Чи неправильно встановлено пласку стрічку для штампування з нержавіючої сталі?

Розуміння штампування з нержавіючої сталі для плоскої стрічки

Ви можете вибрати правильний сорт, правильну конструкцію матриці та навіть правильну швидкість преса, і все одно залишитися на брухті. чому Оскільки штампування пласкою стрічкою з нержавіючої сталі — це не лише одна дисципліна. Він знаходиться на стику матеріалознавства, стрічкової геометрії та інженерних процесів. Розглядайте будь-яке з них ізольовано, і щось далі порушиться.

Цей посібник повністю описує це перехрестя. Незалежно від того, чи ви вказуєте матеріал, проектуєте інструменти чи вирішуєте проблеми з виробництвом, тут ви знайдете зв’язки між рішеннями, а не розкидані по окремих посиланнях.

Що таке штампування плоскою стрічкою

Штампування плоскою стрічкою — це процес холодного-формування, коли вузька рулонна стрічка з нержавіючої сталі подається через прогресивні або одно-станційні матриці для виготовлення точних деталей. Кожне натискання розрізає, згинає або формує стрічку в готові компоненти. Стрічка залишається прикріпленою до несучої стрічки, просуваючись станцію за станцією, а завершена частина відділяється на завершальному етапі.

Штампування металу з нержавіючої сталі у формі стрічки дотримується тієї ж основної механіки, що й штампування більш широкого листа: пуансон опускається в блок матриці, розрізаючи або деформуючи матеріал під високим тиском. Різниця полягає в масштабі, допусках і тому, як матеріал поводиться, коли він вузький і тонкий.

Штампування пласкою стрічкою — це процес подачі рулонної нержавіючої сталі вузької-ширини, зазвичай менше 50 мм, за допомогою прецизійного інструменту для виготовлення-об’ємних деталей за допомогою послідовних операцій штампування, проколювання та формування.

Чому стрічковий аркуш відрізняється від стандартного аркуша

Уявіть собі, що ви пропускаєте смужку з напівтвердої нержавіючої сталі 301 шириною 12 мм- через 20-станційний прогресивний штамп зі швидкістю 300 ударів на хвилину. Проблеми, з якими ви зіткнетеся, зовсім не схожі на штампування аркуша шириною 600 мм.

Стрічка містить унікальні змінні. Допуски на ширину важливіші, тому що навіть незначна зміна впливає на те, як смуга проходить через напрямні рейки та направляючі штифти.Стан краю, незалежно від того, різана, зрізана чи знята, безпосередньо впливає на утворення задирок і знос матриці. А котушка-набір, кривизна, збережена після намотування на котушку, може спричинити неправильне подавання, якщо площинність не контролюється до того, як матеріал потрапить у матрицю.

У штампуванні з нержавіючої сталі ці проблеми ускладнюються зміцненням. Стрічка, яка чисто подається на першій станції, може поводитися зовсім по-іншому на п’ятнадцятій станції, оскільки кумулятивне напруження змінює її механічні властивості. Ось чому поведінка матеріалу, геометрія стрічки та розробка штампу повинні розглядатися як єдина система, а не три окремі рядки в специфікації.

Сорт, який ви обираєте, температуру, яку ви вказуєте, і допуски, які ви вказуєте у своєму замовленні на купівлю, впливають на термін служби інструменту, якість деталей і швидкість виробництва.

Вибір марки нержавіючої сталі для тиснення стрічки

Вибір класу формує все, що відбувається в процесі штампування. Виберіть невідповідний сплав для вашої стрічки, і ви боротиметеся з відскоком, передчасним зносом матриці або розтріскуванням на кожній станції. Проблема полягає в тому, що сорти поводяться по-різному у формі тонкої стрічки, ніж у щільнішому аркуші, тому досвід роботи з одним не завжди підходить для іншого.

Аустенітні сорти для тиснення стрічками

Майже три-чверті всіх застосувань із нержавіючої сталі використовуютьаустеніт серії 300, і стрічковий штампування не є винятком. Ключовими гравцями тут є 301, 304 і 316, кожен з яких має відмінну поведінку під ударом.

Штампування з нержавіючої сталі 301 сприяє застосуванням, які потребують високої міцності після формування. З меншим вмістом нікелю (6-8%), 301 work швидко твердне, тобто він швидко набирає міцність під час деформації. Це робить його ідеальним для частин стрічки, які вимагають пружинних властивостей, наприклад контактних пальців і застібок. Компроміс полягає в тому, що прогресивні матриці повинні враховувати збільшення твердості на кожній станції.

Штампування з нержавіючої сталі 304 підходить для більш глибокої витяжки та складнішого формування. Високий вміст нікелю (8-10%) уповільнює швидкість-зміцнення, дозволяючи матеріалу текти без розриву так само легко. Коли ваша стрічкова частина передбачає значне розтягування або багатоступеневе витягування, 304 дає вам більше запасу для формування, перш ніж матеріал затвердіє до руйнування.

Штампування з нержавіючої сталі 316 вступає в дію, коли стійкість до корозії визначає специфікацію, особливо в морських, хімічних або медичних середовищах. Доданий молібден (приблизно 2%) покращує стійкість до точкової корекції, але не змінює суттєво здатність до формування порівняно з 304. Інженери, які вибирають штампування 316 SS для стрічкових частин, повинні очікувати, що поведінка подовження буде подібною до 304, з дещо вищими вимогами до сили через зміцнення розчину за рахунок додавання молібдену.

Мартенситні та спеціальні марки

Не кожна частина стрічки потребує пластичності аустенітної сталі. Коли застосування вимагає високої твердості, зносостійкості або підвищеної -температурної стабільності, до розмови входять мартенситні та спеціальні марки.

Штампування 410 ss добре підходить для стрічкових компонентів, таких як сідла клапанів, пружинні шайби та зношувані стрічки, де твердість після термічної обробки є основною вимогою. Як мартенситний сорт з 11,5-13,5% хрому, 410 забезпечує помірну стійкість до корозії, але може досягти значно вищої твердості, ніж будь-який аустенітний сорт. Обмеженням є можливість формування. Складні вигини або глибокі витяжки тонкої стрічки 410 ризикують розтріскатися, тому геометрія деталей повинна залишатися відносно простою.

Штамповки з нержавіючої сталі 321 відповідають зовсім іншим потребам. Стабілізований титаном для запобігання осадженню-карбіду хрому, 321 підходить для-застосувань із підвищеною температурою, де сенсибілізація може погіршити роботу стандартних 304 або 316. Подумайте про компоненти вихлопних газів, корпуси датчиків або аерокосмічні кронштейни, які піддаються постійному теплообміну.

Вибір температури та його вплив на продуктивність матриці

Вибір оцінки – це лише половина рівняння. Умови температури, які ви вказуєте у своєму замовленні на купівлю стрічки, змінюють те, як ця марка поводиться під матрицею.

Відпалена стрічка забезпечує максимальну пластичність і найменші сили формування, що робить її придатною для деталей з малими радіусами вигину або глибокої витяжки. Чверть-тверді та напів-тверді умови змінюють певну здатність до формування на підвищення міцності готової деталі, зменшуючи або усуваючи потребу в термічній обробці після-штампування. Повно-жорстка стрічка, доступна в основному в 301 і 302, забезпечує пружинні-властивості, але обмежує формування м’якими згинами та простим заготовленням.

Ось практичний ефект: зі збільшенням загартування збільшується пружинна віддача, оскільки більша частина кривої напруження-деформації залишається пружною. Розробник штампа повинен компенсувати це більш жорсткими-кутами згину або під час-штампування. Тим часом більш жорсткі відпуски збільшують силу зсуву, необхідну на станціях заготовки, прискорюючи знос пуансона та матриці.

