Деталі штампів, які покращують або погіршують якість листового металу

Що таке штампи для штампування та чому вони важливі

Деталі штампа для штампування — це окремі прецизійні компоненти всередині штампа для штампування, які разом ріжуть, формують і формують листовий метал у готові деталі. Сама матриця для штампування є aспеціальний-інструментвузол, встановлений у пресі, але його реальні можливості походять від десятків взаємозалежних елементів, кожен з яких відповідає за певну механічну функцію під час кожного удару преса. Кожен компонент відіграє певну роль у визначенні того, чи вийдуть ваші штамповані деталі чистими чи дефектними, від конструкційних башмаків, які поглинають тоннаж, до направляючих штифтів, які реєструють положення смуги в межах тисячних часток дюйма.

Що таке матриця для штампування та які її частини

Отже, що таке матриця в контексті штампування металу? Це спеціальний інструмент, який використовується в силовому пресі для застосування контрольованої сили, яка ріже, згинає, витягує або проколює необроблений листовий метал у готовий компонент. Подумайте про це як про дві половини, верхню та нижню, які змикаються під величезним тиском. Верхня половина кріпиться до штока преса, нижня половина прикручується до станини преса, а між ними розташована точно сконструйована система ріжучих кромок, формуючих поверхонь, напрямних, пружин і знімачів.

Ось де термінологія стає важливою. Коли інженери кажуть «матриця», вони можуть мати на увазі весь інструментальний вузол або окрему ріжучу пластину. Штамп використовується для виконання однієї або кількох операцій з листовим металом, але сам інструмент складається з багатьох окремих частин, кожна з яких має власну специфікацію матеріалу, допуск і схему зношування. Розуміння того, для чого використовується матриця на системному рівні, порівняно з тим, для чого вносить кожен внутрішній компонент окремо, є різницею між реактивним обслуговуванням і проактивним керуванням інструментами.

Для інженерів-інструментів і конструкторів штампів знання функції кожної частини означає швидший аналіз першопричин-під час погіршення якості. Для команд технічного обслуговування це означає заміну правильного компонента через правильний інтервал замість того, щоб шукати симптоми. Чого варті знання інструментів штампа? Це основа для зменшення браку, продовження терміну служби інструменту та підтримки роботи пресів.

Чому розуміння-системного рівня має значення

Більшість посилань розглядають штампи для штампування як плоский список деталей. Ви отримуєте назву, зображення, можливо, речення про функцію. Такий підхід втрачає суть. Ці компоненти не працюють ізольовано. Зношена напрямна втулка впливає на вирівнювання пуансона-до-матриці, що змінює різальний зазор, утворюючи задирки, що викликає передчасне повторне заточування пуансона. Одна деградована частина каскадує-втрату якості в системі.

Цей посібник має інший підхід. Замість того, щоб перераховувати, які штампи виготовлені з частин за частинами, вона групує кожен компонент за його функціональною роллю та показує, як ці ролі взаємопов’язані між собою на ходу преса. Результатом є структура-системного рівня, яка допомагає швидше діагностувати проблеми та розумніше визначати компоненти.

Ось шість функціональних категорій, розглянутих у цьому посібнику:

• Структурні компоненти- Башмаки, пластини та паралелі, які утворюють жорстку основу та поглинають навантаження преса.
• Ріжучі та колючі компоненти- Пуансони, штампові кнопки та вставки, які розрізають листовий метал у певних геометричних формах.
• Формування та згинання компонентів- Формування пуансонів, протирання сталі та прокладки, які пластично деформують матеріал без видалення.
• Направляючі та вирівнювальні компоненти- Направляючі штифти, втулки, напрямні та прикладні напрямні, які зберігають повторюване позиціонування.
• Зачистка та підйом компонентів- Стріппери, підйомники та обхідні виїмки, які керують рухом стрічки та викиданням деталей.
• Пружинно-силові компоненти- Балони з азотом, уретан і гвинтові пружини, які забезпечують контрольовану реактивну силу протягом усього ходу.

Кожна категорія безпосередньо переходить у наступну. Структурна цілісність забезпечує точне наведення. Точне напрямне зберігає зазор для різання. Належний зазор зменшує навантаження при розчистці. А достатня сила зачистки забезпечує надійний потік матеріалу через кожну станцію. Ця взаємозалежність саме тому, чому один зношений компонент може спокійно погіршити всю вашу операцію штампування, і чому розуміння повної системи є тим, що відрізняє високо-інструментальні цехи від тих, які застрягли в реактивних циклах ремонту.

Структурні компоненти, що утворюють основу матриці

Кожна функціональна категорія штампа для штампування залежить перш за все від одного: жорсткої, стабільної платформи, яка утримує все в центрі під час повторюваних ударів великого{0}}тоннажу. Без цієї основи різальні зазори зміщуються, формується деформується геометрія, а системи напрямних передчасно зношуються. Структурні компоненти — це тихі робочі конячки матриці. Вони рідко привертають увагу, доки щось не відхилиться, не трісне або не вийде зі свого місця, і на той час ви вже збираєте деталі.

Штамповані черевики та їх роль як структурної основи

Уявіть, що ви прикручуєте прецизійний ріжучий інструмент до платформи, яка прогинається під час кожного циклу преса. Це саме те, що трапляється, коли взуття малого розміру або виготовлене з невідповідного матеріалу. Верхній і нижній башмаки матриці служать монтажними поверхнями для всіх інших компонентів інструменту. Верхній башмак кріпиться до штока преса, нижній башмак кріпиться болтами до станини преса або опорної пластини, і разом вони несуть повне навантаження штампування по всьому ходу.

Тут важливий вибір матеріалу. Чавунні башмаки забезпечують хороше гасіння вібрації та є економічно-ефективними для легких-застосувань, тоді як сталеві башмаки забезпечують вищу жорсткість і стійкість до прогину під важким пресом. Ви знайдете більшість наборів штампів для металевих штампів із сталевими башмаками, коли тоннаж перевищує помірні рівні або коли жорсткі допуски вимагають мінімального згинання інструменту.

Товщина черевика безпосередньо пов’язана з тоннажем преса та прольотом. Тонкий черевик, що перемикає широку станину преса, буде вигинатися в центрі, витягаючи напрямні штифти з вирівнювання та відкриваючи зазор нерівномірно між станціями різання. Розробники штампів розраховують мінімальну товщину башмака на основі розподілу навантаження, непідтримуваного проміжку та допустимих меж прогину, зазвичай утримуючи гнучкість значно нижче точки, де це вплине на зазор від -до-матриці.

Стандартні розміри башмаків у каталозі охоплюють стандартні розміри станини та шаблони болтів, що робить їх практичним вибором для-інструментів загального призначення. Спеціальні-механічні башмаки стають необхідними, коли прес має не-стандартне кріплення, коли матриця має неправильну форму або коли зменшення ваги є критичним для транспортування та налаштування. У будь-якому випадку, башмак матриці є структурною відправною точкою, від якої залежить кожен інший компонент.

Пластини, опорні пластини та системи фіксаторів

Зверху на ці черевики встановлено купу точно-оброблених пластин, кожна з яких виконує певну структурну роль. Штампова пластина - це місце, де живе фактична геометрія різання та формування. Він містить кишені, отвори та профільовані краї, які визначають жіночу половину кожної операції. Оскільки вона поглинає прямі сили різання під час кожного удару, матриця зазвичай виготовляється з інструментальної сталі та загартована, щоб протистояти зносу.

Безпосередньо за наконечниками пуансона розташована опорна пластина. Його робота проста, але важлива: розподіляти зосереджені ударні навантаження по ширшій площі черевика, щоб запобігти утворенню грибів, яке є поступовим розшаруванням м’якого матеріалу черевика під дією повторюваних точкових навантажень. Без загартованої підкладки головки перфоратора повільно занурюються в поверхню взуття, змінюючи висоту закриття та погіршуючи якість різу протягом тисяч ударів.

Стопорні пластини утримують пуансони, направляючі та інші робочі деталі у фіксованому положенні. У них використовуються точні-свердлені отвори, відповідні хвостовикам пуансона, часто в поєднанні з кульковим-замком, ключем або-методами утримання головки, які дозволяють швидко замінити без розбирання всієї верхньої половини. Як зазначає Moeller Precision Tool, добре-сконструйовані фіксатори скорочують час складання матриці та допомагають усунути помилки допуску при укладанні, які накопичуються, коли задіяно кілька пластин.

Ці пластини складаються та скріплюються разом за допомогою загартованих штифтів, які фіксують їх взаємне розташування. Після кріплення дюбелями стопку пластин можна розібрати для обслуговування та щоразу знову збирати до того самого вирівнювання. Саме ця повторюваність робить набір штампів надійним протягом сотень тисяч циклів пресування, а не лише першої сотні.

Паралелі, стояки та розпірні блоки

Під нижньою пластиною матриці ви знайдете паралелі: загартовані сталеві стрижні, які піднімають блок матриці над поверхнею балки. Чому цей розрив має значення? Слимаки та готові частини потрібно кудись подіти. Без належного вільного простору під станціями різання слимаки накопичуються в отворах матриці, заклинюють інструмент і спричиняють катастрофічні збої. Паралелі створюють вихідний шлях, водночас рівномірно підтримуючи нижній черевик поперек станини преса.

Стояки служать для іншої мети. У прогресивних штампах із декількома станціями різні операції можуть виконуватися на різних висотах відносно смугової лінії. Стояки піднімають конкретні станції або деталі, щоб відповідати необхідній робочій висоті, особливо коли сформовані елементи на одній станції повинні очистити інструменти на наступних станціях у міру просування смуги.

Розпірні та упорні блоки доповнюють структурну систему. Розпірні блоки встановлюють точну висоту закриття між половинками матриці, тоді як блоки зупинки діють як жорсткі механічні обмеження, які запобігають-переміщенню під час аварії преса, захищаючи делікатні деталі різання та формування від катастрофічного пошкодження.

Вказівка ​​будь-якого з цих структурних компонентів повертається до трьох обмежень: розмір станини преса визначає площу та паралельний відстань, висота затвора визначає загальну товщину штабеля, а напрямок подачі визначає, де мають бути розташовані канали для евакуації брухту.

