Частини матриці для штампування: що спочатку виходить з ладу і чому це важливо

Що таке штамп і чому кожен компонент важливий

Коли ви запитуєте, що таке штампи в контексті виробництва листового металу, відповідь зводиться до точності та сили. Штампувальна матриця – це спеціально-інструмент, встановлений у пресі, який перетворює плоский листовий метал на готові деталі шляхом різання, формування або комбінації обох. Він складається з двох половин: верхньої секції, прикріпленої до циліндра преса, і нижньої секції, встановленої на станині преса. Під час роботи преса ці половини змикаються разом із величезною силою, а фасонні сталеві секції між ними зрізають або згинають матеріал до його остаточної геометрії.

Що насправді робить матриця для штампування

Отжедля чого використовується кубик на практиці? Матриця використовується для виготовлення всього: від крихітних електричних роз’ємів до повних панелей кузова автомобіля. Ріжучі та формувальні секції інструменту, як правило, виготовлені із загартованої інструментальної сталі або твердого сплаву, формують заготовку, тоді як навколишня структура поглинає тоннаж і підтримує вирівнювання. Штампувальні штампи можуть працювати зі швидкістю 1500 ударів на хвилину, і кожен удар створює готову або частково готову деталь. Це поєднання швидкості й точності робить штампи для штампування основою велико-виробництва металу.

Чому розуміння окремих компонентів має значення

Більшість довідників трактують частини штампа для штампування як плоский список словникових термінів. Такий підхід втрачає суть. Ці компоненти утворюють взаємопов’язані підсистеми, і кожна з них впливає на іншу під час кожного удару преса. Коли інженер-інструментатор розуміє, як пов’язані ці підсистеми, діагностика дефектів стає швидшою, визначення запасних частин стає точнішим, а спілкування з виробниками штампу стає чіткішим. Знання на-рівні компонентів безпосередньо пов’язані з якістю деталей, плануванням технічного обслуговування та контролем витрат.

Кожен дефект штампування свідчить про певний стан компонента. Визначте компонент, і ви визначите виправлення.

Розділи, які слідують за штампуванням, поділяються на п’ять функціональних підсистем, а не пропонують каталог деталей. Цей-підхід на системному рівні показує, як зношення в одній зоні каскадом призводить до поломок в інших і чому певні компоненти потребують уваги задовго до того, як на інших буде виявлено видиме пошкодження.

Як компоненти організовуються у функціональні підсистеми

Штампувальний штамп може містити десятки окремих деталей, але їх довільне перерахування не допоможе вам усунути проблему задирок о 2 годині ночі або пояснити виробнику штампу, де саме виникла несправність. Більш практичний підхід групкомпоненти штампа для штампуванняна п'ять функціональних підсистем на основі того, що вони насправді роблять під час циклу пресування. Цей фреймворк дає вам уявну модель для зв’язку будь-якого дефекту на штампованій частині з відповідальною системою, а потім – із конкретним компонентом у ній.

П'ять функціональних підсистем кубика

Кожна збірка матриці, незалежно від розміру чи складності, спирається на ці п’ять робочих груп. Кожна підсистема має окрему роботу під час ходу преса, і кожна залежить від правильності роботи інших.

1. Структурна система- Поглинає навантаження преса, зберігає жорсткість і забезпечує монтажні поверхні для всіх інших компонентів матриці. Ключові частини: башмаки матриці, опорні пластини, кріплення та шпильки.
2. Система різання- Виконує операції зрізання, заготовки, проколювання та надрізання, які відокремлюють матеріал. Ключові частини: пуансони, штампові блоки та секційні ріжучі пластини.
3. Направляюча система- Підтримує точне вирівнювання між верхньою та нижньою половинами матриці та реєструє смугу на кожній станції. Ключові частини: напрямні штифти, втулки, направляючі штифти та п’яткові блоки.
4. Система зачистки- Утримує матеріал рівно під час різання, а потім знімає смужку з пуансонів під час руху вгору. Основні частини: пластини знімача, пружини матриці, циліндри з азотом і натискні колодки.
5. Система викиду- Видаляє готові деталі та куски з порожнин матриці, одночасно контролюючи рух смуги між ходами. Ключові частини: вибивні штифти, скидки, підйомники та обхідні виїмки.

Ви помітите, що компоненти штампування з галузевих каталогів часто з’являються в кількох групах залежно від конструкції матриці. Направляючий штифт, наприклад, служить напрямною системою, але фізично встановлений у перфораторі ріжучої системи. Справа в функції, а не в фізичному місці.

Як ці системи взаємодіють під час натискання

Уявіть один цикл пресування в прогресивній матриці. Баран починається з верхньої мертвої точки, спускається, виконує роботу і повертається. Протягом цієї частки секунди всі п’ять підсистем активуються в точній послідовності. Жоден компонент не працює окремо. Зношена втулка в системі напрямних спричиняє зміщення, що прискорює знос пуансона в системі різання. Зламана пружина в системі зачистки дозволяє слимаку повернутися на кінчик пуансона, блокуючи систему викиду під час наступного удару.

Таблиця нижче відображає кожну фазу ходу преса для активної підсистеми та задіяних критичних компонентів матриці:

Ця послідовність повторюється сотні або тисячі разів на хвилину. Кожна передача обслуговування між підсистемами створює потенційну точку збою. Коли ви підходите до діагностики через цю призму, проблема якості перестає бути загадковою. Ви відстежуєте дефект до фази інсульту, де він виникає, визначаєте активну підсистему та звужуєте коло до конкретного компонента, який потребує уваги.

З цією структурою логічною відправною точкою для глибшого розгляду є структурна система, основа, до якої буквально прикручується кожна інша підсистема.

Взуття та структурна основа

Кожна ріжуча пластина, направляючий штифт і пластина знімача в штампі кріпляться до чогось болтами. Це щось є структурною системою, і її робота оманливо проста: поглинати тоннаж, залишатися рівним і зберігати все саме там, де його розмістив дизайнер матриці. Помилка фундаменту, і ніщо з того, що встановлено на ньому, не працюватиме належним чином, незалежно від того, наскільки точно ці компоненти були відшліфовані чи -обрізані дротом.

Верхні та нижні черевики

Башмаки матриці – це товсті пластини-точного шліфування, які формують скелет усієї збірки матриці. Нижній башмак матриці кріпиться до станини преса, тоді як верхній башмак матриці кріпиться до штока. Разом вони забезпечують стабільні паралельні поверхні для розміщення та фіксації всіх робочих компонентів. Думайте про них як про шасі, на якому їздить кожна інша підсистема.

Більшість башмаків виготовлено зі сталі, як правило, середньої-вуглецевої або сплавної сталі, яка забезпечує жорсткість і стійкість до зношування під час повторних навантажень. Альтернативою є алюміній, і він дає реальні переваги. якФабрикаторзауважте, що алюміній важить на-третину менше сталі, швидко обробляється та добре поглинає удари, що робить його вагомим вибором для штампів із високою силою удару. Спеціальні сплави можуть надати алюмінію більшої міцності на стиск, ніж низько-вуглецева сталь, хоча вона все одно зношується швидше під час тривалого ковзаючого контакту.

Що визначає, наскільки товстим повинен бути черевик? Домінують три фактори: вантажопідйомність преса, що використовується під час роботи, непідтримуваний проміжок між точками кріплення та розподіл навантажень на пуансон по плиті. Штамп для карбування, який стискає метал під дією величезної сили стиску, потребує набагато товщого башмака, ніж простий згинальний штамп, де навантаження концентруються на невеликій площі. Низькорозмірне взуття деформується під навантаженням, і це відхилення відразу проявляється як зміна розмірів штампованих деталей.

Резервні плити та розподіл навантаження

Ось деталь, яку більшість посилань повністю пропускає. Коли загартований пуансон проходить крізь листовий метал, він концентрує величезну силу на крихітному-перерізі. Встановіть цей пуансон безпосередньо в черевик матриці, і повторний удар з часом поширить поверхню черевика, утворивши кишеню, яка дозволить пуансону зміщуватися або занурюватися. Виправлення — це резервна пластина, яку іноді називають пластиною фіксатора пуансона або пластиною матриці.

Допоміжна пластина розташована між головками пуансона та башмаком матриці. Його робота суто механічна: розподіляти концентровані ударні навантаження на ширшу область, щоб поверхня взуття залишалася рівною та неушкодженою. Ці пластини зазвичай загартовані принаймні до 45 HRC, що надає їм достатню твердість поверхні, щоб протистояти розколюванням хвостовиками пуансона під високим{3}}тиском.

Коли вони необхідні? Щоразу, коли поперечні-перерізи пуансона малі відносно прикладеної сили зсуву, вам потрібна допоміжна пластина. Пробійники великого-діаметра з широкими головками можуть кріпитися безпосередньо до черевика, не завдаючи шкоди. Маленькі пуансони, тісно розташовані групи пуансонів і-високотоннажні роботи завжди виграють від цього проміжного зміцненого шару.

