Всередині матриці: як компоненти матриці контролюють кожен удар

Що роблять компоненти штампа для штампування в робочому штампі

Штампувальна матриця — це вузол прецизійного інструменту, який ріже та формує листовий метал у потрібну форму кожного разу, коли прес прикладає силу. Але ось про що більшість списків запчастин вам не скажуть:окремі компоненти штампумає значення лише те, як вони працюють разом. Кожен з них виконує певну механічну роль - структурна підтримка, контроль матеріалу, різання, формування або управління смугою -, і вони повинні виконувати ці ролі в тісній координації під час кожного окремого натискання.

Розуміння того, як взаємодіють компоненти матриці, має набагато більше значення, ніж запам’ятовування назв деталей. Кубик — це система, і продуктивність кожного компонента залежить від поведінки всього навколо нього.

Визначення компонентів штампу як системи

Отже, що таке кубик, насправді? Це верхній і нижній набір інструментів, налаштований на різання, згинання, формування або витягування металу, розміщеного між його половинками. Штамп використовується для багаторазового виготовлення готових деталей - зі швидкістю та в межах жорстких допусків. З чого виготовляють плашки? Загартовані інструментальні сталі, твердосплавні вставки, прецизійні-заточені штифти та сконструйовані пружинні системи — усе це встановлено на жорсткі сталеві пластини. Кожен елемент існує тому, що цього вимагає система.

Чому знання компонентів важливі для інженерів інструментів

Коли ви розумієте функції кожного компонента в більшій збірці, пошук несправностей стає систематичним, а не здогадками. Задирок на вашій штампованій деталі – це не просто «проблема з перфорацією» -, це може бути пов’язано зі зношеними напрямними втулками, що допускають зсув, втомленими пружинами, які не здатні чисто зняти матеріал, або прогином башмака матриці під тоннажем.

Як компоненти координуються за допомогою натискання

Уявіть один цикл натискання, що розгортається за мілісекунди. Башмаки матриці та напрямні штифти утримують верхню та нижню половини в жорсткому центрі. Пластина знімача контактує з матеріалом смуги та утримує його рівно. Пуансони спускаються крізь знімач і ріжуть метал на кнопках матриці внизу. Пружини стискаються, поглинаючи силу і накопичуючи енергію. Під час зворотного ходу ті самі пружини штовхають знімач вниз, очищаючи пуансон від матеріалу, щоб стрічка могла просунутися до наступного положення. Кожен компонент спрацьовує послідовно - структурно, потім різання, потім зняття - сотні разів на хвилину.

Саме ця скоординована дія відокремлює функціонуючий штамповий штамп від набору сталевих деталей. У наступних розділах детально розбивається кожна група компонентів, починаючи зі структурної основи, яка робить усе інше можливим.

Компоненти структурної основи, які тримають усе разом

Кожен пуансон, формувальна сталь і пружинна система всередині штампа залежать від одного: жорсткої, точно вирівняної платформи для встановлення. Компоненти конструкційного інструменту не ріжуть метал або формують деталі безпосередньо, але без них ніщо інше не працює за призначенням. Вони поглинають тоннаж, зберігають центрування та протистоять бічним силам, які інакше зруйнували б ріжучі кромки за лічені години.

Башмаки та їх роль у розподілі навантаження

Башмак для штампування — це сталеві або алюмінієві пластини, які утворюють верхню та нижню половини набору штампів. Думайте про них як про фундамент будівлі - все, що кріпиться до цих плит болтами, дюбелями чи ключами. Їхнє головне завдання — рівномірно розподілити зусилля преса по робочій зоні матриці, щоб жоден компонент не сприймав зосереджені навантаження.

Верхній башмак кріпиться до штока преса; нижній башмак прикручується до станини преса. Разом вони повинні залишатися плоскими і паралельними під тоннажем. Ось чому їх шліфують або прецизійно-фрезерують із жорсткими допусками. Викривлений або занижений розмір башмака призводить до нерівномірного розподілу сили, що каскадом призводить до прогину, поломки пуансона та нестабільної якості деталей.

Товщина башмака не є довільною. Аштамп для карбуванняякий стискає метал, стискаючи його між верхньою та нижньою частинами, вимагає набагато товщого черевика, ніж проста операція згинання. Правило просте: більший тоннаж і більша ширина смуги вимагають більш товстого взуття, щоб протистояти прогину. Більшість взуття виготовлено зі сталі, але алюміній набуває популярності в деяких сферах застосування - він важить на-третину менше, швидко обробляється, добре поглинає удари, а спеціальні сплави можуть надати йому міцності на стиск, ніж низько-вуглецева сталь.

Нижній башмак матриці зазвичай має механічно оброблені або вирізані{0}}полум’ям отвори, через які шлаки та брухт падають на станину преса. Ці отвори також служать зазорами для газових пружин та інших компонентів, встановлених під поверхнею матриці.

Направляючі системи для верхнього--нижнього вирівнювання

Коли прес-циліндр опускається на швидкості, верхня та нижня башмаки матриці повинні зустрічатися в абсолютно однаковому положенні кожного циклу. Напрямні штифти та втулки дозволяють це зробити. Ці прецизійні-відшліфовані компоненти -, які часто виготовляються в межах 0,0001 дюйма. -, зберігають дві половини вирівняними під повним тоннажем.

Існує два основних типи. Направляючі штифти-стилю тертя — це вали із загартованої інструментальної сталі, дещо менші за отвір втулки. Втулки зазвичай футеровані алюмінієвою-бронзою, іноді вбудовані графітові заглушки для зменшення тертя та нагрівання. Ці шпильки також забезпечують силу каблука, перешкоджаючи--руху взуття з боку в бік.

Напрямні штифти-кулькових підшипників використовують загартовані штифти, які сидять на шарикопідшипниках, які утримуються в алюмінієвій клітці. Вони значно зменшують тертя, забезпечують більш високу швидкість пресування без накопичення тепла та можуть бути виготовлені з більш жорсткими допусками, ніж фрикційні штифти. Вони також дозволяють штампувальнику легко відокремити верхні та нижні башмаки під час обслуговування.

Один важливий момент: напрямні штифти призначені для вирівнювання башмаків матриці -, а не для компенсації зношеного чи недбалого пресового штока. Великі напрямні штифти для маскування проблем з обслуговуванням преса лише прискорюють знос самих штифтів і вносять помилки вирівнювання, які пошкоджують ріжучі компоненти.

П'яткові блоки, клавіші та керування бічним зусиллям

Операції різання та формування не завжди створюють силу прямо вниз. Кутові форми, кулачкові-функції та асиметричне гасіння — усе це створює бічні сили тяги -, які штовхають верхню матрицю відносно нижньої. П'яткові блоки поглинають цю тягу, тому вона не передається на направляючі штифти.

Ці прецизійно{0}}оброблені сталеві блоки прикручуються гвинтами, дюбелями та часто приварюються до обох башмаків матриці. Одна сторона несе сталеву п'яткову пластину; протилежна сторона використовує захисну пластину з алюмінієвої-бронзи або іншого різнорідного металу. Це різнорідне{4}}сполучення металів є навмисним - дві пластини з одного матеріалу створюють надмірне тертя, тепло та, зрештою, роздратування. Коробчасті п'яти можуть протистояти поштовху в усіх напрямках одночасно.

Дюбелі та шпонки завершують структурну систему. Дюбелі — це загартовані, точно-шліфовані шпильки, які розташовують кожну секцію матриці в її точному положенні на черевику. Шпонки — це невеликі прямокутні блоки зі шліфованої сталі, вставлені у фрезеровані шпонкові канавки - вони одночасно розташовують і нахиляють секції матриці, забезпечуючи стійкість до зсуву під навантаженням. Гвинти з головкою під торцевий ключ скріплюють все разом із утримуючою силою, необхідною для багаторазового-циклічного використання великого тоннажу.

Підкладки також заслуговують на згадку. Коли загартовані головки пуансона цикл за циклом притискаються до матеріалу башмака матриці, м’якший башмак може деформуватися. Опорні пластини - тонкі загартовані сталеві пластини, розміщені між фіксаторами пуансона та черевиком - запобігають цьому закладенню та розподіляють точкове навантаження на більшу площу.

Невеликі або запущені структурні компоненти не руйнуються голосно - вони руйнуються поступово. Башмак матриці, який відхиляється на 0,002 дюйма під навантаженням, нічого не зламає відразу, але змінює проміжок-на-штамп по ширині стрічки. Направляючі штифти, які забиваються через недостатнє змащення, допускають прогресуюче зміщення, що прискорює знос кожної ріжучої кромки інструменту. Ці проблеми поєднуються з тисячами ударів, що ускладнює діагностику першопричини, якщо ви не розумієте, що повинен забезпечувати структурний шар: абсолютну жорсткість і повторюване вирівнювання, кожного циклу, за повного тоннажу.

З цією основою, зафіксованою на місці, наступний рівень системи - пуансони, кнопки матриці та формувальна сталь, які фактично формують листовий метал -, можуть виконувати свою роботу з точністю, для якої вони були розроблені.

Різання та формування деталей, які формують метал

Жорстке вирівнювання та розподіл навантаження нічого не означають, якщо штампові інструменти, які фактично контактують із листовим металом, сконструйовані неправильно. Пуансони, кнопки матриці, блоки матриці, пластини матриці та формувальна сталь є компонентами, які виконують фізичну роботу - зрізання, згинання, малювання та тиснення матеріалу в готову геометрію. Їхня конструкція, взаємозв’язок один з одним і проміжок між ними визначають, чи отримаєте ви чисту деталь чи сміття, повне відходів.

Як удари та кнопки плашки працюють разом

Фундаментальний зв’язок у будь-якій системі пуансона та матриці для листового металу є простим: пуансон — це зовнішній ріжучий інструмент, який опускається в відповідний внутрішній отвір - кнопка матриці (також називається вставкою матриці або матрицею). Пуансон проштовхує матеріал у цей отвір або крізь нього, а взаємодія між їхніми краями є тим, що фактично розриває метал.

Під час пресового ходу пуансон стикається з листом і починає штовхати його вниз. Матеріал трохи деформується як навколо краю пуансона, так і навколо краю кнопки матриці - ступінь деформації залежить від пластичності, товщини та зазору між двома ріжучими крайками. Коли пуансон продовжує опускатися вниз, він холодно-видавлює метал, утворюючи зрізану частину розрізу, відому як стрічка розрізу. Коли міцність матеріалу на зсув перевищується, він ламається і відламується, утворюючи зону прориву на кромці різу.

