Ваші штампи для штампування надто швидко зношуються: ось справжнє рішення

Що таке штампи для штампування та чому вони важливі

Штампувальні штампице інструменти із загартованої сталі, які фізично контактують із листовим металом і трансформують його під час пресування. Думайте про пуансон як про чоловічий компонент комплекту пуансона та матриці: він опускається у відповідний внутрішній отвір (блок матриці), щоб зрізати, формувати або зміщувати матеріал у готову форму. Кожен отвір, виїмка та контур у штампованій деталі починаються з ріжучої кромки пуансона, яка виконує свою роботу під тоннажем.

Пуансони — це лише частина більшої системи. Зачистники тримають аркуш рівно та знімають його з пуансона під час втягування. Лоцмани розташовують смугу точно від станції до станції. Підйомники піднімають матеріал між ударами, щоб він міг просуватися. Кожен із цих компонентів штампу відіграє допоміжну роль, але сам пуансон виконує основну роботу з перетворення матеріалу.

Що насправді робить штамп для штампування

Коли шток преса рухає пуансон вниз, ріжуча кромка ініціює тріщину на верхній поверхні листа. Одночасно край блоку матриці ініціює відповідний злам знизу. За правильного зазору ці дві лінії розлому зустрічаються посередині, створюючи чисте роз’єднання з мінімальними задирками. Результатом є три-зональна кромка зрізу: невеликий перекат у верхній частині, гладка полірована смуга в місці зсуву та грубіша зона зламу, де тріщина поширюється через решту товщини. Завдяки цьому різальному механізму матриці для штампування металу настільки ефективні, що дозволяють виготовляти тисячі деталей на годину з стабільною якістю.

Де встановлюються пуансони всередині матриці

Щоб зрозуміти, як працює пуансон, ви захочете побачити, де він живе всередині металевої матриці. Ось основні компоненти зверху вниз:

• Верхній черевик- верхня пластина, яка кріпиться до штока преса та несе всі інструменти верхньої-половини
• Пробивна пластина (фіксатор)- утримує штампи у фіксованому положенні відносно один одного
• удар- робочий інструмент, який контактує з листовим металом
• Стриптизерка- затискає матеріал рівно та знімає його з пуансона під час втягування
• Блок матриці- містить сполучні отвори, які забезпечують протилежну ріжучу кромку
• Нижній черевик- нижня пластина, яка прикручується до пресової балки

Башмаки матриці забезпечують структурну жорсткість усієї збірки, і будь-який прогин або зміщення на цьому рівні каскадом безпосередньо впливає на продуктивність пуансона. Цей зв’язок між вузлом і ріжучим інструментом є причиною того, чому якість пуансона визначає все: точність розмірів деталей, стан кромки, висоту задирок і, зрештою, кількість ударів, які ви отримуєте, перш ніж інструмент потребує уваги. Зношений або погано сконструйований пуансон не просто створює погані деталі. Це прискорює знос усіх сусідніх компонентів і скорочує час безвідмовної роботи.

У наведених нижче розділах детально описано кожну змінну, яка визначає, чи триватимуть ваші перфорації чи не вийде раніше, починаючи з повного діапазону типів перфорацій і конкретних завдань, які вони виконують.

Повна таксономія типів ударів за функціями

Не кожен удар виконує однакову роботу. Перфоратор, який створює отвори для болтів у кронштейні, не має майже нічого спільного з перфоратором, який стискає матеріал для дотримання жорсткого допуску. Знання категорії, до якої належить ваша операція, є першим кроком до вибору правильного інструменту для перфорації металу для застосування, і це безпосередньо впливає на те, як довго цей інструмент прослужить у виробництві.

Вирубні пуансони для розділення матеріалу

Ріжучі пуансони мають одну мету: відокремити матеріал. Відмінності зводяться до того, що ви зберігаєте, що викидаєте, і де відбувається надріз відносно краю деталі.

• Колючі ударистворіть отвори, провівши слимак повністю через аркуш. Перфорований лист - продукт; слизняк — брухт. Це найпоширеніша операція пробивання металевих отворів у прогресивних штампах, яка обробляє все, від отворів для застібок до вентиляційних шаблонів.
• Бланкуючі ударивиріжте весь зовнішній профіль готової деталі одним рухом. Тут слимак стає продуктом, а смужка, що залишилася, — відходами. Заготовка вимагає більшого тоннажу, ніж проколювання, оскільки периметр різу зазвичай набагато більший.
• Пробійникивидалити матеріал з краю смуги або частини. Оскільки різання відбувається лише з одного боку, ці удари відчувають незбалансовані бічні сили, і для підтримки часто потрібен п’ятковий блок.
• Пронизливі удариробити часткові надрізи, які утворюють виступи або жалюзі без повного відокремлення матеріалу. З’єднаний край загинається над отвором матриці, тому геометрія пуансона поєднує кут зсуву з радіусом формування.
• Обрізні пуансонивидаліть надлишок фланцевого матеріалу з попередньо сформованих або накреслених деталей, очищаючи контури до остаточних розмірів.