Набори матриць і монтажне обладнання

Набір матриць для штампування – це попередньо-зібраний блок, що складається з верхньої та нижньої башмаків матриці, з’єднаних напрямними стійками. Придбання наборів штампів для металевого штампування як стандартних товарів каталогу дає магазинам значну перевагу: послідовність. Взуття надходить паралельно-землі, направляючі стовпи вже запресовані, і вузол падає в прес із передбачуваним вирівнюванням. Для цехів, де часто змінюються штампи, стандартні набори штампів скорочують час налаштування та виключають різноманітність щоразу будувати конструкційні вузли з нуля.

Монтажна фурнітура фіксує все на місці. Гвинти з головкою під внутрішній ключ, найпоширеніший кріпильний елемент у штампах для штампування, закріплюють компоненти на черевиках із високою силою затиску в компактному розмірі. Дюбельні штифти керують розташуванням, вдавлюючи в розсверлені отвори, щоб розташувати кожен компонент з точністю до тисячних часток дюйма. Шпонки, невеликі прецизійні-відшліфовані прямокутні блоки, розміщені у фрезерованих шпонкових пазах, забезпечують додатковий опір бічним рухам під час важких бокових-навантажень.

Разом гвинти утримують компоненти, дюбелі точно розташовують їх, а шпонки запобігають їх зсуву під навантаженням. Втрата будь-якої з цих трьох функцій і структурна система перестає виконувати свою роботу, що означає, що кожна підсистема, встановлена ​​над нею, починає дрейфувати зі свого місця. У цьому дрейфі система керування підхоплює історію, зберігаючи узгодженість із зовсім іншим набором інструментів.

Пуансони, штампові блоки та наука зазору

Структурне вирівнювання має значення лише в тому випадку, якщо компоненти, які виконують фактичне різання, гострі, правильно спарені та розділені точною проміжкою. Підсистема різання — це місце, де матриці та пуансони взаємодіють із заготівлею під напругою зсуву, і це перше місце, де проявляється знос у виробництві. Кожен отвір, проріз, виїмка та порожній профіль на штампованій частині відстежують стан цієї підсистеми.

Пуансони та їх геометрія

Пуансон — це різальний інструмент, який проникає в листовий метал і проштовхує матеріал через отвір матриці внизу. Геометрія пуансона безпосередньо визначає профіль різу на готовій деталі. Круглі пробійники обробляють стандартні отвори. Фігурні пуансони створюють прямокутники, D-вирізи або спеціальні профілі. Просічки обрізають краї. Проколювачі ріжуть і згинають виступи одним рухом без повного відокремлення матеріалу.

Не менш важливим, ніж форма, є те, з чого зроблений пунш. Штампувальні штампи зазвичай виготовляються з інструментальних сталей, вибраних таким чином, щоб збалансувати міцність і зносостійкість:

• Інструментальна сталь А2- Повітряне-гартування, хороша міцність, помірна зносостійкість. Підходить для низьких--середніх виробничих циклів з м’якої сталі та алюмінію.
• Інструментальна сталь D2- Високий вміст вуглецю, високий вміст хрому. Відмінна зносостійкість при тривалому виробництві, але більш крихка під ударними навантаженнями.
• Швидкорізальна сталь M2-- Зберігає твердість при підвищених температурах. Ідеально підходить для високошвидкісних прогресивних матриць, де швидко зростає тепло від тертя.
• Карбід (карбід вольфраму)- Максимальна зносостійкість для абразивних матеріалів, таких як нержавіюча або кремнієва сталь. Крихкий, вимагає ретельного вирівнювання і підтримки.

Вибір залежить від обсягу виробництва і міцності робочого матеріалу. Цех, де штампують 5000 кронштейнів з м’якої сталі, може економічно використовувати пуансони A2, тоді як матриця для ламінування, що циклює мільйони деталей із кремнієвої сталі, потребує карбіду для підтримки якості кромки між інтервалами заточування.

Штампові блоки та ріжучі пластини

Блок матриці — це сполучається жіночий компонент, який отримує удар. Він забезпечує ріжучу кромку на нижній стороні заготовки та визначає кінцевий розмір заготовки або проколу. У взаємозв’язку пуансона з листового металу та матриці блок матриці не просто забезпечує отвір для проходження пуансона. Він забезпечує точно профільований отвір, де матеріал чітко ламається вздовж площин зсуву.

Для складних профілів або -застосувань із високим зносом виробники штампів використовують секційні вставки, а не обробляють весь блок. Ці вставки являють собою окремі загартовані сегменти, запресовані або прикручені до корпусу блоку матриці. Коли ріжуча кромка зношується, ви замінюєте лише уражену пластину, а не переточуєте чи зламуєте весь блок. Такий підхід скорочує витрати на обслуговування та значно скорочує час простою.

Профілювання дроту-EDM змінило спосіб виготовлення отворів для штампів. У цьому процесі використовується електрично заряджений дріт для різання загартованої інструментальної сталі з допусками +/-0,0001 дюйма. Для пуансонів і штампів з листового металу з жорсткими-допусками технологія Wire-EDM дозволяє виробникам штампів профілювати отвори після термічної обробки, усуваючи проблеми з викривленнями, які виникають під час звичайної обробки загартованих матеріалів.

Зазор і його вплив на якість деталей

Зазор — це зазор між ріжучою кромкою пуансона та різальною кромкою блоку матриці, виміряний на кожну сторону. Зазвичай він виражається у відсотках від товщини матеріалу. Коли пуансон опускається в лист, лінії зламу поширюються як від краю пуансона, так і від краю матриці. Належний зазор вирівнює ці площини зламу, щоб вони чітко стикалися в середині матеріалу, утворюючи гладку зону зсуву та мінімальні задири.

Зробіть це неправильно в будь-якому напрямку, і проблеми швидко з’являться.Команда інженерів MISUMIзазначає, що стандартний рекомендований зазор становить близько 10% товщини матеріалу на кожну сторону, хоча сучасна практика показує, що 11-20% можуть зменшити навантаження на інструмент і подовжити термін служби пуансона. Недостатній зазор змушує пуансон працювати інтенсивніше, збільшує вимоги до тоннажу та спричиняє передчасне сколювання краю. Надмірний зазор дозволяє матеріалу скочуватися в отвір матриці перед розривом, утворюючи важкі задирки, завальцьовані краї та зміну розмірів, що може вимагати вторинних операцій зняття задирок.

У таблиці нижче показано, як відсоток зазору впливає на якість краю та утворення задирок у м’якій сталі при звичайній товщині:

Належний зазор є єдиним найвпливовішим фактором у контролі утворення задирок на штампованих деталях. Поєднання металевих пуансонів і матриць, яке починається з правильного зазору, забезпечить незмінну якість кромки протягом сотень тисяч циклів. Той самий інструмент із зазором, встановленим лише на кілька відсотків, створить браковані деталі з першого удару.

Зазор також взаємодіє з властивостями матеріалу. Твердіші матеріали з вищою-міцністю-на розтягування вимагають більшого зазору, оскільки вони протистоять пластичній деформації та різкішому руйнуванню. Більш м’які матеріали, такі як мідь або алюміній, витримують більший зазор без надмірного навантаження на пуансон. Щоразу, коли робочий матеріал змінюється, зазор слід перераховувати, а не брати з попередньої роботи.

Однак точність різання залежить не тільки від гострих країв і правильного зазору. Пуансон повинен входити в отвір матриці в одному і тому ж положенні кожного циклу, що фокусується на компонентах, відповідальних за підтримку цього вирівнювання під динамічним навантаженням.

Направляючі штифти, пілотні штифти та точне вирівнювання

Пуансон, відшліфований до ідеальної геометрії та в поєднанні з оптимальним зазором, все одно буде утворювати брухт, якщо верхня та нижня половини матриці відхиляються навіть на кілька мікронів від вирівнювання під час ходу. Направляюча підсистема існує саме для того, щоб запобігти цьому. Компоненти інструменту зберігають повторюване позиціонування між половинками матриці через мільйони циклів пресування, і вони фіксують матеріал стрічки на кожній станції, щоб кожна операція досягала наміченої мети.

Під час керування зносом компонентів ефекти з’являються тихо. Деталі проходять перевірку тижнями, поки втулки поступово послаблюються, аж поки одного ранку задирок на третій станції раптом не подвоюється у висоту. Розуміння того, як кожен елемент у цій підсистемі функціонує та як він виходить з ладу, відокремлює реактивне усунення несправностей від прогнозованого обслуговування.