Кнопки штампів розташовані в оброблених кишенях у блоці штампів або матриці та повинні надійно утримуватися як від сили різання, спрямованої вниз, так і від бічного тиску матеріалу, що тече під час різання. Три поширені методи утримання кнопок на місці:

• Утримання під-натискання- ґудзик відшліфовано з невеликим натягом і запресовано в точну-проточену кишеню. Простий, компактний і ефективний для круглих кнопок, але вимагає гідравлічного преса для зняття під час обслуговування.
• Утримування-замка м’яча- підпружинена-кулька входить у канавку, виконану на зовнішньому діаметрі кнопки. Це дозволяє швидко знімати та встановлювати без натискання, що робить його популярним у середовищах із високим-переходом.
• Ключове утримання- шпонка або плоска поверхня на кнопці запобігає обертанню, що є критичним для не-круглих форм, де має значення кутова орієнтація. Часто поєднується з-приляганням або утриманням плечей.

Сам блок матриці - пластина, на якій розташовані всі кнопки матриці та ріжучі отвори -, має бути достатньо товстим, щоб витримувати зусилля різання без прогину, і достатньо міцним, щоб протистояти зносу ріжучих країв. У деяких конфігураціях окрема матрична пластина утримує кнопки, а блок матриці під ним забезпечує структурну підтримку та проходи для зазору.

Типи пуансонів та їх конкретні застосування

Не для кожного отвору чи деталі штампованої деталі потрібна однакова геометрія пуансона. Штампувальні штампи представлені в різних конфігураціях, кожна з яких адаптована до конкретних операцій:

• Звичайні (суцільні) круглі пуансони- найпоширеніший тип, який використовується для стандартного кругового проколювання та штампування. Міцний, легко заточується та доступний у стандартних розмірах за каталогом.
• Фігурні пуансони- спеціальні профілі для прямокутних пазів, D-форм, замкових щілин або будь-якої не-круглої геометрії, необхідної для конструкції деталей.
• Пілотні удари- прецизійні-штифти, які входять у попередньо пробиті отвори, щоб зафіксувати смужку перед розрізанням. Вони не ріжуть матеріал; вони знаходять його. Критичний у прогресивних штампах, де сукупна помилка подачі руйнує точність деталей.
• Пробійники- призначений для видалення матеріалу з краю смуги або заготовки, створення виїмок, виступів або рельєфних елементів, які дозволяють подальше згинання або формування.
• Пронизливі удари- різати та згинати матеріал одночасно, не відокремлюючи його від стрічки. Використовується для створення виступів, жалюзі або часткових елементів, які залишаються прикріпленими.
• Ступінчасті або плечові удари- мають кілька діаметрів уздовж своєї довжини для покращеного вирівнювання, кращого розподілу навантаження та контрольованого зачеплення за допомогою кнопки матриці.
• Пуансони порожнисті або трубчасті- містить внутрішню порожнину для виштовхування снарядів, зменшуючи тенденцію снарядів прилипати до поверхні пуансона під час втягування.

Формувальні сталі -, які іноді називають формувальними пуансонами -, є цілком окремою категорією. Ці компоненти не ріжуть матеріал; вони переформовують його. Згини, малюнки, тиснення та карбовані деталі вимагають точної-метанообробленої сталі, профілі якої точно відповідають бажаній геометрії деталей. Їх радіуси, кути осідання та обробка поверхні безпосередньо контролюють потік матеріалу під час формування.

Зазор між пуансоном і матрицею та його вплив на якість деталей

Відстань між краєм пуансона та краєм кнопки матриці - зазор для різання - є однією з найважливіших характеристик будь-якого штампа. Зазвичай він виражається у відсотках товщини листа на кожну сторону. Загальною вихідною точкою є приблизно 10% товщини матеріалу на кожну сторону. Наприклад, різання сталі товщиною 0,050 дюйма з 10% зазором означає 0,005 дюйма зазору на кожну сторону або 0,010 дюйма загальну різницю діаметрів між пуансоном і кнопкою.

Але 10% не є універсальним. Твердіші та більш{2}}міцні матеріали зазвичай виграють від більших зазорів, тоді як для м’яких та більш пластичних матеріалів можуть використовуватися менші значення. Наслідки неправильного виконання відразу проявляються на краю деталі:

Недостатній просвітвикликає руйнування матеріалу під час різання. Ви побачите посилений удар пуансона, прискорений знос як пуансона, так і кнопки, вищі сили різання та частіші цикли заточування. Заготовка має тенденцію залишатися стиснутою в кнопці матриці - добре для утримання заготовки, але ціною терміну служби інструменту. Деформація пуансона та відколи стають реальними ризиками, особливо на пуансонах з тонким поперечним-перерізом.

Надмірний кліренсвикликає руйнування при розтягуванні. Матеріал розтягується та скочується перед розривом, створюючи більші задирки та закочені краї на деталі. Зусилля зачистки зменшуються, оскільки менше матеріалу захоплює пуансон, але витягування снаряда стає серйозною проблемою - снаряд може піднятися разом із пуансоном і приземлитися на поверхню матриці, пошкоджуючи наступну частину або саму матрицю.

Це напряму пов’язано з часто{0}}незважаючим аспектом дизайну кнопок матриці: геометрією утримання кулі. Стандартний кубик — це не просто отвір - він містить пряму частину землі вгорі, а потім кутовий рельєф унизу. Прямий край створює легку посадку на стиснення, яка утримує слизь у ґудзику після того, як він розрізаний. Занадто коротка земля, і слимаки можуть провалитися передчасно або бути витягнутими назад. Занадто довга земля та слимаки накопичуються, зрештою штовхаючи назад проти удару.

Коли відбувається витягування кулі, рішення націлені безпосередньо на матриці та пуансони.Комерційно доступні кнопки керування slug{0}}використовуйте оброблені прорізи або зубці всередині матриці, щоб захопити слимак. Зворотні-конічні кнопки -, де отвір стає трохи меншим у напрямку до отвору зазору -, утримують стовбури під час стиснення. Підпружинені-викидні штифти всередині перфоратора відштовхують кулі під час руху вниз. Вентиляційні отвори, просвердлені через перфоратор, усувають вакуумні кишені, які всмоктуються вгору під час втягування.

Взаємодія між зазором, утримуванням скупчення та якістю деталей є актом балансування. Немає однозначної правильної відповіді - це залежить від марки матеріалу, товщини, геометрії пуансона, швидкості преса та обсягу виробництва. Важливо розуміти, що ці металеві пуансони та отвори матриці утворюють систему, де зміна однієї змінної змінює поведінку всього іншого в зоні різання.

Компоненти для різання та формування виконують свою роботу за частки секунди, але вони не можуть зробити це поодинці. Матеріал стрічки має розташовуватися точно перед кожним ударом -, і це робота зовсім іншого набору компонентів, відповідальних за спрямування, підйом і реєстрацію стрічки через матрицю.

Елементи контролю смуги та позиціонування в штампах для листового металу

Ідеально відшліфований пуансон і точно просвердлена кнопка матриці все одно будуть утворювати брухт, якщо смужка не буде в тому місці, коли вони зустрінуться. У штампах для прогресивного штампування листового металу стрічка подається вперед між кожним ударом преса -, просуваючись на одну довжину кроку за раз через ряд станцій. Будь-яка помилка позиціонування на одній станції накопичується на наступній. До того моменту, коли смуга досягає кінцевої межі, дрейф навіть на кілька тисячних дюйма може вивести критичні характеристики за межі допуску.

Ось чому дизайн матриці для штампування виділяє цілу категорію компонентів для виконання однієї роботи: контролю точного розташування стрічки - вертикально, збоку та поздовжньо - у момент запуску преса.

Пілотні шпильки та прецизійна реєстрація смуг

Пілотні штифти є останніми-компонентами позиціонування органу в прогресивній матриці. Ці прецизійні{2}}заточені штифти -, які зазвичай витримуються з допусками в межах 0,0002 дюйма на діаметр -, опускаються в попередньо пробиті отвори в смузі безпосередньо перед операціями різання або формування. Їхнє завдання не різати; це знайти. Вони тягнуть або підштовхують смужку до точної відповідності, щоб кожна наступна операція збігалася з попередньою.

Ось як працює послідовність. На початковій станції матриці проколюючий пуансон створює направляючий отвір - круглий отвір, єдиною метою якого є прийом направляючого штифта на нижніх станціях. Коли смуга рухається вперед, вона прибуває на наступну станцію трохи неточно. Подаючі ролики мають механічні допуски. Сама смуга може розтягуватися, вигинатися або зміщуватися вбік. Коли верхня матриця починає опускатися, направляючий штифт входить у направляючий отвір до того, як удари торкнуться матеріалу. Конічний ніс на штифті спрямовує стрічку в положення, виправляючи незначні помилки подачі.

Ця можливість корекції є критичною. У прогресивній матриці, що працює зі швидкістю 200+ ударів на хвилину, кумулятивні помилки подачі швидко зростають. Якщо пілоти не-перереєструють смугу на кожній станції, відстані від-до-лунки, розташування вигинів і лінії обрізання поступово відхилятимуться від номінальних. Пілоти фактично скидають позиційну точність на кожній станції, розриваючи ланцюжок накопичених помилок.

Діаметр направляючого штифта має розмір відносно направляючого отвору - зазвичай на 0,001–0,002 дюйма менший за отвір, щоб забезпечити вхід без деформації країв отвору. Занадто туго, і шпилька може подовжуватися або-з’являтися в пілотному отворі під час повторних циклів. Надто вільний, і не вдається точно зареєструвати смужку. Сам пілотний отвір має бути проколотий акуратно, з мінімальною кількістю задирок, щоб уникнути перешкод для зачеплення штифта.

Підйомники стрічки та їхня функція очищення подачі

Між натисканнями смуга повинна вільно просуватися вперед. Але сформовані елементи, кнопки матриці та інші компоненти виступають над поверхнею матриці або сидять на одному рівні з нею - перешкоди, які можуть зачепити стрічку під час подачі. Підйомники смуги вирішують це, піднімаючи смугу над поверхнею матриці під час частини циклу подачі, створюючи зазор для просування смуги без перетягування.

