

Міркування набору матриць для перенесення

Трансферне штампування працює за принципово іншим принципом, ніж прогресивна або складна робота. Замість того, щоб подавати безперервну стрічку через одну матрицю, системи передачі використовують механічні пальці або захвати, щоб підхоплювати окремі заготовки та переміщувати їх між окремими станціями матриці, встановленими на загальній опорі. Кожна станція має власну прес-форму та - критично - власний набір матриць.

Це створює проблему специфікації, яка не існує в прогресивних або складних інструментах: між-вирівнювання матриці. Кожна формувальна матриця в транспортній лінії повинна реєструвати свою заготовку в тій самій просторовій системі координат, що й будь-яка інша станція. Якщо набір матриць номер три зсувається на 0,002 дюйма вбік відносно набору матриць номер два, деталь, що виходить із позиції три, переносить цю помилку в кожну наступну операцію. Пуансони та матриці на нижніх станціях потім спрацьовують проти частини, яка вже неправильно розміщена, ускладнюючи проблеми з розмірами з кожною передачею.

Штампи для перенесення обробляють великі або складні деталі, які вимагають кількох операцій, коли заготовка вирізається, а потім передається через різні станції для формування, згинання чи інших операцій. Кожна станція працює незалежно, що дає дизайнерам гнучкість для створення складних форм, але вимагає, щоб кожен окремий набір матриць досягав високої точності позиціонування на опорі.

Набори штампів для операцій переміщення зазвичай використовують конфігурації з чотирма-стійками, оскільки кожна станція може виконувати важке формування зі значними -центральними навантаженнями - глибокими операціями витяжки, відбортування або обрізки, які створюють поперечну тягу в непередбачуваних напрямках залежно від геометрії деталі на цьому етапі. Чотири-розташування опор витримує ці навантаження, не покладаючись лише на п’яткові блоки. Сталеві башмаки є стандартними, оскільки окремі набори штампів повинні підтримувати стабільність розмірів під час повторюваних великих навантажень формування протягом тривалих виробничих кампаній.

Одне зауваження, унікальне для роботи з перенесенням: оскільки кожен набір матриць є відносно компактним (виконує одну операцію на одній деталі, а не дванадцять операцій на смузі), комбінації пуансона та матриці на кожній станції можна оптимізувати незалежно. Станція може використовувати набір матриць для неглибокого формування з напрямними підшипників ковзання, оскільки навантаження є помірними. Четверта станція, що виконує глибоку витяжку із сильним боковим навантаженням, може потребувати напрямних шарикопідшипників і максимальної товщини башмака. Ця-оптимізація станції — це розкіш, яку не допускає прогресивне штампування, де один набір матриць має обслуговувати всі станції одночасно.

Наступна послідовність рішень пов’язує тип операції зі специфікацією набору матриць у логічному порядку:

1. Визначити тип операції- прогресивний, складений або перехідний -, оскільки він визначає профіль навантаження, геометричну оболонку та вимоги до доступу.
2. Визначте величину та розподіл навантаження- центрований і збалансований (складений), розподілений між станціями (прогресивний) або змінний за станцією (перенесення).
3. Виберіть конфігурацію публікації- задня-стовпа або діагональ для прогресивного зазору подачі, центральна-стовпа або чотири-стовпи для розподілу складного навантаження, чотири-стовпи для жорсткості передачі.
4. Вкажіть напрямну систему- кульковий підшипник для прогресивної точності та швидкості, підшипник ковзання або кульковий підшипник для компаунду на основі об’єму, вибір на-станцію для передачі на основі індивідуальних вимог до навантаження.
5. Виберіть матеріал для взуття- сталь для великотоннажних компаундів і станцій передачі, алюміній для великих прогресивних матриць з обмеженнями ваги, чавун, де гасіння вібрації виправдовує компроміси-.

Ця послідовність працює, оскільки кожне рішення обмежує наступне. Ви не можете розумно вибрати конфігурацію стовпа, не знаючи, чи повинна стрічка проходити через матрицю. Ви не можете вказати систему гідів, не знаючи, чи має значення кумулятивна точність від-до-станції. І ви не можете вибрати матеріал для взуття, не розуміючи тоннаж, термічні вимоги та вимоги до транспортування конкретних формувальних штампів.

Знати, яка конфігурація набору матриць відповідає вашому типу роботи,-важлива для проектування. Завдання -на стороні закупівель є настільки ж важливим: перетворення цих знань у специфікацію, яку постачальник може точно надати та створити правильно. Це означає визначення точних розмірів, допусків і виробничих параметрів перед першою розмовою з постачальником штампів.