Направляючі штифти та втулки

Направляючі штифти, які іноді називають напрямними стовпами або опорами, являють собою загартовані сталеві циліндри, встановлені в одному башмаку матриці, який ковзає через прецизійні втулки в протилежному черевику. Їхня єдина мета — підтримувати верхню та нижню половини в точному сполученні, щоб зазори для різання та формування залишалися постійними протягом усього ходу. якАрт Хедрік з Дієологіїпідкреслює, що напрямні штифти призначені для точного розташування половин матриці, а не для компенсації поганого обслуговування преса.

У штампах домінують два типи систем{0}}напрямних стійок і втулок:

• Пальцы-підшипників ковзання (тертя).- Направляюча стійка трохи менша за отвір втулки, зазвичай приблизно на 0,0005 дюйма, створюючи невеликий робочий зазор. Втулки зазвичай виготовлені з алюмінієвої бронзи, іноді просочені графітом для само-змащення. Фрикційні штифти добре справляються із сильним бічним поштовхом, оскільки повна циліндрична поверхня поглинає бічні навантаження. Компроміс полягає в більшому терті, яке обмежує швидкість преса та ускладнює відділення матриці.
• Штифти-підшипників- Сепаратор прецизійних кулькових підшипників котиться між цапфою та втулкою в стані попереднього натягу (з негативним зазором). Це усуває тертя ковзання, забезпечує вищі швидкості пресування та спрощує відокремлення матриці. однак,Журнал MetalFormingзазначає, що надмірні бічні навантаження можуть призвести до того, що окремі шарикопідшипники впиваються слідами в зовнішній зовнішній вигляд-стовпи чи втулку, оскільки кожна кулька має лише точковий контакт із поверхнями.

Типи підходу тут мають значення. Направляючий штифт натискається-в його вихідний черевик, постійно фіксуючи його в положенні. Отвір втулки забезпечує ковзаючу посадку (або посадку кочення з попереднім натягом для типів кулькових-підшипників), щоб протилежний башмак міг вільно рухатися вздовж осі пальця. Коли знос втулки відкриває робочий зазор понад проектні межі, верхня половина матриці отримує свободу зміщуватися вбік, і ви побачите це як зміну розмірів частини--.

Одна важлива деталь конструкції: направляюча втулка повинна зачепити напрямну стійку на робочому рівні матриці, коли це можливо. Це навантажує штифт на зсув, його найсильніший стан, а не створює згинальний момент, який викликає відхилення в площині різання.

Пілотні шпильки та реєстрація смуг

Напрямні штифти вирівнюють половинки матриці одна до одної, але смужковий матеріал також потребує точного позиціонування на кожній станції. Ця робота належить пілотним шпилькам. Це конусні штифти з кулею-, встановлені у верхній матриці, які входять у попередньо-проколоті отвори в смузі безпосередньо перед початком операцій різання чи формування. Їхня конусність притягує смугу в точне положення, виправляючи будь-яку помилку-довжини подачі або бічний зсув до того, як удари запрацюють.

У штампах для прогресивних інструментів пілотні штифти є, мабуть, найважливішою функцією вирівнювання. Смуга індексує кілька станцій, і кожна операція має реєструватися в тих самих опорних отворах, пробитих на першій станції. Якщо діаметр направляючого штифта правильний відносно розміру направляючого отвору, кожна станція додає свою функцію в ідеальному співвідношенні з іншими. Типовий діаметр направляючого штифта на 0,001–0,002 дюйма менший за напрямний отвір, щоб забезпечити вхід без деформації країв отвору, забезпечуючи при цьому точне розташування.

Коли направляючі штифти зношуються, їхній ефективний діаметр зменшується, а конус закруглюється. Смуга більше не центрується точно на кожній станції, створюючи прогресивний дрейф елементів: візерунки отворів поступово зміщуються від станції до станції, елементи сполучення перестають вирівнюватись, а готова деталь не проходить перевірку розмірів. У високих-станційних прогресивних машинних матрицях зношені пілоти можуть створювати комплексні помилки, які важко відстежити без методичних вимірювань-за-станцією.

П'яткові блоки та бічні напрямки

Направляючі штифти ефективно справляються з вертикальним вирівнюванням, але певні операції створюють поперечну тягу, яку лише штифти не можуть повністю поглинути. Кутові обрізки, кулачкові різи та асиметричне формування штовхають верхню матрицю вбік під час робочої частини ходу. П'яткові блоки протистоять цим силам.

П’яткові блоки — це загартовані зносостійкі пластини, прикріплені болтами до обох половин матриці, розташовані таким чином, щоб вони з’єднувалися безпосередньо перед або на робочому рівні. Вони створюють коробкову оболонку, яка запобігає боковому руху під незбалансованим навантаженням. Деякі інженери віддають перевагу тому, щоб направляючі штифти спершу вмикалися для вирівнювання, а потім п’яткові блоки поглинали бічний поштовх під час різання. Інші використовують п’яткові блоки як основний орієнтир для великих формувальних штампів, де надточне вирівнювання є менш критичним, ніж необроблена бічна стабільність.

Ключовою перевагою направляючих штифтів над п’ятковими блоками є ремонтопридатність. Зношені втулки замініть на нові комерційні заміни, які працюють негайно. Зношені п’яткові пластини потребують прокладок або шліфування, щоб відновити належний зазор, що фактично робить їх нестандартними компонентами кожного разу, коли вони обслуговуються.

Коли будь-який елемент направляючої підсистеми деградує, симптоми проявляються на ваших штампованих частинах. Ось найпоширеніші показники:

• Нерівномірна висота задирок навколо пробитого отвору (одна сторона важча за іншу) вказує на бічне зміщення між пуансоном і блоком матриці, спричинене зношеними втулками або відхиленими напрямними штифтами.
• Прогресивний дрейф функції між станціями в прогресивній матриці сигналізує про зношеність або недостатній розмір контрольних штифтів, які не можуть точно зареєструвати смужку.
• Подряпини або подряпини на направляючих штифтах вказують на забруднення, недостатнє змащення або надмірне бокове навантаження, яке згодом призведе до заклинювання матриці.
• Збільшення варіації розмірів від деталі до деталі, особливо у вузьких-допусках, вказує на те, що зазор між втулками відкривається за проектні межі.
• Передчасне відколювання краю пуансона лише з одного боку вказує на те, що верхня матриця зміщується під навантаженням, як правило, через зношені п’яткові блоки або пошкодження слідів на направляючих -підшипників.
• Чутне клацання або шорсткість під час повільного-переміщення матриці вручну вказує на пошкодження сепаратора-підшипника або сторонній матеріал, що потрапив між напрямними поверхнями.

Кожен із цих симптомів свідчить про стан конкретного керівного компонента. Виявлення їх на ранній стадії шляхом регулярного огляду поверхонь направляючих штифтів, вимірювання зазорів між втулками та моніторингу діаметрів направляючих штифтів запобігає каскадному пошкодженню, яке виникає, коли невідповідність одночасно прискорює зношування систем різання та зачистки.

Вирівнювання гарантує, що пуансони стикаються з блоками матриці в потрібному місці. Зачистка забезпечує чисте вивільнення матеріалу після завершення зустрічі, функція, керована зовсім іншим набором сил і пружинних систем, які вимагають власної уваги.

Знімач, пружини та системи тиску

Пуансони ріжуть матеріал, а напрямні штифти вирівнюють все. Але що утримує листовий метал рівно на поверхні матриці під час цього розрізу? І що відтягує смугу від ударів, коли баран втягується? Обидві відповіді вказують на ту саму підсистему: знімачі та пружинні системи, які їх живлять. Ці компоненти матриці рідко привертають увагу, на яку вони заслуговують, доки щось не піде не так, але вони безпосередньо контролюють якість різання, поведінку скупчення та площинність деталі під час кожного окремого ходу.

Стриптизерки та їх подвійна роль

Стриппер виконує дві функції одночасно. По-перше, він притискає листовий метал до нижньої поверхні матриці під час різання, запобігаючи прогину матеріалу вгору навколо пуансона під час його проникнення. Це покращує якість кромки, зменшує прогин пуансона та зберігає стабільність заготовки під час формування. По-друге, він видаляє матеріал з корпусу пуансона під час вилучення. Листовий метал природним чином згортається навколо хвостовика пуансона під час проколювання, створюючи щільний зчеп, який перешкоджає розриву. Стріппер забезпечує спрямовану вниз силу, необхідну для звільнення смужки, коли пуансон втягується.

Існують дві основні конструкції стрипера, і вибір неправильного для вашого застосування спричиняє передбачувані проблеми.

Зачистники каналів (зачистки мостів)це фіксовані пластини,-прикріплені до нижньої матриці. Вони прості, недорогі і майже не потребують догляду. Смужка проходить через канал, виготовлений на пластині, і коли пуансон втягується, пластина фізично перешкоджає руху смужки вгору разом з нею. Звучить просто, але як фахівець з дизайну матриціАрт Гедрікпідкреслює, що знімачі мостів не утримують матеріал під час різання. Метал може вільно згинатися, зміщуватися вбік і зв’язуватися між ударами. Ця свобода призводить до відхилення пуансона, сколів, а у важких випадках пуансони вириваються з фіксаторів під час зачистки.