Конструктивні компоненти рідко зношуються так драматично, як удари чи кнопки матриці. Їх поломка більш тонка: поступове відхилення, ослаблення дюбелів, зношені отвори під болти та поверхневе вточнення, яке повільно зміщує вирівнювання по всьому інструменту. Ця тиха деградація – саме те, що робить їх вартою моніторингу, тому що до того моменту, коли структурна проблема виявляється у ваших штампованих деталях, вона вже впливає на кожну станцію різання та формування у матриці протягом тисяч ходів. І на цих станціях різання з їх пуансонами, кнопками матриці та взаємозв’язками зазорів якість деталей безпосередньо виграється або втрачається.

Ріжучі та проколюючі компоненти, які формують заготовку

Жорсткість конструкції тримає все вирівняним, але вирівнювання має значення лише через те, що відбувається на ріжучому краю. Пуансони та кнопки матриці всередині штампувального інструменту є компонентами, які фактично контактують із листовим металом і зрізають його у визначену геометрію. Кожен отвір, виїмка, проріз і порожній контур існують завдяки тому, що загартований пуансон пройшов крізь матеріал у точно відповідний отвір знизу. Правильно вирізавши ці компоненти, ви отримаєте чисті краї на високій швидкості. Зробіть їх неправильно, і ви боретеся з задирками, зламаними ударами та відхиленням розмірів із першого удару.

Види пуансонів та їх ріжучі функції

Коли ви зазирнете всередину прогресивного або складеного штампа, ви помітите кілька штампов, кожен з яких шліфується до певного профілю, який визначає виріз. Ось найпоширеніші стилі:

• Колючі удари- Створіть внутрішні отвори, повністю просунувши слимак крізь матеріал. Поширені круглі, довгасті або фасонні профілі.
• Бланкуючі удари- Виріжте повний зовнішній периметр готової деталі. Слимак стає заготовкою, а не брухтом.
• Пробійники- Видаліть матеріал із краю стрічки, розрізаючи лише з одного боку. Оскільки сила є незбалансованою, їм потрібен п’ятковий блок навпроти ріжучої кромки, щоб протистояти бічному відхиленню.
• Обрізні пуансони- Відріжте зайвий матеріал або виступи від майже готової деталі, як правило, на кінцевій станції прогресивного штампа.

Геометрія визначає, що різає пуансон, але метод утримання визначає, як він залишається в інструменті. Головний-тип врізає сидіння в кишеню з розточуванням у фіксуючій пластині, яка утримується опорною пластиною вгорі. Пуансони з кульковим-фіксатором замикаються у швидко-змінний фіксатор, що дозволяє замінювати без розбирання верхньої половини матриці. Пуансони зі шпонкою використовують плоский або жолоб, який запобігає обертанню, критично для не-круглих профілів, де має значення кутова орієнтація.

--Каталожні пуансони охоплюють стандартні круглі та прості форми звичайних розмірів. Якщо геометрія вашої деталі потребує неправильних профілів, жорстких допусків або незвичайних матеріалів, необхідними є-спеціальні штампи. Зазвичай це дріт-EDM або точне-заземлення, щоб відповідати точним необхідним функціям.

Кнопки, вставки та ріжучі кромки

Кожна пара пуансонів і матриць працює як узгоджена система. Пуансон забезпечує чоловічий профіль різання, а кнопка матриці забезпечує внутрішній отвір, який приймає його. Кнопки матриці загартовані, прецизійні-циліндри з розточенням запресовані в пластину матриці. Їхня внутрішня геометрія визначає точний розмір отвору або виробленої заготовки, а стан їх краю безпосередньо визначає якість різання.

Для стандартних круглих отворів звичайне шліфування виробляє кнопки матриці з достатньою точністю для більшості застосувань. Коли допуски зменшуються нижче кількох тисячних дюйма або якщо профіль містить гострі внутрішні кути та складні форми, дротяна-обробка EDM стає кращим методом. Дротова електроерозійна машина має допуски від +/-0,0001 до +/-0,0003 дюйма і може створювати внутрішні радіуси всього 0,0005 дюйма, що робить її ідеальною для створення складної геометрії штампів, які вимагають прогресивні штампи.

Секційні штампи розвивають цю концепцію. Замість того, щоб обробляти складну геометрію різання безпосередньо в матриці, інженери встановлюють окремі загартовані вставки в кишені всередині пластини. Коли кромка зношується або сколюється, ви замінюєте цю одну вставку замість того, щоб переробляти чи знищувати всю пластину. Цей модульний підхід значно скорочує витрати на технічне обслуговування та простої, особливо у-серійному виробництві, де локальний знос неминучий.

Як відношення від-до-штампів визначають якість різання

Металеві пуансони та отвори матриці не працюють незалежно. Вони функціонують як узгоджена пара, розділена ретельно контрольованим проміжком, який називається різальним зазором. Цей зазор, виражений у відсотках товщини матеріалу на кожну сторону, є найбільш впливовою змінною у визначенні якості крайки, висоти заусенця та довговічності інструменту.

Коли зазор є правильним, лінії зламу, ініційовані пуансоном і отвором матриці, чітко стикаються в середині товщини матеріалу. Результатом є обрізана кромка з передбачуваним співвідношенням вигорілості (гладка, зрізана частина) до зламу (більш шорстка зона зламу). Для низько-вуглецевої сталі з належним зазором це приблизно відповідає шаблону -третини зсуву та двох-розриву, як пояснює журнал MetalForming у своєму аналізі зв’язку між властивостями матеріалу та вибором зазору.

Коли зазор занадто малий, пуансон повинен пробити більше матеріалу, перш ніж відбудеться руйнування. Це збільшує сили різання, виділяє більше тепла, прискорює зношування пуансона та може призвести до вторинного зсуву або подвійного-злому краю. Коли зазор занадто вільний, матеріал скочується в отвір перед розривом, утворюючи надмірні задирки та великі зони перекидання.

Справжній виклик? Кліренс не універсальний. Більш-міцні матеріали ламаються раніше і зазвичай потребують більшого зазору, у той час як м’які матеріали можуть допускати більш вузькі зазори. Покладаючись на єдине значення зазору для кожного матеріалу, що є загальною звичкою для цехів, гарантує неоптимальні результати принаймні деяких штампів і пуансонів. Детальні вказівки щодо очищення за типом матеріалу наведено далі в цьому посібнику.

За межами зазору пуансони та матриці листового металу виходять з ладу за передбачуваними схемами. Раннє розпізнавання цих режимів несправності допомагає командам технічного обслуговування втрутитися до того, як якість деталей погіршиться:

1. Відколювання краю- Найпоширеніша несправність, спричинена надмірним{1}}наскрізним ударом, недостатнім зазором або боковим відхиленням через невідповідність.
2. Абразивний знос- Поступове затуплення ріжучої кромки від тертя об заготовку, що прискорюється абразивними матеріалами, такими як нержавіюча сталь і марки AHSS.
3. Прибирання та підбирання матеріалу- Матеріал заготовки з’єднується з поверхнею пуансона під дією нагрівання та тиску, як правило, для алюмінію та нержавіючої сталі.
4. Перелом голови- Головка перфоратора зрізається всередині фіксатора внаслідок-наскрізного удару або неправильного кріплення до опорної пластини.
5. Бічний прогин і вигин- Тонкі пуансони схиляються під -навантаженнями, що не знаходяться в центрі, особливо під час операцій надрізання без належної підтримки п’яти.

Кожен тип несправності простежується до певної першопричини у зазорі, центруванні, виборі матеріалу або методі утримання. Ріжуча система живе або вмирає залежно від того, наскільки точно контролюються ці змінні, і в той момент, коли пуансон зачепить смугу, точність кожного напрямного компонента матриці визначає, чи відбудеться це зачеплення там, де воно повинно бути.

Формування та згинання компонентів для пластичної деформації

Різання видаляє матеріал. Формування змінює його форму. У той час як пуансони та кнопки матриці розрізають листовий метал на плоскі профілі, компоненти для формування та згинання беруть ці профілі та пластично деформують їх у три-вимірні елементи, не видаляючи жодного матеріалу. Згини, витяжки, тиснення, списи, ребра та фланці — все це походить від цієї категорії металевих штампувальних штампів, і компоненти, відповідальні за їх виготовлення, стикаються з зовсім іншим набором інженерних завдань, ніж їхні відповідники для різання.

Там, де різання вимагає чіткості та контролю зазору, формування вимагає точної геометрії, контрольованого потоку матеріалу та ретельно відкаліброваного реактивного тиску. Дотримуйтеся правильного балансу, і ваші деталі вийдуть-без зморшок із незмінною точністю розмірів. Зробите це неправильно, і ви боретеся з розколами, відскоками та дефектами поверхні, які не може виправити жодна низька корекція.

Формування пуансонів, згинання сталей і штампів

Формувальні штампи працюють шляхом проштовхування листового металу в порожнину внутрішньої частини або поверх загартованого краю, змушуючи матеріал піддаватися та назавжди приймати нову форму. На відміну від проколювачів, які чітко прорізають смугу, формуючі пуансони контактують із широкою поверхнею та застосовують силу на більшій частині ходу преса. Вони створюють вигини, витягнуті чашечки, рельєфні деталі та виступи залежно від їх геометрії та відповідного жіночого інструменту нижче.

Сталь для згинання та штампи створюють кутові вигини, протираючи матеріал через фіксований край або в V--подібну кишеню. Спосіб згинання визначає, як розроблені компоненти матриці:

• Повітряний згин- Пуансон частково штовхає матеріал у V--подібний отвір, не торкаючись дна. Кут вигину повністю залежить від глибини пробивки. Це потребує меншої кількості тиску матриці та спричиняє менший знос інструменту, але пружину важче контролювати.
• Донизу- Пуансон повністю притискає матеріал до V--подібної поверхні матриці, створюючи міцний контакт уздовж ніжок згину. Це забезпечує вищу точність і меншу віддачу, ніж повітряне згинання, оскільки матеріал повністю відповідає геометрії матриці.
• Карбування- Пуансон застосовує надзвичайну силу, у 30 разів більшу, ніж повітряне згинання, стискаючи матеріал у зоні згину, доки він не стане пластичним і не набуде постійної фіксації. Карбування практично усуває пружинну віддачу, але вимагає значно важчих пресувальних компонентів і більшого тоннажу преса.