Три поширені типи ліфтерів справляються з різними ситуаціями:

• Підпружинені-підйомники- маленьких круглих штифтів, які встановлюються в просвердлені отвори в блоці матриці, штовхаються вгору пружинами стиснення. Вони підтримують стрічку в окремих точках і втягуються під дією сили натискання, коли матриця закривається. Простий, компактний і ефективний для плоских або невеликих смуг.
• Підйомники-рейкового типу- безперервних смуг, що йдуть уздовж країв смуги, підтримуваних кількома пружинами. Вони забезпечують постійну висоту підйому по всій довжині стрічки та запобігають провисанню країв на широких матеріалах. Поширений у штампах, де смуга потребує кількох дюймів зазору над сформованими деталями.
• Куля-ніс або керовані підйомники- схожі на кегельні, але із заокругленою верхньою частиною, яка запобігає зачепленню смуги під час бічного руху. Використовується там, де смужка має тенденцію зміщуватися вбік під час годування.

Висота підйомника має більше значення, ніж ви могли очікувати. якканал-дослідження часу випускупродемонструйте, що відстань, на яку смужка піднімається від поверхні матриці, безпосередньо впливає на те, скільки додаткового матеріалу проходить через блок подачі під час закриття матриці. Матриця, розташована на відстані 36 дюймів від пристрою подачі з ходом підйомника 4 дюйми-заготовки, може ввести понад 0,2 дюйма додаткового матеріалу між живильником і матрицею - достатньо, щоб спричинити помилки перевантаження, якщо час не компенсується. Чим вищий підйом, тим більше посилюється цей ефект, роблячи висоту підіймача змінною процесу, яка безпосередньо пов’язана з часом закриття подаючого-валка.

Обхідні виїмки для зазору смуги в прогресивних штампах

Іноді підняти смужку недостатньо. Певні компоненти матриці -, що утворюють сталі, приводи кулачка, або виступаючі секції матриці - простягаються над площиною руху стрічки та фізично блокуватимуть просування матеріалу. Обхідні виїмки вирішують це, видаляючи або додаючи матеріал до стрічки в певних місцях, дозволяючи їй проходити над або навколо перешкод під час подачі.

Призначення обвідних виїмок у штампах для штампування поділяється на два типи:

• Негативні обхідні виїмки- матеріал видаляється зі смуги (зазвичай за допомогою перфоратора на попередній станції), щоб створити проміжок або проріз. Коли стрічка подається вперед, ця виїмка забезпечує зазор там, де інакше заважав би компонент матриці. Зазвичай, коли перешкода вузька або коли видалення матеріалу не послаблює несучу стрічку неприйнятно.
• Позитивні обхідні виїмки- замість того, щоб видаляти матеріал смужки, сам компонент матриці має рельєф або форму з рельєфною частиною, через яку смужка може проходити. У деяких конструкціях невеликий шматок матеріалу залишається на смузі, щоб їздити над секцією матриці. Цей підхід зберігає міцність смуги в тих випадках, коли видалення матеріалу може поставити під загрозу стабільність носія.

Розробка негативних і позитивних обхідних виїмок у штампах для листового металу вимагає збалансування міцності смуги з вимогами щодо зазору. Видаліть занадто багато матеріалу, і носій ослабне, дозволяючи смужці згинатися або скручуватися під час подачі. Не вийміть достатньо, і смужка зачепиться за компоненти матриці, що спричинить застрягання, неправильну подавання або збої матриці. Розташування виїмки також має враховувати те, як смуга піднімається - виїмка, яка забезпечує зазор на повній висоті підйому, може не усунути перешкоду, якщо пружина підйомника втомлюється та зменшує висоту.

Поширені проблеми з контролем смуги та їх компонент-причини рівня

Коли контроль смуги не вдається, симптоми виявляються негайно в частині якості -, але щоб відстежити відповідальний компонент, потрібно розуміти систему. Ось найпоширеніші проблеми:

• Коротке годування або перегодовування- викликано неправильним-часом подачі відносно висоти підіймача, зношеними подавальними роликами, які ковзають по змащеній смузі, або довжиною подачі, яка не компенсує матеріал, витягнутий під час закриття матриці.
• Подовження пілотного отвору- вказує на те, що направляючі штифти надто туго притиснуті до отвору, зачеплюючись, коли смуга все ще рухається, або смуга недостатньо піднята під час подачі, тому направляючі протягуються через матеріал.
• Прогин смуги між станціями- викликано надмірною висотою підйомника, що створює занадто багато провисання, або ослабленими несучими планками через занадто агресивні конструкції обвідних пазів.
• Бічний дрейф- направляючі зношені або розміщені неправильно, що дозволяє смузі зміщуватися вбік. Невідповідні підйомні рейки також можуть зіштовхнути стрічку з-центру.
• Захоплення стрічки на компонентах матриці під час подачі- обійти виїмки заниженого розміру, втомлені пружини підйомника (зменшена висота підйому) або сформовані елементи глибші, ніж спочатку планувалося.
• Непослідовна реєстрація- направляючі штифти зношені, направляючі отвори задирені від попередніх станцій або зачеплення відбувається надто пізно під час ходу преса (після початку різання).

Пружинні знімачі проти твердих знімачів

Ще один позиціонуючий компонент заслуговує на увагу, оскільки він поєднує контроль смуги та функцію різання: пластина знімача. Його робота полягає в тому, щоб під час різання тримати смужку рівно на нижній матриці, а потім знімати її з пуансонів під час втягування. Існують дві принципово різні конструкції, і вибір між ними суттєво впливає на поведінку.

Пружинні знімачі(також звані стрипперами притискних накладок) — це пластини з пружинним-навантаженням, встановлені на верхній матриці, які оточують ріжучі пуансони. Коли матриця закривається, знімач спочатку контактує зі стрічкою, притискаючи її до поверхні матриці під тиском пружини, перш ніж будь-який пуансон торкнеться матеріалу. Це утримання-усуває вигин і арбалет у смузі, запобігає підйому або зміщенню матеріалу під час різання та - критично - утримує смугу на одному рівні з поверхнею матриці під час витягування пуансона, щоб пуансони могли втягуватися чисто, не тягнучи матеріал угору. Як експерт з дизайну матриціПримітки Арта Гедріка, пружинні знімачі усувають проблеми прогину та зв’язування, властиві суцільним знімачам, що робить їх кращим вибором для найбільш прогресивних застосувань матриці.

Тверді знімачі(мостові знімачі або знімачі пластин) — це жорсткі пластини, прикріплені болтами безпосередньо до нижньої матриці. Вони не рухаються - смужка просто нитки під ними. Вони дешевші у виробництві, не потребують пружин і потребують мінімального обслуговування. Але вони не забезпечують-утримуючого тиску під час різання, тобто стрічку можна вільно піднімати, зміщувати вбік або зв’язувати між ударами під час входу. Ця свобода руху збільшує силу зачистки, може відхиляти тонкі пуансони, а в гіршому випадку призводить до поломки пуансона від удару матеріалу об тверду пластину під час втягування.

Для прогресивних штампів, що працюють на виробничих швидкостях, пружинні знімачі майже завжди є кращою інвестицією. Кілька доларів, заощаджених завдяки використанню твердого знімача, рідко компенсують ризик поломки пуансона, збільшення задирок і нерівномірної реєстрації смуги, які виникають із неконтрольованим матеріалом під час циклу різання.

Компоненти керування смугою працюють тихо - вони не надають видимої форми деталі, як це роблять удари. Але вони визначають, чи потрапили ці удари в правильну ціль. Сила, яка повертає ці підйомники, знімачі та системи тиску назад у вихідне положення після кожного ходу, походить від наступної критичної групи компонентів: пружин і газових циліндрів, які керують енергією в усьому вузлі матриці.

Пружинні системи та управління силою всередині матриці

Кожен рухомий компонент у вузлі матриці - знімачі, притискні колодки, підйомники, вибивні штифти - потребують сили, щоб штовхнути його назад у положення після ходу преса. Ця сила походить від пружин і газових балонів, стратегічно розташованих по всьому інструменту. Це не пасивні аксесуари. Це активні компоненти прес-форми, які контролюють тиск зачистки, силу-утримання заготовки під час формування та зворотний рух кожної рухомої пластини в системі. Неправильно вибравши пружину, ви побачите, що слизь тягне, неоднорідну глибину втягування та знімні пластини, які нахиляються замість рівномірного втягування.

Штамповані пружини та їхні-навантажувальні характеристики прогину

Механічні штампові пружини — це спіральні пружини стиснення, розроблені для високих навантажень і багаторазових циклів під час екстремальних навантажень. Ви впізнаєте їх за кольоровим кодуванням - системою вінілового покриття, яке з першого погляду вказує на робоче навантаження. Легкі-пружини (зелені або сині) підходять для зняття-з зусиллям, тоді як-важкі-пружини (червоні або жовті) витримують-високотоннажне утримання заготовок і формування накладок.

Три форми дроту визначають механічні параметри. Прямокутний дріт створює найбільшу силу для певного розміру пружини та відповідає стандарту ISO 10243, але дріт скручується під час стиснення, створюючи напругу, яка обмежує довговічність. Круглий дріт краще справляється з циклічними навантаженнями, але забезпечує меншу силу на одиницю розміру. Овальний дріт поділяє різницю -, оптимізуючи навантажувальну здатність і стійкість до напруги в одній геометрії.

Вибір правильної пружини означає збалансування кількох взаємозалежних факторів:

• Попереднє навантаження- початкове стиснення, застосоване під час встановлення. Попереднє натяг гарантує, що пружина подає силу відразу, коли матриця відкривається, але це зменшує доступний робочий хід і прискорює втому.
• Робочий прогин- наскільки стискається пружина під час фактичного ходу преса. Це має відповідати довжині ходу преса мінус будь-яке стиснення попереднього натягу.
• Повна здатність до відхилення- максимальне безпечне стиснення до того, як котушки зв’яжуться. Перевищення цього значення миттєво руйнує пружину.
• Втома життя- безпосередньо пов’язано з відсотком загального прогину, використаного за цикл. Пружини, навантажені до 50% свого об’єму, служать значно довше, ніж ті, які постійно навантажуються до 75%.

Пружини із закритим-кінцем забезпечують плоскі монтажні поверхні, тоді як версії з відкритим{1}}кінцем може потребувати шліфування для стабільності. У будь-якому випадку, циліндричні корпуси пружинних банок - - повинні оточувати кожну пружину в пластині матриці, яка виходить назовні під час роботи. Ці банки містять сміття, якщо пружина зламається, і запобігають пошкодженню осколками котушки матриці або штампованих частин.