Підпружинені знімачі (нажимні колодки)являють собою пластини, закріплені на верхній матриці на пружинах або газових балонах. Вони стикаються з матеріалом і вирівнюють його до того, як удари зачеплять, міцно утримують його по всьому розрізу та продовжують натискати на смугу, коли удари відходять. Це усуває рух матеріалу під час різання та забезпечує контрольоване, послідовне зусилля зачистки при кожному ударі. Компромісом є вища вартість, складніша конструкція та потреба в постійному обслуговуванні заміни пружини.

Коли слід використовувати який? Машини для зняття мостів можуть працювати в простих низько{0}}швидкісних штампах із мінімальним проколюванням і без жорстких допусків. Практично для всього іншого в сучасних інструментах для штампування металу та штампах пружинні-стриппери є стандартом. Зниження витрат на виробництво знімача мостів рідко переважує виробничий ризик.

Пружинні системи, які створюють силу зачистки

Продуктивність підпружиненого-стрипера повністю залежить від того, що його штовхає. Три основні пружинні системи силового зачистки в штампувальних штампах, кожна з яких надає різні характеристики для операції пресування штампів.

Звичайні штамповані пружинице спіральні пружини стиснення, виготовлені з-дроту з високоміцного сплаву, призначені для забезпечення високого зусилля в компактному корпусі. Вони позначаються кольором-за коефіцієнтом прогину: легке навантаження (зелений), середнє навантаження (синій), важке навантаження (червоний) і над-велике навантаження (жовтий). Це кодування дозволяє фахівцям з технічного обслуговування визначати потужність пружини з першого погляду без вимірювання. Пружини штампів витримують приблизно на 30% більше навантаження, ніж стандартні пружини стиску того самого розміру, і є найпоширенішим вибором для-штампувальних інструментів загального призначення та робіт із штампами.

Азотні газові пружинивикористовувати стиснений азот, що міститься в герметичному циліндрі з поршневим штоком. Вони забезпечують значно вищу силу в меншій упаковці порівняно з механічними пружинами, і вони зберігають стабільніший тиск протягом усього ходу, оскільки стиснення газу слідує більш плоскій кривій сили, ніж відхилення котушки. Вони також служать довше за тривалого циклу. Компромісом є вищі початкові витрати та необхідність періодичної перевірки тиску. Азотні пружини є найбільш доцільними для складних матриць із обмеженим простором, великими-навантаженнями або застосуваннями, які вимагають рівномірного тиску на довгій-ході колодки знімача.

Уретанові пружинице тверді еластомерні прокладки або циліндри, які стискаються під навантаженням. Вони ефективно поглинають вібрацію, можуть бути виготовлені в нестандартних формах, щоб відповідати неправильним порожнинам, і коштують дешевше, ніж азотні системи. Їхнім обмеженням є менший термін служби втоми порівняно з механічними та азотними варіантами, і вони втрачають жорсткість з часом, коли матеріал повзає під час багаторазового стиснення.

Вибір правильного типу пружини вимагає збалансування щільності сили, терміну служби, доступного простору та бюджету. У таблиці нижче наведено порівняння цих трьох варіантів за критеріями, які є найбільш важливими на виробництві:

Попереднє натяг пружини та хід – два параметри, які визначають, чи справді працює зачистка. Попереднє натяг — це сила, яку пружина чинить на встановленій висоті перед тим, як матриця закриється. Занадто мале попереднє навантаження, і знімач не зможе розплющити матеріал до контакту з пуансоном. Ход - це відстань, яку пружина стискає під час ходу. Якщо хід пружини коротший за робочий хід, пружина опускається вниз, створюючи жорсткий упор, який може тріснути фіксатори або пошкодити башмак матриці. Правильно сконструйована система знімача стискає не більше ніж 75% доступного ходу пружини при повному ході.

Що відбувається, якщо зачистка не вдається

Несправності демонтажу рідко оголошуються гучним тріском. Вони наповзають поступово, коли пружини втомлюються, втрачають попереднє натяг або ламаються одна за одною в багато-пружинній конструкції. Матриця продовжує працювати, але якість деталей погіршується певними способами, які можна відстежити.

Витягування слимакає найбільш безпосереднім наслідком. Коли сила зачистки падає нижче порогового значення, необхідного для утримання матеріалу на нижній матриці під час виймання пуансона, виграє вакуумне ущільнення між заготовкою та поверхнею пуансона. Слимак повертається на пуансон і падає на стрічку або в порожнину матриці. Один витягнутий снаряд, який проходить через прогресивну матрицю, може пошкодити кожну станцію в інструменті, пошкодивши виробництво та створивши дорогі рахунки за ремонт. Недостатня сила зачистки є однією з основних причин цієї проблеми, поряд із великими проміжками для різання та вакуумними кишенями.

Підйом матеріалу між станціямивиникає, коли смужку недостатньо міцно тримають під час вилучення пуансона. Замість того, щоб залишатися плоским на нижній матриці, матеріал піднімається за допомогою пуансона, а потім знову падає вниз. У прогресивних штампах цей підйом порушує зачеплення направляючого штифта на наступній станції та може зігнути носій смуги, спричиняючи помилки довжини-подачі, які з’являються нижче.

Плоскість неузгодженої частинирозвивається, коли нерівномірне зношування пружини створює зміну тиску на поверхні знімача. Одна сторона подушечки застосовує повну силу, а інша ледве торкається матеріалу. Матеріал дещо деформується під час нерівномірного затискання, і ці деформації залишаються в готовій частині у вигляді локальної хвилястості або мас-консервації.

Підступною частиною весняної деградації є її поступовий характер. Плашка з дванадцятьма пружинами може втратити одну або дві без будь-яких очевидних змін у поведінці преса. Решта пружини частково компенсують, маскуючи проблему, доки три-чотири не втомляться, і раптом тягання стає хронічним, або деталі починають виходити з ладу. Ось чому весняний огляд належить до кожного контрольного списку профілактичного обслуговування, а не лише реагування після аварії.

Здорове зачистка забезпечує контроль над матеріалом з моменту його торкання пуансоном до моменту, коли смуга звільниться та буде готова до просування. Цей прогрес і те, що відбувається з готовими деталями та кущами після того, як їх вирізають, залежить від зовсім іншого набору механізмів: компонентів викиду та потоку матеріалу, які очищають матрицю для наступного циклу.

Системи виштовхування, підйомників і байпасних пазів

Зачистка знімає матеріал з пуансонів. Але що відбувається зі слимаками, які сидять у порожнинах матриці, готовими деталями, які все ще залишаються в пастці на станціях формування, або з самою стрічкою, яка потребує вільного просування до наступної позиції? Ці завдання належать до підсистеми викиду та потоку матеріалів, набору компонентів, які більшість посилань або замовчують, або зовсім ігнорують. У матрицях для штампування листового металу помилкове викидання не тільки сповільнює виробництво. Він руйнує інструменти.

Вибивні штифти та механізми відкидання

Вибійний штифт — це загартований стрижень, який проходить через башмак матриці та з’єднується з вибійною планкою преса. Коли плунжер втягується, вибійний стрижень штовхає ці штифти вниз (або вгору, залежно від орієнтації матриці), фізично виштовхуючи куски або готові деталі з порожнин матриці. Без позитивного викиду слимаки накопичуються всередині ріжучих отворів. Наступний хід преса вганяє пуансон у порожнину, -заповнену шлаком, і результатом є зламані пуансони, тріснуті блоки матриці та незапланований простой.

Шедери справляються зі складнішими завданнями викиду. якінструменти практики примітка, відсік не завжди є окремим компонентом, а радше міткою для будь-якого елемента, який викидає заготовку з матриці. Осушувачі можна активувати за допомогою пружин, пневматики, гідравліки, гумових накладок або механічних вибивних стрижнів. Підпружинена-формувальна площадка, наприклад, підтримує деталь під час формування, а потім викидає її в кінці циклу через навантаження пружини та час. Ця подвійна функція робить шедери універсальними, але їх також легко неправильно налаштувати.

Дві поширені помилки заважають дизайну шпильки. По-перше, розміщуючи штифт мертвим-центром удару, а не зміщеним вбік, що усуває перевагу важеля, необхідного для чистого виштовхування. По-друге, зробити стрижневий штифт занадто коротким, щоб він не міг просунутися достатньо далеко, щоб повністю очистити деталь від порожнини. Обидві помилки призводять до залипання деталей, подвійних-ударів під час наступного удару та прогресуючого пошкодження порожнини, яке посилюється з кожним циклом.