Як вибрати та визначити правильний набір матриць

Знати, як має виглядати набір матриць для вашої програми – це одне. Передача цих знань постачальнику таким чином, щоб отримати правильний результат, — це щось зовсім інше. Розрив між наміром проекту та виконанням закупівлі є місцем, де міститься більшість помилок у специфікаціях. Інженер-інструментатор може точно зрозуміти, яка конфігурація стовпа та система направляючих вимагаються для операції, але якщо в замовленні на закупівлю відсутні розмірні обмеження, які прив’язують ці вибори до преса, поставлений комплект матриць може не підходити, працювати або не служити. Подолання цього розриву вимагає дисциплінованого підходу до визначення розмірів, допусків і виробничих параметрів до того, як надішлеться запит на пропозицію.

Необхідно вказати критичні розміри та допуски

Кожна специфікація набору штампів відслідковується двома опорними точками: пресом, у якому він працюватиме, і деталлю, яку він має допомогти виготовити. Пропустіть будь-яке з’єднання, і ви купуєте набір матриць, який працює в теорії, але не працює на практиці.

Почніть із закритої висоти. якMetalForming Magazine пояснює, висота закритого штампа означає загальну висоту вузла штампа в його повністю закритому положенні -, і вона повинна знаходитися в межах мінімальної та максимальної{1}}висоти штампа цільового преса. Якщо висота закривання матриці перевищує доступний простір, рама преса розтягується, а з’єднання стискаються, створюючи надмірний тоннаж, який пошкоджує як матрицю, так і прес. Обчисліть максимальну висоту матриці, віднявши товщину валика від висоти закриття преса, а потім відніміть довжину налаштування плашки, щоб знайти мінімальну висоту матриці. Закрита висота набору матриць повинна знаходитися між цими двома числами з можливістю регулювання.

Денне світло - вільний простір між черевиками, коли матриця повністю відкрита - визначає, чи мають ваші матриці інструментів достатній вертикальний зазор для подачі стрічки, викидання деталей і видалення брухту. Товщина черевика безпосередньо залежить від денного світла в межах фіксованої висоти: більш товсті черевики забезпечують більшу жорсткість, але займають вертикальний простір, необхідний робочим елементам.

Діаметр направляючого штифта, клас втулки та точність підгонки між ними визначають можливість центрування. Більші штифти краще протистоять відхиленню під великими навантаженнями, але вони займають площу колодки, яка може знадобитися для кріплень інструментів. Клас втулки - комерційний, прецизійний або над-прецизійний - встановлює максимальний боковий люфт, дозволений під час роботи. А допуск на паралельність між верхньою та нижньою поверхнями кріплення башмака контролює, наскільки рівномірно розподіляються сили різання по поверхні матриці. TheСтандарт ANSI B94.6вказує допуски на компоненти набору матриць, вимоги до паралельності зазвичай становлять 0,02 мм на 300 мм довжини колодки для точних застосувань.

Вимоги до обсягу та швидкості виробництва

Від вашого очікуваного обсягу виробництва залежить, чи виправдана вартість системи напрямних кулькових підшипників, чи підшипники ковзання забезпечують адекватну продуктивність за менших інвестицій. Це не розпливчаста вказівка ​​- це рішення, яке можна прорахувати.

Для серії менше 50 000 ударів на рік комплекти матриць для підшипників ковзання комерційного класу точності справляються з більшістю завдань без надмірного зносу. Інтервал заміни втулок при помірній частоті ходу дає вам роки служби до накопичення витрат на обслуговування. Від 50 000 до 500 000 щорічних ударів розрахунок змінюється: напрямні шарикопідшипників зменшують загальне обслуговування, зберігають жорсткіші допуски на більш тривалих циклах і зберігають стабільність вирівнювання пуансона-з матрицею, оскільки температурні умови змінюються через розширені виробничі цикли.

Понад 500 000 звернень на рік - особливо у високошвидкісному прогресивному штампуванні - прецизійні системи кулькових підшипників окупаються зменшенням браку, довшим терміном служби пуансона та меншою кількістю незапланованих зупинок. Взаємозв’язок частоти ходу є прямим: вищі швидкості виробляють більше тепла в системах підшипників ковзання, прискорюючи знос і скорочуючи ефективне вікно обслуговування. Направляючі кулькових підшипників залишаються термічно стабільними при 300-+ ходах за хвилину, де гладкі системи вимагають перерви змащування в середині циклу.

Звучить як простий поріг гучності? Це більш нюанси, ніж це. Спеціальна матриця для металевого штампування, що працює на 100 000 циклів, але має допуски плюс-або-мінус 0,001-дюймів, може потребувати направлення кулькових підшипників у об’ємах, які зазвичай потрапляють у діапазон підшипників ковзання. Вимоги до толерантності та об’єм разом визначають правильну систему направляючих – жоден фактор сам по собі не дає повної інформації.

Робота з постачальником набору матриць

Перш ніж залучати виробників штампів, підготуйте наступну інформацію. Вступ у розмову про цитування без цих деталей змушує постачальника припустити -, а припущення стають помилками в готовому наборі матриць.