Практичне правило: завжди вимагайте сертифікації механічних властивостей ваших стрічкових котушок. Варіації в межах діапазону темпераменту є нормальними, і знання того, куди потрапляє ваша конкретна партія, дозволяє вам передбачити, чи буде поведінка формування тенденцією до жорсткого або поблажливого кінця вікна процесу.

Сорт і характер блокування в особистості матеріалу. Але сама стрічка, стан її краю, площинність і допуск до розмірів визначають, чи ця індивідуальність перетворюється на хороші деталі чи розчаровує швидкість утилізації.

Технічні характеристики стрічки, які покращують якість штампування

Ваш постачальник матеріалів надсилає котушку, яка відповідає замовленим вами сортам і загартуванням. Проходить вхідний контроль. І все ж деталі починають виходити з ладу на восьмій станції. Задирки з’являються там, де їм не слід. Застрявання корму припиняє виробництво кожні кілька сотень ходів. Що пішло не так?

Найчастіше відповідь міститься в специфікаціях стрічки, яку ви не вказали у своєму замовленні. Стан кромки, площинність, вигин, допуск на ширину, допуск на товщину та обробка поверхні – це параметри, які відрізняють стрічкову сталь, яка красиво рухається, від матеріалу, який бореться з вашим інструментом при кожному ударі. Це не другорядні деталі. Вони є прямим зв’язком між рішеннями щодо закупівель і результатами виробництва.

Крайові умови та їх вплив на штампування

Коли головна котушка розрізається на вузьку стрічку, процес різання залишає позаду профіль краю, який має реальні наслідки для вашої матриці. У виробництві штампованого листового металу з’являються три загальні типи країв, і кожен поводиться по-різному під ударом.

Розрізані країє за замовчуванням. Ножі для різання прорізають материнську котушку та утворюють квадратний-край із характерним задиром з одного боку. Ця орієнтація задирок має значення. Якщо під час штампування він буде спрямований до матриці, а не до пуансона, ви отримаєте непостійну якість зсуву на станціях заготовки та прискорений знос радіусів входу блоку матриці. Краї щілини підходять для багатьох застосувань, але вони вимагають, щоб ваш конструктор матриці знав, з якого боку сидить заусенець, і враховував це під час налаштування зазору.

Обрізані країє результатом іншого ріжучого механізму, який створює чистішу поверхню, але може викликати мікро-розтріскування вздовж краю в більш жорстких загартуваннях. Для сталі для штампування, що включає подальше формування країв або відбортовування, ці мікро-тріщини стають точками виникнення тріщин під напругою.

Зняті або кондиціоновані кромкипройти через допоміжний процес, який повністю видаляє заусенці різання та може округляти або квадратувати профіль краю до контрольованої геометрії. Цей тип кромки подовжує термін служби матриці, оскільки він усуває абразивні задири, які забивають напрямні рейки та механізми подачі. Як відзначають спеціалісти з прецизійної пере-валки, кондиціоновані краї також покращують формувальність, запобігаючи розтріскуванням країв під час операцій згинання, що є значною перевагою, коли ваша стрічкова частина має вузькі-радіусні фланці.

Різниця в ціні між щілинними та кондиційними краями є реальною, але такою ж є і вартість заміни зношених інструментів або деталей, що зламаються з тріщинами,-спричиненими краями. Ваша програма керує правильним вибором.

Технічні характеристики площинності та вигину

Уявіть стрічку, яка розмотується у вашій годівниці. Якщо цей матеріал має залишкову кривизну від намотування (набір котушок) або вигинається вбік по всій ширині (арбалет), він не буде проходити прямо через напрямні рейки та направляючі штифти. Результатом є неправильна подача, не-вдари та прогресуюче пошкодження реєстрації інструментів.

Площинність стрічкової фольги та стрічки означає, наскільки плоско лежить матеріал, коли його розгортають і кладуть на плоску поверхню. Хвилястість по ширині або поздовжня хвилястість призводить до того, що стрічка піднімається від поверхні матриці між станціями, скидаючи глибину форми та вирівнювання заглушки. Для прогресивних штампів, що працюють на швидкості, навіть незначна хвилястість з’єднується на двадцяти станціях у частини, які виходять за межі допуску.

Вигнутість — бічна кривизна по довжині стрічки. Уявіть, що смужка плавно вигинається вбік, як неглибока дуга. У вузькій заготовці навіть невелике значення вигину означає, що несуча стрічка проходить крізь матрицю вбік, відриваючи направляючі штифти від-центру та створюючи асиметричні задирки. Чим вужча ваша стрічка, тим чутливіший ваш процес до розвалу, оскільки менше ширина матеріалу для поглинання бокового дрейфу, перш ніж пілоти втратять зачеплення.

Для точного штампування вказувати площинність і вигнутість у замовленні на придбання не є обов’язковим. Це різниця між матрицею, яка працює-на всю котушку, і матрицею, яка потребує втручання оператора кожні кілька хвилин.

Допуски на ширину та товщину прецизійних деталей

Більш жорсткі допуски на вхідні матеріали дають вашому дизайнеру штампу більше можливостей для роботи. Ось чому: зазор між пуансоном і блоком матриці встановлюється у відсотках від товщини матеріалу. Якщо ваша стрічка надходить із різною товщиною вздовж котушки, цей ретельно розрахований зазор стає занадто вузьким в одних місцях і занадто вільним в інших. Занадто туге спричиняє надмірний знос пуансона та подразнення. Занадто вільний створює закочені-краї та важкі задирки.

Варіація ширини створює паралельну проблему. Напрямні рейки та підйомники штампів обробляються до фіксованого розміру. Стрічка, ширша ніж номінальна, кріпиться в напрямних. Стрічка, яка проходить вужче, зміщується вбік, погіршуючи точність реєстрації.

Допуски-галузевих стандартівдля прецизійної стрічки діапазон від +/-0,0001" для дуже тонких калібрів (0,002"-0,003") до +/-0,001" для більш товстого матеріалу вище 0,031". Допуски на ширину слідують подібній схемі, затягуючись у міру звуження стрічки. Для ширини менше 0,250" (діапазон зазвичай класифікується як стрічка, а не стрічка), допуски Від +/-0,001" до +/-0,005" зазвичай залежно від діапазону ширини.

Якщо ваш штампований металевий лист або стрічка вимагає жорстких допусків на деталі, ви не можете їх досягти без такого ж суворого контролю вхідного матеріалу. Штамп може мати лише ті розміри, які дозволяє вихідний матеріал.

Ось що належить до вашого замовлення на закупівлю під час закупівлі стрічки для точного штампування:

• Тип стану кромки (з щілиною, з видаленням задирок, заокругленням або спеціальним) із указаною орієнтацією сторони бор-
• Максимальна висота задирок, якщо краї щілини прийнятні
• Допуск на площинність (максимальне відхилення на одиницю довжини)
• Допуск на вигин (максимальна бічна дуга на одиницю довжини)
• Допуск на ширину з указаним методом вимірювання
• Допуск на товщину з місцем вимірювання (центр, краї або обидва)
• Вимоги до обробки поверхні (величина шорсткості або візуальний стандарт)
• Внутрішній діаметр котушки та максимальний зовнішній діаметр для сумісності з фідером
• Налаштування-напрямку котушки (намотування-всередину або-назовні)
• Сертифікація механічних властивостей на котушку або нагрівання

Відсутність будь-якого з них у ваших документах про закупівлю означає, що ваш постачальник приймає рішення за вас, і їх стандартні параметри можуть не відповідати очікуванням вашого інструменту. Кожен невизначений параметр є змінною, яка може змінюватися між партіями котушок, тихо підштовхуючи ваш процес до межі відмови.