Для позитивних шедерів, активованих вибиваючою штангою, мінімальний зазор 0,005 дюйма між стрижнем і поверхнею шедера запобігає передчасному контакту під час робочого ходу. Перевернуті матриці зазвичай вимагають ходу розсіювача від 1/64 до 3/64 дюйма для надійного викиду.

Ліфтери та їхня роль у прогресуванні стрипу

Між ударами натискання стрічка повинна просуватися на один крок до наступної станції. Якщо стрічка сидить безпосередньо на нижній поверхні матриці, вона тягнеться через гострі ріжучі кромки, кишені підйомника та формовані елементи під час подачі. Це перетягування спричиняє подряпини, пошкодження країв, застрягання подачі та передчасне зношування самої поверхні матриці. Підйомники вирішують це, піднімаючи смужку над поверхнею матриці між ударами, створюючи зазор для плавного просування.

Експерт із прогресивного дизайну штампів Арт Гедрік описує кілька типів підйомників, які використовуються в-конфігураціях складання штампів:

• Круглі підйомники (кулеподібні-носові підйомники)це підпружинені шпильки із заокругленим верхом, який підтримує смужку в окремих точках. Вони недорогі та легко доступні як компоненти каталогу. Однак вони не підтримують всю довжину стрічки, дозволяючи тонкому матеріалу провисати між підйомниками, складатися або застібатися на себе. У круглих підйомників також відсутні великі входи, що ускладнює запуск стрічки.
• Штангові підйомники (рейкові підйомники)це безперервні рейки, які підтримують стрічку по всій довжині матриці. Вони усувають провисання, зменшують викривлення смуги в тонких калібрах і можуть бути налаштовані для прийняття функцій контролю кроку. Вони коштують дорожче, але значно підвищують надійність подачі в складні прогресивні матриці.
• Підйомники стрічкизабезпечують мінімальну висоту підйому для застосувань, які потребують лише невеликого зазору. Вони підтримують смугу під час входу в направляючий штифт і найкраще працюють у матрицях із неглибокими формами та важким-матеріалом, який сам по собі протидіє прогину.

Розміщення ліфтера є стратегічним, а не довільним. Вони повинні бути розташовані з інтервалами, щоб запобігти відхиленню смуги між опорними точками, і вони повинні затягуватися досить далеко під поверхню матриці під час робочого ходу, щоб уникнути перешкоджання операціям різання та формування. Для тонких, слабких несучих смуг додавання зміцнювального ребра на початку матриці робить несучу жорсткішою та дозволяє ліфтам працювати без згинання матеріалу між ними.

Обхідні виїмки та контрольований потік матеріалу

Уявіть прогресивний кубик, де четверта станція згинає язик вниз, нижче площини смуги. Коли смуга просувається повз четверту станцію, ця форма, що йде вниз, повинна очистити нижню поверхню штампа, підйомники та будь-які компоненти інструментів, що знаходяться на наступних станціях. Саме тут з’являються обхідні виїмки, невеликі рельєфні елементи, вирізані на смузі або вбудовані в матрицю, щоб створити простір для проходу для сформованої геометрії.

Призначення обхідних виїмок у штампах для штампування полягає в тому, щоб збалансувати зазор, міцність носія та стабільність подачі, щоб смуга безпечно проходила через усі станції без зіткнень чи спотворень. Існує два види:

Позитивні обхідні виїмкице рельєфні елементи, які утримують або направляють матеріал навколо сформованого елемента, зберігаючи достатню міцність носія для стабільної подачі. Вони дозволяють підйомникам проходити сформовані елементи без перешкод, забезпечуючи плавне просування смуги навіть після того, як елементи були зігнуті або витягнуті вище або нижче номінальної площини.

Негативні обхідні виїмкице зони розрізів, де матеріал видаляється, щоб створити зазор навколо інструменту, сформованої геометрії або компонентів станції, що знаходяться нижче за течією. Вони забезпечують простір для форм, спрямованих вниз, у міру просування смуги, запобігають зіткненню між сформованими виступами та нижніми поверхнями матриці та покращують вивільнення брухту.

І в негативних, і в позитивних обхідних вирізах у штампувальних штампах для листового металу конструктивний баланс є критичним. Занадто велика виїмка послаблює носій, спричиняючи згинання стрічки, скручування або погану повторюваність подачі на швидкості виробництва. Занадто мала виїмка дозволяє смужці або сформованому елементу стикатися з інструментом, створюючи подряпини, спотворення або застрягання. Гострі внутрішні кути на обхідних виїмках збільшують концентрацію напруги та можуть ініціювати розрив під час повторних циклів.

Проблеми з байпасними виїмками часто виникають під час випробування матриці, але основна причина починається на етапі компонування стрічки. Розробник повинен врахувати крок подачі, ширину опори, висоту формування, положення підйомної рейки та траєкторію брухту перед остаточним визначенням геометрії виїмки. Форма, яка виглядає адекватно в CAD, може спричинити нестабільність подачі, коли прес працює на повній швидкості.

Для інженерів-інструментів, які працюють зі складними конфігураціями підйомника, геометрією обхідних пазів і проблемами потоку матеріалу в нестандартній прогресивній конструкції штампа,ІЧЕНЬнадає інженерну підтримку, поєднуючи задум дизайну з-готовими рішеннями. Їхній консультативний підхід допомагає вирішити точні компроміси щодо кліренсу та -міцності оператора, які роблять ці компоненти настільки чутливими, щоб правильно вибрати їх.

Поширені проблеми викиду та потоку матеріалу

Коли компоненти виштовхування або потоку матеріалу зношуються, деградують або мають неправильну конструкцію, симптоми передбачувані, але часто неправильно діагностуються як проблеми в іншому місці матриці. Ось найпоширеніші проблеми, пов’язані безпосередньо з цією підсистемою:

• Скупчення снарядів у порожнинах матриці через надто короткі, неправильно вирівняні або спрацьовані з недостатньою силою штифти, що призводять до подвійних-ударів і руйнування блоку матриці.
• Деталі застрягають у формуючих порожнинах, тому що відривні пружини втратили попереднє натягнення або хід відривного штифта недостатній для очищення глибини порожнини.
• Перетягування смуги та подряпини, спричинені занадто низько встановленими підйомниками, зношеними пружинами підйомника або підйомниками, розташованими занадто далеко один від одного для розміру матеріалу.
• Застрявання та випадки неправильної подачі через надто малі обхідні виїмки, що дозволяє сформованим елементам стикатися з нижніми поверхнями матриці або рейками підйомника під час просування.
• Деформація або скручування несучої смуги, спричинене надто великими обхідними виїмками, які видаляють стільки матеріалу, що залишок полотна не може підтримувати смугу під час подачі.
• Брухт застряє через неправильну послідовність виїмок байпаса, яка затримує відходи відрізання між станціями, а не забезпечує чисті шляхи викиду.
• Прогресивна помилка-до-станції внаслідок неузгодженості підйому смуги, коли одні ліфтери повністю втягуються, а інші тримаються частково піднятими, нахиляючи смугу відносно направляючих штифтів.

Кожна з цих проблем пов’язана зі станом конкретного компонента в підсистемі викиду та потоку матеріалу. Щоб вирішити їх, потрібно розуміти не лише окремі частини, але й те, як висота підіймача, геометрія байпаса, хід вибивання та час відкидання взаємодіють у всьому матриці.

Ці конфігурації компонентів значно відрізняються залежно від типу архітектури матриці. Прогресивний штамп із безперервною смугою вимагає підіймачів, обхідних виїмок і викиду між-станціями, які переміщувальні та складені штампи працюють за допомогою абсолютно різних механізмів.

Як змінюються компоненти в прогресивних, трансферних і складених матрицях

Кожна функціональна підсистема, розглянута досі, існує в тій чи іншій формі для всіх типів штампів. Але конкретні компоненти, їх розташування та вимоги до обслуговування різко змінюються залежно від того, чи працюєте ви з прогресивною, передаванням чи складеною архітектурою. Ліфтер, який є критичним у прогресивній матриці, навіть не існує в матриці перенесення. Шердер, який відіграє другорядну роль у прогресивному інструменті, стає основним механізмом викиду в компаунді. Знання цих відмінностей дає інженерам-інструменталам практичну перевагу під час визначення заміни, планування інтервалів технічного обслуговування або спілкування з виробниками штампів щодо нових проектів.

У виробництві листового металу домінують три архітектури матриці, кожна з яких оптимізована для різних обсягів виробництва, геометрії деталей і цілей використання матеріалів. Компоненти всередині них відображають ці пріоритети.

Компоненти прогресивної матриці

Прогресивні штампи переміщують заготовку через кілька станцій на безперервній смузі матеріалу. Деталь залишається з’єднаною з несучою смугою від початку до кінця, з остаточною операцією відрізання, що відокремлює завершену деталь на останній станції. Ця архітектура створює найскладніші конфігурації штампів і штампувальних компонентів, оскільки кожна станція повинна бути вирівняна за тією самою опорною точкою, а смуга має точно індексувати весь інструмент без спотворень або помилок подачі.