• Модель преса та номінальний тоннаж- підтверджує, що конструкція матриці залишається в межах потужності преса.
• Діапазон висоти затвора- мінімальний і максимальний простір висоти матриці, враховуючи товщину балки та регулювання штока.
• Розміри балки та шаблон Т-шліца- визначає межі розміру сліду взуття та метод затискання.
• Напрямок подачі та метод обробки стрічки/заготовки- керує вибором конфігурації стовпа (задня-стовпа для змійовика-з прогресивною подачею, чотири-стовпа для перенесення).
• Розрахунковий річний обсяг і цільова частота інсультів- визначає клас направляючої системи та клас матеріалу взуття.
• Необхідні допуски деталей- точність розмірів штампованої деталі сходить до можливості вирівнювання штампів.
• Обмеження ваги матриці- Обмеження вантажопідйомності крана та ваги преса можуть вимагати використання алюмінієвих башмаків замість сталевих.
• Екологічні умови- брудні або високі{1}}температурні цехи можуть віддавати перевагу підшипникам ковзання над системами кулькових підшипників для стійкості до забруднення.

Для стандартних застосувань - просте штампування, одно-станційне формування, короткі-прототипи - каталожні набори штампів від визнаних виробників штампів дозволяють виконати роботу за передбачуваною ціною та часом. Ви вибираєте розмір черевика, конфігурацію стовпа, систему напрямних і матеріал із доступних опцій, і набір приходить готовий для монтажу інструментів.

Те, де стандартні опції не вистачають, – це складні спеціально розроблені штампи для штампування металу, які вимагають не-стандартної геометрії башмаків, незвичайного розміщення напрямних штифтів, інтегрованих колекторів азоту або наборів матриць, розроблених відповідно до певної послідовності формування. Ці дизайнерські-важкі рішення виходять за межі того, що може вирішити каталог. Постачальникам подобаєтьсяІЧЕНЬспеціалізуються на індивідуальних рішеннях для штампувальних штампів, де інженерам потрібна підтримка щодо структури штампів, специфікації компонентів, інтеграції пуансона та підйомника, оптимізації зазорів і потоку матеріалу -, що робить їх потужним ресурсом, коли вимоги до застосування не відповідають стандартним категоріям виробництва штампів.

Сам процес специфікації є індивідуальною вправою в спілкуванні. Кожен розмір, який ви визначаєте, продуктивно обмежує простір проектування постачальника. Кожен вимір, який ви залишаєте невизначеним, стає рішенням, яке постачальник приймає без вашого контексту. Чим повніша ваша специфікація, тим більша ймовірність того, що доставлений набір матриць працюватиме так, як це потрібно вашим інструментальним матрицям із першого удару.

Добре-специфікований, добре-створений набір матриць настільки ж гарний, як і його постійна продуктивність у пресі. І навіть найкращі технічні характеристики не можуть запобігти поступовій деградації, яку відчуває з часом кожна матриця для штампування. Раннє розпізнавання симптомів цього погіршення - до того, як воно виявиться у якості частини чи катастрофічній несправності -, є різницею між запланованою зупинкою на технічне обслуговування та екстреною зупинкою виробничої лінії.

Усунення поширених проблем із набором матриць

Набір кубиків не виходить з ладу відразу. Воно шепоче перед тим, як кричить. Направляючий штифт, який задирає з одного боку, заусенець, який мігрує від станції до станції, положення отвору, яке дрейфує на півтисячної за зміну - це не випадкові події якості. Це симптоми з простежуваними причинами, і майже всі вони вказують на каркас матриці, а не на встановлений на ньому робочий інструмент. Проте більшість магазинів лікують ці симптоми, регулюючи штампи для штампування, змінюючи зазор для різання або замінюючи матриці для прес-штампів - тимчасові виправлення, які маскують справжню проблему, поки вона погіршується.

Більшість проблем із набором матриць виникають через помилки специфікації чи налаштування, а не через дефекти компонентів. Правильно визначений набір матриць, який неправильно встановлений, неналежним чином обслуговується або експлуатується поза проектними параметрами, вийде з ладу задовго до того, як його компоненти досягнуть межі втоми матеріалу.

Діагностика зміщення та задирання

Заїдання напрямних штифтів або втулок є найпомітнішим симптомом невідповідності -, який найчастіше неправильно діагностують. Ви помітите сліди перенесення матеріалу, надрізи або розмазаний метал на поверхні штифта або всередині отвору втулки. Ці позначки вказують на те, що під навантаженням дві поверхні контактують-з-металом, утворюючи достатньо тепла та тиску для мікро-зварювання та розриву матеріалу від однієї поверхні до іншої. Як пояснює JVM Manufacturing, навіть незначні зміщення перешкоджають безперебійній роботі станцій, спричиняючи нерівномірний знос і невідповідність розмірів, що створює ефект доміно у всій системі матриць.