Спосіб розташування цих формувальних компонентів залежить від типу штампувальних штампів, які ви створюєте. У прогресивних матрицях формування відбувається поступово на кількох станціях. Неглибокий попередній згин на одній станції стає повним 90-градусним фланцем через кілька станцій, причому стрічка має частково сформовані елементи під час кожної наступної операції. Штамповки для листового металу, налаштовані як інструменти для перенесення, мають інший підхід. Оскільки деталь відокремлюється від смуги та фізично переміщується між станціями, матриці для перенесення можуть виконувати складну глибоку витяжку за один удар, не турбуючись про безперервність смуги. Складні матриці, які виконують усі операції за один хід, рідко включають елементи формування, оскільки їхня геометрія обмежена плоскими профілями різання.

Ця відмінність має значення для конструкції компонентів. Прогресивні штампи повинні бути коротшими та враховувати підйом стрічки між станціями. Пуансони для формування штампів для перенесення можуть бути глибшими та агресивнішими, оскільки вони не обмежені механізмом-подачі стрічки. Сталеві штампи, призначені для -високоміцних матеріалів, також потребують формувальних компонентів із більшими радіусами, щоб запобігти розтріскуванням, оскільки листи з вищою -міцністю витримують меншу деформацію перед руйнуванням.

Накладки, натискні накладки та азотні пружини

Формувальні штампи формують деталь, але системи тиску контролюють течію матеріалу під час цього формування. Ось тут і з’являються витяжні накладки. Витягувальна накладка, яку також називають пустим тримачем або натискною накладкою, – це пластина,-навантажена тиском, яка оточує формувальний пуансон і застосовує контрольовану утримуючу-силу до листового металу, коли він втягується в порожнину.

Звучить просто? Реальність є більш нюансованою. Як пояснює експерт із штампування Арт Гедрік, справжня функція панелі для креслення полягає в томуне стискати метал і створювати опір течії, а утримувати матеріал від зморшок під час внутрішнього потоку та стиснення. Без достатнього утримуючого тиску сили стиснення, що виникають під час втягування матеріалу всередину, спричиняють згинання фланця у зморшки. Занадто великий тиск, і матеріал не може текти взагалі, що призводить до розколів у радіусі пуансона.

Зусилля, що приводить у рух ці колодки, походить від однієї з трьох пружинних систем, кожна з яких має різні характеристики, які роблять їх придатними для різних застосувань:

Вибір правильної пружинної системи безпосередньо залежить від товщини матеріалу та міцності на розрив. Витяжка з м’якої сталі товщиною 1,5 мм при міцності на розтяг 270 МПа потребує значно меншої сили утримання, ніж витяжка з нержавіючої сталі товщиною 1,5 мм при міцності на розтяг 600 МПа. Азотні газові пружини часто є єдиним практичним варіантом для високоміцних-матеріалів, оскільки вони можуть забезпечити більшу силу в меншому діапазоні та забезпечувати стабільніший тиск протягом усього ходу порівняно з механічними альтернативами.

Тип матеріалу також змінює формувальну геометрію компонента. Алюміній агресивно стирається на інструментальній сталі без покриття, що потребує полірованих поверхонь або покриттів проти -задирів на пуансонах і витяжних накладках. Вироби з нержавіючої сталі-швидко твердіють, а це означає, що радіуси формування мають бути досить великими, щоб запобігти розтріскуванню під час першого удару. М’яка сталь є найбільш поблажливою, витримує менші радіуси та потребує меншої-притискної сили, саме тому вона залишається основним матеріалом, на який усі специфікації формувальних компонентів посилаються в першу чергу.

Взаємодія між геометрією формування та контролем тиску – це те, що відрізняє надійний виробничий штамп від того, який виробляє невідповідні деталі. І ця взаємодія працює лише тоді, коли формувальний пуансон зачіпає матеріал у точно потрібному місці кожного окремого удару, що є роботою системи напряму та вирівнювання, яка очікує на наступному функціональному шарі матриці.

Системи наведення та вирівнювання для точної реєстрації

Формування пуансонів формує матеріал із контрольованою силою, але сама по собі сила нічого не означає, якщо він приземляється не в тому місці. Будь-яка операція в штампі для штампування, будь то різання чи формування, залежить від того, що верхня та нижня половини зустрічаються в абсолютно однаковому положенні під час кожного окремого удару. Зсув лише на кілька тисячних дюйма змінює зазор від пуансона-до-матриці з оптимального на руйнівний, перетворюючи чисті надрізи на задирені краї та значно скорочуючи термін служби інструменту. Компоненти матриці для штампування, відповідальні за запобігання цьому сценарію, — це системи напрямних і вирівнювання, і вони працюють на двох різних рівнях: вирівнювання половинок матриці одна до одної та вирівнювання матеріалу стрічки щодо інструменту.

Направляючі штифти, напрямні втулки та сепаратори-підшипників

Направляючі штифти, які також називаються направляючими штифтами, — це загартовані циліндричні штифти, встановлені в одній половині матриці, які зачіпають прецизійні-втулки з розточенням у протилежній половині. У міру того, як прес-циліндр опускається, ці стовпи ковзають у відповідні втулки та змушують верхню та нижню матриці вирівнювати повторюване перед тим, як будь-який пуансон торкнеться заготовки. Без них властивий кліренс прес-ковзанки до його виступів дозволив би верхній матриці зміщуватися вбік під час кожного ходу, створюючи нерівномірне зношування та несумісні деталі.

Комерційно доступні два основні типи систем-напрямних стійок і втулок, як описано в журналі MetalForming Magazine у ​​своєму аналізі систем напрямних штампів:

• Системи-підшипників ковзання- Направляюча стійка проходить усередині суцільної втулки, як правило, покритої бронзою-сталі або суцільної алюмінієвої бронзи, з невеликим робочим зазором між поверхнями. У цих втулках часто зустрічаються графітові пробки, що самозмащуються. Системи підшипників-ковзання добре витримують бічні навантаження, оскільки вся поверхня втулки підтримує стійку.
• Шарикопідшипникові сепаратори- Сепаратор із прецизійних сталевих кульок пересувається між опорою та втулкою в стані попереднього натягу з негативним зазором (зазвичай попередній натяг становить від 0,0001 до 0,0021 дюйма залежно від виробника та діаметра). Контакт кочення значно зменшує тертя, що робить їх ідеальними для високошвидкісних прогресивних матриць із коротким-ходом.

Вибір класу придатності визначає, як стовп кріпиться до башмака матриці. Притискна стійка постійно встановлена ​​в нижній черевик і не може бути знята без гідравлічного преса. З’єднувальна або знімна стійка дозволяє легше складати та розбирати, що спрощує технічне обслуговування довгих прогресивних штампів, які необхідно частково зламати для повторного шліфування.

Один важливий принцип конструкції, який часто забувають: направляюча втулка повинна зачепити напрямну стійку на робочому рівні матриці, коли це можливо. Це навантажує стійку на зсув, її найсильніший стан, і запобігає згинальним моментам, які викликають прогин. Розміщення втулки високо у верхній частині черевика з міркувань зручності вводить моментальний важіль, який дозволяє штифту згинатися під навантаженням, погіршуючи саме вирівнювання, для підтримки якого він був розроблений. Направляюча стійка також повинна обходити кінець втулки із закритою матрицею, забезпечуючи рівномірний знос по всій довжині втулки.

Системи-підшипників створюють компроміс. Хоча вони зменшують тертя та відрізняються швидкістю, вони вразливі до бокового-навантаження. Надмірні бічні сили під час операцій формування або надрізання штовхають окремі кульки до точкового-контактного напруження, і з часом ці кульки вриваються в поверхні опор або втулок. Лінії відстеження, видимі з одного боку напрямної стійки, є чітким показником того, що матриця створює вищі бічні навантаження, ніж система-кулькових підшипників повинна сприймати.

Направляючі штифти та направляючі для смуги

Направляючі штифти вирівнюють половинки матриці, але що вирівнює смужку до матриці? У прогресивній матриці матеріал рухається через кілька станцій, і на кожній станції він повинен розташовуватися з точністю до тисячних часток дюйма від його наміченого розташування. Направляючі штифти виконують цю реєстрацію, залучаючи попередньо пробиті отвори в смузі та витягуючи матеріал у точне положення перед тим, як на цій станції почнеться будь-яке різання чи формування.

Уявіть собі послідовність: пристрій подачі просуває смугу на один крок, наконечники направляючих штифтів спочатку входять в отвори, щоб забезпечити початкове спрямування, потім вмикаються фіксуючі діаметри та витягують смугу в справжнє положення. Направляючі зазвичай мають зазор від 0,0005 до 0,001 дюйма до направляючих отворів, залежно від типу матеріалу та товщини. Занадто великий зазор дозволяє смузі блукати. Занадто малий зазор змушує пілоти тягнути та подовжувати отвори з часом.

Довжина пілота також критична. якПітер Улінц пояснює, направляючі мають бути достатньо довгими, щоб увійти в направляючий отвір, перш ніж спрацюють інші пуансони і знімач торкнеться нижньої матриці, але достатньо короткими, щоб вони не зв’язували та не тягнули стрічку вгору, коли матриця відкривається. Порушення цього балансу створює помилки прогресу, які погіршуються зі швидкістю виробництва.

Час-налаштування рулону пов’язано безпосередньо з функцією пілота. Правильна послідовність вимагає підйому подавального валика (вивільнення смуги) до того, як діаметри направляючого місцезнаходження ввійдуть в отвори. Якщо рулон все ще захоплює смугу під час залучення пілотів, фідер бореться з пілотами, згинаючи їх, подовжуючи направляючі отвори та вводячи непередбачувані зсуви смуги. Це вікно часу може бути надзвичайно вузьким, особливо на штампах із підіймачами заготовки, де подавальний ролик має залишатися відкритим, доки підйомники не досягнуть повного ходу.

Крім пілотів, кілька інших компонентів інструменту обмежують смугу в поперечному та поздовжньому напрямку:

• Інвентарні напрямні- Рейки у формі-канала, встановлені на пластині матриці, які обмежують переміщення стрічки-в-бік під час її проходження через матрицю.
• Направляючі тунелів- Закриті напрямні, які захоплюють смугу з обох боків і зверху, запобігаючи її підйому або зсуву в зонах між станціями.
• П'яткові блоки- Блоки із загартованої сталі, розташовані вздовж периметра матриці, які поглинають бічний поштовх від незбалансованих операцій різання чи формування, запобігаючи зміщенню верхньої частини матриці відносно нижньої.
• Пальцеві зупинки- Механічні обмежувачі, які зачіпають край стрічки або виїмку для контролю довжини подачі у штампах із ручною подачею.
• Автоматичні зупинки запасів- Пружинні-або кулачкові-обмежувачі, які точно обмежують просування смуги в-пристроях із електроживленням, забезпечуючи допоміжне{4}}контроль довжини за електронним механізмом подачі.