Що робить прогресивні компоненти матриці унікальними?

• Несучі стрічки та сполучні перетинки- Макет смуги має включати достатньо матеріалу між станціями, щоб пройти проявну частину через матрицю без розривів і деформацій. Ці носії не є «зайвим» матеріалом у дизайнерському сенсі. Це сконструйовані структурні елементи, ширина, форма та ребра жорсткості яких безпосередньо впливають на стабільність корму.
• Пілотні шпильки на кожній станції- На відміну від простих штампів, які можуть використовувати один або два напрямні, для прогресивних штампів зазвичай потрібні направляючі штифти на кожній робочій станції. Смуга має повторно-реєструватися за кожним індексом, щоб підтримувати вирівнювання-до-станції в межах тисячних часток дюйма. Зношені пілотні штифти в прогресивній матриці з 12 станціями створюють комплексні помилки, які посилюються з кожною наступною операцією.
• Між{0}}станційні підйомники- Безперервна смуга має очистити всі нижні поверхні штампа, формовані деталі та інструменти між штрихами. Це вимагає системи підйомників, обвідних пазів і рейкових напрямних по всій довжині матриці. Трансферна матриця повністю усуває цю складність, оскільки окремі частини підхоплюються та розміщуються, а не перетягуються по інструменту.
• Послідовне розташування ударів- Операції різання та формування розподіляються по станціях у ретельно спланованій послідовності. Кожна станція обробляє одну або дві операції, а геометрія пуансона в кожній позиції відображає лише завдання цієї станції. Такий розподіл дозволяє керувати навантаженнями на окремі пуансони, але збільшує загальну кількість ріжучих компонентів, які потребують перевірки та обслуговування.

Прогресивні штампи мають найсуворіші вимоги до зачистки та напрямних серед усіх типів штампів. Смугу потрібно тримати рівно на кожній станції під час різання, очищену від кількох ударів одночасно та рівномірно піднімати через інструмент, який може охоплювати кілька футів. Пружинні системи повинні забезпечувати рівномірне зусилля на всіх станціях, і будь-яка зміна висоти підйомника порушує зачеплення направляючого штифта внизу. Ось чому прогресивні матриці вимагають більш частого профілактичного обслуговування, ніж інші конструкції, особливо для пружин, направляючих і направляючих втулок.

Сектор автомобільних штампувальних штампів значною мірою покладається на прогресивні інструменти для високошвидкісного-виробництва кронштейнів, з’єднувачів, клем і посилення конструкції, де частота циклів перевищує 600 ударів за хвилину. На таких швидкостях взаємодія кожного компонента посилюється, і знос, який залишився б непоміченим у повільнішій матриці, створює видимі дефекти протягом кількох годин.

Компоненти матриці для перенесення

Трансферні матриці використовують принципово інший підхід до руху деталей. Замість того, щоб переносити заготовку на безперервній смузі, вони відокремлюють заготовку від котушки на першій станції, а потім переміщують окремі частини між станціями за допомогою механічних пальців, рейок або вакуумних захватів, синхронізованих із ходом преса. Це істотно змінює ландшафт компонентів.

якПітер Улінц з журналу MetalFormingпояснює, матриці для передачі розроблені подібно до матриць для окремих операцій прес{0}}лінії, з важливими відмінностями: усі станції мають підтримувати спільну лінію проходу та висоту затвора, напрямні штифти та п’яткові блоки кріпляться до верхнього башмака матриці, щоб уникнути перешкод руху передавальної рейки, а нижні секції матриці мають забезпечувати простір для пальців передачі для забирання та розміщення деталей.

Ключові компоненти, унікальні для матриць для перенесення, включають:

• Частина розташування гнізд- Оскільки жодна несуча стрічка не утримує деталь у положенні, кожна станція потребує точного гнізда або локатора, який приймає деталь від механізму передачі та утримує її в точній орієнтації для операції. Ці гнізда повинні враховувати зростання частини під час формування та забезпечувати постійні точки прийому для наступної передачі.
• Переносні пальці і захвати- Механічні пальці затискають краї деталі та переносять її від станції до позиції синхронізованим рухом. Деякі системи використовують вакуумні чашки для плоских частин або магнітні захвати для чорних матеріалів. Конструкція захвату повинна враховувати зміни геометрії деталей, оскільки операції формування змінюють форму заготовки на кожній станції.
• Механізми синхронізації- Рух передачі має точно синхронізуватися з ударом преса. Криві переміщення та інтерференційні криві, які зображують траєкторію руху автоматизації відносно компонентів матриці, повинні бути доступні розробнику матриці, щоб запобігти зіткненням між пальцями та поверхнями матриці.

Матриці передачі повністю усувають підйомники, обхідні виїмки та конструкцію несучої стрічки. Вони також усувають відходи матеріалу, властиві прогресивним несучим полотнам. Larson Tool зазначає, що захвати для перенесення замінюють несуче полотно, заощаджуючи матеріал на кожній частині та знижуючи загальну вартість штуки. Ця перевага у використанні матеріалу стає значною при штампуванні товстих або дорогих сплавів.

Компромісом є додаткова складність операцій кулачка, контролю орієнтації деталей і обробки між-станціями. Кулачкові операції, які повинні відповідати жорстким обмеженням кроку в прогресивній матриці, можуть бути розроблені для максимальної доступності та налаштування в установці перенесення. Однак сам механізм передачі містить компоненти, датчики та точки синхронізації, які не існують у прогресивних інструментах. Технічне обслуговування поширюється не тільки на матрицю, але й включає систему передачі, створюючи ширший спектр компонентів, які можуть спричинити простої.

Індустрія штампів для автомобільного штампування широко використовує інструменти для перенесення для великих панелей кузова, структурних компонентів і деталей глибокої{0}}витяжки, де розмір заготовки чи глибина формування роблять поступову подачу стрічки непрактичною.

Складні компоненти матриці

Складні матриці займають протилежний кінець спектра складності. Вони виконують кілька операцій різання одночасно одним рухом преса, зазвичай поєднуючи обробку та прокол, щоб зовнішній профіль і внутрішні елементи вирізалися одночасно. Ця архітектура створює найплоскіші, найбільш концентричні частини будь-якого типу матриці, оскільки всі сили різання збалансовані в одній площині протягом однієї миті.

Визначальною особливістю складових компонентів матриці є їх перевернуте розташування. У стандартній матриці пуансон встановлюється у верхній черевик і проштовхує матеріал вниз через блок матриці в нижньому черевику. У складній матриці це співвідношення змінюється для операції штампування: пуансон для штампування знаходиться в нижньому башмаку, а штамп (або кільце штампа) встановлюється у верхній черевик. Тим часом проколюючі пуансони все ще традиційно встановлюються у верхню частину черевика, проходячи через штамп для заготовки, щоб пробити отвори в заготовці під час її вирізання зі смуги.

Ця інверсія має прямі наслідки для викиду:

• Верхній сарай- Після заготовки готова деталь має тенденцію залишатися у верхньому кільці матриці. Підпружинена-відкидна пластина, встановлена ​​у верхньому черевику, виштовхує деталь під час руху вгору, дозволяючи їй вільно падати або спрямовуватися до вихідного жолоба. Сила розсіювання та переміщення мають подолати будь-яке тертя чи пружину,-що утримують деталь у отворі матриці.
• Нижній вибій- Скелет смуги (брухт) має тенденцію чіплятися за нижній пуансон заготовки після різання. Підпружинений-стриппер або система вибивних штифтів у нижньому черевику виштовхує смугу, щоб вона могла просунутися для наступного удару.

Складні матриці не потребують підйомників, направляючих штифтів на кількох станціях або обхідних виїмок, оскільки вся робота виконується за один хід в одному місці. Їхня кількість компонентів значно нижча, ніж у прогресивних чи трансферних матрицях. Підприємство Keats Manufacturing підтверджує, що складне штампування забезпечує високу повторюваність для одинарних-корпусів штампів, завдяки чому одним рухом виготовляються більш плоскі деталі, ніж послідовні операції.

Простота пов’язана з обмеженнями. Складні матриці обробляють плоскі або майже{1}}плоскі частини: шайби, пластини, прокладки та подібні компоненти, де геометрія розташована в одній площині. Вони не можуть виконувати згинання, креслення чи формування за кількома-осьами. Складність частини має бути низькою, але точність може бути надзвичайно високою, оскільки всі елементи вирізаються відносно одна одної в одній події вирівнювання.

Технічне обслуговування відповідно просте. Менша кількість компонентів означає менше точок зносу. Перевірка зосереджується на стані ріжучої кромки, здоров’ї пружини розсіювача та концентричності між заглушкою та перфораторами. Коли складові матриці зношуються поза допуском, концентричність між внутрішніми та зовнішніми деталями зміщується, утворюючи деталі, де положення отворів зміщуються відносно кромки заготовки.