Що це викликає? Три кореневі умови, окремо або в комбінації:

• Зношені втулки- робочий зазор між штифтом і втулкою розкрився понад специфікації, дозволяючи верхньому черевику зсунутись убік, перш ніж штифт відцентрує його. Цей зсув означає, що штифт входить у втулку під невеликим кутом кожного ходу, концентруючи контактний тиск з одного боку.
• Відхилені штампи- черевик, який втратив площину внаслідок багаторазового ударного навантаження дуг із низьким тоннажем, нахилу отвору втулки не паралельно осі направляючого штифта. Штифт і втулка зміщуються тільки під навантаженням, що робить проблему непомітною під час статичного огляду.
• Неправильна настройка преса- якщо прес-циліндр не паралельний опорі або якщо затискачі матриці застосовують нерівномірну силу під час монтажу, увесь набір матриць працює в перекошеному стані, який неможливо виправити жодним внутрішнім центруванням.

Огляд простий, якщо ви знаєте, що шукати. Витягніть набір матриць із преса та огляньте кожен напрямний штифт при хорошому освітленні. Сліди від подразнень виглядають як блискучі розмазані плями - зазвичай на одній стороні штифта, що вказує на невідповідність напряму. Перевірте відповідний отвір втулки на наявність міток на протилежній стороні. Якщо задирання присутні на обох штифтах в одному положенні обертання, проблема, імовірно, пов’язана з-натисканням (паралельність штока або нерівність затискача матриці). Якщо він з’являється лише на одному штирі або в різних положеннях, підозрюйте прогин колодки або локальний знос втулки.

Коригувальні дії слідують за діагностикою: замініть зношені втулки та розверніть отвори, якщо необхідно. Повторно -відшліфуйте монтажні поверхні черевиків, щоб відновити паралельність. Пере-вирівняйте прес або відрегулюйте затискачі матриці для рівномірного розподілу тиску. У важких випадках, коли подряпини призвели до подряпин на поверхні направляючого штифта, сам штифт потребує заміни - подряпина штифта прискорить знос втулки навіть у щойно розвернутому отворі.

Передчасний знос і вихід з ладу направляючої шпильки

Направляючі штифти не повинні швидко зношуватися. Правильно вказаний пін у правильній програмі триває мільйони циклів. Коли пуансони та напрямні штифти починають демонструвати передчасне зношування - подряпин, зменшення діаметра або точкову появу на поверхні задовго до очікуваного терміну служби - щось в умовах експлуатації перевищило проектні межі.

Загальні першопричини:

• Недостатнє змащення- Напрямні системи підшипників ковзання залежать від мастильної плівки між цапфою та втулкою. Коли ця плівка руйнується, виникають стрибки тертя та експоненціально прискорюється знос. Галузеві дані показують, що мастило не є ліком-від усього, але його відсутність є катастрофічною - воно не може відновити притуплений край або вирівняти напрямний штифт, але без нього поверхні ковзання створюють тертя та тепло, які швидко руйнують як штифт, так і втулку.
• Надмірні-центральні навантаження- коли операція штампування створює бічний поштовх, який перевищує те, що можуть поглинути п’яткові блоки, решта сили передається на напрямні штифти. Штифти призначені насамперед для вирівнювання, а не для-витримування навантаження. Постійне бокове навантаження створює напругу згину в місці-підгонки шпильки до черевика, що зрештою втомлює шпильку або зношує овал у втулці.
• Неправильна марка матеріалу направляючого штифта- шпилька, загартована до 58 HRC, під час застосування із сильними ударними навантаженнями може сколоти або відколотися на поверхні. Шпилька з міцністю 45 HRC у -високошвидкісному застосуванні зношується надто швидко. Клас матеріалу має відповідати як типу навантаження (удар чи ковзання), так і робочій швидкості.
• Перевищення номінальної швидкості ходу для системи підшипників ковзання- кожен підшипник ковзання має обмеження PV (тиск-швидкість). Якщо його перевищити, мастильна плівка руйнується, тепло-, що створюється тертям, накопичується швидше, ніж розсіюється, і поверхня втулки штифта- переходить від зносу до руйнування. Це класичний режим несправності, коли операція штампу преса переміщується з помірно-швидкісного преса на більш швидкий без оновлення системи напрямних.

Коли ви виявите передчасне зношення, протистояти імпульсу просто замінити штифт і втулку. Якщо умови роботи не змінилися, нові компоненти виходитимуть з ладу за тією ж траєкторією. Натомість визначте, яка основна причина стосується, і усуньте її - оновіть метод змащування, додайте або змініть розмір п’яткових блоків, повторно-вкажіть матеріал штифта або оновіть напрямні до кулькових підшипників, якщо застосування переросло те, що можуть забезпечити підшипники ковзання.

Втрата паралельності та її вплив на якість деталей

Паралельність башмаків з часом погіршується. Кожне натискання передає енергію удару в черевики, і повторне навантаження поступово змінює їхню геометрію. Зміни вимірюються тисячними частками дюйма - невидимі для ока, непомітні при ненавмисному поводженні -, але каскадом виникають проблеми з якістю деталей, які, здається, не пов’язані з набором матриць.