Блокування специфікацій матеріалів обмежує вхідні варіації. Наступним завданням є розробка зазорів у штампах та інструментів, які працюють у цьому контрольованому діапазоні, особливо коли тонка стрічка вимагає принципово іншого підходу до розрахунку зазору, ніж робота з більш важким калібром.

Конструкція матриці для тонкої стрічки

Більш товстий матеріал вибачає неакуратні зазори. Тонка стрічка не робить. Коли ви штампуєте стрічку з нержавіючої сталі товщиною менше 0,5 мм, межа між чистим зрізом і нерівним краєм різко зменшується, і кожне рішення щодо інструменту посилює наслідки для якості деталей і терміну служби матриці.

Принципи точного штампування нержавіючої сталі не змінюються при більш тонких калібрах, але їх застосування змінюється. Зазори, які створюють ідеальні деталі на аркуші 1,0 мм, можуть спричинити надмірні задирки або тріщини на стрічці 0,1 мм. Щоб зрозуміти, чому, потрібно ближче поглянути на те, як механіка зсуву залежить від товщини.

Розрахунок зазору матриці для тонкої стрічки

Зазор між різальною кромкою пуансона та ріжучою кромкою кнопки матриці, виражений яквідсоток товщини матеріалу на сторону. Зазор 10% на прикладі 1,0 мм означає 0,1 мм простору з кожного боку перфоратора. Досить просто. Але коли ви застосовуєте ті самі 10% до стрічки 0,05 мм, ви отримуєте 0,005 мм на кожну сторону, розмір, який ставить під сумнів навіть точні-шліфовані інструменти, які необхідно постійно підтримувати.

Ось що робить тонку стрічку нелогічною: сам відсоток часто потрібно трохи збільшити порівняно зі стандартною роботою аркушів. чому Тому що площини руйнування у верхній і нижній частині заготовки повинні вирівнятися, щоб отримати чистий розрив при зсуві. У дуже тонкому матеріалі зона зсуву стає пропорційно більшою відносно загальної товщини, тобто шлях поширення тріщини має меншу глибину для роботи. Занадто малий проміжок у цих калібрах не дає чистіших розрізів. Натомість він створює надмірну силу різання, прискорює зношування пуансона та може призвести до ламання пуансона під час проникнення.

У штампуванні тонкою стрічкою менші абсолютні зазори не означають автоматично більш чисті розрізи. Відсоток--зазору по товщині часто потрібно ретельно підвищувати, щоб забезпечити належне вирівнювання руйнування, оскільки співвідношення-до-руйнування веде себе по-різному зі зменшенням товщини матеріалу.

Спеціально для штампування нержавіючої сталі,галузеве керівництво пропонуєзазори від 12% до 15% на кожну сторону для м’яких аустенітних марок, масштабування до 20% для повністю-твердих умов. Ці значення являють собою загальні початкові точки для стандартних розмірів листа. Працюючи зі стрічкою менше 0,25 мм, вам потрібно буде ознайомитися з довідниками з розробки інструментів, щоб отримати рекомендації щодо-специфічного класу та-зазору щодо-спеціальної товщини, а потім перевірити за допомогою пробних прогонів, оскільки реальна-поведінка цих розмірів дуже залежить від стану інструменту та вирівнювання преса.

Точність тут важлива, але вона не має значення для більш важких вимірювальних приладів. Прес із прогином штока 0,02 мм не має значення під час різання матеріалу товщиною 2,0 мм, але той самий прогин означає 40%-ве зміщення зазору на стрічці 0,05 мм. Ось чому для штампування стрічки з нержавіючої сталі часто потрібні прямі-бічні преси з мінімальним прогином, а не машини з-розривною рамою, незалежно від вимог до тоннажу.

Вибір матеріалу інструменту та покриття

Нержавіюча сталь за своєю природою є абразивною. Вміст хрому, того самого елемента, який забезпечує стійкість до корозії, прискорює зношування матриці через абразивні та адгезивні механізми. Під час штампування стрічками ця проблема посилюється, оскільки ви використовуєте більшу кількість ходів на одиницю ваги матеріалу, а це означає, що пуансони та блоки матриць зношуються швидше, ніж під час робіт з більш-калібером.

Звичайна інструментальна сталь D-2, хоч і популярна для загального штампування, створює певну проблему з нержавіючої стрічкою. Високий вміст хрому в D-2 може взаємодіяти з хромом у нержавіючій сталі, викликаючи холодне зварювання або міграцію поверхня-поверхня. Цей «підбирач» осідає нержавіючий матеріал на поверхні пуансона, погіршуючи якість різу та зрештою викликаючи подряпини, які пошкоджують як інструмент, так і заготовку.

Кращий вибір для виготовлення штампів включає:

• Інструментальні сталі з порошкових металів (ПМ).наприклад марки CPM або ванадій-карбідні сталі, які забезпечують вищу міцність і зносостійкість порівняно зі звичайними кованими інструментальними сталями
• Алюмінієва бронзадля формування станцій, оскільки він абсолютно не схожий на нержавіючу сталь і стійкий до склеювання клею
• Твердосплавнийдля заглушки пуансонів у -застосуваннях, що працюють довгостроково, забезпечуючи виняткову довговічність, але потребуючи ретельного налаштування преса через його крихкість під ударним навантаженням

Покриття ще більше розширюють рівняння. Покриття за допомогою фізичного осадження з парової фази (PVD), як-от нітрид титану (TiN) або нітрид титану алюмінію (AlTiN), додають тонкий шар матеріалу високої -твердості, який зменшує тертя та запобігає взаємодії хрому-з-хромом, яка спричиняє заїдання. Покриття хімічним осадженням з парової фази (CVD) пропонують аналогічні переваги завдяки кращій адгезії на складних геометріях. Для штампування стрічки, де поперечні-перерізи пуансона є малими та крихкими, PVD, як правило, є кращим, оскільки воно осідає за нижчих температур і не ризикує спотворити тонкі характеристики інструменту.

Інвестиції в інструментальні сталі та покриття преміум-класу окупаються довжиною між заточеннями. Коли ваш прогресивний штамп має від 15 до 25 станцій штампування та проколювання, помножених на мільйони ходів за виробничий цикл, навіть 30% покращення інтервалу заточування означає значне збільшення часу безвідмовної роботи.

Проблеми з зачисткою та викидом деталей

Ви чисто вирізали деталь. Виглядає ідеально. Але це не залишить удар. Цей сценарій є поширеним у тисненні тонкою стрічкою, і він випливає з фізики, яка стає домінуючою в малих масштабах.

Тонкі частини стрічки чіпляються за пробивки з двох причин. По-перше, співвідношення площі поверхні-до-маси дуже високе. Крихітний заготовлений диск вагою в частки грама має відносно великі плоскі поверхні, що створює ефект вакууму та поверхневого-натягу на поверхні пуансона. По-друге, пружна віддача в пробитому отворі змушує снаряд або деталь захоплювати пуансон збоку, особливо в більш жорстких умовах, коли пружне відновлення є значним.

Знімач мостів, найпростіший і найдешевший варіант, часто не справляється з цією роботою зі стрічкою. Як задокументували інженери-інструменталісти, знімачі мостів не утримують матеріал під час процесу різання, дозволяючи рухатися вбік, що напружує удари. Під час вилучення смужка вдаряється об пластину знімача, посилаючи удар у тонкі штампи, які можуть зламатися під час повторного удару.

Знімач -під тиском (пружинні) вирішує обидві проблеми. Вони притискають стрічку рівно до поверхні матриці до та під час проникнення пуансона, запобігаючи бічному руху. Під час зворотного ходу вони відшаровують смужку від пуансона поступово, а не через раптовий удар. Вищу початкову вартість легко виправдати меншою кількістю поломок пуансона та меншою кількістю зупинок виробництва через застрягання деталей.