Азотні газові пружини для-застосувань з високою силою

Коли матриця машини потребує більшої сили, ніж механічні пружини можуть забезпечити в доступному просторі, спрацьовують азотні пружини. Ці циліндри використовують стиснений азот - під тиском від 10 до 200 бар - для створення сили через герметичний поршень. Результатом є значно більша продуктивність завдяки меншій площі.

Практичні переваги виходять за рамки сирої сили. Азотна пружина надає силу відразу після контакту без попереднього навантаження, оскільки газ уже знаходиться під тиском усередині циліндра. Це означаєвся довжина ходу доступна як робочий хід- головна перевага перед механічними пружинами, які жертвують ходом попереднього натягу. Подача сили також більш рівномірна по всьому ходу. Там, де сила механічної пружини зростає лінійно зі стисненням (відповідно до закону Гука), газова пружина забезпечує відносно пласку криву сили, створюючи майже однаковий тиск на початку та в кінці свого ходу.

Ця послідовність має значення для формування операцій. Накладка для витягування, що підтримується азотними пружинами, застосовує рівномірний тиск-утримування заготовки по всій глибині витягування, зменшуючи зморшки та розриви, які можуть спричинити непостійні зусилля. Азотні пружини також пропонують гарантований мінімальний термін служби - зазвичай один мільйон циклів - без поломок-, пов’язаних із втомою, або уламків, від яких механічні пружини страждають з часом.

Компроміс? Вартість і моніторинг. Азотні пружини потребують перевірки тиску, щоб виявити повільні витоки, і їхні внутрішні ущільнення з часом погіршуються. Краща практика віддосвідчені конструктори матрицьобмежує хід поршня до 85% номінальної потужності, щоб подовжити термін служби циліндра. Віддалений моніторинг тиску через Bluetooth або дротові датчики забезпечує автоматичне сповіщення, якщо сила падає - ця функція недоступна з механічними пружинами, які просто безшумно втомлюються, доки деталі не почнуть виходити з ладу.

Стратегія розміщення пружини всередині матриці

Вибір правильного типу пружини та потужності вирішує лише половину проблеми. Місце, де ви розташовуєте пружини в матриці, визначає, чи буде знімальна пластина або притискна пластина рухатися рівномірно - або руйнівно нахилятися в одну сторону.

Уявіть прямокутну пластину знімача, що підтримується чотирма пружинами, згрупованими поблизу центру. Під навантаженням зняття зрізу зовнішні краї пластини відхиляються вниз, тоді як центр піднімається першим. Такий нахил означає, що штампи по периметру пластини залишаються в контакті зі смугою довше, ніж ті, що розташовані поблизу центру, створюючи нерівномірні сили знімання та потенційну поломку пуансона. Рішення: рівномірно розподіліть пружини по площі пластини, щоб зрівняти навантаження.

Кілька принципів розміщення послідовно застосовуються до компонентів матриці преса:

• Ніколи не розташовуйте пружини безпосередньо над балансиром - вони не створюють утримуючої-сили для деталі, що формується в цьому положенні.
• Пружини, розташовані на півдорозі між балансиром колодки та матеріалом, передають на деталь лише половину номінальної сили.
• У прогресивних штампах усі верхні натискні колодки, які штовхають штопорні механізми вниз, коли матриця закривається, повинні мати однакову довжину ходу. Нерівномірний хід спричиняє нахил смуги, вириваючи частини з реєстраційних станцій.
• Для великих колодок знімача балансери колодок запобігають перекиданню, коли нова котушка входить у матрицю - у той момент, коли матеріал стрічки не підтримує пластину знизу.

Уретанові прокладки - тверді поліуретанові блоки або труби - заповнюють нішу між пружинами та газовими балонами. Вони забезпечують високу силу в компактному просторі, добре поглинають удари та протистоять забрудненню нафтою та сміттям. Але їх здатність до відхилення обмежена (зазвичай 20-25% вільної висоти), і вони нагріваються під час швидкого циклу, що з часом зменшує вихідну силу. Вони найкраще підходять для легкої зачистки, вибивання або як додаткові силові елементи, де простір не вміщає гвинтової пружини.

Коли пружинна втома - і всі вони врешті-решт роблять -, ефект поширюється на весь кубик. Зменшена сила зачистки дозволяє слимакам відтягуватися разом із пуансоном, приземляючись на поверхню матриці та пошкоджуючи наступні частини. Ослаблені накладні пружини дозволяють матеріалу зміщуватися під час формування, створюючи непостійні кути згину або глибину протяжки. Втомлені пружини підйомника зменшують підйом стрічки, змушуючи матеріал тягнутися за компоненти матриці під час подачі. Жоден із цих симптомів явно не вказує на проблему пружини, якщо ви не вимірюваєте вихідну силу регулярно, а не чекаєте візуального збою.

Пружинні системи визначають, яка сила діє на кожен рухомий компонент і наскільки рівномірно ця сила розподіляється по робочій зоні. Але сама по собі сила не визначає продуктивність матриці - матеріали, з яких виготовлені пружини, пуансони та формувальна сталь, визначають, скільки часу вони витримають під навантаженням, перш ніж знос змінить їх поведінку.

Критерії вибору матеріалу для компонентів матриці

Пуансон, відточений до ідеальної геометрії та утримуваний у точному центруванні, все одно вийде з ладу раніше, якщо він виготовлений із невідповідної сталі. Вибір матеріалу — це прихована змінна, яка відокремлює штампи для штампування металу, що витримали 50 000 ударів, від тих, що витримали п’ять мільйонів. Проте це один із найбільш мало{4}}обговорюваних аспектів розробки штампу -, який часто зводиться до «використання D2» без пояснення, чому, коли відхилятися чи які компроміси вводить цей вибір.

Реальність така, що кожен компонент сталевих штампувальних штампів зазнає певного поєднання зносу, ударів і тепла. Пуансон стійкий до ковзання абразиву по краях листового металу. Формувальна сталь поглинає повторювані ударні навантаження. Пілотний штифт понад усе потребує стабільності розмірів. Вибір одного класу для всього або над-інженерними простими компонентами (витрата грошей) або нижчими-інженерно критичними (викликаючи передчасний вихід з ладу). Зіставлення матеріалу з роботою – це те, де насправді живе економіка штампування.

Поширені марки інструментальних сталей та їх властивості

Чотири марки інструментальної сталі підходять для переважної більшості штампів для листового металу. Кожен з них займає певну нішу продуктивності, яка визначається його хімічним складом, досягнутою твердістю та поведінкою під навантаженням.

Інструментальна сталь D2це робоча конячка холодного-штампування. Це високо-вуглецева, -хромова, -повітряна гартована марка, розроблена для максимальної зносостійкості в застосуваннях, де стирання є основним видом відмови. D2 досягає 58-62 HRC після термічної обробки, утворюючи щільні карбіди хрому, які протистоять ковзанню зношування листового металу, що проходить через ріжучі кромки. Це вибір за замовчуванням для пуансонів, кнопок штампів і будь-яких компонентів, які підлягають тривалому виробництву, проти вуглецевої сталі або нержавіючої сталі. Компроміс? D2 є відносно крихким при повній твердості. Він чудово протистоїть поступовому зносу, але може відколотися або тріснути під раптовим ударом, що робить його поганим вибором для важких операцій формування або штампів, які зазнають ударних навантажень через зміни матеріалу.

Інструментальна сталь А2займає золоту середину між зносостійкістю і міцністю. Крім-затвердіння на повітрі, A2 досягає 57-62 HRC, але містить менший об’єм карбіду хрому, ніж D2. Це забезпечує помітно кращу стійкість до ударів, забезпечуючи при цьому тривалий термін служби. A2 є практичним вибором для формування штампів, інструментів для заготовки, калібрів і точних інструментів, де помірні обсяги виробництва не виправдовують ризик крихкості D2. Він також легше обробляється в відпаленому стані, зменшуючи початкову вартість інструменту.

Інструментальна сталь S7це ударостійкий-клас, створений для ударів. Там, де D2 і A2 надають перевагу твердості карбіду, S7 надає перевагу міцності - здатності поглинати раптові навантаження без руйнування. Він піддається термічній-обробці до 54-58 HRC, нижчого, ніж D2, але його мікроструктура розсіює енергію удару, а не передає її до точок утворення тріщин. S7 чудово підходить для формування пуансонів, кулачкових драйверів, надміцного проколювання товстого матеріалу та будь-яких застосувань, де інструмент відчуває переривчасте або змінне навантаження. Коли перфоратор постійно сколюється, незважаючи на правильний зазор і центрування, перехід з D2 на S7 часто вирішує проблему негайно.

Швидкорізальна сталь M2-виконує спеціальну роль, де тепло є ворогом. M2 зберігає свою твердість при підвищених температурах - ця властивість називається червоною твердістю -, що робить його придатним для операцій, які створюють значне тепло від тертя на ріжучій кромці. У штампуванні це зазвичай означає високо-швидкісне проколювання тонких матеріалів або застосування, де змащення мінімальне. M2 досягає 60-65 HRC і зберігає ефективність різання там, де D2 розм’якшується та швидко зношується. Його недоліком є ​​вартість і оброблюваність: M2 значно дорожчий і його важче подрібнювати, ніж сорти холодної обробки.

Коли використовувати твердосплавні пластини замість інструментальної сталі

Що станеться, якщо навіть D2 зношується занадто швидко? У над-великих-застосуваннях - виробництво перевищує один мільйон деталей - інтервали заточування інструментальної сталі можуть стати неприйнятно частими. Ось тут і з’являються карбідні вставки.

Карбід вольфраму (цементований карбід) забезпечує зносостійкість, що подовжує термін служби матриці на 500-1000% порівняно з традиційними інструментальними сталями в певних випадках. Твердосплавні ріжучі пластини зберігають-гострі кромки протягом мільйонів циклів, що значно скорочує час простою для повторного заточування та обслуговування матриці. Для великих автомобільних роз’ємів, електричних клем або медичних компонентів, штампованих з абразивної нержавіючої сталі, карбід часто окупається протягом першого року виробництва лише за рахунок скорочення кількості змін інструменту.

Обмеженням є крихкість. Карбід надзвичайно твердий (зазвичай 75-90 HRA, що еквівалентно приблизно 68-74 HRC), але має дуже низьку ударну в’язкість. Твердосплавний пуансон, який потрапляє на неправильно подану смугу або натрапляє на подвійний матеріал, швидше розіб’ється, ніж відколеться чи деформується. Це обмежує використання твердосплавного сплаву в контрольованих операціях із низьким ударом: тонке вирубування, точне проколювання, неглибоке карбування та застосування, де подача смуги є високонадійною та консистенція матеріалу гарантована.