Коли верхній черевик втрачає паралельність нижньому черевику, зазор між пуансоном і кнопкою матриці стає нерівним по поверхні матриці. Одна сторона пробитого отвору має щільніший зазор, тоді як протилежна сторона відкривається. Більш вузький зазор забезпечує чистий зсув, але прискорює знос пуансона. Більш вільний зазор дозволяє матеріалу рватися, а не зрізати чисто, утворюючи задирки, які поступово стають гіршими з одного боку кожного елемента різу.

Ефекти складаються звідти. Нерівномірний зазор означає нерівномірні сили різання, що створює асиметричне замикання-через навантаження, які ще більше прискорюють втрату паралельності - само-цикл деградації, що самозміцнюється. Операції формування страждають по-іншому: не-паралельний набір матриць створює нерівномірний тиск на тримач-заготовки, спричиняючи зморшки з одного боку витяжки та стоншення з іншого. Зміщення розмірів у штампованих деталях стає симптомом цеху-, але основна причина криється в башмаках матриці, а не в металевих пуансонах і компонентах матриці, які виконують формування.

Для вимірювання паралельності потрібна поверхня та циферблатний індикатор або ростомір. При закритому наборі матриць і без встановлених робочих інструментів, вказуйте верхню поверхню верхньої колодки, посилаючись на нижню поверхню нижньої колодки. Відхилення має бути в межах початкової специфікації - зазвичай від 0,0002 до 0,0005 дюйма на дюйм довжини черевика для точних застосувань. Якщо він перевищує цей діапазон, взуття потребує повторного-шліфування, щоб відновити рівність і паралельність.

Контрольний список для усунення несправностей-набору матриць із п’ятьма точками

Коли набір матриць починає створювати проблеми з якістю, систематично перевіряйте ці п’ять режимів відмови. Кожен з них пов’язує видимий симптом з його найбільш імовірною причиною та правильними діями:

• Симптом:Заїди на напрямних штифтах або втулках.Причина:Зношені втулки, прогин башмака або зміщення преса, що створює кутовий контакт.Дія:Замініть втулки, повторно-відшліфуйте башмаки, щоб відновити паралельність, перевірте центрування-наконечника для-підсилення та переконайтеся, що затискачі матриці застосовують рівномірну силу затиску.
• Симптом:Передчасне зменшення діаметра направляючого штифта або подряпини на поверхні.Причина:Недостатнє змащування, надмірне бокове навантаження, що перевищує ємність п’яткового блоку, або робота системи підшипників ковзання вище ліміту PV.Дія:Оновіть метод або інтервал змащування, змініть розмір п’яткових блоків, щоб поглинати бічні сили, або оновіть напрямні на кулькових підшипниках, якщо вимоги до швидкості перевищують можливості підшипника ковзання.
• Симптом:Задирки стабільно важчі з одного боку проколених або заготовлених деталей.Причина:Втрата паралельності між верхньою та нижньою черевиками створює нерівномірний зазор для різання на поверхні матриці.Дія:Виміряйте паралельність колодок за допомогою циферблатного індикатора на пластині; повторно -відшліфуйте взуття, якщо відхилення перевищує специфікацію.
• Симптом:Прогресивний дрейф розмірів у положенні отвору або місці обрізки протягом виробничого циклу.Причина:Теплове розширення в системі напрямних (підшипники ковзання нагріваються на високій швидкості) або поступовий знос втулки відкриває межу зазору.Дія:Контроль температури керівної системи під час виробництва; зменшіть частоту ходу або перейдіть на напрямні з кульковими підшипниками для термостабільності. Замініть втулки, якщо зазор перевищує специфікацію.
• Симптом:Потрібне раптове збільшення тоннажу преса без істотних змін.Причина:З’єднання штампів через забруднення в системі напрямних, стопка штампів-підвищилася внаслідок накопичення шлаків або направляючий штифт, який зрушився в отворі-під посадку.Дія:Очистіть і перевірте вузли напрямних, розчистіть шляхи ковзання, перевірте утримання штифтів, які прилягають-, і перевірте, чи немає сторонніх матеріалів між башмаком і валиком.

Зверніть увагу на закономірність: кожна несправність у цьому списку спричиняє або помилку специфікації (неправильна система напрямних для швидкості, занижені п’яткові блоки для навантаження), або проміжок у налаштуванні та обслуговуванні (неадекватне змащення, пропуски перевірки паралельності, нерівне затискання). Дефекти компонентів - направляючий штифт із внутрішнім дефектом або втулка з--отвором, що не відповідає специфікаціям - порівняно рідко. Якщо у вашому магазині періодично виникають проблеми з набором матриць, шлях усунення несправностей майже завжди веде до того, як набір було визначено, встановлено чи обслуговувався, а не до поганої партії штифтів.

Визначення режиму збою говорить вам, що сьогодні не так. Запобігання повторенню потребує дисципліни технічного обслуговування та перевірки, яка фіксує деградацію до того, як вона досягне порогу, коли деталі виходять із ладу. Ця дисципліна - що перевіряти, як часто та коли ремонтувати, а не замінювати - – це те, що відрізняє магазини, які реагують на несправності матриці, від магазинів, які рідко стикаються з ними.