Додаткові прийоми надійного викиду стрічки включають:

• Потужний повітряний порив через поверхню пуансона, щоб порушити вакуум при утриманні скупчення
• Підпружинені виштовхувальні штифти в корпусі пуансона для заготовлених деталей
• Поліровані поверхні пуансона (шорсткість поверхні нижче Ra 0,2 мікрометра) для мінімізації адгезії
• Нанесення тих самих PVD-покриттів, які використовуються для стійкості до зношування, які також зменшують коефіцієнт тертя під час зачистки

Кожна деталь, що застрягла, є потенційним руйнуванням матриці. У прогресивному інструментальному інструменті, що працює на високій швидкості, один утриманий снаряд може впасти каскадом у зігнуті направляючі, зламані пуансони та пошкоджені секції матриці протягом кількох рухів. Інвестиції в надійну зачистку – це не зручність. Йдеться про захист усієї матриці.

Зазор матриці та інструменти виконують індивідуальний розріз. Зачистка справляється з наслідками. Але ширше питання про те, як послідовність кількох операцій на стрічці безперервної подачі, і чи є прогресивний інструмент взагалі правильним вибором для вашого об’єму, вимагає іншого типу інженерного рішення.

Прогресивне штампування та коротко{0}}інструменти для стрічкових деталей

Гучність змінює все. Стрічкова деталь, призначена для десяти мільйонів одиниць на рік, вимагає принципово іншої стратегії інструментів, ніж та сама геометрія для п’ятисот штук. Вартість інструментів, час виконання та інфраструктура керування процесом відповідно масштабуються, і неправильний вибір у будь-якому напрямку спалює гроші: надмірні-інвестування в прогресивні інструменти для короткого періоду або кульгання через великі обсяги з-методами на одній станції, які не можуть встигати.

Особливо для стрічки з нержавіючої сталі це рішення має додаткову вагу. Поведінка матеріалу-до зміцнення та абразивність означають, що вибір інструментів має величезні наслідки для терміну експлуатації штампа та-вартості частини в масштабі.

Прогресивне штампування для-великого виробництва стрічок

Прогресивне штампування — це робоча конячка-довготривалого прогресивного штампування у формі стрічки. Один набір штампів містить кілька станцій, розташованих у послідовності, кожна з яких виконує одну операцію: заготовку початкового отвору, проколювання деталей, формування вигинів, карбування критичних розмірів і, нарешті, відділення готової частини від несучої стрічки. Стрічка просувається на одну довжину кроку за хід преса, тому кожен цикл виробляє готову деталь.

Що робить цей метод домінуючим для-роботи великого обсягу стрічки? Швидкість і послідовність. Добре-сконструйована прогресивна матриця, що рухається з нержавіючої стрічки, може витримувати від 200 до 600 або більше ходів за хвилину, залежно від складності деталі та товщини матеріалу. За такої швидкості одна зміна преса може виготовити десятки тисяч ідентичних деталей із повторюваністю розмірів, яку просто не може зрівняти обробка від-до-станції.

Економіка підсилює перевагу швидкості. Прогресивні штампи зазвичай варіюються від 30 000 до понад 250 000 доларів США, але ця вартість амортизується на весь обсяг виробництва. При 500 000 деталей навіть матриця вартістю 100 000 доларів США додає лише 0,20 долара за штуку до вартості інструментів. Однак нижче приблизно 50 000 річних одиниць ця математика амортизації починає працювати проти вас. Через цей поріг послуги прогресивного штампування зазвичай націлені на програми зі стійким високим попитом, а не на одноразові-замовлення.

Для стрічки з нержавіючої сталі прогресивні матриці також пропонують перевагу процесу, крім швидкості. Оскільки стрічка ніколи не виходить із матриці між операціями, реєстрація деталей залишається заблокованою для точності пілотного-штифта протягом усієї послідовності формування. Це має значення, коли кумулятивне робоче зміцнення змінює поведінку матеріалу між станціями. Ви можете передбачити та компенсувати ці зсуви під час проектування матриці, а не боротися з випадковими варіаціями, внесеними обробкою деталей між окремими операціями.

Обробка котушок і подача для вузького запасу

Прокат стрічки шириною менше 50 мм на високій швидкості створює проблеми з подачею, з якими не стикаються більш широкі котушки. Смуга має меншу жорсткість по всій ширині, що робить її схильною до викривлення, скручування та бічного дрейфу на шляху подачі. Вирішіть ці проблеми, і ви отримаєте безперебійне виробництво. Ігноруйте їх, і ви отримаєте неправильну подачу, збої матриці та утиль.

Сервоприводиє стандартним індексуючим рішенням для точного тиснення стрічками. Серводвигун приводить в рух ролики подачі, які захоплюють стрічку та просувають її на програмовану довжину кроку, синхронізовану з циклом пресування. Програмованість має значення, оскільки нержавіюча стрічка, особливо з більш жорстким станом, може змінювати-довжину подачі під тиском захоплення. Сервокерування забезпечує-компенсацію в реальному часі, яку не можуть забезпечити механічні чи пневматичні живильники.

Пілотні штифти залишаються остаточним органом реєстрації всередині матриці. Навіть з ідеально налаштованим сервоприводом, штифти виправляють будь-яку залишкову помилку позиціонування, витягуючи смужку до точного вирівнювання перед зачепленням кожної станції. Для вузької стрічки діаметр пілотного отвору та зазор між штифтами та --отворами мають бути достатньо жорсткими, щоб контролювати бокове положення без зв’язування, як правило, загальний зазор від 0,01 мм до 0,02 мм для точної роботи.

Системи напрямних між живильником і входом у матрицю також потребують уваги. Широкий приклад природним чином рухається по прямій, оскільки його момент інерції протидіє бічному руху. Вузька стрічка не має такої розкоші. Направляючі-роликового типу або напрямні канального-типу утримують смугу в центрі шляху подачі. Конструкції з пружинним-навантаженням враховують незначну варіацію ширини, притаманну прорізній стрічці, не затискаючи настільки міцно, щоб смужка згиналася або додавалась опору, що впливало на точність подачі.

Часто{0}}незважаюча деталь: натяг котушки. Котушки стрічки мають невеликий внутрішній діаметр відносно їх ширини, що означає, що матеріал розмотується з більшою кривизною-заданої котушки, ніж ширша стрічка, намотана на більші оправки. Випрямляч або вирівнювач між розмотувачем і живильником є ​​важливим. Без нього залишкова кривизна піднімає стрічку з поверхні матриці між станціями, спричиняючи нерівномірну глибину форми та зсув гасіння.

Прототип і коротко{0}}підходи

Прогресивне оснащення має сенс, коли обсяг виправдовує інвестиції, а дизайн заморожено. Якщо жодна умова не виконується, вам потрібні альтернативні методи, які все ще виробляють прийнятні частини з нержавіючої стрічки без капітальних зобов’язань.

З'єднання гиневиконувати кілька операцій одним натисканням на одній станції. Вони дешевші, ніж прогресивні інструменти, оскільки потребують меншої кількості станцій і не мають конструкції стрічкового носія. Компромісом є пропускна здатність: деталі потрібно обробляти окремо між операціями, якщо потрібні кілька складних матриць, а частота ходів залишається нижчою, оскільки кожен удар одночасно виконує більше роботи.

Інструмент для перенесеннязавчасно відокремлює деталь від смуги та механічно переміщує її між станціями. Цей підхід підходить для деталей, геометрія яких може розірвати несучу смугу, як-от чашки з глибокою-стрічкою. Однак механічний механізм передачі обмежує швидкість порівняно з логікою безперервного-потоку прогресивних штампів, і додатковий ризик транспортування зростає з більш тонкими та крихкішими частинами стрічки.