Час і вирівнювання між типами матриць

Керівні вимоги суттєво змінюються залежно від типу штампувального штампа в експлуатації. Прогресивна матриця повинна підтримувати безперервний контроль смуги від входу до виходу на кожній станції, що означає пілоти в кількох місцях, направляючі прикладу по всій довжині та підйомники, які рівномірно піднімають смугу між ударами. Кожен компонент прес-матриці в системі напрямних працює узгоджено, щоб безперервна смуга точно індексувалася через потенційно десятки станцій.

Трансферні матриці стикаються з іншою проблемою. Частина завчасно відділяється від смуги та фізично переміщується між станціями за допомогою механічних пальців або передавальних штанг. Тут реєстрація залежить від гніздових блоків, штифтів розташування на кожній станції та позиційної точності самого механізму перенесення, а не від пілотних отворів у безперервній смузі. Складність керування переходить від матриці до системи передачі.

Складні плашки мають найпростіше. Усі операції виконуються на одній станції за один хід, тому вирівнювання повністю залежить від направляючого штифта та системи втулок, які підтримують узгоджену верхню--нижню реєстрацію. Немає пілотів і прогресії смуги для контролю.

Незалежно від типу матриці, знос направляючої системи часто є першим сигналом, який можна виявити, що центрування інструмента погіршується. Компоненти прес-матриці, які спрямовують і фіксують половинки інструменту, поступово зношуються, і це зношування проявляється вимірними симптомами задовго до того, як утворюється очевидний брухт. Ось на що слід звернути увагу:

• Нерівномірна висота задирок по ширині смуги- Указує на те, що напрямні штифти та втулки мають надмірний зазор, що дозволяє верхній матриці зміщуватися вбік. Коригувальні дії: виміряйте зазор -до -втулки та замініть втулки, які перевищують специфікацію.
• Одно{0}}зношений пілотний штифт- Показує, що смуга постійно тягнеться вбік під час реєстрації, що часто спричинено зношеною направляючою втулкою на стороні керуючого пристрою або неправильним-часом підйому рулону. Коригувальні дії: перевірте втулки на наявність слідів, перевірте час-підйому за допомогою поворотного кулачкового перемикача.
• Збільшення варіації розмірів між першою та останньою станціями- Припускає, що сукупна помилка реєстрації смуги зростає по довжині матриці. Коригувальні дії: перевірте подовження направляючого отвору, перевірте напрямні зазори та перевірте напрямні приклада на наявність-зв’язаної з зносом ослабленості.
• Мітки відстеження м'яча на напрямних стійках- Виявляє надмірні бічні навантаження на направляючі-системи кулькових підшипників, як правило, через незбалансовані сили формування. Коригувальні дії: додайте або відрегулюйте п’яткові блоки для поглинання бічної тяги або перейдіть на втулки-підшипників ковзання, якщо бічні навантаження є хронічними.
• Чутне клацання або стрекотіння під час виробництва- Вказує на те, що пілоти борються з фідером через зміщення-хронізації підйому на крені або зношені механізми-підйому на крені. Коригувальні дії: повторно відкалібруйте час-вивільнення подачі, перевірте-хід підйому рулону та переконайтеся, що направляючі не зігнуті.
• Помилки прогресу, які посилюються зі швидкістю натискання- Вказує на затримку сигналу в системі випуску-подачі, де час, що минув від сигналу контролера до фактичного підйому рулону, стає значним на вищих швидкостях. Коригувальні дії: передайте пілотний-сигнал випуску, щоб компенсувати затримку, і переконайтеся, що час затримки повторно калібрується при зміні швидкості.

Кожен із цих симптомів свідчить про те, що компонент матриці вийшов за межі робочого допуску. Направляюча система, по суті, є нервовою системою кубика. Коли він погіршується, інформація про позицію втрачається, і страждає кожна нинішня операція. Ця втрачена точність найбільше вражає компоненти, які керують рухом смуги між ходами: знімачі, підйомники та обхідні виїмки, які фізично контролюють, як матеріал надходить, проходить через матрицю та виходить із неї.

Компоненти зачистки, підйому та шунтування

Напрямні системи вказують матриці, де має бути матеріал. Компоненти зняття та підйому фізично контролюють, чи потрапляє він туди. Кожного разу, коли пуансон розрізає або формує смугу, матеріал захоплюється за цей пуансон під час вилучення. Кожного разу, коли прес відкривається, смужка повинна чітко підніматися над поверхнею матриці, щоб вона могла просуватися до наступної станції, не перетягуючи гострі краї чи деталі форми. І кожного разу, коли сформований об’єкт із попередньої станції проходить через станцію, розташовану нижче за течією, йому потрібен дозвіл, щоб рухатися без зіткнень. Компоненти штампування, відповідальні за всі три функції, – це знімачі, підйомники та обхідні виїмки, і разом вони утворюють-основу обробки матеріалів будь-якого прогресивного штампа.

Стриппери та їх подвійна функція

Стриптизер виконує дві роботи одним рухом. На шляху вниз він утримує листовий метал рівно на нижній поверхні матриці під час різання. По дорозі вгору він штовхає матеріал з пуансона, коли той відходить. Без належного зачистки природна тенденція проколеного металу згортатися навколо корпусу пуансона потягне смугу вгору, спотворить направляючі отвори та заклинить інструмент за кілька рухів.

Дві принципово різні конструкції знімача виконують ці функції, і вибір неправильного може призвести до катастрофічних поломок інструменту.

Пружинні знімачі (плаваючі)

Пружинні знімачі — це підпружинені-пластини, встановлені на верхній колодці матриці, які оточують ріжучі пуансони. Вони опускаються попереду пуансонів під час кожного удару, вирівнюючи матеріал і міцно притискаючи його до нижньої секції матриці перед початком різання. Як пояснює Арт Хедрік, це запобігає зв’язуванню матеріалу між різальними пуансонами під час входу та виведення, оскільки смужка вже утримується рівно, а не вільно прогинається під набором котушок або арбалетом.

Під час зворотного ходу підпружинений знімач залишається притиснутим до матеріалу, тоді як пуансони повністю відходять від листового металу. Лише після повного виймання пуансона тиск пружини скидається, дозволяючи смузі вільно підніматися для наступної подачі. Ця контрольована послідовність усуває удари молотком і ударні навантаження, які виникають, коли сипучий матеріал б'ється об жорстку пластину знімача.

Пружинні знімачі пропонують регульований тиск за допомогою вибору пружини, пристосовуються до різної товщини матеріалу та забезпечують більш чисте знімання. Компромісом є висока вартість виробництва, періодична заміна пружини та необхідність точного розрахунку попереднього натягу болта.

Суцільні знімачі (стриппери для мостів)

Суцільні знімачі, також звані мостовими знімачами або пластинчатими знімачами, являють собою жорсткі пластини, прикріплені болтами безпосередньо до нижньої матриці. Вони звільняють матеріал від пуансонів, коли верхня матриця втягується, покладаючись на фіксований зазор між пластиною та поверхнею матриці, щоб відтягнути лист від хвостовиків пуансона.

Вони прості, недорогі і майже не потребують догляду. Але вони створюють фундаментальні проблеми. Оскільки вони не утримують матеріал рівним під час різання, смуга може вільно згинатися, зміщуватися вбік і зв’язуватися між ударами. Незбалансовані кути зсуву на пуансонах можуть штовхати матеріал убік, і під час вилучення метал вдаряється об нижню сторону пластини, посилаючи ударні навантаження назад на пуансони. У прогресивних штампах із декількома прошивними станціями стриппери мостів створюють достатній ризик відхилення пуансона, тому більшість досвідчених розробників штампів уникають їх взагалі, за винятком найпростіших застосувань.

Попереднє натягування та хід болта знімача

Продуктивність знімача пружини залежить від правильного попереднього натягу болта та розрахунку ходу. Болти знімача (болти з плечами) підвішують пластину знімача до верхнього башмака, і їхня довжина плеча визначає, наскільки далеко пластина може рухатися відносно пуансонів. Основні параметри конструкції включають:

• Попереднє навантаження- Початкове стиснення пружин, коли матриця повністю відкрита, зазвичай становить 10-15% від повного прогину пружини. Це забезпечує миттєвий контакт знімача з матеріалом, а не вільно плаваючий.
• Робочі подорожі- Додаткове відхилення пружини, яке виникає, коли пуансони проходять крізь знімач у матеріал. Цього має бути достатньо, щоб забезпечити повне проникнення пуансона та зазор у кнопку матриці нижче.
• Максимальна межа прогину- Пружини ніколи не повинні стискатися понад номінальний максимум, як правило, 50% вільної довжини пружин. Перевищення цієї межі викликає передчасну втомну відмову.

Неправильні розрахунки призводять до недостатньої сили зачистки (пуансони тягнуть смугу вгору) або надмірно{0}}стиснутих пружин (пружини ламаються, нижня частина знімача виходить на поверхню матриці, і пуансони ніколи не зачіпають матеріал повністю).

Підйомники, скидки та системи виштовхування

Між ходами стрічка повинна підніматися над поверхнею матриці, щоб вона могла просуватися без перетягування через ріжучі кромки, підйомні рейки або деформовані елементи з попередніх станцій. Ліфтери виконують цю важливу функцію.

Підйомники — це підпружинені штифти або рейки, встановлені в нижній матриці, які штовхають стрічку вгору, коли верхня матриця втягується. Вони піднімають смугу на постійну висоту подачі, створюючи зазор між нижньою стороною смуги та поверхнею матриці. Підйомники в стилі стрижня розташовані по всій ширині смуги, щоб підтримувати рівність і запобігати провисанню між опорними точками, що особливо важливо для тонких матеріалів, які легко згинаються.