Практики технічного обслуговування та життєвого циклу, які захищають ваші інвестиції

Усунення несправностей повідомляє вам, що пішло не так. Технічне обслуговування в першу чергу запобігає виходу з ладу. Проте більшість штампувальних майстерень розглядають догляд за набором штампів як реактивний - вони замінюють втулку, коли з’являється задирання, повторно-шліфують колодку після того, як деталі виходять за межі допуску, або замовляють нові направляючі штифти, коли старі непридатні. Цей реактивний цикл коштує більше простоїв, утилізації та екстрених закупівель, ніж будь-коли структурована профілактична програма. Різниця між набором матриць, який служить п’ять років, і тим, який забезпечує п’ятнадцять років надійної служби, майже завжди зводиться до того, що відбувається між виробничими циклами, а не під час них.

Графік планової перевірки наборів матриць

Практична інспекційна каденція не вимагає зупинки виробництва на кілька днів. Потрібно знати, що перевіряти, як часто та що означають вимірювання. Ось структура, за допомогою якої обладнання для штампу працює в межах специфікації:

Кожен виробничий цикл (до і після):Візуально перевірте напрямні штифти та втулки на наявність подряпин, подряпин або зміни кольору. Перевірте, щоб сепаратори кулькових підшипників повернулися в належне положення (для систем кулькових підшипників). Начисто протріть штифти та подивіться, чи немає металевого перенесення чи вбудованого сміття. Проведіть пальцем по поверхні штифта - будь-яка шорсткість, яку ви можете відчути, є шорсткістю, яка прискорює знос втулки.

Щоквартально:Виміряйте паралельність башмака за допомогою циферблатного індикатора, віднесеного до пластини. Порівняйте показання з базовими вимірюваннями, записаними, коли набір матриць був новим або востаннє відремонтованим. Прийнятний дрейф залежить від класу точності, але, як правило, відхилення понад 0,0005 дюйма на фут довжини взуття вимагає уваги. Перевірте діаметри направляючих штифтів у кількох точках уздовж робочої довжини за допомогою мікрометра - конусність або овальність вказує на нерівномірне навантаження або зсув, які візуальний огляд може не виявити.

Щорічно (або кожні 500 000 інсультів, залежно від того, що настане раніше):Виконайте повну перевірку розмірів вузла матриці. Виміряйте діаметр отвору втулки та порівняйте його з зовнішнім діаметром направляючого штифта, щоб розрахувати фактичний робочий зазор. Для систем кулькових підшипників перевірте попереднє натяг на дотик - будь-яке помітне ослаблення вказує на зношеність підшипників або пошкодження сепаратора. Перевірте монтажні поверхні башмака на наявність пошкоджень поверхні, корозії в місцях розташування болтів або локалізованих западин, де інструмент неодноразово затискався. Ця щорічна перевірка є еквівалентом того, що будь-який досвідчений виробник штампів проводить під час відновлення -, за винятком того, що ви виявляєте проблеми ще до того, як вони вимагають їх.

Найкращі методи змащування та зберігання

Вимоги до змащування різко відрізняються залежно від типу направляючої системи, і використання невідповідного мастила майже так само погано, як і відсутність його.

Для систем підшипників ковзання перед кожним виробничим циклом нанесіть на напрямні штифти якісне або машинне масло. Плівка мастила має бути присутнім до першого ходу - робота насухо навіть короткочасно непропорційно прискорює знос. Повторно-змащуйте під час тривалих пробігів з інтервалами, що відповідають частоті ходу; для високо-швидкісних операцій може знадобитися-застосування в середині зміни. Уникайте надлишку-мастила, яке капає на матеріал стрічки або робочі поверхні, що забруднює деталі та може спричинити дефекти формування.

Для направляючих кулькових підшипників мастило не рекомендується. Оскільки компоненти кулькових підшипників працюють в умовах негативного-зазору з попереднім навантаженням, мастило має тенденцію утримувати забруднюючі речовини, які працюють у пресовій посадці кочення, утворюючи тепло та плоскі плями на підшипниках. Замість цього використовуйте рафіновану мінеральну оливу з в’язкістю приблизно 290/340 SSU при 100 градусах F, яка містить присадки-для екстремального тиску та інгібітори іржі. Мастильні штифти - напрямні штифти з внутрішніми хрестоподібними-просвердленими отворами для змащення - можуть підключатися до автоматичних систем, які подають масло через визначені проміжки часу без ручного втручання.

Методи зберігання мають таке ж значення, як і змащення під час виробництва. Коли набір матриць відправляється на зберігання між виробничими кампаніями, три умови руйнують його тихо: іржа, деформація та забруднення.