Твердосплавні вставки також дорогі у виробництві та модифікації. На відміну від пуансонів із інструментальної сталі, які можна повторно заточити на плоскошліфувальній машині за лічені хвилини, твердосплавні вимагають алмазних шліфувальних кругів і спеціальних пристосувань. Зміни або виправлення конструкції вимагають нових вставок, а не переробки. З цих причин твердосплавний сплав вказується лише після повної перевірки конструкції матриці та блокування виробничих параметрів - ніколи для інструментів для прототипів або коротко-серій.

Відповідність вибору матеріалу обсягу виробництва

Зв’язок між вибором матеріалу та економікою виробництва зрозумілий, якщо ви його правильно сформулюєте. Ви не обираєте «найкращу» сталь - ви обираєте найбільш економічно{2}}ефективну сталь для очікуваного ресурсу інструменту.

Для коротких виробничих циклів до 100 000 деталей інструментальна сталь A2 пропонує економічний баланс продуктивності та вартості. Він обробляється швидше, ніж D2, потребує менш агресивної термічної обробки та витримує незначні зміщення, типові для прототипів чи матриць малого-об’єму, без катастрофічного відколу. Нижча зносостійкість прийнятна, оскільки інструмент не буде накопичувати достатньо ударів, щоб знос став обмежуючим фактором.

Середній{0}}серійний випуск - 100 від 000 до 1 000 000 деталей - зазвичай виправдовує сталь D2 або еквівалентну холодну -хромисту-сталь. У цьому масштабі інтервали повторного заточування безпосередньо впливають на планування виробництва. Чудове утримання кромки D2 означає довші пробіги між зупинками на техобслуговуванні, меншу кількість налаштувань матриці та стабільнішу якість деталей упродовж вікна виробництва. Вищі початкові витрати на матеріал і механічну обробку компенсуються меншими витратами на інструменти для-деталі.

Великі-обсяги застосування, що перевищує 1 000 000 деталей, підштовхують розрахунок до твердосплавних вставок або вдосконалених інструментальних сталей з покриттям. За таких кількостей навіть незначне збільшення терміну служби інструменту призводить до значної економії. Удосконалені покриття поверхонь, як-от TiN (нітрид титану) або DLC (алмаз-подібний вуглецю), можуть подовжити термін служби компонентів D2 на 30-50% за рахунок зменшення тертя та адгезійного зношування - проміжний варіант, який дозволяє уникнути крихкості карбіду та збільшити інтервали технічного обслуговування за межі можливостей інструментальної сталі без покриття.

Твердість сама по собі не є метою - це засіб досягнення мети. Компонент матриці з листового металу, загартований до 62 HRC, чудово протистоїть зношенню, але ця ж твердість робить його вразливим до мікростругів, якщо застосування включає будь-який ударний компонент. Зниження до 58 HRC зменшує термін служби, але отримує достатню міцність, щоб витримати періодичні ударні навантаження. Правильна відповідь залежить від того, який вид відмови фактично виведе інструмент з експлуатації першим: поступове зношування чи раптовий злам. Досвідчені інженери штампів роблять це рішення на основі товщини матеріалу, геометрії деталей, швидкості преса та даних про історичні несправності з подібних застосувань.

Сорт матеріалу визначає, як довго живе кожен компонент. Але ідентичні сорти сталі працюють по-різному залежно від типу матриці, яку вони встановлюють у - конфігураціях із прогресивною, перехідною, складовою чи комбінованою конфігураціями, кожна з яких висуває унікальні вимоги до своїх компонентів, які змінюють вимоги до розмірів і матеріалів.

Чим відрізняються компоненти різних типів матриць

Та сама інструментальна сталь, той самий тоннаж преса, той самий листовий метал -, але склад компонентів усередині матриці різко змінюється залежно від того, чи використовується конфігурація: прогресивна, трансферна чи складена. Кожен тип штампів вирішує різні виробничі проблеми, і ця проблема визначає, які компоненти присутні, які відсутні, і як взаємодіють інші. Прогресивний штамп, призначений для високо-швидкісного штампування з’єднувачів, зовсім не схожий на штамп для перенесення, що формує автомобільні кузовні панелі, хоча обидва покладаються на ті самі основні будівельні блоки, про які йдеться в попередніх розділах.

Розуміння того, які компоненти належать до якого типу матриці - і чому - запобігає надмірному-проектуванню простих інструментів і недостатньому-визначенню складних.

Прогресивні компоненти матриці для-обробки стрічки великого об’єму

Прогресивні штампи є найбільш{0}}компонентним типом штампів для звичайного виробництва. Стрічка проходить через кілька станцій в одному блоці матриці, просуваючись на одну довжину кроку за хід преса, залишаючись приєднаною до несучої стрічки від початку до кінця. Частина відділяється лише на кінцевій станції. Цей безперервний-підхід до смуги вимагає цілої підсистеми компонентів, яка-станційним матрицям просто не потрібна.

Пілотні шпильки з’являються майже на кожній станції, -перереєстровуючи смугу перед кожною операцією розрізання чи формування. Підйомники стрічки - підпружинені-штифти або рейкові-стрижні - піднімають матеріал між ходами, щоб він міг просуватися, не зачіпляючись за компоненти матриці внизу. Обхідні виїмки, як позитивні, так і негативні, дозволяють смузі проходити над виступаючими формувальними сталями або приводами кулачка, які в іншому випадку блокували б рух подачі. Направляючі обмежують смугу збоку, запобігаючи дрейфу, який може зміщувати елементи між станціями.

Сама несуча стрічка є елементом дизайну, унікальним для прогресивних штампів. Інженери повинні залишити достатньо матеріалу для з’єднання суміжних частин, щоб підтримувати цілісність смуги через усі станції - носій занадто вузький, і смуга згинається або рветься; занадто широкий і матеріальні відходи лізуть. Конструкція несучої частини безпосередньо впливає на розміщення підйомника, розташування пілотного отвору та те, де можна розташувати обхідні виїмки без послаблення конструкції.

Набори штампів для прогресивного металевого штампування також містять компоненти,-чутливі до часу. Пружинні знімачі повинні стискатися та відпускатися синхронно із залученням пілота. Випуски подачі повинні відкриватися під правильним кутом кривошипа, щоб забезпечити просування стрічки без порушення реєстрації. Ці вимоги до часу роблять прогресивні штампи найскладнішою механічно конфігурацією, але виграш полягає в швидкості - прогресивне штампування може швидко виготовляти великі партії дрібних деталей із точними допусками, виконуючи кілька операцій одночасно.

Компоненти матриці для перенесення та вкладення деталей

Трансферні матриці повністю змінюють-парадигму управління. Замість того, щоб утримувати заготовку з’єднаною з несучою стрічкою, перша станція негайно заготовляє або відокремлює деталь від котушки. З цього моменту окрема заготовка переміщується між станціями через механічну систему переміщення - пальці, рейки або крокуючі балки, які піднімають, переміщують і розміщують деталь на кожній наступній станції матриці.

Це розділення усуває потребу в пілотних штифтах, підйомниках стрічки, обхідних виїмках і керуванні несучою стрічкою. Натомість матриці для перенесення вимагають іншого набору компонентів, орієнтованого на розташування деталей, а не на контроль смуги:

• Напрямні гнізда- прецизійні-механічні кишені або штифти-локатори, які точно розміщують заготовку на кожній станції. Вони повинні забезпечувати швидке завантаження, забезпечувати точність позиціонування в межах допуску та дозволяти швидке розвантаження після кожної операції.Посібники Nest також повинні включати-захист від дурнів- додаткових функцій визначення місцезнаходження, які запобігають неправильному розміщенню не-симетричних частин.
• Локатори деталей і вимірювальні штифти- загартовані штифти або блоки, які відносяться до попередньо сформованих елементів, країв або отворів для підтримки узгодженості позиції, коли геометрія змінюється від станції до станції.
• Підйомно-виштовхувальні механізми- пневматичні або пружинні-пристрої, які піднімають готову деталь із гнізда, щоб механізм передачі міг захопити її для наступного переміщення.
• Особливості зазору рейки передачі- рельєфів, оброблених у структурі матриці, які дозволяють механічним пальцям або захватам входити та виходити без зіткнення з формувальною сталлю чи секціями матриці.

Відсутність несучої смуги дає значну перевагу матрицям для перенесення в певних сферах застосування. Штампування з перенесенням придатне для виготовлення деталей глибокої витяжки, оскільки заготовка вільна з усіх боків - відсутність носія не обмежує потік матеріалу в порожнину витяжки. Він також ідеально підходить для великих деталей, де прогресивна смуга була б непрактично широкою, або для геометрій, що вимагають операцій з обох боків заготовки.

Саме з цієї причини застосування штампів для автомобільного штампування надає перевагу конфігураціям перенесення. Великі корпусні панелі, структурні кронштейни та глибоко{1}}витягнуті корпуси потребують необмеженого потоку матеріалу та різно-спрямованого формування, що фізично запобігла б з’єднана несуча стрічка. Компроміс полягає в тому, що швидкість - механізми перенесення циклічно повільніша, ніж прогресивна подача стрічки -, і ціна, оскільки для штампування передавання потрібно кілька окремих штампів, а не один вбудований блок штампів.

Складні та комбіновані конфігурації матриці

Збірні матриці являють собою принципово інший підхід до розташування компонентів. Замість того, щоб розподіляти операції між кількома станціями, складна матриця виконує штампування та проколювання одночасно одним натисканням -, створюючи готову плоску деталь одним ударом. Механічний трюк, який робить це можливим, полягає в перевернутій конфігурації, де ролі звичайних компонентів змінюються.

У стандартній матриці пуансон кріпиться до верхнього черевика, а отвір матриці знаходиться в нижньому. Складна матриця змінює частину цієї конструкції: матриця для вирубки встановлюється у верхній черевику, а пуансон для вирубки – у нижній. Одночасно проколюючі штампи, встановлені в нижньому черевику, штовхають заготовку вгору, коли вона вирізається зі смуги. Заготовка вирізається зі смуги та проколюється одним рухом, затискаючись між верхнім і нижнім ріжучими елементами, що діють у протилежних напрямках.