Профіль сили суттєво відрізняється для цих типів. Заглушний пуансон зачіпає весь периметр різу одночасно, досягаючи максимального тоннажу в одну мить. Навпаки, пуансон поступово зрізає та згинається, розподіляючи навантаження на більшу частину ходу. Ці відмінності впливають на рішення про штампування щодо марки сталі, кутів зсуву та продуктивності преса.

Не-пуансони для формування та вирівнювання

Не кожен перфоратор по металу дійсно ріже. Деякі пуансони формують матеріал або просто розташовують його для подальших операцій.

Пілотні ударивведіть-існуючі отвори в смузі, щоб точно вирівняти її перед початком різання на кожній точній станції перфорації. Вони мають конусні або радіусні носики та зазвичай шліфуються трохи менше (приблизно на 0,001 дюйма менше, ніж отвір для розташування), щоб уникнути застрявання під час входу.

Формування пуансонівзгинайте, малюйте або тисніть матеріал без повного поділу. Їх робочі поверхні мають контури, а не гострі-краї, і вони покладаються на контрольований потік матеріалу, а не на механіку руйнування.

Карбування пуансонівзастосовуйте екстремальний локальний тиск, щоб стиснути матеріал у точну порожнину, досягаючи жорстких допусків на товщину або деталі поверхні. Оскільки матеріал повністю обмежений, сили карбування можуть бути в п’ять-десять разів більші, ніж стандартні навантаження при формуванні для тієї самої контактної площі.

Спеціальні та складні конструкції пуансонів

Коли одній станції потрібно виконати більше однієї операції,складені конструкції пуансонапоєднати кілька функцій в одному інструменті. Класичний приклад: штампування зовнішнього контуру з одночасним проколюванням внутрішніх отворів одним натисканням. Цей підхід забезпечує виняткову точність позиціонування між елементами, оскільки обидва розрізи відбуваються в одному замку, але він концентрує навантаження та обмежує доступний простір для надійних поперечних-перерізів.

Окрім складних конфігурацій, ви зіткнетеся з головними та безголовими конструкціями. У перфораторах з головкою використовується плече або фланець, щоб утримувати їх у пластині перфоратора, що робить заміну простою. Пуансони без головок закріплюються опорною пластиною або фіксатором із кульковим-замком, що забезпечує менший відстань у матрицях із щільним малюнком отворів. Ступінчасті пуансони створюють отвори різного-діаметра за один удар, причому кожен діаметр шліфується до різної довжини вздовж корпусу інструмента. Вони зменшують потребу у вторинних операціях, але вимагають точного шліфування для підтримки концентричності між кроками.

Такі операції, як перфорація та розвальцьовування, коли отвір проколюється, а потім розширюється назовні на наступній станції, покладаються на поєднання стандартного пуансона з листового металу зі спеціальним інструментом для розвальцьовування. Розуміння того, яка категорія штампу застосовується до кожної станції, допоможе вам визначити правильну геометрію, матеріал і покриття до того, як проблеми з’являться на прес-підлозі.

Геометрія – це те, що відрізняє пуансон, який працює ефективно, від того, який передчасно зношується або створює крайові частини. У наступному розділі детально пояснюється, як форми загострення, кути зсуву та зворотна конусність впливають на сили різання та якість краю на мікроскопічному рівні.

Геометрія пуансона, яка контролює силу та якість різання

Два пуансони, виготовлені з однакової сталі, що працюють з однаковою швидкістю, в одному пресі можуть дати дуже різні результати. Різниця в геометрії. Форма поверхні пуансона, кут заточування в ньому та рельєф позаду його ріжучої кромки визначають, яку силу потрібно пресу, щоб пробити отвір у металі, наскільки чистим виглядає кінцевий край і скільки ударів витримає інструмент перед повторним заточуванням.

Стилі наконечників та їх вплив на силу різання

Уявіть, що ви просуваєте плоску форму для печива крізь тісто, а не нахиляєте її так, щоб одна сторона кусала першою. Той самий принцип застосовується, коли пуансон преса контактує з листовим металом. Геометрія поверхні пуансона контролює, скільки матеріалу зачепить ріжучу кромку в будь-який момент під час ходу.

Плоскі{0}}удари рукамизадіяйте весь периметр різу одночасно. Увесь зріз відбувається в одну мить, створюючи найвищий пік тоннажу, але також найчистіший, найбільш симетричний отвір. Це основа для будь-якої операції пробивання отвору в листовому металі.

Одинарні-зрізні (скошені) пуансонинахиліть лицьову сторону так, щоб одна сторона стикалася з аркушем першою, а розріз проходив по всьому діаметру. Дослідження марок DP і AHSS показують, що кут фаски може становити від 3 до 6 градусівзменшити максимальну силу проколу більш ніж на 50%. Компромісом є невеликий бічний поштовх, який повинен поглинати знімач або система напрямних.