• Запобігання іржі:Покрийте всі відкриті сталеві поверхні - напрямні штифти, отвори втулок, поверхні башмаків - масляним або паровим інгібітором корозії (VCI) для захисту від іржі-. Вологість у неконтрольованому середовищі штампового цеху атакує незахищені загартовані сталеві поверхні протягом кількох днів.
• Запобігання коробленню:Зберігайте набори штампів на відповідних базах для зберігання штампів, які підтримують нижній черевик по всій площі. Взуття, яке зберігається на двох вузьких рейках із непідкріпленим проміжком між ними, з часом провисне під власною вагою - особливо алюмінієве взуття, яке повзає легше, ніж сталь. Ніколи не кладіть важкі предмети на збережені набори матриць.
• Контроль забруднення:Накрийте набори матриць, що зберігаються, щоб запобігти осіданню піску, дрібних металевих частинок і повітряного сміття в напрямних вузлах і отворах втулок. Основна матриця, витягнута зі зберігання та запущена без очищення, спочатку вводить абразивні частинки безпосередньо в траєкторію підшипника під час першого ходу.

Коли відновлювати або замінювати набір матриць

Кожен комплект матриць досягає точки, коли лише технічне обслуговування не може відновити продуктивність. Питання полягає в тому, чи цей поріг потребує ремонту чи повної заміни -, і здійснення неправильного виклику в будь-якому напрямку коштує грошей. Замініть надто рано, і ви відмовилися від справного штампового обладнання. Відремонтуйте надто пізно, і ви вкладаєте гроші на ремонт у комплект, який незабаром знову вийде з ладу.

Система прийняття рішень базується на-стані, а не на-віку:

Ремонтуйте, коли:

• Заміна втулки відновлює напрямний зазор відповідно до специфікації.
• Паралельність башмаків можна виправити шляхом поверхневого шліфування без зменшення товщини башмака нижче мінімально необхідного для жорсткості.
• Поверхні направляючих штифтів мають засічки, але діаметри штифтів залишаються в межах допуску після полірування.
• Зношувані пластини п’яткового блоку можна зняти прокладками або замінити, не впливаючи на загальну цілісність обробки матриці.

Замініть, коли:

• Паралельність башмака виходить за межі допуску шліфування -, тобто видалення матеріалу, необхідного для відновлення площинності, зменшить товщину башмака нижче мінімальної структурної товщини.
• Отвори для кріплення напрямних штифтів подовжені, що означає, що утримання штифта при натиску-порушено, і штифт може зрушуватися під навантаженням незалежно від стану втулки.
• Кілька попередніх модернізацій призвели до використання наявного шліфувального матеріалу, через що башмаки були занадто тонкими, щоб протистояти прогину під час повного тоннажу преса.
• Оригінальна специфікація набору матриць більше не відповідає поточним виробничим вимогам - змінені допуски, більші обсяги або нове пресове обладнання, яке вимагає іншої висоти закриття або конфігурації напрямних.

Останній момент заслуговує на увагу. Коли застарілий набір матриць потребує пере-переробки, а не просто дублювання - через зміни виробничих вимог, посилення допусків або оригінальний дизайн мав властиві обмеження - заміна каталогу тієї самої стандартної конфігурації матриці може зберегти вихідні проблеми. Для інженерів, які оцінюють ці ситуації, постачальники люблятьІЧЕНЬпідтримуйте інженерів інструментів із спеціальними рішеннями для штампувальних штампів, що охоплюють структуру штампів, дизайн компонентів, контроль задирок та оптимізацію зазору. Такий вид інженерної підтримки стає особливо цінним, коли рішення про заміну також є можливістю усунути хронічні проблеми, які механічна обробка повертається до оригінальних специфікацій просто перенесе.

Наступна покрокова процедура-за-консолідує технічне обслуговування в повторюваний процес, який може виконати будь-яка прес-майстерня без спеціального обладнання, крім того, що вже є на підлозі:

1. Очистіть усі напрямні поверхні- протирайте напрямні штифти, втулки та поверхні п’яткового блоку від залишків мастила, металевих частинок і сміття після кожного виробничого циклу.
2. Огляньте візуально на наявність пошкоджень- перевірте наявність слідів від задирів, подряпин, зміни кольору або індикаторів повзучості сепаратора на системах кулькових підшипників.
3. Виміряйте критичні відстані- перевіряйте зазор між направляючим штифтом-до-втулки щоквартально за допомогою каліброваних мікрометрів або калібрів.
4. Перевірте паралельність черевиків- щокварталу вказуйте на обох черевиках на поверхні пластини, порівнюючи з базовими вимірюваннями та документуючи будь-який дрейф.
5. Змащувати для кожного типу системи- перед кожним запуском наносите відповідне масло на валики підшипників ковзання; наносите очищену мінеральну оливу (не мастило) на вузли кулькових підшипників із-інтервалами, визначеними виробником.
6. Перевірити цілісність кріплення- переконайтеся, що напрямні штифти надійно закріплені в отворах для-запресовування, що кріпильні болти затягнуто відповідно до специфікації та чи не утворилася фриттинг-корозія на з’єднаннях колодки--з опорою.
7. Документ і тренд- записувати всі вимірювання в журналі складання матриці. Дані про тенденції показують темпи деградації, які передбачають, коли знадобиться реконструкція або заміна, що дозволяє здійснювати планові закупівлі, а не екстрені замовлення.