Висота підіймача повинна перевищувати найвищий сформований елемент на смузі. Якщо будь-яка спрямована вниз-форма, рельєфна чи витягнута деталь розташована нижче висоти підіймача, смуга тягтиметься поверхнею матриці під час подачі, спричиняючи неправильну-подачу, викривлення смуги та прогресуюче пошкодження як інструменту, так і заготовки.

Цей принцип звучить очевидно, але це одна з найпоширеніших помилок у налаштуванні матриці. Коли формувальну станцію додають або модифікують під час інженерних змін прес-форми, висоту підіймача слід-переоцінювати на кожній наступній станції, щоб переконатися, що все ще існує достатній зазор.

Шеддери та позитивні нокаути виконують протилежну функцію: вони виштовхують готові деталі або брухти з матриці, а не піднімають стрічку. Коли пуансон відриває частину від смуги, ця частина може залишитися всередині отвору матриці через тертя, адгезію масла або вакуум. Шердер — це підпружинений штифт або пластина всередині порожнини матриці, яка штовхає деталь або заготовку вниз (або вгору) під час наступного ходу, забезпечуючи очищення матриці перед наступним циклом.

Поширені два підходи до викиду:

• Пружинний-викид- Використовує механічні гвинтові пружини або уретанові прокладки для виштовхування деталей із порожнин. Простий, надійний і достатній для більшості застосувань, де деталі падають під дією сили тяжіння після початкового зміщення.
• Пневматичний виштовхування- Використовує повітряні пориви за часом, щоб видувати частини або кулі з порожнини матриці. Необхідний для високошвидкісних-застосувань, де сама гравітація не може достатньо швидко евакуювати частини між ходами, або для викиду вгору проти сили тяжіння.

Неадекватне викидання спричиняє накопичення слимаків, подвійні удари по збережених частинах і пошкодження поверхні наступних штампувань. Це одні з найнеприємніших періодичних збоїв у виробництві, оскільки вони з’являються випадково, поки ви не відстежите їх назад до ослабленої виштовхувальної пружини або забитого повітряного каналу.

Обхідні виїмки та їхня роль у потоці матеріалу

Ось завдання, унікальне для прогресивних штампів: деталь, сформована на станції три, повинна пройти через станції чотири, п’ять, шість і далі, не зіткнувшись з інструментом на цих станціях нижче. Це очищення не відбувається випадково. Це вимагає навмисного видалення або додавання матеріалу вздовж країв смуги, і це саме те, що забезпечують обхідні виїмки.

Розуміння негативних і позитивних байпасних виїмок у штампах для листового металу має важливе значення для будь-кого, хто проектує або вирішує несправності прогресивних інструментів. Кожен тип служить певній меті, контролюючи те, як смужка рухається через матрицю:

• Негативні обхідні виїмки- Матеріал видаляється з краю смуги на певній ділянці, утворюючи виріз або рельєф, який забезпечує зазор для попередньо сформованих елементів, щоб проходити через наступні секції матриці без перешкод. Уявіть, що на другій станції утворюється низхідний спис. На станціях від третьої до шостої нижні блоки матриці розташовуються на або вище смуги. Без негативної виїмки, вирізаної вздовж цього списа, сформована пластина врізалася б у штампову сталь щоразу, коли стрічка подається вперед.
• Позитивні обхідні виїмки- Замість того, щоб видаляти матеріал, позитивні виїмки – це ділянки, де зайвий матеріал навмисно залишається вздовж краю смуги, виходячи назовні за звичайну лінію обрізання. Цей доданий матеріал зміцнює носій у регіонах, де операції формування послаблюють поперечний-переріз стрічки, запобігаючи розтягуванню, розриву або втраті жорсткості між станціями.

Призначення обхідних виїмок у штампах для штампування виходить за рамки простого зазору. Їхня конструкція безпосередньо впливає на три{1}}важливі результати виробництва:

• Стійкість стрічки- Ширина, глибина та розташування виїмки визначають, чи зберігає опору достатню жорсткість для прямої подачі. Над-агресивні негативні виїмки послаблюють носій і спричиняють блукання смуги.
• Надійність кормів- Якщо під час подачі сформований елемент контактує з будь-яким наступним інструментом, стрічка зупиняється, перекошується або згинається. Обхідні виїмки належного розміру повністю усувають цей контакт.
• Норма брухту- Кожна негативна насічка видаляє матеріал, який стає брухтом. Ширші виїмки означають більше відходів. Розробники врівноважують потребу в зазорі з використанням матеріалу, зберігаючи мінімальну ширину виїмки, що забезпечує надійний зазор і запас безпеки для варіації подачі.

Планування обхідних виїмок відбувається під час компонування стрічки, як правило, на самій ранній стадії проектування. Як зазначає Talan Products, погано сплановане розташування смуги збільшує кількість брухту, спричиняє нерівномірні зусилля та призводить до зносу матриці або перекидання смуги, а конструкція байпасної виїмки є центральним фактором у цьому рівнянні. Інженери часто переглядають геометрію виїмки кілька разів під час пробних випробувань штампування перед тим, як завершити виробництво інструментів.

Кожен компонент, розглянутий у цьому розділі, знімачі, підйомники, відсіки та байпасні виїмки, існує, щоб підтримувати передбачуваний потік матеріалу через головку. Вони не формують деталь безпосередньо. Вони дозволяють формуючим компонентам виконувати свою роботу, забезпечуючи надходження матеріалу в правильне положення, залишаючись рівним під час операцій, очищаючи інструменти після операцій і чисту евакуацію після завершення. Але надійний потік матеріалу — це лише половина рівняння якості. Інша половина полягає в тому, чи самі операції різання та формування створюють кромки та розміри в межах специфікації, і це зводиться до того, наскільки точно контролюються зазор і допуск для кожного робочого компонента в інструменті.

Стандарти кліренсу та допуску, які контролюють якість деталей

Матеріальний потік доставляє смугу туди, де вона має бути. Зазор і допуск визначають, що відбувається, коли інструменти стикаються з металом. Кожна обрізана кромка, кожне вимірювання розмірів штампованої деталі відстежує зазор між пуансоном і матрицею та кумулятивну точність компонентів, які його підтримують. У розробці штампу для штампування саме тут теорія стає вимірюваною якістю, а невеликі похибки в специфікаціях викликають великі головні болі у виробництві.

У вас може бути структурно ідеальна матриця з листового металу з бездоганними системами напрямних і оптимізованим розташуванням смуги, але якщо ваші зазори для різання неправильні або ваші допуски на компоненти відхилилися, деталі, що виходять з преса, відразу почнуть про це через задирки, зміни розмірів і передчасний знос інструменту.

Зазор від пуансона-до- матриці у відсотках від товщини матеріалу

Зазор — це горизонтальна відстань між ріжучою кромкою пуансона та ріжучою кромкою кнопки матриці, виражена у відсотках від товщини матеріалу на кожну сторону. Ця відмінність "з боку" має значення. Специфікація зазору 10% означає 10% товщини заготовки з кожного боку пуансона, а не загальну. Зазор сконструйований для вирівнювання площин руйнування, що починаються від країв пуансона та матриці, щоб вони чітко збігалися з поперечним-перерізом матеріалу.

Основним співвідношенням, що обумовлює вибір кліренсу, є міцність матеріалу. якКоманда інженерів MISUMIпояснює, міцніші та твердіші матеріали вимагають більшого зазору порівняно зі слабкішими та м’якшими матеріалами. Це пояснюється тим, що більш тверді матеріали ламаються раніше і під крутішими кутами, тому потрібно більше простору між ріжучими кромками, щоб траєкторії тріщин належним чином сходилися. Більш м’які матеріали деформуються сильніше перед руйнуванням, допускаючи більш вузькі зазори без вторинного зсуву.

Другою змінною є товщина заготовки. Оскільки зазор вказується у відсотках, товщий матеріал потребує більшого абсолютного зазору. 10% зазор для матеріалу товщиною 1,0 мм становить 0,10 мм на кожну сторону. Для матеріалу товщиною 3,0 мм цей самий відсоток вимагає 0,30 мм на кожну сторону, що є значною різницею в точності, необхідної під час налаштування інструментів матриці.

Що відбувається, коли кліренс не влучає в ціль?

• Недостатній просвіт- Площини руйнування пуансона та матриці не збігаються. Матеріал зрізається двічі, створюючи подвійний-злом краю з вторинною зоною полірування. Зусилля різання зростає, тепловиділення збільшується, а знос пуансона різко прискорюється. Штамп по суті бореться з матеріалом замість того, щоб його чисто зрізати.
• Надмірний кліренс- Матеріал скочується в отвір матриці перед руйнуванням, утворюючи великі зони перекидання та помітні задирки на стороні виходу. Якість кромки погіршується, а контроль розмірів отвору чи заготовки погіршується, оскільки матеріал деформується збоку до завершення різання.

Загальна базова лінія промисловості починається приблизно з 10% на сторону для м’якої сталі, але сучасні розробки інструментів припускають, що дещо вищі значення в діапазоні 11-20% можуть значно зменшити деформацію інструменту та збільшити термін служби. Для конкретних застосувань завжди посилайтеся на таблиці даних постачальників матеріалів і встановлені довідники з інструментів, наприкладДовідник ICFG щодо технологічних даних для штампуванняабо технічні карти вашого постачальника компонентів матриці. Значення зазору суттєво відрізняються в різних групах матеріалів, від алюмінієвих сплавів до передових-високоміцних сталей, і використання єдиного універсального значення для всіх завдань гарантує неоптимальні результати.

Стан інструментів також впливає на рішення про очищення. Зношені пуансони та кнопки матриці ефективно змінюють функціональний зазор із збільшенням радіусів країв. Штамп, налаштований із вузьким зазором на новому інструменті, може відхилятися в прийнятний діапазон у міру зносу кромок, тоді як інструмент, налаштований на номінальний зазор на нових компонентах, може створити надмірний ефективний зазор задовго до наступного запланованого повторного шліфування.

Як зазор впливає на висоту бора та якість краю

Для інженерів штампування кліренс не є абстрактним числом. Він безпосередньо контролює вимірювані характеристики якості, які визначають, чи проходять деталі перевірку чи їх забракують. Зрізаний край будь-якої штампованої деталі містить чотири чіткі зони, якдослідження, опубліковане в The Fabricatorподробиці:

1. Перекидання- Пластична деформація на вході, де пуансон спочатку згинає матеріал донизу.
2. Зона полірування- Гладка вертикальна смуга, утворена ковзанням пуансона по матеріалу перед початком руйнування.
3. Зона зламу- Шорстка поверхня під кутом, на якій матеріал розпався на шматки через тріщини, що поширювалися від країв пуансона та матриці.
4. Задирка- Залишковий піднятий матеріал на стороні виходу, небажаний побічний продукт, який збільшується із зазором і зносом інструменту.