Електроерозійна та лазерна різкаповністю обійти штампування для кількості прототипів. Завдяки цим методам деталі вирізаються безпосередньо зі стрічки без використання жорстких інструментів, створюючи точні профілі за години, а не за тижні. Вартість-деталі на порядки вища, ніж штампування, але коли вам потрібно п’ятдесят деталей для функціонального тестування перед тим, як взяти на себе прогресивну матрицю вартістю 150 000 доларів США, ця вартість є незначною порівняно з ризиком обробки дефектної конструкції.

Варто зазначити, що система прийняття рішень дещо відрізняється при порівнянні економіки прогресивного штампування вуглецевої сталі та нержавіючої сталі. Вища вартість матеріалу для стрічки з нержавіючої сталі та більша швидкість зношування матриці підвищують поріг об’єму прогресивних інвестицій у інструменти дещо вище, ніж еквівалентні програми з вуглецевої сталі. Додаткові витрати на технічне обслуговування інструменту за хід просто вищі з нержавіючої сталі, а це означає, що вам потрібно більше деталей, щоб розподілити його.

Ось структурований робочий процес прийняття рішень для вибору стратегії інструментів:

1. Визначте річний обсяг і загальну кількість за весь термін експлуатації. Якщо річний обсяг перевищує 50 000 одиниць із -річним попитом, прогресивне оснащення, швидше за все, виправдане.
2. Оцініть складність частини. Підрахувати кількість окремих операцій (прокол, формування, обрізка). Деталі, які потребують п’яти або більше послідовних операцій, надають перевагу прогресивним штампам.
3. Оцініть вимоги до толерантності. Якщо критичні розміри вимагають +/-0,05 мм або більше для кількох елементів, прогресивні матриці з реєстрацією пілотного штифта перевершують альтернативи.
4. Підтвердьте зрілість дизайну. Прогресивне інвестування матриці вимагає замороженого дизайну. Якщо деталь все ще ітерується, спершу використовуйте дротяну електроерозійну чи складену матрицю для перевірки.
5. Обчисліть загальну вартість володіння. Порівняйте прогресивну вартість штампа, амортизовану за весь обсяг, із вартістю-деталі для коротко-методів серії, помноженою на той самий обсяг. Включіть технічне обслуговування матриці, інтервали заточування та приблизну кількість браку для кожного підходу.
6. Фактор часу виконання. Для створення прогресивних матриць потрібно від 12 до 20 тижнів. Якщо виробництво має розпочатися через чотири тижні, коротко-методи заповнюють розрив, тоді як довго{5}}виготовляються прогресивні інструменти для штампування.

Правильна відповідь часто полягає не в тому чи іншому методі. Багато успішних програм починаються зі складних штампів або прототипів,-вирізаних дротом для перевірки дизайну, а потім переходять до прогресивного інструментарію, коли об’єм змінюється та геометрія блокується. Цей поетапний підхід захищає капітал, водночас доставляючи-придатні для виробництва деталі на кожному етапі.

Стратегія інструментів визначає, як виготовляються деталі. Але розуміння того, куди потрапляють ці частини та як вимоги до застосування впливають на рішення щодо матеріалів і процесів, завершує інженерну картину.

Основні сфери застосування для-штампованої стрічки з нержавіючої сталі

Кожне матеріальне рішення та вибір інструментів, які обговорювалися досі, зрештою служать одному: роботі готової деталі в реальному світі. Вимоги до застосування впливають не лише на вибір сорту та загарту. Вони це диктують. Контактна пружина, яка має витримати мільйон циклів згинання, потребує інших властивостей стрічки, ніж хірургічне лезо, яке контактує з людською тканиною, навіть якщо обидва починаються як вузька нержавіюча котушка, що подається через прогресивну матрицю.

Розуміння того, куди потрапляють штамповані деталі з нержавіючої сталі, допомагає інженерам повернутися від вимог до продуктивності до правильного поєднання матеріалу, стану та процесу.

Електричні контакти та з'єднувальні пружини

Коли вам потрібен крихітний компонент, який постійно згинається, не закріплюючись, стійкий до корозії у вологому середовищі та зберігає стабільність розмірів протягом багатьох років служби, ви описуєте контактну пружину. Тут домінує нержавіюча стрічка 301.

Чому саме 301? Нижчий вміст нікелю (6-8%) спричиняє цепрацювати загартовуватися швидшепорівняно з іншими аустенітними класами, тобто відпуск наполовину-твердість або три-твердість-забезпечує властивості пружини, які конкурують зі спеціалізованою пружинною сталлю, додаючи властивої стійкості до корозії. Електропровідність є вторинною в цих програмах, оскільки контактна сила та поверхнева поверхня забезпечують електричне з’єднання. Важливим є термін служби втоми: здатність згинатися мільйони разів без тріщин.

Пружини роз’ємів, контакти батареї, радіочастотні екрануючі затискачі та механізми виштовхування SIM-карти – усе це залежить від цієї комбінації властивостей. Форм-фактор стрічки ідеально підходить для цих деталей, оскільки готові компоненти, як правило, вузькі, тонкі та виробляються у величезних кількостях, саме той профіль, у якому прогресивне штампування перевершує.

Медичне обладнання та аерокосмічні компоненти

Медичні та аерокосмічні програми мають спільну тему: несправність не є можливістю, а відстеження матеріалу є обов’язковим. Крім того, їхні вимоги різко відрізняються.

Деталі медичної стрічки, наприклад, хірургічні скоби, ретракторні пружини, дюбелі для імплантатів і корпуси діагностичних датчиків потребують перш за все біосумісності. Клас 316L (з низьким вмістом вуглецю) є стандартом, оскільки його вміст молібдену протистоїть утворенню ямок із рідин організму, а низький вміст вуглецю запобігає сенсибілізації під час циклів зварювання чи стерилізації. Оздоблення поверхні тут має величезне значення. Деталі штампованої стрічки, призначені для контакту з пацієнтом, повинні відповідати суворим вимогам щодо шорсткості поверхні, щоб запобігти прилипанню бактерій і подразненню тканин.

Аерокосмічна промисловість має різні пріоритети. Штампування аеронавігаційних деталей із нержавіючої сталі означає роботу зі сплавами, які зберігають механічні властивості при підвищених температурах і екстремальних термічних циклах. Клас 321, стабілізований титаном проти опадів-карбіду хрому, обслуговує компоненти вихлопної системи та кронштейни моторного відсіку. Для конструкційних затискачів і кріпильних елементів штамповані деталі з нержавіючої сталі 304 у відпаленому або чверть-твердому стані забезпечують формування, необхідне для складних геометрій, одночасно забезпечуючи адекватне співвідношення міцності-до-ваги за помірних робочих температур.

Обидві галузі вимагають повної сертифікації матеріалів, відстеження партії та валідації процесу, вимоги, які прогресивне штампування добре підтримує завдяки своїй властивій повторюваності та статистичному контролю процесу.

ОВК та компоненти промислових датчиків

Не кожна частина штампованої стрічки живе в-профільному додатку. Системи HVAC і промислові датчики споживають мільйони штампованих компонентів з нержавіючої стрічки щорічно, від біметалічних елементів приводу та пружин термостата до екрануючих затискачів, монтажних кронштейнів і корпусів точних датчиків.

Прогресивне штампування систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря виробляє такі компоненти, як з’єднувальні затискачі заслінки, кронштейни для датчиків полум’я та пружинні затискачі для -з’єднання повітроводів у обсягах, які виправдовують спеціальний прогресивний інструмент. Ці деталі зазвичай використовують 304 у відпаленому або чверть-твердому стані, врівноважуючи адекватну корозійну стійкість для вологих середовищ і здатність до формування, необхідну для складних геометрій кронштейнів. Операції прогресивного штампування металу HVAC часто виконуються безперервно в кілька змін, що робить термін служби матриці та сталість матеріалу особливо важливими для економії витрат-на-деталь.