Порівняння архітектур матриці за характеристиками компонентів

Таблиця нижче відображає практичні відмінності між цими трьома типами штампів, надаючи інженерам-інструменталам швидку довідку для планування компонентів, стратегії запасних частин і планування технічного обслуговування:

Вибір між цими архітектурами залежить не лише від обсягу виробництва. Це складове стратегічне рішення. Прогресивні матриці вимагають глибшого запасу запасних частин і більш частої заміни пружин, пілотів і втулок. Матриці передачі переключають увагу технічного обслуговування на систему автоматизації та компоненти обробки деталей. Складні матриці мінімізують кількість компонентів, але вимагають точної перевірки концентричності, що вимагає кваліфікованого вимірювання.

Незалежно від архітектури, певні компоненти зношуються швидше за інші в усіх типах матриць. Спочатку руйнуються ріжучі кромки, слідом за ними направляючі втулки, а пружинні системи тихо втомлюються на задньому плані. Розуміння того, які деталі виходять з ладу першими, і те, як рішення про вибір джерела впливають на вашу здатність реагувати, визначає, чи буде грати прибутково, чи втрачає гроші через незаплановані простої.

Схеми зносу компонентів і рішення щодо джерел

Знати, які частини штампу для штампування існують і як вони функціонують, — це одне. Знання того, які з них виходять з ладу першими, як виявити деградацію до того, як вона переросте в кризу, і де швидко знайти заміну – це те, що відрізняє реактивний інструментарій від прибуткового. Конструкція матриці визначає здатність, але управління зносом визначає, чи буде ця здатність зберігатися протягом виробничої серії з десяти тисяч деталей чи десяти мільйонів.

Кожне застосування штампів для металевого штампування дотримується передбачуваної ієрархії зносу. Компоненти, що перебувають у прямому багаторазовому контакті з деталлю під дією напруги зсуву, завжди деградують першими. Далі зношуються ті, що мають тертя ковзання. Позаду йдуть ті, що поглинають циклічний вплив. Розпізнавання цієї закономірності дає змогу планувати перевірки там, де вони важливіші, і розподіляти бюджети запасних частин на компоненти, які фактично призводять до простою.

Ієрархія одягу та пріоритети перевірки

Не всі частини штампу зношуються з однаковою швидкістю. Ієрархія обумовлена ​​фізикою: чим ближче компонент наближається до заготовки і чим вище навантаження він поглинає, тим швидше він руйнується. Ось практичний порядок, від найшвидшого-ношення до найповільнішого:

Першими деградують ріжучі кромки.Пуансони та блоки матриць відчувають пряме напруження зсуву заготовки під час кожного окремого ходу. Цей контакт створює тертя, тепло та мікро-абразії, які поступово округлюють ріжучі краї. У сталевих штампувальних штампах, які обробляють високо-матеріали, зношування країв ще більше прискорюється, оскільки оброблюваний матеріал стійкий до руйнування та передає більше навантаження на інструмент. Дані щодо профілактичного обслуговування підтверджують, що утворення задирок зазвичай є першим видимим індикатором погіршення якості краю, який з’являється задовго до того, як край помітно неозброєним оком.

Напрямні втулки зношуються вдруге.При кожному натисканні направляючий штифт під навантаженням ковзає через втулку. Безперервне тертя, яке повторюється мільйони разів, поступово відкриває зазор. Бронзові втулки надрізають і втрачають діаметр. Сепаратори-підшипників утворюють плоскі плями. Зношення невидиме ззовні матриці, але воно проявляється як-від-розмірні варіації, які з часом розширюються.

Втома знімачів і систем тиску третя.Пружини стискаються та відпускаються під час кожного циклу. Пружини втрачають вільну довжину. Балони з азотом втрачають тиск газу. Уретанові подушечки повзуть і розм'якшуються. Самі пластини знімача накопичують сліди та пошкодження поверхні від багаторазового удару об матеріал. Це погіршення є поступовим і часто масковим, оскільки пружини, що залишилися, компенсують несправні пружини, поки система не досягне переломної точки.

Компоненти конструкції зношуються в останню чергу.Башмаки матриці, опорні пластини та монтажне обладнання працюють під навантаженнями на стиснення без тертя ковзання або прямого контакту з деталлю. Вони можуть прослужити весь термін служби плашки, якщо правильно підібрати розмір. Коли вони виходять з ладу, це, як правило, пов’язано з локальним перевантаженням через відсутність опорної пластини або недостатньої товщини башмака, а не через нормальний експлуатаційний знос.

Ця ієрархія дає вам практичну структуру перевірки. Замість того, щоб перевіряти все однаково під час кожної зупинки на технічне обслуговування, зосередьте зусилля там, де зношення накопичується найшвидше. У наведеній нижче таблиці поєднана ієрархія зносу з спостережуваними показниками якості деталей, які сигналізують про погіршення перед катастрофічним виходом з ладу:

Ви помітите, що кожен індикатор підключається до певної підсистеми. Збільшення висоти бора не потребує повного демонтажу матриці. Він вказує безпосередньо на систему різання. Розмірний дрейф ізолює напрямну систему. Проблеми з площинністю передбачають зачистку. Цей цілеспрямований підхід скорочує час діагностики та зосереджує технічне обслуговування на тому, що насправді потребує уваги під час кожної зупинки обслуговування.

Стандартний каталог і спеціальні-механічні компоненти

Коли зношений компонент потребує заміни, шлях постачання повністю залежить від того, чи є деталь стандартним каталожним елементом чи спеціальним-механічним виробом. Ця різниця фундаментально впливає на стратегію запасних частин, час виконання робіт і планування технічного обслуговування кожного штампа для листового металу у вашому цеху.

Стандартні компоненти каталогуце--стандартні товари, виготовлені відповідно до галузевих специфікацій і зберігаються кількома постачальниками. Вони надсилаються швидко, часто наступного-дня, і коштують відносно недорого, оскільки вони масово-виробляються. До категорії входять:

• Напрямні штифти та втулки стандартного діаметру та довжини
• Пружини зі стандартним отвором,-позначені кольором за коефіцієнтом прогину
• Круглі пуансони звичайних діаметрів зі стандартними головками
• Пілотні шпильки стандартної конусності та довжини
• Дюбельні шпильки, гвинти з головкою під торцевий ключ і фіксатори
• Напрямні вузли-підшипників стандартних розмірів

Розумною стратегією для цих товарів є зберігання. Тримайте критичні розміри під рукою, щоб зношена втулка чи зламана пружина ніколи не зупиняли виробництво в очікуванні доставки. Постачальники каталогів, такі як Misumi, Dayton і Danly, підтримують великі запаси саме тому, що ці предмети одягу потребують швидкого обороту.

Спеціальні-компонентиунікальні для вашої конкретної конструкції матриці. Їх неможливо отримати з каталогу, оскільки їх геометрія, допуски або специфікації матеріалів є специфічними для застосування. До цієї категорії входять:

• Штамповані блоки з індивідуальними профілями різання, особливо з дротовими-ерозійними профільованими отворами
• Фігурні пуансони з не-стандартним поперечним-перерізом
• Формування вставок, що відповідають певній геометрії деталі
• Секційні ріжучі пластини розміром, що підходить для фірмових кишень для блоків матриць
• Нестандартні вузли підйомника та деталі байпасної виїмки
• Пластини шеддера підібрані до певної глибини порожнини

Нестандартні компоненти вимагають часу. Хтось має запрограмувати дротову-електронну машину, термічно-обробити заготовку, відшліфувати її до остаточного допуску та перевірити розміри. Цей процес займає кілька днів або тижнів залежно від складності. Для критично важливих сталевих штампувальних штампів, які-виробляються у великих обсягах, цей час виконання напряму перетворюється на втрату прибутку, якщо спеціальна деталь виходить з ладу без запасної частини.

Практичним рішенням є багаторівнева стратегія запасних частин. Зберігайте на складі всі стандартні компоненти, які вказані в описі матеріалів вашого штампа. Для нестандартних компонентів зберігайте принаймні один запасний елемент із найвищими показниками зносу, типові пуансони та секційні матриці. Для нестандартних елементів із меншим{3}}зношенням, таких як штампові блоки та інструменти для формування, зберігайте детальні креслення та специфікації матеріалів у файлі, щоб замовлення на заміну можна було розміщувати негайно, коли зношеність досягне порогового значення, замість того, щоб повертати-інженерні розміри зі зношеного-оригіналу.

Конструкторська документація штампів стає тут вашим страховим полісом. Повний пакет виготовлення штампу з повними кресленнями компонентів, описом-матеріалів, специфікаціями{-термічної-обробки та примітками до складання перетворює -тижневу надзвичайну ситуацію на звичайне повторне замовлення. Без такої документації кожна нестандартна заміна перетворюється на зворотний-проект проектування, що збільшує вартість і невизначеність.