Співвідношення між зонами вигоряння та зонами руйнування передбачувано змінюється разом із зазором. Більш жорсткий зазор збільшує зону полірування, оскільки пуансон проникає глибше до того, як почнеться руйнування. Менший зазор зменшує вигорання та збільшує зону руйнування, оскільки тріщини починаються раніше та поширюються через більшу кількість матеріалу. Будь-яка крайність створює неприйнятні краї: надто жорсткий створює подвійний зсув, надто вільний створює надмірні задирки та перекидання.

Ось діагностичний сигнал, на який слідкують досвідчені фахівці з інструментів для штампування металу та штампів: зміна напрямку задирок. За звичайних умов задирки постійно утворюються на стороні матриці (нижній частині) штампованої частини. Коли зазор виходить далеко за межі оптимального діапазону, задирки можуть з’являтися з боку пуансона-або утворюватися нерівномірно по периметру різу. Ця зміна говорить про те, що механіка руйнування фундаментально змінилася, і зазор потребує негайної корекції.

Дослідження сучасної високоміцної-сталі, як-от DP980, показує, що висота задирок зростає разом із збільшенням зазору та зносу інструменту одночасно. У міру накопичення циклів різання та затуплення кромок інструменту ефективний зазор зростає навіть без фізичних змін у геометрії матриці. І висота задирок, і глибина полірування збільшуються в міру зношування, забезпечуючи вимірний провідний індикатор того, що технічне обслуговування матриці наближається.

Складування допуску компонентів та його кумулятивний ефект

Зазор вказується на інтерфейсі пуансона-до-матриці, але збереження цього зазору залежить від точності розмірів кожного компонента в ланцюжку між пресовим ползуном і поверхнею матриці. Саме тут стекування допусків стає критичним у проектуванні матриці.

Розглянемо, що знаходиться між наконечником пуансона та кнопкою матриці в типовому прогресивному інструменті: прес-повзун, верхній башмак, опорна пластина, фіксуюча пластина, корпус пуансона, направляючі штифти, направляючі втулки, нижній башмак і матриця. Кожен компонент має свій допуск на розміри. Діаметр направляючого штифта має смугу допуску. Отвір втулки має смугу допуску. Діаметр корпуса пуансона має смугу допуску. Позиція отвору матриці має межу допуску. Коли всі ці варіації вирівнюються в одному напрямку, у найгіршому випадку, кумулятивний зсув може підштовхнути фактичний зазор значно за межі вказаного значення.

Аналіз допуску в найгіршому-випадку припускає, що всі функції знаходяться на своїх крайніх межах одночасно. Це гарантує 100% успіх складання, але вимагає надзвичайно жорстких індивідуальних допусків, що підвищує вартість виробництва. Статистичні методи, як-от сума квадратів, обчислюють ймовірну варіацію на основі нормального розподілу, дозволяючи ширші індивідуальні допуски, зберігаючи при цьому прийнятну продуктивність-на рівні складання. У більшості виробничих штампів використовується гібридний підхід: такі критичні функції, як посадка пуансона-до-втулки, мають жорсткі допуски, тоді як для менш чутливих функцій використовуються стандартні виробничі обмеження.

Під час виробництва допуски не просто накопичуються під час складання. Вони ростуть. Напрямні втулки зношуються і розвиваються зазори. Корпус пуансона зношений нижче номінального діаметра. Отвори штампової пластини збільшуються через повторне введення пуансона. Отвори під штифти подовжуються від циклічного навантаження. Кожна з цих змін змінює ефективний зазор на ріжучій кромці, і кумулятивний дрейф прискорюється в міру збільшення кількості ударів.

Нижче наведено поширені штамповані-дефекти деталей і умови допуску або зазору, які викликають кожен:

• Надмірна задирка лише з одного боку- Нерівномірний зазор, спричинений зносом направляючої втулки або прогином башмака матриці, що зміщує пуансон убік відносно отвору матриці.
• Поступово збільшуйте висоту задирок протягом виробничого циклу- Поступове зношування кромки пуансона збільшує ефективний зазор без будь-яких змін у налаштуваннях.
• Умова подвійного-зсуву краю- Занадто малий проміжок, як правило, через укладання з допуском, коли кілька компонентів одночасно знаходяться на меншій стороні свого діапазону.
• Дрейф розмірів між--лунками між станціями- Зношення направляючої шпильки або збільшення отвору втулки спричиняє кумулятивну помилку реєстрації по смузі.
• Переривчасте висмикування слимака- Зношення отвору кнопки матриці зменшує тертя утримування снарядів, дозволяючи снарядам протягуватись крізь матеріал пуансоном.
• Різні-від-частин, які погіршуються зі швидкістю- Теплове розширення компонентів матриці при високій швидкості ходу змінює ефективні зазори та посадки.
• Співвідношення крайових зон руйнування змінюється з часом- Комбінований знос пуансона та матриці, що змінює точку початку руйнування та шлях поширення тріщини.

Кожен із цих дефектів має певний шлях виправлення, але всі мають спільний корінь: співвідношення точності між сполученими компонентами вийшло за допустимі межі. Моніторинг цього дрейфу за допомогою вимірювання задирок, вимірювання розмірів і періодичної перевірки зазорів – це те, що відрізняє проактивне обслуговування штампу від реактивного пожежогасіння.

Інженери, які працюють над складною оптимізацією зазорів і боротьбою з задирками, зокрема на багато-станційних прогресивних штампах, де взаємодія допусків поєднується між десятками компонентів, отримують вигоду від співпраці зі спеціалістами з інструментів, які розуміють ці взаємозалежності на рівні системи.Спеціальні рішення для штампування YICHENоб’єднайте інженерів, щоб розробити-значну підтримку специфікації зазору, оптимізацію потоку матеріалів і-точність рівня компонентів, яка зберігає укладання допусків у контрольованих межах у великих-серіях виробництва.

Кліренс і допуск визначають якість, яку сьогодні може забезпечити ваша матриця. Але те, як довго вона збереже цю якість, залежить від того, з чим народився інструмент: властивостей матеріалу, термічної обробки та поверхневих покриттів, нанесених на кожен робочий компонент, перш ніж він потрапить у прес.

Матеріали, покриття та термічна обробка деталей матриці

Зазор і допуск визначають співвідношення точності між сполученими компонентами. Але фізичний матеріал, з якого виготовлено ці компоненти, визначає, як довго триватиме ця точність у виробничих умовах. Ідеально відшліфований пуансон з ідеальним зазором все одно вийде з ладу передчасно, якщо він виготовлений з невідповідної інструментальної сталі, неправильно термічно оброблений або залишений без покриття в застосуванні, яке вимагає захисту поверхні. Вибір матеріалу, термічна обробка та технологія покриття — це те, що відрізняє інструментальні матриці, які проходять мільйони циклів, від тих, які потребують повторного шліфування кожні 50 000 ударів.

Вибір інструментальної сталі за функціями компонентів

Не кожен компонент штампової форми має однаковий профіль напруги, тому не для кожного компонента потрібен однаковий матеріал. Вибір інструментальної сталі за функцією, а не за звичкою є одним із найвпливовіших рішень, які приймає дизайнер штампу.

Подумайте про те, що насправді відчуває кожна функціональна група під час виробництва:

• Ріжучі компоненти (пуансони, кнопки матриці, вставки)- Вони стикаються з абразивним зношуванням через багаторазове зрізання матеріалу, ударними навантаженнями через-защелкивання та накопиченням тепла на ріжучій кромці. Їм потрібна максимальна твердість і стійкість до стирання. Інструментальні-сталі серії D-для холодної роботи, такі як D2 із високим вмістом хрому, тут перевершують, оскільки твердосплавні частинки дають їм здатність протистояти стиранню та багаторазовому контакту, подовжуючи термін служби інструменту під час тривалого виробництва.
• Конструктивні компоненти (башмаки матриці, опорні пластини)- Вони поглинають тоннаж, протистоять прогину та зберігають стабільність розмірів протягом мільйонів циклів. Міцність і жорсткість важливіші, ніж надзвичайна твердість поверхні. Середньо{3}}вуглецеві сталі або попередньо-загартовані леговані сталі забезпечують необхідну жорсткість без крихкості, яку спричиняють високі-класи твердості.
• Формувальні компоненти (формувальні пуансони, прокладки для витяжки, протиральна сталь)- Вони контактують із широкими поверхнями матеріалу за високих стискаючих навантажень і тертя ковзання. Їм потрібен баланс між твердістю для зносостійкості та міцністю, щоб протистояти розтріскування під ударом. Ступені -повітряного зміцнення, такі як A2, забезпечують такий баланс, поєднуючи розумну зносостійкість із достатньою міцністю для-застосувань із помірним навантаженням на формування.
• Компоненти з -ударним навантаженням (висічки, важкі заглушки)- Вони поглинають повторювані ударні навантаження, які призведуть до сколів або тріщин у крихкій сталі. Ударостійкі марки S-серії, такі як S7, створені для ударної в’язкості та можуть поглинати повторні ударні навантаження без руйнування.

Процес термічної обробки перетворює необроблену інструментальну сталь у робочий стан за допомогою трьох етапів: аустенітизація (нагрівання для трансформації кристалічної структури), загартування (швидке охолодження для утворення мартенситу) та відпустка (повторне нагрівання для зменшення крихкості, зберігаючи твердість). Метод загартування, будь то вода, масло або повітря, визначає серію інструментальної сталі та визначає стабільність розмірів під час гартування. Сталі, загартовані -повітрям, деформуються менше, ніж сталі,-загартовані водою, що має велике значення для складних штампових інструментів із жорсткими геометричними допусками.

Для отримання точних значень HRC і протоколів відпустки завжди звертайтеся до таблиць даних вашого постачальника сталі. Діапазон твердості залежить від марки: м’які попередньо-загартовані марки, такі як P20, мають близько 28-32 HRC для легкої обробки, тоді як повністю загартована сталь для холодної обробки може перевищувати 60 HRC. Встановлення правильної комбінації класу й термічної обробки для функції кожного компонента, а не використання одного сорту для всього штампа, оптимізує продуктивність і вартість.