Промислові датчики додають рівень точності. Деталі штампованої стрічки служать елементами діафрагми в перетворювачах тиску, пружинними контактами в датчиках температури та екрануючими кожухами для електромагнітно-чутливої ​​електроніки. Ці програми часто вимагають жорсткіших допусків, ніж робота з опаленням, вентиляцією, вентиляцією та кондиціонуванням, і можуть вказувати спеціальні класи, як-от 321 для високотемпературних корпусів-датчиків або 316 для хімічних-середовищ.

Ось підсумок загальних категорій застосування з їх типовими парами сортів і темпераменту:

• Контактні пружини та з'єднувальні затискачі:301 або 302, від половини-твердого до повного-твердого характеру
• Контакти акумулятора та радіочастотні екрани:301, три-чверті-важкий до весняного характеру
• Хірургічні інструменти та компоненти імплантатів:316L, відпалений
• Аерокосмічні кронштейни та вихлопні елементи:321 або 304, відпалені до чверті-твердості
• Затискачі заслінок HVAC і кронштейни датчика полум'я:304, відпалений до чверті-твердості
• Діафрагми датчика тиску:316 або 304, відпалені (максимальна пластичність для глибокої витяжки)
• Пружини термостата та приводу:301, пів-твердий до трьох-чвертей-твердий
• Корпуси, що екранують EMI:304 або 301, чверть-тверда

Зверніть увагу на закономірність: вимоги до програми перетікають безпосередньо назад у стовпці класу та загартування вашої специфікації. Середовище експлуатації деталі, механічні вимоги та нормативний контекст звужують вибір матеріалу задовго до того, як розробник штампу накреслить макет однієї станції.

Важливо знати, куди потрапляють деталі. Знання того, що йде не так під час виробництва, і як це швидко виправити, ось що підтримує ці частини. Пружинний зворотний зв’язок, робоче зміцнення, збої в змащуванні та утворення задирок є постійними ворогами, які зупиняють лінії штампування стрічки, і кожне з них має ідентифіковані першопричини з перевіреними коригуючими діями.

Усунення поширених проблем із штампуванням стрічки з нержавіючої сталі

Прогресивний штамп може бездоганно працювати тижнями, а потім, здавалося б, миттєво почати виробляти брухт. Дрейф кутів стрибка. На станціях форми з'являються тріщини. Задирки ростуть понад специфікації. Частини жовчні проти перфораторів. Ці невдачі рідко мають одну серйозну причину. Вони накопичуються поступово, оскільки знос, зміна матеріалу та дрейф процесу взаємодіють між станціями.

Різниця між рентабельною лінією штампування та лінією, яка витрачає гроші через утилізацію та простої, часто зводиться до того, наскільки швидко ви визначаєте основні причини. Штамповка з нержавіючої сталі має вужче вікно для похибок, ніж м’яка сталь, оскільки висока міцність матеріалу, швидке зміцнення під час обробки та -збагачена хромом поверхня створюють режими руйнування компаундування, яких м’які метали просто не виявляють.

Управління пружинним поверненням у формованих стрічкових частинах

Пружинне повернення - це пружне відновлення матеріалу після того, як сила згину припиняється, що призводить до незначного розширення кута згину. Будь-який метал певною мірою повертається назад, але нержавіюча стрічка посилює проблему. Вища межа текучості забезпечує більшу віддачу, а нержавіючі сорти мають значно вищу межу текучості, ніж м’яка сталь при еквівалентних температурах. Чим тонша стрічка відносно радіуса вигину, тим вона стає гіршою.

Наскільки сильного стрибка слід очікувати? Для нержавіючої сталі в щільному вигині, де внутрішній радіус дорівнює товщині матеріалу, відкат зазвичай становить від 2 до 4 градусів. Зі збільшенням співвідношення радіуса-до-товщини це число швидко зростає. При помірних радіусах (6t до 20t) відпалений 304 може повертатися на 4-15 градусів. Напівтвердий 301, який зазвичай використовується для штампованих пружинних компонентів з нержавіючої сталі, може перевищувати 40 градусів при великих радіусах під час повітряного формування.

Три практичні стратегії контролю пружності при штампуванні стрічки:

• Над-згинання:Сконструюйте формувальний пуансон так, щоб він згинався за цільовий кут на передбачену величину стрибка. Якщо для вашої деталі потрібно 90 градусів, а матеріал повертається на 5 градусів, пуансон формується до 85 градусів. Це найпоширеніший підхід, який добре працює, коли пружинна віддача однакова для партій матеріалу.
• У-карбуванні штампів:Додавання етапу карбування після початкового згину пластично деформує матеріал у вершині згину, перетворюючи пружну деформацію на постійну деформацію. Карбування зменшує мінливість пружності, оскільки локально змушує матеріал перевищувати межу текучості, незалежно від вхідної зміни твердості. Компромісом є більший тоннаж преси на цій станції.
• Вибір темперу:Відпалена стрічка забезпечує меншу віддачу, ніж у напів-твердих або повністю-жорстких умовах. якматеріальні дані підтверджують, напів{0}}твердий 301 демонструє пружність від 4 до 43 градусів у тому самому діапазоні радіусів, де відпалений 304 показує лише від 2 до 15 градусів. Якщо ваша деталь не потребує високих пружинних властивостей під час експлуатації, вказівка ​​м’якшого стану усуває велику частину проблеми в джерелі.

Одна особливість стрічки: напрямок волокон має значення. Згинання перпендикулярно напрямку прокатки зменшує пружність і покращує консистенцію. У вузькому стрічковому матеріалі напрямок прокатки проходить уздовж довжини стрічки, тому поперечні вигини (по ширині) поводяться більш передбачувано, ніж поздовжні вигини, утворені вздовж напрямку подачі.

Трудове загартування та його сукупний ефект

Аустенітна нержавіюча сталь є мета-стабільною структурою. Коли ви його деформуєте, особливо марок 301 з меншим вмістом нікелю, частина аустеніту перетворюється на мартенсит. Цефазове-індуковане деформацієюробить матеріал більш твердим і крихким з кожною операцією формування. У кубику з однією-станцією цей ефект обмежений. У прогресивному кубику з 20 станціями він накопичується.

Уявіть, що ваша стрічка входить у матрицю в відпаленому стані з доступним подовженням 55%. Станція 3 проколює пілотні отвори, станція 6 утворює неглибоку тягу, станція 10 додає фланець, а станція 15 карбує монети. Кожна операція споживає частину залишкової пластичності матеріалу. До п'ятнадцятої станції стрічка в зоні формування може втратити половину або більше своєї початкової здатності до подовження. Проштовхніть його далі, і при концентрації напруги з’являться тріщини.

Коефіцієнт зміцнення (індекс холодного зміцнення) для аустенітної нержавіючої сталі становить приблизно 0,34, що значно вище, ніж у вуглецевої сталі. Це означає, що залишкова напруга зростає швидше з кожним кроком деформації. Чим більше вміст накопиченого мартенситу, тим вище залишкова напруга, і тим більш імовірним стає розтріскування під час наступних операцій формування.