Профілактичне обслуговування не означає досконалості. Йдеться про те, щоб уловити зміну розміром 0,0003-дюйма в цьому кварталі, перш ніж це стане проблемою 0,002 дюйма наступного кварталу, яка призведе до утилізації деталей і зупинки преса. Інвестиції в час перевірки тривіальні порівняно з одноразовою екстреною заміною набору штампів, і впевненість у виробництві, яка виникає завдяки знанню про те, що ваші набори штампів відповідають специфікаціям, є тим, що відрізняє цехи, які керують своїм інструментом, від цехів, які керують своїми несправностями інструментів.

Поширені запитання про набори штампів для металевого штампування

1. Яка різниця між набором штампів і повним штампом?

Набір матриць — це вузол багаторазового використання, що складається з верхньої та нижньої башмаків матриці, напрямних штифтів і втулок, який забезпечує центрування та кріплення всіх робочих елементів. Повна матриця для штампування включає все, що встановлено на цю раму - пуансони, кнопки матриці, знімачі, пружини та направляючі. Подумайте про набір матриць як про шасі: він не виконує безпосередньо різання чи формування, але кожен робочий компонент залежить від нього для точного позиціонування. Під час пошуку індивідуальних рішень для штампів такі постачальники, як YICHEN (yichen-group.com/stamping-die/), розробляють повну структуру штампів, включаючи структуру набору штампів, інтеграцію пуансона та оптимізацію зазору як інтегровану систему.

2. Як мені вибрати між напрямними підшипниками ковзання та кульковими підшипниками для мого набору матриць?

Рішення залежить насамперед від обсягу виробництва, швидкості ходу та вимог допуску. Системи підшипників ковзання коштують дешевше і краще переносять забруднення та бічні навантаження, що робить їх ідеальними для коротких тиражів, створення прототипів і забруднених цехів на швидкостях нижче 150 об/хв. Системи кулькових підшипників усувають робочий зазор через попереднє натягування, забезпечуючи чудову повторюваність при 300+ SPM для великого-об’ємного прогресивного штампування з жорсткими допусками. Якщо ваш річний обсяг перевищує 500 000 ударів або ваші допуски для деталей є більшими, ніж плюс-або-мінус 0,002 дюйма, напрямна шарикопідшипника зазвичай окупає себе за рахунок зменшення браку та довшого терміну служби пуансона.

3. Що викликає задирання на напрямних штифтах матриці та як це виправити?

Потертості виглядають як блискучі розмазані металеві сліди перенесення на поверхнях напрямних штифтів, спричинені контактом -{1}}метал під навантаженням. Його спричиняють три основні умови: зношені втулки, що дозволяють кутове входження штифта, відхилені башмаки матриці, що нахиляють отвір втулки не паралельно, або неправильне регулювання преса, що створює перекіс у робочих умовах. Щоб виправити це, замініть зношені втулки та розверніть отвори, якщо потрібно, повторно-відшліфуйте поверхні башмаків, щоб відновити паралельність, і перевірте центрування-циліндра для-підсилення. Якщо задирання призвели до подряпин на поверхні штифта, повністю замініть штифт, оскільки подряпини на поверхні негайно прискорюють знос нової втулки.

4. Яку конфігурацію штампа слід використовувати для прогресивного штампування?

Конфігурація задньої-стовпи або діагональної-стовпи є стандартною для прогресивного штампування. Комплекти задніх-стійок розміщують обидва напрямні штифти ззаду, залишаючи передню та бокові сторони повністю вільними для подачі стрічки з одного боку на інший. Набори діагональних-стійків забезпечують покращену жорсткість задньої-стійки, зберігаючи достатній зазор для подачі вздовж одного краю. Конфігурації з чотирма -стійками, забезпечуючи максимальну точність вирівнювання, перекривають шляхи подачі стрічки та краще підходять для складних або транспортних матриць, де не потрібен постійний доступ до стрічки.

5. Як часто слід перевіряти комплекти матриць і які вимірювання є найбільш важливими?

Візуально перевіряйте напрямні штифти та втулки на наявність подряпин або подряпин до та після кожного виробничого циклу. Щокварталу вимірюйте паралельність башмака за допомогою циферблатного індикатора на поверхні пластини, порівнюючи з базовими значеннями - відхилення понад 0,0005 дюйма на фут довжини черевика вимагають коригування. Виконуйте повну перевірку розмірів щорічно або через кожні 500 000 ходів, перевіряючи діаметр отвору втулки проти зовнішнього діаметра штифта, щоб розрахувати фактичний робочий зазор. Для систем кулькових підшипників перевірте попереднє натяг на дотик на предмет будь-якої відчутної ослабленості. Задокументуйте всі вимірювання, щоб відстежувати темпи деградації та прогнозувати час технічного обслуговування до того, як збої вплинуть на якість деталей.