Вибір партнера по компоненту матриці

Стандартні позиції каталогу є товарними закупівлями. Ціна та швидкість доставки домінують у прийнятті рішення. Спеціальні-компоненти — це інша історія. Постачальник, якого ви обираєте для штампувальних блоків, фасонних пуансонів, формувальних вставок та інших-спеціальних деталей конструкції, безпосередньо впливає на те, як швидко ви відновлюєтеся після зносу та на ефективність заміни компонентів після встановлення.

Не всі постачальники спеціальних компонентів однакові. Майстерня, яка може-вирізати профіль, не обов’язково має обладнання для надання консультацій щодо оптимізації зазору, рекомендації правильної марки інструментальної сталі для вашого робочого матеріалу або дотримання допусків, які вимагають високо-швидкісні прогресивні матриці. Оцінка партнера по виготовленню компонентів штампу вимагає погляду не тільки на потужність обробки, а й на глибину розробки.

Основні критерії, які слід оцінювати при закупівлі деталей для штампування на замовлення:

• Інженерна підтримка складних геометрій- Чи може постачальник переглянути ваші вимоги до деталей і запропонувати вдосконалення конструкції матриці, щоб подовжити термін служби компонентів? Чи розуміють вони, як взаємодіють зазор, геометрія пуансона та вибір матеріалу? Постачальник, який просто ріже те, що ви малюєте, втрачає можливість вирішити основні-проблеми зносу.
• Експертиза матеріалів для інструментальних сталей і карбідів- Для різних програм потрібні різні матеріали. Партнер повинен порадити, чи є правильним вибором A2, D2, M2, порошок металу чи твердий сплав, виходячи з обсягу виробництва, робочого матеріалу та швидкості друку, а не вибирати один сорт для всього за замовчуванням.
• Допуски перевірені метрологічно- Дріт-Допуски EDM +/-0,0001 дюйма мають значення для отворів матриці, але лише якщо постачальник перевіряє їх перевіркою ШМ, а не припускає, що точність машини дорівнює частковій точності. Запитайте, як вони перевіряють готові розміри.
• Термін виконання відповідає терміновості виробництва- Постачальник, який пропонує шість тижнів для заміни матриці, поки ваш прес простоює, не є життєздатним партнером для виробництва інструментів. Шукайте постачальників, які мають можливість виконувати термінові замовлення та заздалегідь повідомляють реалістичні терміни.
• Розуміння системи повного штампа- Найкращі постачальники компонентів розуміють, як їхні частини взаємодіють з рештою матриці. Вони враховують твердість резервної пластини, сили зачистки та вимоги до вирівнювання, коли визначають пуансон для заміни, а не розглядають його як ізольований шматок сталі.

Для інженерів-інструментів, які шукають нестандартні компоненти, які включають структуру штампа, геометрію пуансона, оптимізацію зазору або завдання контролю задирок,ІЧЕНЬпропонує інженерну підтримку, пов’язуючи задум штампувального штампу з готовими-рішеннями для виробництва. Їхній підхід розглядає повний системний контекст, а не розглядає компоненти заміни як ізольовані завдання обробки, що найбільш важливо для-важких додатків, де взаємодія компонентів забезпечує якісні результати.

Питання, які варто поставити будь-якому потенційному партнеру по компоненту матриці, перш ніж взяти на себе зобов’язання:

• Чи можете ви надати відгук DFM про конструкції компонентів, які зазнають передчасного зносу?
• Які сорти інструментальної сталі та варіанти твердого сплаву ви регулярно запасаєте або купуєте?
• Який ваш стандартний час для виготовлення дротяних-ерозійно-ерозійних штампованих вставок і чи можете ви пришвидшити його для-виробничих ситуацій?
• Ви пропонуєте термічну обробку-вдома чи через сертифікованого партнера із задокументованими процесами?
• Як ви перевіряєте кінцеві допуски та чи надасте ви звіти про перевірку разом із доставкою?
• Чи можете ви виготовити замінні компоненти з існуючих зношених зразків, якщо креслення недоступні?
• Ви підтримуєте поточні виробничі потреби за допомогою програм планової заміни чи лише одноразових-замовлень?

Відповіді на ці запитання показують, чи є постачальник транзакційним постачальником чи справжнім партнером у вашій стратегії інструментів. З огляду на те, що нестандартні компоненти перебувають на критичному шляху між відмовою штампа та відновленням виробництва, ця різниця безпосередньо впливає на час безвідмовної роботи, рівень браку та загальну вартість володіння кожним штампом у цеху.

Поширені запитання про штампування деталей матриці

1. З яких основних частин складається штамп для штампування?

Штампова матриця складається з п’яти функціональних підсистем: структурної системи (башмаки матриці, опорні пластини, кріпильні елементи), системи різання (пуансони, блоки матриці, вставки), направляючої системи (направляючі штифти, втулки, направляючі штифти), системи зачистки (стрипперні пластини, пружини, натискні колодки) і система виштовхування (вибійні штифти, відсіки, підйомники). Кожна підсистема активується під час певних фаз ходу преса, і всі вони повинні працювати разом, щоб виробляти якісні деталі. Розуміння цих груп допомагає інженерам інструментів діагностувати дефекти, відстежуючи проблеми назад до відповідальної підсистеми, а не перевіряючи кожен компонент однаково.

2. Яке призначення зазору між пуансоном і блоком матриці?

Зазор — це зазор між ріжучою кромкою пуансона та кромкою блоку матриці, виміряний на кожну сторону та виражений у відсотках від товщини матеріалу. Його мета полягає в тому, щоб вирівняти площини зламу з обох країв, щоб вони чітко стикалися з матеріалом, утворюючи гладку зону зсуву з мінімальними задирками. Стандартний зазор для м’якої сталі зазвичай становить 8-12% на сторону. Недостатній зазор збільшує навантаження на пуансон і спричиняє передчасне відколювання кромки, а надмірний зазор створює завальцьовані краї, сильні задирки та зміну розмірів, що вимагає вторинного видалення задирок. Зазор необхідно перераховувати щоразу, коли змінюється робочий матеріал, оскільки більш тверді матеріали потребують більших зазорів.

3. Які компоненти штампа зношуються першими?

Ріжучі кромки пуансонів і штампів зношуються найшвидше, оскільки вони відчувають прямий тиск зсуву на деталь під час кожного ходу. Направляючі втулки зношуються вдруге через безперервне тертя ковзання під навантаженням. Знімні пружини та системи тиску втомлюються по-третє, оскільки вони стискаються та відпускаються мільйони разів, поступово втрачаючи попереднє натяг. Конструкційні компоненти, такі як башмаки матриці, зношуються в останню чергу, оскільки вони поглинають лише стискаючі навантаження без прямого контакту з деталлю. Моніторинг висоти задирок, відхилення розмірів і площинності деталей забезпечує раннє попередження про деградацію в кожній відповідній підсистемі до того, як станеться катастрофічний збій.

4. Яка різниця між прогресивними, трансферними та складними матрицями?

Прогресивні матриці переміщують заготовки через кілька станцій на безперервній смузі, вимагаючи направляючих штифтів, підйомників і обхідних виїмок на кожній станції. Вони відрізняються високою-швидкісним виготовленням складних деталей. Матриці перенесення відокремлюють заготовку на першій станції та переміщують окремі частини між станціями за допомогою механічних пальців або захватів, усуваючи відходи несучої стрічки, але додаючи складності автоматизації. Складні штампи виконують штампування та проколювання одночасно одним рухом, створюючи найплоскіші та найбільш концентричні деталі, але обмежуючись одно-геометрією площини. Кожна архітектура вимагає різних конфігурацій компонентів, частоти технічного обслуговування та стратегій запасних частин.

5. Як ви обираєте між стандартним каталогом і спеціальними-компонентами штампів?

Стандартні компоненти каталогу, такі як напрямні штифти, втулки, пружини та круглі пуансони, масово-виробляються відповідно до галузевих специфікацій і швидко доставляються за низькою ціною. Зберігайте ці елементи під рукою для швидкої заміни. Спеціальні-механічні компоненти, як-от штампові блоки з дротяними-профілями EDM, фасонні пуансони та формувальні вставки, є унікальними для вашої конструкції штампів і вимагають від кількох днів до тижнів часу. Для цього зберігайте запчастини-найбільш зношених предметів і зберігайте детальні креслення з характеристиками матеріалів і термічної-обробки. Такі партнери, як YICHEN (https://www.yichen-group.com/stamping-die/), надають інженерну підтримку для нестандартних компонентів, де оптимізація кліренсу, вибір матеріалів і-розуміння рівня системи мають значення, ніж базові можливості обробки.