Практичні контрзаходи включають:

• Послідовність станцій:Проводьте найсуворіші операції формування на початку процесу формування, коли матеріал зберігає максимальну пластичність. Зарезервуйте пізніші станції для легких операцій, таких як обрізка, карбування або остаточне відсікання.
• Проміжне полегшення:Для особливо вимогливих геометрій деталей проектуйте станції простою (без роботи), які дозволяють смузі розслаблятися між етапами важкого формування. Незважаючи на те, що це подовжує матрицю, це запобігає досягненню критичного рівня накопиченої напруги.
• Коригування оцінки:Якщо розтріскування не зникає, незважаючи на оптимізацію станції, подумайте про перехід із 301 на 304 або 305. Вищий вміст нікелю стабілізує фазу аустеніту, знижуючи швидкість мартенситного перетворення та забезпечуючи більшу продуктивність формування на станцію до того, як матеріал-затвердіє до руйнування.
• Керування глибиною малювання:Розподіліть загальну глибину малювання між кількома станціями, а не намагайтеся агресивно відображати одну-станцію. Кожне поступове витягування залишається в межах миттєвої пластичності матеріалу, а не вичерпує її за одну операцію.

Коли розтріскування з’являється спорадично, а не постійно, підозрюйте різницю матеріалу між партіями котушок. Партія, яка надходить на твердий кінець відпаленої специфікації, починається з меншою доступною пластичністю, і ваш процес, який добре працює на більш м’яких партіях, може підштовхнути твердіший матеріал до своїх меж на тих самих станціях. Ось чому сертифікація механічних властивостей на котушку, про яку йшлося в попередніх розділах, приносить користь під час усунення виробничих несправностей.

Стратегії змащення та захисту поверхні

Змащення під час штампування нержавіючого металу виконує подвійну мету: зменшує тертя між деталлю та інструментом і запобігає задиранням, де-збагачені хромом поверхні холодно-зварюються до інструментальної сталі під тиском. Оберіть мастило неправильно, і ви або пошкодите деталі через задирання, або через хімічну дію. Жоден результат не є прийнятним.

Історично склалося так, що штампування з нержавіючої сталі значною мірою покладалося нахлорпарафінові мастилатому що їхні-високі показники тиску ефективно запобігали подразненню. проблема? Залишки хлору викликають точкову корозію на нержавіючих поверхнях, якщо їх не видалити повністю після штампування. Для стрічкових деталей із високим співвідношенням площі-поверхні-до-об’єму очищення кожної щілини сформованої частини є складним і дорогим. Будь-яка залишкова хлорована плівка стає місцем ініціації корозії під час експлуатації.

Сучасні альтернативи повністю усувають цей ризик. Безмасляні, повністю синтетичні мастила, розроблені спеціально для нержавіючих поверхонь, забезпечують необхідне граничне змащування без хлорованої хімії. Ці склади пропонують додаткові переваги для операцій тиснення стрічками:

• Потрібна менш агресивна водна хімія для очищення після-видалення штампування
• Поліпшення якості зварного шва за рахунок більш чистих поверхонь
• Пропонують кращу здатність до біологічного розкладання, ніж альтернативи-на основі олії чи хлору
• Зменште споживання енергії під час очищення

Поверхня з нержавіючої сталі сама по собі створює труднощі змащення поза хімічним вибором. Порівняно з вуглецевою сталлю нержавіюча сталь має твердіший і гладкіший профіль поверхні, який не так легко утримує мастило. Масло накопичується в мікроскопічних долинах шорсткіших поверхонь, але гладке покриття нержавіючої стрічки дозволяє мастилу видавлюватися під тиском формування. Це означає, що спосіб застосування має таке ж значення, як і тип мастила. Системи валикового покриття або системи крапельного нанесення, які наносять свіже мастило безпосередньо перед входом у матрицю, перевершують системи заливного покриття, які покладаються на залишкову плівку, що зберігається раніше на шляху подачі.

Очищення після-штампування має плануватися як частина виробничого процесу, а не розглядатися як задумане. Будь-які залишки мастила, що залишилися на готових штампах з нержавіючої сталі, можуть заважати наступним процесам, таким як зварювання, пасивація або складання. Для медичних або харчових -застосунків перевірка очищення додає ще один рівень контролю процесу, який починається з вибору мастила.

Зібравши разом ці типи несправностей, ось діагностична довідка для найпоширеніших дефектів, які зустрічаються під час штампування стрічки з нержавіючої сталі:

Кожен дефект у цій таблиці є результатом рішень, прийнятих раніше в ланцюжку процесу: специфікації матеріалу, конструкції матриці, вибору інструментів або вибору мастила. Усунення несправностей стає швидшим, якщо ви розпізнаєте ці зв’язки, а не лікуєте кожен симптом окремо.

Вирішення виробничих проблем забезпечує потік деталей сьогодні. Створення повного пакету специфікацій, який запобігає повторенню цих проблем у нових програмах, — це те, що відрізняє реактивне пожежогасіння від проактивного проектування процесу, і це вимагає об’єднання кожної точки прийняття рішень у єдиний узгоджений робочий процес.

Від вибору матеріалу до виробництва-готових деталей стрічки

Ізольовані рішення породжують окремі проблеми. Інженер, який вибирає марку, не враховуючи зазор матриці, або вказує загартування, не розуміючи наслідків пружності для інструменту, закінчується тим, що усуває ті самі несправності, які обговорювалися в попередньому розділі. Протиотрута — це послідовний робочий процес специфікації, який пов’язує кожне рішення з рішеннями до і після нього, створюючи штампований пакет деталей із нержавіючої сталі, де кожен елемент підсилює інші.

Подумайте про це так: ваша програма повідомляє вам, що має робити частина. Ця вимога до продуктивності звужує ступінь і характер. Сорт і характер визначають те, що ви повинні вимагати від свого постачальника стрічки. Ці властивості вхідного матеріалу встановлюють межі для зазору матриці, матеріалу інструменту та стратегії зачистки. І загальна картина, складність плюс обсяг плюс толерантність, визначає, чи інвестуєте ви в прогресивні інструменти чи починаєте з-невеликих варіантів.

Пропустіть ланку в цьому ланцюжку, і ви вгадаєте. Відгадування коштує грошей.

Створення пакета специфікацій для штампування стрічки

Кожна успішна програма штампування стрічки дотримується тієї самої логічної послідовності, незалежно від того, чи є це деталь контактної пружини акумулятора чи кронштейна аерокосмічного датчика. Ось робочий процес прийняття рішень, представлений у вигляді пронумерованого шляху від вимог до програми до-готових інструментів:

1. Визначте вимоги до програми.Почніть з кінця: робоче середовище, механічні навантаження, цикли втоми, вплив корозії, температурний діапазон, нормативні обмеження та потреби в електричних або теплових характеристиках. Ці вимоги не-підлягають обговоренню, а все інше змінюється відповідно до них.
2. Виберіть сорт і темпер.Зіставте свої вимоги до правильного нержавіючого сплаву. Потрібні пружинні властивості та стійкість до корозії? 301 напів-важко. Потрібна можливість глибокого формування та біосумісність? 316L відпалений. Потрібна стабільність-високої температури? 321 відпалений. Переконайтеся, що подовження та межа текучості вибраного відпуску знаходяться в діапазонах, які може фактично використовувати ваша геометрія деталі без розтріскування чи надмірної пружності.
3. Вкажіть параметри джерела стрічки.Напишіть замовлення на купівлю, яке контролює кожну змінну, до якої буде чутлива ваша матриця: стан краю з орієнтацією задирок, допуск на площинність, обмеження вигину, допуски по ширині та товщині, обробку поверхні, ID/OD котушки та сертифікацію механічних властивостей для партії. Все, що не визначено, стає змінною, яка змінюється між поставками котушки.
4. Розробка зазорів і інструментів.Обчисліть зазор від пуансона до- матриці у відсотках від указаного діапазону товщини, враховуючи ступінь твердості та відпуск. Вибирайте інструментальну сталь або твердосплавні марки, стійкі до хром--хрому. Вкажіть покриття PVD для станцій критичного формування та заготовки. Сконструюйте системи зачистки (пружинні зачистки, повітряний струмінь, виштовхувальні штифти) відповідно до товщини вашої стрічки.
5. Виберіть стратегію обсягу виробництва.Відповідайте інвестиціям в інструменти відповідно до попиту. Для річних обсягів понад 50 000 із замороженими конструкціями прогресивні штампи забезпечують найнижчу вартість-частини. Для прототипів або етапів-ітерації дизайну використовуйте дротяну електроерозійну чи складену матрицю. Для середнього-обсягу перехідних робіт розгляньте інструменти для перенесення. Плануйте поетапні інвестиції: перевірте геометрію за допомогою коротко-методів перед тим, як перейти до-довготривалого прогресивного штампування.
6. Встановіть контроль процесу.Визначте тип і спосіб нанесення мастила (не-хлорована синтетика для нержавіючої сталі), протокол очищення після-штампування, критерії перевірки, параметри SPC та інтервали технічного обслуговування матриці. Задокументуйте їх разом із кресленням деталі, щоб виробничі групи мали повний виробничий пакет, а не лише специфікацію геометрії.