Покриття поверхні, що подовжують термін служби компонентів

Навіть найкраща інструментальна сталь з часом зношується. Поверхневі покриття додають вторинний захисний шар, який зменшує тертя, запобігає зчепленню матеріалу та збільшує інтервали між повторним шліфуванням. Покриття PVD (Physical Vapor Deposition) — це найпоширеніша технологія, що застосовується для штампу в інженерних додатках, осадження тонких, надзвичайно твердих плівок на поверхні компонентів при відносно низьких температурах, що не впливає на термічну обробку підкладки.

Ось як найпоширеніші покриття відображаються на застосуваннях штампів:

• TiN (нітрид титану)- Золотий-стандарт-універсального покриття. Завдяки мікро-твердості приблизно 2200 HV, TiN забезпечує добру загальну стійкість до стирання для проколюючих пуансонів і штампування м’якої сталі. Він широко доступний, економічно-ефективний і практичний перший крок для подовження терміну служби інструменту на стандартних компонентах матриці.
• TiCN (карбонітрид титану)- Твердша, міцніша модернізація TiN з мікро-твердістю приблизно 3400 HV і нижчим коефіцієнтом тертя 0,2 проти 0,6 TiN. TiCN чудово підходить для високопродуктивних-операцій різання та особливо ефективний для формування металу на нержавіючій сталі, де його підвищена міцність протистоїть вищим зусиллям різання.
• DLC (Diamond-Like Carbon)- Найнижче доступне покриття тертя з коефіцієнтами нижче 0,1 і твердістю, що наближається до 4000 HV. DLC є-найкращим рішенням для формування пуансонів, що обробляють алюміній, оскільки його властивості проти-задирів запобігають адгезії матеріалу, яка шкодить інструментам без покриття на м’яких металах. Коли алюміній приварюється до поверхні пуансона, кожна наступна частина збирає поверхневі дефекти. DLC усуває цей режим збою.
• CrN (нітрид хрому)- Забезпечує низьку внутрішню напругу, чудову адгезію до основи та високу стійкість до корозії. Його в'язкість і помірна твердість (близько 2000 HV) роблять його придатним для формування інструментів і пластикових формовок, де адгезивне зношування є головною проблемою, а не стирання.
• Азотування- Процес дифузії, а не нанесення покриття. Атоми азоту проникають у поверхню сталі, створюючи твердий корпус, не додаючи вимірної товщини. Це робить азотування ідеальним для компонентів із жорсткими вимогами до розмірів, які не можуть вмістити шар покриття, наприклад, -направляючі штифти, що щільно прилягають, або кнопки для точних штампів.

Вибір покриття залежить не лише від твердості. Коефіцієнт тертя, товщина покриття та характеристики адгезії впливають на те, чи справді конкретна обробка покращує продуктивність у вашому конкретному застосуванні. Покриття високої-твердості з поганою адгезією розшаровується під час повторних ударів усередині матриці для штампування, утворюючи сміття, яке пошкоджує як інструмент, так і штамповані частини.

Коли вибрати стандартні деталі з каталогу, а не спеціальні компоненти

Кожна людина в інженерній галузі зрештою стикається з цим рішенням: отримати стандартні компоненти каталогу чи інвестувати в-розроблені альтернативи. Жодна відповідь не є універсально правильною. Правильний вибір залежить від обсягу виробництва, складності деталей і того, чи відповідають--стандартні специфікації вашим вимогам до продуктивності.

Стандартний пуансон від постачальника каталогу надходить із відомою сертифікацією матеріалу, задокументованою термічною обробкою та встановленими характеристиками. Ви замовляєте в понеділок, отримуєте в четвер і встановлюєте з упевненістю, що технічні характеристики відповідають опублікованому виробником. Ця передбачуваність має реальну цінність, особливо для заміни на техобслуговуванні, коли час простою коштує менше, ніж вартість компонентів.

Спеціальні компоненти займають більше часу та коштують дорожче за одиницю, але вони дозволяють оптимізувати геометрію, матеріал, покриття та допуски для конкретного застосування. Індивідуальний пуансон, відшліфований до власного профілю, покритий-спеціальним DLC із застосуванням і витриманий із допуском,-ніж-стандартним, може на порядки перевершити еквівалент з каталогу за терміном служби інструменту, особливо для таких вимогливих матеріалів, як вдосконалена високо-сталь або товста нержавіюча сталь.

Практичний підхід, який приймає більшість інструментальних цехів, — це гібрид. Стандартні компоненти каталогу обробляють прості операції: круглі перфоратори, загальні направляючі діаметри, стандартні напрямні штифти та втулки. Нестандартні компоненти застосовуються там, де найбільше значення має продуктивність: головна станція заготовки, критичний пуансон, який формує косметичну поверхню, або кнопка матриці, яка визначає вузький-допуск. Ця стратегія дозволяє контролювати витрати, зосереджуючи інвестиції там, де забезпечується найвища віддача в терміні служби інструменту та якості деталей.

Як зазначає корпорація Jennison, спеціальні інструменти розроблені з урахуванням ваших конкретних допусків і забезпечують узгодженість, яку адаптовані або стандартні інструменти не можуть відповідати, коли геометрія деталей унікальна або вимоги до розмірів жорсткі. Економіка рішуче зміщується в бік замовлення на більших обсягах, коли початкові інвестиції амортизуються протягом тисяч або мільйонів циклів, а перевага вартості за-запчастини зростає з кожним натисканням преса.

Вибір правильного матеріалу, покриття та стратегії постачання для кожного компонента надає вашим інструментам фізичних властивостей для підтримки якості протягом тривалих виробничих кампаній. Але властивості на рівні компонентів перетворюються на результати на рівні системи лише тоді, коли ці компоненти визначено, отримано та підтримується як частина узгодженої стратегії, пов’язаної з вашими конкретними вимогами до роботи, матеріалів і обсягу.

Вибір і постачання відповідних компонентів матриці

Властивості матеріалів і покриття надають окремим компонентам фізичну стійкість. Але стійкість на рівні компонентів стає надійністю на-виробничому рівні лише тоді, коли кожна частина матриці визначена, закуплена та підтримується як частина єдиної стратегії. Різниця між матрицею, яка, як передбачувано, працює протягом мільйонів ударів, і матрицею, яка зазвичай потребує постійного пожежогасіння, не полягає в жодному поганому компоненті. Це невідповідність між специфікаціями компонентів і фактичними вимогами операції штампування, матеріалу, що обробляється, або цільового обсягу виробництва.

Специфікації компонентів відповідають вашим операціям штампування

Обсяг виробництва є єдиним найсильнішим чинником рішень щодо якості компонентів. Уявіть собі створення прототипу матриці для 500 зразків деталей. Інструментальна сталь преміум-класу, екзотичні покриття та деталі-нестандартного шліфування додають витрат, які неможливо окупити за такий короткий термін. Більш м’які, менш дорогі матеріали, як-от попередньо-загартовані пластини P20 або навіть пластини з м’якої сталі, ідеально підходять тут, оскільки інструмент ніколи не накопичить достатньо ударів, щоб знос мав значення. Штампування деталей у прототипах — це перевірка геометрії, а не збереження виробництва.

Масштабуйте ту саму геометрію до автомобільного штампа, який, як очікується, вироблятиме 2 мільйони деталей на рік, і обчислення повністю інвертується. Кожен компонент матриці та системи штампування має бути специфікований для максимальної довговічності: холодна-або високоякісна-швидкорізальна сталь преміум-класу, PVD або CVD-покриття, точні-підгонки та загартовані опорні компоненти. Попередні інвестиції в найкращий інструмент для штампування та компоненти матриці багаторазово окупаються завдяки скороченню часу простою, довшим інтервалам повторного шліфування та незмінній якості деталей протягом усієї кампанії.

Так само важливий штампований матеріал. М’яка сталь є поблажливою: вона викликає помірне зношування інструменту, витримує стандартні зазори та не легко задирає поверхні без покриття. Вироби з нержавіючої сталі-стають агресивно та вимагають твердіших інструментальних сталей із-антифрикційними покриттями. Алюміній лущиться при контакті зі сталлю без покриття, що вимагає DLC або полірованої поверхні на кожній деталі формування. Удосконалені високоміцні сталі (AHSS), такі як DP600 і DP980, створюють сильний абразивний знос, який, якдослідження, опубліковане в The Fabricatorпідтверджує, що звичайні штампові матеріали виходять з ладу через сильне задирання лише після кількох сотень штампувань без відповідних покриттів. Для застосувань AHSS рекомендуються такі комбінації, як D2 з покриттями PVD CrN або CVD TiC, щоб досягти прийнятного терміну служби інструменту в операціях штампування металу.

Ці рішення, що-зумовлені матеріалами, впливають на кожну функціональну категорію одночасно. Конструкційним компонентам може знадобитися модернізована сталь, щоб витримати більші сили формування, яких вимагає AHSS. Ріжучі компоненти потребують твердіших марок і покриттів. Інструменти для формування потребують обробки проти-заїди. Направляючі системи потребують щільнішого прилягання, щоб підтримувати зменшені зазори, яких вимагає-високоміцні матеріали. Визначення однієї окремої категорії без урахування того, як штампований матеріал навантажує всю систему, призводить до того, що найслабша ланка вийде з ладу першою та сповільнить виробництво.

Інтервали технічного обслуговування та стратегія моніторингу зносу

Зношуються навіть ідеально визначені компоненти. Мета полягає не в тому, щоб скасувати технічне обслуговування, а в тому, щоб передбачити його досить точно, щоб ви ніколи не втрачали час виробництва через незаплановані збої. якІнструкції з обслуговування StansomaticПідкресліть, що метою будь-якої програми технічного обслуговування інструменту для штампування є нульовий незапланований простой, що досягається шляхом проактивної перевірки, прив’язаної до вимірних показників, а не довільних календарних графіків.