Для цього перевернутого макета потрібен спеціальний компонент, який можна знайти лише в складних матрицях: шедер. Оскільки заготовку вирізають у закриту порожнину матриці без кутового рельєфу (стенки порожнини мають залишатися прямими-для збереження точності розмірів), деталь не має природного шляху для виходу. Шердер - пружинна-навантажена або вибиваюча-пластина, яка ковзає всередині порожнини матриці - виштовхує готову заготовку з верхньої матриці після кожного ходу. Без нього заготовки накопичувалися б усередині порожнини і, зрештою, заклинювали б інструмент.

Шеддери виготовлені із середньо{0}}легованої інструментальної сталі, загартованої до 56-58 HRC і відшліфованої для вільного ковзання в отворі матриці. Вони виконують подвійну функцію: викидають деталь і, під час ходу різання, діють як притискна подушка, яка утримує заготовку рівною, у той час як проколюючі удари проникають знизу. Це створює помітно плоскі деталі — ключова перевага складених матриць перед прогресивними конфігураціями, де деталі можуть згинатися або вигинатися під час різання.

Комбіновані штампи ще більше розмивають лінію, об’єднуючи операції різання та не{0}}різання в один рух - проколювання та згинання, штампування та формування або різання та малювання, що виконуються одночасно. Для цього потрібна ретельна послідовність компонентів в одному просторі матриці: ріжучі елементи мають зачепити перед формуванням елементів, щоб запобігти викривленню матеріалу під час зсуву, а тиск пружини має бути збалансованим, щоб уникнути нахилу заготовки під час-ходу.

У -складання штампу та нові ролі компонентів

Традиційні межі штампу - вирізають, формують і виймають - розширюються. У -складання штампа інтегруються операції з’єднання або кріплення безпосередньо в хід преса, усуваючи подальші операції та вторинні операції. Компоненти, які дозволяють це зробити, включають станції для вставлення гайок або шпильок, набори пуансонів і ковадлів, механізми встановлення заклепок і електроди для зварювання в матрицях.

Ці доповнення значно змінюють ландшафт компонентів. Поступова матриця зі станцією збирання в-матриці потребує додаткової сили пресування на цій станції, локалізованої опорної опори в башмаку матриці та координації часу, щоб гарантувати, що кріпильний елемент вставляється лише після завершення формування, але до того, як деталь відділиться від смуги. Конструкція матриці повинна вміщувати механізми подачі кріпильних елементів - труби для нагнітання повітря, канали подачі або системи звільнення - все всередині оболонки матриці.

Вибір між конфігураціями прогресивної, трансферної, складеної та комбінованої конфігурацій залежить не лише від геометрії деталей чи обсягу виробництва. Він визначає весь перелік компонентів, складність пружинної системи, сорти матеріалу, необхідні для кожного робочого елемента, і, зрештою, інженерні зусилля, необхідні для визначення кожного розміру в інструменті. Цей процес специфікації - підбирає конструктивні елементи відповідно до тоннажу, встановлює зазори для властивостей матеріалу та обчислює сили пружини відповідно до вимог до формування -, де всі знання компонентів об’єднуються в єдину послідовну конструкцію.

Логіка визначення розмірів і специфікацій компонентів у конструкції інструментів для штампування та матриці

Знати, що робить кожен компонент, це одне. Знання того, як визначити його розмір для конкретного застосування, є тим, де проектування матриці стає інженерним, а не складанням. Кожна специфікація інструмента для штампування та матриці - товщини башмака, діаметра направляючого штифта, сили пружини, величини зазору, розміру направляючого штифта - відповідає вимогам процесу. Вхідними даними є тоннаж преса, властивості смуги та геометрія деталей. Розміри компонентів є виходами. Помилитеся з математикою, і кубик або-спрацює, або само-знищиться.

Дисципліна тут полягає у відповідності потужності кожного компонента зусиллям і допускам, з якими він фактично зіткнеться під час виробництва - ні більше, ні менше. Пере-розмірювання витрачає матеріал і потужність преса. Недо-розміри сприяють прогину, зносу та передчасному виходу з ладу. Метою є точне проектування: кожен розмір обґрунтований розрахунком або відомим правилом проектування.

Вибір розмірів структурних компонентів відповідно до тоннажу преса

Тоннаж преса є початковою змінною для визначення розмірів структурних компонентів. Загальна сила різання та формування, яку має витримувати матриця, визначає мінімальні вимоги до башмаків матриці, напрямних штифтів і опорних пластин - компонентів, які поглинають і розподіляють цю силу без відхилення за допустимі межі.

Товщина башмака прямо залежить від тоннажу та площі матриці. Більший слід матриці при більшому тоннажі потребує більш товстого башмака, щоб запобігти вигину в центральному проміжку. Хоча не існує універсальної формули для кожного застосування, досвідчені інженери-інструменти використовують аналіз скінченних елементів або встановлені рекомендації для цільового прогину нижче 0,001 дюйма при повному навантаженні. Для прогресивних штампів із середньою-тоннажністю (менше 100 тонн) звичайними є черевики товщиною 2,0-3,0 дюйма. Висока-застосування - автомобільні вантажопідйомність понад 500 тонн - може потребувати взуття товщиною 4,0 дюйма або товщі, іноді посилене ребрами або конфігураціями Т-подібних пазів для максимальної жорсткості без надмірної ваги.

Діаметр направляючого штифта слідує подібній логіці. Штифти повинні протистояти вигину під дією бічних сил, що виникають під час різання та формування. Для великих штампів із більшим тоннажем і ширшими смугами потрібні штифти більшого-діаметру -, як правило, від 1,5 дюйма для маленьких штампів до 3,0 дюйма або більше для великих наборів штампів для перенесення. Системи направляючих-підшипників витримують вищі швидкості та точніше центрування, але вимагають навіть точніших допусків на отвори у втулках.

Товщина опорної пластини визначається різницею твердості головок пуансона та башмака матриці. Стандартні опорні пластини мають товщину 0,500-0,750 дюйма, загартовані до 58-62 HRC. Важливим питанням розміру є не лише товщина, а й те, чи достатньо велика площа пластини, щоб поширювати зосереджені ударні навантаження нижче межі текучості матеріалу взуття під нею. Для групи пуансонів малого діаметра, зосереджених в одній зоні, може знадобитися більш товста або ширша опорна пластина, ніж для одного великого пуансона, який розподіляє силу на ширший слід.

Специфікація зазору на основі матеріалу та товщини

Відстань-від-штампу є найбільш значущим розміром для-сторони в будь-якій операції різання. Він вказується у відсотках від товщини заготовки, і цей відсоток залежить від типу матеріалу, твердості та бажаної якості краю.

Загальна вихідна точка для м’якої сталі становить приблизно 10% товщини матеріалу на кожну сторону. Для стрічки з м’якої сталі 0,060 дюйма це означає 0,006 дюйма зазору на кожну сторону - або 0,012 дюйма загальної різниці діаметрів між пуансоном і кнопкою матриці. Але ця базова лінія значно змінюється залежно від властивостей матеріалу:

• М'які матеріали (алюміній, мідь, латунь)- 5-8% на сторону. Менший зазор дає більш чисті зрізи, оскільки в іншому випадку пластичний матеріал розтягнувся б і надмірно скочувався б перед розривом.
• М’яка сталь і низьковуглецеві сорти-- 8-12% на сторону. Стандартний діапазон, який збалансовує якість різання та довговічність інструменту.
• Високо{0}}сталь і нержавіюча сталь- 12-18% на сторону. Більш тверді матеріали створюють більші сили різання; збільшений зазор зменшує силу, необхідну для початку руйнування, і мінімізує знос пуансона.
• Сучасні високоміцні-сталі (AHSS)- 15-20% на сторону. Ці марки вимагають навіть більшого зазору через їхню стійкість до руйнування. Більш вузькі зазори викликають вторинний зсув, різко прискорюючи знос пуансона.

Сам розрахунок простий: помножте товщину матеріалу на рекомендований відсоток, щоб отримати зазор на-бік. Але технічна оцінка полягає у виборі правильного відсотка -, і цей вибір залежить від пріоритетів. Збільшений зазор створює менші задирки та чистіші смуги різу, але скорочує термін служби інструменту та збільшує силу різання. Ширший зазор подовжує інтервали повторного заточування, але створює більші задирки та більше перекидання країв. Як зазначає інженерне керівництво MISUMI, сучасні розробки все більше віддають перевагу значенням зазору 11-20%, щоб зменшити навантаження на інструменти та подовжити термін експлуатації, навіть за незначних витрат на естетику краю.

Розмір пілотного штифта слідує іншій логіці. Діаметр штифта вказується відносно направляючого отвору - зазвичай менше розміру 0,001-0,002 дюйма, щоб забезпечити плавне входження без деформації країв отвору. Сам пілотний отвір проколюють на ранній станції, і його потрібно тримати з жорсткими допусками (зазвичай +0.0005/-0,0000 дюймів), щоб штифт міг точно зафіксувати смужку на нижніх станціях. Занадто великий зазор між шпилькою та отвором перешкоджає пілотуванню; занадто мало спричиняє подовження отвору протягом повторних циклів.

Зазор напрямних штифтів у втулках працює в зовсім іншому масштабі. Прецизійні прогресивні матриці зазвичай вказують посадку направляючого штифта в межах 0,005 мм (0,0002 дюйма), щоб підтримувати вирівнювання верхнього--нижнього за повного тоннажу. Напрямні-системи кулькових підшипників досягають ще щільнішого вирівнювання завдяки повному виключенню змінного зазору - попереднього натягу кульок між цапфою та втулкою, створюючи нульовий ефективний люфт під час ходу.

Проектні міркування для складної геометрії деталей

Прості операції плоского штампування та проколювання відповідають наведеним вище правилам розміру з мінімальними ускладненнями. Складна геометрія деталей - глибокі малюнки, багато-кутові згини, ступінчасті форми та складені криві - вводять додаткові змінні специфікації, які взаємодіють одна з одною не-лінійним чином.

Найяскравішим прикладом є операції малювання. Пластина матриці (тримач заготовки або тягова панель) має забезпечувати достатню силу, щоб запобігти зморшкуванню без надмірного-стримування матеріалу та спричинення розколів.Як пояснює експерт із штампування Арт Гедрік, навіть незначний прогин креслярської панелі призводить до втрати контролю потоку - зморшок між поверхнею панелі та поверхнею матриці. Товщина прокладки має витримувати згинання під дією повної сили утримання заготовки-під час встановлення в межах обмежень висоти закриття преса. Сама сила зазвичай становить 25-33% від сили витягування для простих циліндричних оболонок, але для складних форм може знадобитися імітація кінцевих елементів, щоб визначити фактичний розподіл тиску на тримач заготовки.