Ця послідовність не є довільною. Кожен крок обмежує параметри, доступні на наступному кроці. Пропуск вперед, наприклад, вибір прогресивного макета матриці перед підтвердженням стану матеріалу, вимагає дорогої переробки, коли реальність не відповідає припущенням.

Для штампування відпаленої сталі, де пріоритетом є максимальна пластичність, послідовність має ще більше значення. Нижча межа текучості відпаленої стрічки означає, що можна досягти менших зазорів у штампах, але її схильність до прилипання до задирок і клейкості при різанні вимагає спеціального покриття інструменту та вибору мастильних матеріалів, які слід інтегрувати з самого початку, а не виправляти після появи проблем.

Ресурси вибору матеріалів для штампованих деталей

Для створення пакета специфікацій потрібні надійні дані про матеріали. Ви будете отримувати з кількох джерел залежно від того, на якому етапі прийняття рішення ви перебуваєте.

Специфікації постачальників залишаються авторитетним джерелом механічних властивостей, доступних температур і допусків розмірів, характерних для стрічки. Запитуйте їх на початку процесу вибору-класу, оскільки опубліковані діапазони різняться між виробниками та прокатними заводами.

Такі галузеві довідники, як-от ASM Metals Handbook і SSINA design guidelines, надають порівняльні дані-станів, рейтинги формуваності та початкові точки зазору, які допомагають під час початкової оцінки здійсненності, перш ніж ви залучите певного постачальника.

Для інженерів і груп постачальників, які оцінюють варіанти штампованих сталевих листів і стрічок у різних сімействах сплавів,Сторінка матеріалів YICENпропонує практичну відправну точку. Він охоплює нержавіючу сталь, алюміній, латунь та інші сплави, які зазвичай використовуються у штампованих і оброблених металевих деталях, упорядкованих таким чином, щоб допомогти вам звузити кандидатів перед зануренням у детальні специфікації постачальників. Наявність консолідованого посилання, що охоплює сімейства матеріалів, економить час, коли ваші вимоги до застосування ще не прив’язали вас до єдиної системи сплавів.

Об’єднайте ці ресурси, а не покладайтеся на один окремо. Зведене посилання на матеріали допоможе вам вибрати кандидатів. Специфікації постачальників підтверджують точні властивості вашої конкретної форми стрічки. А довідники з інструментів перетворюють ці властивості на практичні параметри конструкції штампу.

Метою в кінці цього робочого процесу є специфікаційний пакет, який виробник штампу, постачальник матеріалів і оператор преса можуть виконати без двозначності. Коли кожна зацікавлена ​​сторона працює з одним і тим же інтегрованим документом, процес штампування плоскою стрічкою з нержавіючої сталі виконується так, як він був розроблений: передбачувано, прибутково та якісно.

Поширені запитання про пласку стрічку для штампування з нержавіючої сталі

1. Чим штампування плоскою стрічкою відрізняється від стандартного штампування листовим металом?

Штампування плоскою стрічкою передбачає подачу вузької рулонної нержавіючої сталі, як правило, менше 50 мм завширшки, через прогресивні або одно-станційні матриці. На відміну від більш широкого штампування аркушів, стрічковий матеріал створює унікальні труднощі, зокрема більш жорсткі допуски на ширину для відстеження крізь напрямні, чутливість до стану краю, що впливає на утворення задирок, і викривлення-котушки, що спричиняє неправильне подавання. Деформаційний зміцнення також поєднується між станціями прогресивного штампування, оскільки вузька стрічка накопичує напругу інакше, ніж листові заготовки, оброблені окремо.

2. Який сорт нержавіючої сталі найкраще підходить для тиснення стрічками?

Найкращий сорт залежить від ваших вимог до застосування. 301 відмінний для пружинних компонентів і контактних пальців завдяки швидкій роботі-швидкості зміцнення. 304 підходить для глибшої витяжки та складного формування з вищим подовженням. 316 захищає від корозії-критичні середовища, такі як медичні пристрої та морське обладнання. 410 підходить для високо-зношуваних компонентів, тоді як 321 ручки застосування при підвищеній{8}}температурі. Для досягнення оптимальних результатів штампування кожну марку потрібно поєднувати з правильним станом відпуску, від відпалу для максимальної пластичності до повної -твердості для пружинних властивостей.

3. Як обчислити зазор для тонкої стрічки з нержавіючої сталі?

Зазор матриці для тонкої стрічки виражається у відсотках від товщини матеріалу на сторону. Галузеві рекомендації пропонують від 12% до 15% на кожну сторону для м’яких аустенітних марок, масштабування до 20% для повністю-жорстких умов зі стандартними розмірами листа. Для стрічки менше 0,25 мм відсоток часто потрібно дещо збільшити, оскільки коефіцієнт-до-руйнування поводиться по-іншому при зменшених товщинах. Занадто вузький проміжок у тонких калібрах створює надмірну силу різання та прискорює знос пуансона, а не створює чистіші розрізи. Ознайомтеся з інженерними довідниками з інструментів, щоб дізнатися про-спеціальні значення класу та перевірити їх за допомогою пробних запусків.

4. Коли варто вибрати прогресивне штампування замість коротко{1}}інструменту для стрічкових деталей?

Прогресивне штампування є виправданим, коли річний обсяг перевищує приблизно 50 000 одиниць із багаторічним попитом, а дизайн деталей заморожено. Прогресивні штампи коштують від 30 000 до понад 250 000 доларів, але амортизуються у великих обсягах, іноді додаючи менше 0,20 доларів за деталь. Для прототипів або фаз-ітерації дизайну дротяна електроерозійна чи складена матриця пропонують швидший оборот без великих капіталовкладень. У багатьох програмах використовується поетапний підхід: спочатку перевірте геометрію за допомогою коротко{12}}методів, а потім перейдіть до прогресивного інструментарію, коли об’єм наростає та проект блокується.

5. Як запобігти задиранню та відскоку під час штампування стрічки з нержавіючої сталі?

Запобігання задирам вимагає вирішення взаємодії хром--хром між нержавіючими деталями та інструментальною сталлю. Перейдіть з D-2 на порошкову металеву інструментальну сталь або карбід, нанесіть PVD-покриття, такі як TiN або AlTiN, і використовуйте не-хлоровані синтетичні мастила, розроблені для нержавіючих підкладок. Для контролю пружності використовуйте стратегії надмірного-згинання, коли пуансон формується поза межами цільового кута, додайте-станції карбування штампів для пластичної деформації зон згину або вкажіть більш м’які умови загарту, якщо це дозволяють вимоги застосування. Сторінка матеріалів YICHEN за адресою yichen-group.com/materials може допомогти інженерам порівняти варіанти сплавів, які врівноважують здатність до формування та поведінку пружинного повернення.