Три вимірні сигнали повідомляють вам, коли штамповані компоненти виходять за межі специфікації:

• Вимірювання задирок- Найбільш безпосередній і доступний індикатор. Висота задирок зростає, оскільки краї пуансона тьмяніють, а ефективний зазор збільшується. Встановіть базову висоту задирок на новому інструменті та відстежуйте її через регулярні проміжки часу. Коли висота задирок наближається до максимально допустимої специфікації вашого клієнта, заплануйте повторне шліфування, перш ніж вона перевищить ліміт.
• Розмірний тренд- Вимірюйте характеристики критичних частин через встановлені проміжки часу (кожні 10 000 або 50 000 звернень залежно від чутливості допуску) і побудуйте результати. Зміщення розмірів в одному напрямку вказує на прогресуючий знос конкретного компонента. Дрейф, який корелює між кількома функціями, вказує на деградацію системи або підвищення температури.
• Візуальний огляд- Сліди від подряпин на штампах, лінії відстеження на направляючих стовпах, знос від полірування на кнопках матриці та поверхневі подряпини на пластинах знімача — усе це забезпечує завчасне попередження, перш ніж вони відчутно вплинуть на якість деталей.

Інтервали повторного шліфування для пуансонів значно відрізняються залежно від матеріалу, покриття та швидкості виробництва, але принцип залишається незмінним: повторне шліфування до того, як стан кромки погіршиться настільки, щоб вплинути на якість деталей, а не після. Направляючі втулки потребують заміни, якщо виміряний зазор до напрямної стійки перевищує вихідну специфікацію системи більш ніж допустиме зростання допуску для ваших вимог щодо зазору різання. Втулка, яка збільшила зазор на 0,001 дюйма, фактично зміщує ваше відношення від удару-до-пластини на таку саму величину.

Встановлення графіків профілактичного обслуговування, прив’язаних до кількості влучень, як рекомендує Ming Chiang Precision із перевіркою та заточуванням кожні 100 000 циклів, дає командам технічного обслуговування передбачуваний ритм. Конкретний інтервал залежить від ваших інструментів, матеріалів і вимог до якості, але рамки застосовуються універсально.

Нижче наведено пріоритети технічного обслуговування, упорядковані від найбільш критичного для моніторингу до найменшого, виходячи з їх прямого впливу на якість деталей і ризик незапланованих простоїв:

1. Вирубний пуансон і стан кромки кнопки матриці- Безпосередньо контролює висоту задирок і якість краю на кожній штампованій частині. Знос тут — найшвидший шлях до брухту.
2. Напрямний штифт і зазор втулки- Впливає на вирівнювання кожної операції різання та формування одночасно. Сполуки деградації на всіх станціях.
3. Діаметр і стан пілотного штифта- Контролює точність реєстрації смуги. Зношені напрямні спричиняють прогресуючу похибку розмірів усієї штампованої механічної частини.
4. Сила пружини (азотні балони, пружини, уретан)- Примусова деградація змінює поведінку зачистки, тиск формування й утримання-матеріалу. Пружинна втома без видимого попередження.
5. Стан знімача та підйомної рейки- Зношені підйомники спричиняють проблеми з подачею та перетягування смуги. Зношені знімачі спричиняють висмикування слимака та пошкодження удару.
6. Конструктивне вирівнювання (штифти, рівність башмака, опорні пластини)- Найповільніше руйнується, але найважче виявити без розбирання. Періодична перевірка під час планового технічного обслуговування запобігає кумулятивному дрейфу.

Партнерство з відповідним постачальником інструменту

Якість компонентів починається з постачальника, який стоїть за ними. Коли ви оцінюєте партнера по штампах і штампуванні, ви не просто купуєте метал. Ви купуєте інженерне судження, точність виробництва, відстеження матеріалів і здатність вирішувати проблеми, які--неможливі каталоги. Правильний партнер розуміє, що штампи — це інтегрована система, а не сукупність незалежних частин.

Ось ключові критерії оцінки для вибору компонента штампу для штампування:

• Повна-технічна підтримка системи - Спеціальні рішення для штампування YICHENоб’єднайте інженерів із інструментів для проектування-рівня експертних знань щодо структури матриці, вибору компонентів, пуансонів, підйомників, обхідних виїмок, контролю задирок, оптимізації зазорів і потоку матеріалу. Ця підтримка-на системному рівні означає, що інженери отримують рішення для взаємозалежних проблем, а не для окремого вибору з каталогу.
• Можливість виготовлення на замовлення- Можливість створювати не-стандартні геометрії, власні профілі та-спеціальні компоненти програми, коли параметри каталогу не відповідають вимогам продуктивності.
• Відстеження та сертифікація матеріалів- Задокументовані марки сталі, записи про термічну обробку та перевірку твердості кожного поставленого компонента. Простежуваність не-підлягає обговоренню для автомобільних штампів, де перевірки якості відстежують дефекти до окремих компонентів інструменту.
• Час реакції інженерів- Як швидко ваш постачальник може надати технічну інструкцію, замінити компоненти чи внести зміни в конструкцію, якщо процес не працює та виробництво зупиняється? Години важливіші, ніж дні,-у середовищі великого обсягу штампування.
• Партнерство з покриття та обробки поверхонь- Доступ до повного спектру PVD, CVD і дифузійних обробок, які відповідають вашим конкретним матеріалам і застосуванням, не обмежуючись одним покриттям.
• Масштабованість-від-прототипу до виробництва- Партнер, який підтримує вас від початкового зразка інструменту до оптимізації виробництва та поточної заміни технічного обслуговування, зберігаючи безперервність інженерних знань протягом усього життєвого циклу інструменту.

Індустрія штампування продовжує просуватися до більш легких матеріалів, жорсткіших допусків і вищих швидкостей виробництва. Ці тенденції роблять вибір компонентів більш вимогливим, а не меншим. Кожне рішення щодо марки інструментальної сталі, типу покриття, специфікації зазору та інтервалів технічного обслуговування пов’язане з фундаментальним інженерним завданням: забезпечення спільної роботи десятків прецизійних компонентів як інтегрованої системи, хід за хідом, протягом мільйонів циклів. Інженери, які підходять до свого інструментарію з точки зору-системного рівня, за підтримки партнерів, які поділяють його, незмінно перевершують тих, хто розглядає компоненти матриці як взаємозамінний товар.

Поширені запитання про штампування деталей матриці

1. З яких основних компонентів складається штамп для штампування?

Штампувальний штамп містить шість функціональних категорій компонентів: структурні частини (башмаки, пластини, паралелі), ріжучі частини (пуансони, кнопки матриці, вставки), формувальні частини (формувальні пуансони, витяжні колодки, азотні пружини), напрямні частини (направляючі штифти, втулки, направляючі штифти), частини для зачистки та підйому (стриппери, підйомники, обхідні виїмки) та пружинні частини (азотні балони, уретан, гвинтові пружини). Кожна категорія залежить від інших для виробництва узгоджених штампованих деталей. Під час визначення цих компонентів для складних програм партнерство з такими фахівцями, як YICHEN (https://www.yichen-group.com/stamping-die/), забезпечує інженерну підтримку-системного рівня для всіх функціональних категорій.

2. Як зазор від пуансона-до-матриці впливає на якість штампованої частини?

Відстань від пуансона до- матриці, проміжок між різальними кромками пуансона та матриці, виражений у відсотках товщини матеріалу на кожну сторону, безпосередньо контролює висоту задирок, коефіцієнт зламу кромок і точність розмірів. Недостатній зазор спричиняє подвійні-краї зсуву, збільшення сили різання та прискорене зношування пуансона. Надмірний зазор створює великі задирки та зони перекидання. Оптимальне значення залежить від типу матеріалу: твердіші матеріали потребують більшого зазору, оскільки вони ламаються раніше під крутішими кутами, тоді як м’які матеріали допускають більш вузькі зазори. Моніторинг зміни напрямку задирок є ключовим діагностичним сигналом про те, що зазор вийшов за допустимий діапазон.

3. Яка різниця між пружинним знімачем і суцільним знімачем у штампі для штампування?

Пружинний знімач — це плаваюча пластина, встановлена ​​на верхньому черевику матриці за допомогою пружин, яка утримує матеріал рівно перед початком різання та знімає його з пуансонів під час вилучення. Він забезпечує регульований тиск, пристосовується до зміни товщини та забезпечує контрольовану дію зачистки. Суцільний (мостовий) знімач — це жорстка пластина, прикріплена болтами до нижньої матриці, яка знімає матеріал виключно на зворотному ході, не утримуючи його під час різання. Хоча суцільні знімачі дешевші та простіші, вони дозволяють матеріалу вигинатися та зміщуватися під час різання, створюючи ризик відхилення пуансона. Більшість прогресивних розробників штампів віддають перевагу пружинним знімачам за їх чудовий контроль смуги.

4. Що таке обвідні виїмки та чому вони важливі в штампах прогресивного штампування?

Обхідні виїмки — це навмисні модифікації матеріалу вздовж краю смуги, які керують тим, як сформовані елементи переміщаються через станції вниз за течією без зіткнень. Негативні обхідні виїмки видаляють матеріал, щоб створити зазор для попередньо сформованих елементів, що проходять через наступні секції матриці. Позитивні обхідні виїмки залишають додатковий матеріал уздовж краю смуги, щоб зміцнити носій, де операції формування інакше послабили б його. Правильна конструкція байпасної виїмки безпосередньо впливає на стабільність смуги, надійність подачі та швидкість браку. Інженери зазвичай переглядають геометрію виїмки кілька разів під час пробних випробувань перед тим, як завершити виробничий інструмент.

5. Як вибрати між стандартними компонентами штампів із каталогу та спеціальними-деталями?

Рішення залежить від обсягу виробництва, складності деталей і вимог до продуктивності. Стандартні компоненти каталогу пропонують швидку доставку (від днів до двох тижнів), нижчу вартість одиниці та відомі специфікації, що робить їх ідеальними для заміни при техобслуговуванні, створення прототипів інструментів і звичайних операцій. Спеціальні компоненти потребують довшого часу виконання (4-14 тижнів) і вищої-вартості за одиницю, але забезпечують оптимізовану геометрію, запатентовані покриття та потенційно в 2-5 разів довший термін служби інструменту. Більшість інструментальних цехів використовують гібридний підхід: каталог деталей для стандартних операцій і нестандартні деталі для критичних станцій. Для великого{11}}автомобільного застосування спеціальні рішення YICHEN для штампування (https://www.yichen-group.com/stamping-die/) забезпечують глибину розробки для оптимізації компонентів, де продуктивність має найбільше значення.