Геометрія панелі малювання додає ще один шар. Плоскі колодки підходять для круглих оболонок і прямокутних ящиків з плоскими фланцями. Контурні деталі - автомобільні крила, внутрішні двері, конструктивні рейки - потребують фігурних прокладок, які повторюють поверхню сполучної частини. Обгортка, що не розгортається (де прокладка змушує матеріал вигинатися перед ударом) створює розтягнення в центрі деталі, що корисно для певних геометрій, але може створити дефекти поверхні на панелях класу А, де зовнішній вигляд має значення.

Формування сталевих профілів вимагає особливої ​​уваги до радіусів. Внутрішні радіуси вигину, менші за товщину матеріалу, створюють концентрацію напруги, що призводить до розтріскування заготовки. Радіуси штампів є занадто великими відходами, оскільки вимагають більшої глибини витяжки. Співвідношення між радіусом носа пуансона, радіусом відкриття матриці та товщиною матеріалу визначає, чи буде операція витягуванням, розтягуванням чи комбінованою -, і кожен режим вимагає різних розрахунків сили та різних характеристик пружини для тримача заготовки.

Відстань і кількість підйомників залежать від ширини стрічки, товщини матеріалу та ваги, яку повинні витримувати підйомники. Смужка шириною 6-дюймів із сталі 0,060 дюйма є значно важчою на лінійний фут, ніж смужка шириною 1 дюйм із алюмінію 0,020 дюйма, і вимагає більше підйомників, міцніших пружин і вищих сил підйому, щоб чисте підняття під час подачі. Занадто віддалені підйомники на широких смугах дозволяють матеріалу провисати між опорними точками, створюючи хвилю, яка заважає точності пілотування.

Ці взаємодіючі змінні - тоннаж, зазор, сила колодки, радіуси формування, міцність пружини та навантаження на підйомник - є тим, де специфікації інструменту для штампування металу та матриці стають справді складними. Зміна одного параметра каскадно змінюється на інші: збільшення глибини витяжки вимагає більшої сили заглушки-тримача, що вимагає більш жорстких азотних пружин, що додає вагу верхній матриці, що вимагає більш товстих башмаків, щоб протистояти додатковим моментним навантаженням. Кожне рішення має подальші наслідки, які досвідчені інженери відстежують у всій системі перед тим, як приступити до розробки.

Для не-стандартних рішень щодо розмірів -, зокрема, коли геометрія деталей викликає незвичайну взаємодію компонентів або схеми потоку матеріалу, які не відповідають стандартним довідковим таблицям -, співпраця зі спеціалізованими партнерами з інструментів стає практичною, а не необов’язковою.ІЧЕНЬпропонує індивідуальні рішення для штампувальних штампів спеціально для цих-інтенсивних проектних завдань, об’єднуючи інженерів-інструментів із ресурсами для оптимізації структури штампів, проектування зазорів і аналізу потоку матеріалів, коли стандартні розрахунки каталогу більше не застосовуються. Цей тип підтримки є найбільш цінним на етапі специфікації, до того, як інструментальна сталь буде розрізана, і виправлення помилок стане дорогим.

Логіка специфікації надає кожному компоненту його розміри на папері. Те, що відбувається після того, як ці компоненти запустять у виробництво - як вони зношуються, коли виходять з ладу та чи потрібно їх замінювати на стандартні чи спеціальні альтернативи -, визначає реальний-життєвий цикл матриці та довгострокову-вартість його підтримки в робочому стані.

Рішення про технічне обслуговування та вибір компонентів штампа

Кожен компонент матриці має обмежений термін служби. Пуансони тупляться, пружини втомлюються, направляючі штифти забиваються, а кнопки матриці втрачають геометрію при одному натисканні за раз. У більшості випадків жодна з цих несправностей не виникає раптово - вони розвиваються як вимірні моделі зносу, які досвідчені інженери-інструменталісти вчаться зчитувати як діагностичні сигнали. Різниця між операцією штампування, яка приносить прибуток, і однією втратою грошей через незапланований простой часто зводиться до одного питання: ви вловлюєте знос до того, як він стане несправністю, чи після?

Не менш важливим є рішення про джерело, яке слідує за кожним техобслуговуванням. Коли термін-компонента-вичерпується, ви витягуєте стандартну заміну матриці з каталогу чи програма потребує спеціально-розробленої частини? Цей вибір впливає на час виконання замовлення, вартість і, зрештою, на те, чи буде відремонтована матриця працювати так само добре, як - або краще, ніж -, коли вона була новою.

Розпізнавання моделей зносу та планування технічного обслуговування

Штампувальні штампи не сповіщають про свою деградацію однією драматичною подією. Вони шепочуть через поступову зміну якості деталей - заусенці, що ростуть у висоту на кілька тисячних, критичний розмір рухається до межі допуску, навантаження преса повзуче вгору зміна за зміною. Раннє розпізнавання цих сигналів – це те, що відрізняє профілактичне обслуговування від аварійного ремонту.

Найнадійніші індикатори зносу відображаються безпосередньо на конкретних компонентах матриці:

Заокруглення кінчика пуансонає найбільш ранньою та найпоширенішою ознакою зносу ріжучих компонентів. Оскільки радіус ріжучої кромки зростає внаслідок використання, для ініціювання руйнування матеріалу потрібно більше зусилля. Вимірний результат? Висота задирок збільшується на штампувальних деталях. Новий пуансон із задирками розміром 0,001 дюйма, який тепер створює задирки розміром 0,003 дюйма, втратив значну гостроту краю. Багато майстерень встановлюють поріг висоти задирок- - зазвичай 10% товщини матеріалу - як тригер для повторного заточування.

Направляюча шпилькавиявляється у вигляді видимих ​​подряпин або слідів від подряпин на поверхні шпильки. Це не означає, що сам штифт вийшов з ладу - це означає, що башмаки матриці зміщуються під навантаженням, змушуючи штифт поглинати бічні сили, на які він не був розроблений. Забиття є симптомом структурної проблеми: розхитаність преса, знос п’яткового блоку або неадекватне управління бічними силами. Заміна штифта з надрізами без усунення першопричини гарантує, що заміна заб’є так само швидко.

Згасання сили пружининевидимий, поки ви його не виміряєте. Пружина матриці, яка створювала силу 500 фунтів на робочій висоті, коли була новою, може забезпечувати лише 380 фунтів після 200 000 циклів - втрата 24%, що проявляється як непослідовне зняття, витягування кулі або змінна глибина формування. Досвідчені майстерні вимірюють силу пружини за допомогою каліброваного манометра через заплановані проміжки часу, а не чекають, поки якість деталей погіршиться.

Померти ґудзик дзвоник-рот- поступове збільшення та заокруглення ріжучої кромки кнопки матриці на її вході - безпосередньо впливає на утримання скупчення та-якість кромки. У міру того, як радіус входу зростає, матеріал скочується всередину перед розривом, утворюючи більші зони перекиду на штампованій частині. У важких випадках горловина-дзвона дозволяє слимакам витягуватися назад через збільшений отвір і сідати на поверхню матриці.

Структурована каденція технічного обслуговування пов’язує ці показники з інтервалами дій:

• Ріжучі компоненти (пуансони, кнопки матриці, декоративна сталь)- Перевіряйте кожні 50 000-100 000 ударів. Виміряйте висоту задирок і ширину яскравої смуги на деталях зразка. Повторне загострення, коли задирка перевищує порогове значення. Типове повторне заточування видаляє 0,002-0,004 дюйма за шліфування. Відстежуйте кумулятивне видалення, щоб прогнозувати заміну.
• Напрямні системи (штифти, втулки, п'яткові блоки)- Перевіряйте щотижня або кожні 100 000–300 000 ходів. Перевірте наявність подряпин, виміряйте зазор між штифтом і втулкою за допомогою циферблатного індикатора. Замініть втулки, коли зазор перевищує 0,001 дюйма.
• Пружинні системи (штамповані пружини, азотні балони, уретанові колодки)- Перевіряйте вихідну силу щомісяця або кожні 100 000 ударів за допомогою пружинного тестера або вимірювача сили. Замініть механічні пружини, коли сила падає нижче 85% номінального значення. Перевірте тиск азотної пружини під час кожного налаштування матриці.
• Компоненти керування смугою (керівні штифти, підйомники, направляючі)- Перевіряйте кожні 100 000–200 000 ходів. Виміряйте діаметр направляючого штифта на знос. Перевірте силу пружини підйомника та переконайтеся, що висота підйому відповідає специфікації. Замініть зношені направляючі, перш ніж подовження отвору стане проблемою реєстрації.
• Конструктивні компоненти (башмаки, опорні пластини, дюбелі)- Повнорозмірний аудит під час капітального ремонту (щороку або кожні 500 000-1 000 000 ударів). Перевірте площину та паралельність взуття. Замініть опорні пластини, на яких видно будь-які деформації поверхні або сліди закріплення.

Основна інформація, отримана при роботі на штампах і лініях штампування у великій кількості: тенденції потужності та сили служать системою раннього попередження ще до зміни якості деталей. Постійне зростання навантаження преса, споживання струму або енергії на хід часто сигналізує про затуплення леза або підвищене тертя -, що спонукає до технічного обслуговування, перш ніж кількість брухту зросте. Цехи, які використовують SPC для критичних розмірів, можуть виявити дрейф Cp/Cpk, який корелює зі зносом компонентів, ініціюючи перевірку до того, як будуть порушені межі допуску.

Практичні заходи-продовження терміну служби доповнюють планове технічне обслуговування. Покриття для інструментів - TiN, CrN або DLC, нанесені на пуансони та формувальну сталь - зменшують тертя та збільшують інтервали між заточуваннями на 30-50%. Правильне змащування, підібране відповідно до матеріалу заготовки, запобігає зносу клею (задирам), що прискорює деградацію краю. Планування профілактичних капітальних ремонтів на 70-80% очікуваного терміну служби дозволяє уникнути ризику проміжних відмов, які призупиняють виробництво, і ускладнюють витрати на ремонт.

Коли стандартних компонентів каталогу достатньо

Не кожен зношений компонент потребує індивідуальної заміни. Індустрія компонентів для штампування підтримує надійну екосистему каталогу - стандартних пуансонів, штампових кнопок, напрямних штифтів, втулок, пружин і фіксаторів, доступних у тисячах розмірів і конфігурацій від багатьох постачальників. Для звичайних геометрій і стандартних конфігурацій матриць деталі з каталогу пропонують переконливі переваги.

швидкість:Стандартна пружина матриці або круглий пуансон доставляється протягом кількох днів, іноді наступного-дня. Коли виробництво зупиняється і компонент потребує негайної заміни, доступність каталогу повністю усуває час, необхідний для розробки.

Вартість:Стандартні деталі виробляються у величезних обсягах, амортизуючи інструменти та витрати на систему якості в мільйонах одиниць. Каталожна штампова кнопка коштує лише частку еквівалента-метанообробленої з тієї самої інструментальної сталі.

Перевірена надійність:Стандартні компоненти штампування втілюють десятиліття колективної інженерної вдосконаленості. Їхні розміри відповідають галузевим специфікаціям (ISO, DIN, NAAMS), а дані про ефективність - навантаження, термін служби, допуски на розміри - добре-задокументовані та загальнодоступні. Коли ви вказуєте стандартний компонент, ви знаєте, що отримуєте без спеціального кваліфікаційного тестування.

Кілька джерел:Стандартні компоненти доступні від багатьох постачальників у різних регіонах. Якщо один постачальник стикається з перебоями, існують альтернативи. Ця стійкість ланцюга постачань особливо цінна для-штамповок для великого об’єму, де один відсутній компонент може простоювати цілу пресову лінію.

Рішення про використання стандартних деталей є простим, якщо виконуються ці умови: необхідна геометрія відповідає пропозиції каталогу, значення зазору входять у стандартні діапазони, клас матеріалу та твердість відповідають наявності запасів постачальників, а застосування не передбачає незвичайних шляхів навантаження чи умов навколишнього середовища, які перевищують стандартні параметри компонентів.

Для більшості ремонтних робіт заміни - повторно заточених пуансонів повернуто до заводського діаметру, зношені втулки замінено аналогічними за каталогом, втомлені пружини замінено на заміну-розміру-кодованих замін - стандартні компоненти є правильним і економічним вибором. Інженерні роботи вже зроблені. Тестування вже доведено. Ланцюг постачання вже побудований.

Вибір-спеціальних компонентів для складних застосувань

Стандартні каталоги вирішують типові проблеми. Але матриці та операції штампування часто викликають проблеми, які не характерні для - не-стандартних геометрій пуансонів, зумовлених складними характеристиками деталей, незвичайними зазорами, які вимагають екзотичні матеріали, власними конфігураціями підйомника, керованими унікальними макетами стрічки, або конструкціями обхідних виїмок, які не розглядаються в каталозі.

Спеціальні компоненти для штампування стають необхідними, коли існує будь-яка з цих умов:

• Не-стандартні зазори- Матеріали заготовок, що не належать до типової-сталі-–-нержавіючої (берилієва мідь, титан, високоміцні-сталі), для яких потрібні зазори, які не пропонують стандартні кнопки матриці.
• Складні профілі пуансонів- фігурні пуансони, що відповідають характеристикам запатентованих частин, які не відповідають жодній геометрії каталогу. Вони потребують дротяної-електроніки або точного шліфування із заготовок необробленої інструментальної сталі.
• Незвичайне утримання або монтаж- компоненти, які мають інтегруватися зі застарілими структурами матриці з використанням не-стандартних конфігурацій кріплення, шаблонів отворів або методів утримання.
• Інтегровані функціональні компоненти- елементи, що поєднують кілька функцій (підйомник, який також служить вимірювальним штифтом, або вставка знімача, яка містить обхідний рельєф), які не існують як окремі елементи каталогу.
• Програми,-критично важливі для продуктивності- ситуації, коли стандартні допуски недостатньо жорсткі, стандартні матеріали недостатньо тверді або стандартні покриття не протистоять певному механізму зношування.

Порівняння загальної вартості між нестандартним і стандартним – це не просто ціна за одиницю. Спеціальні компоненти передбачають витрати часу на розробку, плату за інструменти, кваліфікаційне тестування, довший час виконання та залежність від-одного джерела. Але вони також забезпечують оптимізовану продуктивність, подовжені інтервали технічного обслуговування та здатність вирішувати проблеми, які стандартні деталі принципово не можуть вирішити. Для великого-виробництва ця перевага в продуктивності поєднується з мільйонами циклів - спеціальний пуансон, який триває 500 000 ударів між повторним заточуванням, порівняно зі стандартним пуансоном, який потребує технічного обслуговування кожні 100 000 ударів, означає у 5 разів скорочення простоїв.

Структура практичних рішень відображає те, що рекомендує спільнота інженерних закупівель: використовуйте стандартні деталі там, де вони належним чином відповідають вимогам, зарезервуйте нестандартні компоненти для програм, де стандартні рішення не відповідають вимогам, і розглядайте модифіковані стандартні деталі - елементи каталогу з допоміжними операціями обробки - як золоту середину, коли компонент на 80% вилучено з каталогу, а решта 20% можна додати шляхом цільової модифікації.

Для інженерів, які стикаються з проблемами нестандартних компонентів -, зокрема з-важкими проблемами проектування, пов’язаними з контролем задирок, оптимізацією зазорів для екзотичних матеріалів, складними конфігураціями підйомника чи обхідного виїмки або власними геометріями формування - спеціалізовані інструменти-партнери пропонують як інженерну підтримку, так і виробничі можливості, яких бракує-механічним цехам загального призначення.ІЧЕНЬнадає індивідуальні рішення для компонентів штампів, що охоплюють структуру штампів через розробку окремих компонентів, підтримуючи повний цикл від-до-виробничого циклу для не-стандартних застосувань, де пропозиції каталогу досягають своїх меж. Цей тип партнерства є найціннішим, коли проблема компонента є справді новою - це не проста заміна розміру, а проблема дизайну, яка потребує досвіду інструментів, щоб правильно вирішити її з першого разу.

Незалежно від того, чи це стандартне чи індивідуальне рішення, кожне рішення щодо джерела повертається до циклу технічного обслуговування. Стандартні компоненти спрощують майбутні заміни, оскільки ланцюжок постачання вже налагоджений. Спеціальні компоненти вимагають документації - детальних креслень, специфікацій матеріалів і-записів термічної обробки -, щоб наступну заміну можна було виготовити ідентично без пере-переробки з нуля. Цехи, які успішно керують загибеллю протягом свого повного життєвого циклу, — це ті, які свідомо приймають це рішення під час кожного технічного обслуговування, збалансовуючи негайну доступність із довгостроковою-продуктивністю та будуючи історію компонентів, що робить кожне наступне рішення швидшим і більш інформованим.

Поширені запитання про компоненти штампів

1. З яких основних компонентів складається штамп для штампування?

Штампувальний штамп складається з кількох груп компонентів, що працюють разом: структурних основних частин (башмаки матриці, напрямні штифти, втулки, п’яткові блоки, опорні пластини), компоненти для різання та формування (пуансони, кнопки матриці, формувальна сталь), елементи керування смугою (направляючі штифти, підйомники, напрямні штока, обхідні виїмки), пружинні системи (механічні пружини матриці, азотні газові пружини, уретанові прокладки) і знімач плита. Кожна група виконує певну механічну функцію, і їх узгоджена взаємодія під час кожного удару преса визначає якість деталей, термін служби інструменту та ефективність виробництва.

2. Як правильно визначити відстань від удару-до-плашки?

Зазор-від-штампу вказується як відсоток товщини матеріалу заготовки на сторону. Для м’якої сталі стандартна початкова точка становить приблизно 10% на кожну сторону. Для м’яких матеріалів, таких як алюміній, використовується 5-8%, тоді як для високоміцних-сталей потрібно 12-18% або більше. Цей вибір збалансовує якість різання та довговічність інструменту - менший зазор створює менші задирки, але прискорює знос пуансона, тоді як ширший зазор подовжує інтервали повторного заточування, але збільшує перекидання кромки. Сорт матеріалу, товщина, швидкість пресування та бажана якість кромки враховують остаточну специфікацію.

3. Яке призначення обвідних виїмок у штампах прогресивного штампування?

Обхідні виїмки забезпечують проміжок для проходження стрічкового матеріалу над або навколо компонентів матриці, які виступають над площиною руху стрічки під час подачі. Негативні обхідні виїмки видаляють матеріал зі смуги на попередній станції, створюючи зазор, який усуває перешкоду. Позитивні обхідні виїмки полегшують або формують сам компонент матриці, щоб стрічка могла проходити по ньому. Розробка цих виїмок вимагає збалансування міцності смуги з потребами в зазорі - видалення занадто великої кількості матеріалу послаблює носій, а недостатнє полегшення спричиняє застрягання та неправильне подавання. YICHEN (https://www.yichen-group.com/stamping-die/) підтримує інженерів із спеціальними рішеннями для складних конфігурацій обвідних пазів у прогресивних штампах.

4. Коли слід використовувати азотні газові пружини замість механічних пружин?

Азотним газовим пружинам надають перевагу, коли для застосування потрібна більша вихідна сила за рахунок меншої площі, більш узгодженої подачі сили по всьому ходу або коли операції формування вимагають рівномірного утримувального тиску-заготовки по всій глибині витяжки. На відміну від механічних пружин, які лінійно збільшують силу зі стисненням, азотні пружини забезпечують відносно плоску криву сили. Вони також передають силу миттєво без втрати попереднього натягу, роблячи всю довжину ходу доступною як робочий хід. Компроміси включають вищу вартість, необхідність моніторингу тиску для виявлення погіршення ущільнення та рекомендовані межі переміщення 85% від номінальної потужності для продовження терміну служби.

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

Використовуйте стандартні компоненти каталогу, коли необхідна геометрія, зазор, клас матеріалу та значення навантаження відповідають наявним пропозиціям - вони доставляються швидше, коштують дешевше та мають надійність, перевірену десятиліттями вдосконалення. Спеціальні-компоненти стають необхідними, коли додатки передбачають не-стандартні зазори для екзотичних матеріалів, складні профілі штампу, що відповідають характеристикам запатентованих частин, інтегровані багато-функціональні елементи або критичні-ситуації, коли стандартні допуски або матеріали не відповідають вимогам. Для великого-серійного виробництва нестандартні деталі, які служать у 5 разів довше між техобслуговуваннями, можуть виправдати свою вищу початкову вартість за рахунок скорочення часу простою. Такі спеціалізовані партнери, як YICHEN (https://www.yichen-group.com/stamping-die/), надають повну інженерну підтримку для не-стандартних компонентів, що охоплюють дизайн і виробництво.