Подвійні-зрізні (дах-верхні) ударимають вершину вздовж центру, тому розріз починається в середині та поширюється назовні в обох напрямках одночасно. Дослідження мартенситної сталі з міцністю на розрив 1400 МПа показали зменшення сили продавлювання на 80% порівняно з плоскою поверхнею, а також значне зниження -зворотного тоннажу. Оскільки бічні сили врівноважуються по обидві сторони гребеня, на інструмент діє мінімальна бічна тяга.

Удари-точкові (конічні).використовуйте конічний наконечник, схожий за профілем на шестигранний ніс, щоб почати контакт в одній точці та поступово розширити виріз назовні. Вони забезпечують найтишу роботу в тонких матеріалах і значно зменшують-наскрізні удари, що робить їх корисними у -високошвидкісних програмах, де шум і втома преса мають значення.

Основний принцип послідовний: кути зсуву перерозподіляють тоннаж на більшу частину ходу. Пікова сила падає, але загальна робота залишається незмінною, оскільки прес рухається далі, перш ніж завершується відокремлення.

Пояснення довжини краю та задньої конусності

Під ріжучою кромкою будь-якого металевого пуансона розташовано дві функції, які контролюють, як інструмент взаємодіє зі снарядом і смугою після початкового різання: ґрунт і зворотний конус.

Земляце пряма циліндрична частина безпосередньо за ріжучою кромкою. Він підтримує повний контакт зі слимаком під час і одразу після відокремлення. Довша пластина міцно утримує кулю, не даючи їй витягнутись назад із ударом під час втягування. Занадто багато землі, однак, збільшує тертя об смугу, коли вона проходить удар під час кожного удару. Загальні вказівки вказують на те, що довжина поля становить від 1 до 3 товщини матеріалу, причому більш тонкі матеріали мають тенденцію до нижнього кінця.

Задня конусністьце невелика рельєфна поверхня за землею, що зменшує діаметр удару, коли ви віддаляєтесь від кінчика. Ця конусність, зазвичай від 0,25 до 1 градуса на кожну сторону залежно від загальної довжини пуансона, створює зазор між корпусом пуансона та стінкою отвору. Він зменшує тепло від тертя, зменшує силу зачистки та мінімізує задирання на штампах для металу, який проходить м’які або липкі деталі, такі як алюміній або нержавіюча сталь.

У високо-швидкісних операціях зведення до мінімуму удару (від 0,015 до 0,030 дюйма) є ідеальним, оскільки це обмежує час контакту з землею та зменшує ризик витягування кулі. Геометрія шестигранних пуансонів із їх багато-гранними профілями особливо вигідна завдяки точному-контролю звуження, оскільки будь-яке тертя на плоских поверхнях прискорює зношування клею.

Як геометрія пов’язана з якістю деталей

Кожне геометричне рішення на перфораторі відображається на готовій деталі. Ось як відбуваються ці зв’язки:

• Висота задирок- Гостра,-доглянута ріжуча кромка з правильним зазором створює мінімальні задирки. Порізані-лицьові пуансони можуть фактично покращити пластичність країв; Дослідження двофазної-сталі виявили, що оптимізоване скошене різання дало більш ніж на 60% покращення коефіцієнта розширення отвору порівняно зі звичайним плоским перфоруванням, що вказує на чистішу, кращу форму.
• Циліндричність отвору- Плоскі-дироколи створюють найбільш рівномірний діаметр отвору зверху вниз, оскільки весь периметр зрізається одночасно. Конструкції з одним-зсувом можуть створити невелику овальність, якщо зазори-не контролюються добре, оскільки прогресивне різання дозволяє матеріалу зміщуватися до повного відокремлення.
• Крайовий перекид- Глибина перекидання збільшується завдяки більшим зазорам і агресивним кутам зсуву. Скошений удар, який спочатку торкається однієї сторони, може створити асиметричне перекидання. Для застосувань, де необхідно звести до мінімуму перекидання, кращим варіантом є плоска-лицьова сторона або дуже невеликі кути зсуву в поєднанні з малими зазорами.

Ідеальний зрізаний край демонструє рівномірну зону полірування, яка плавно переходить у чисту зону зламу без вторинного зсуву чи пустот. Щоб потрапити туди, потрібні геометрія, зазор і матеріал, що працюють разом як система. Поверхня пуансона визначає, як виглядає розріз, але сталь, з якої він виготовлений, визначає, як довго ця геометрія тримає край під виробничими навантаженнями.

Матеріали для пуансонів і термічна обробка для оптимального терміну служби

Ідеально відшліфована ріжуча кромка має значення лише в тому випадку, якщо сталь за нею може утримувати цю геометрію під час повторних ударів. Кожен хід преса піддає пуансон удару стиснення, нагріванню від тертя та абразивному контакту з заготовкою. Марка сталі та спосіб її термічної -обробки визначають, чи служить кромка 50 000 ударів чи 500 000. Саме тут насправді починається більшість проблем передчасного зносу, не на ріжучій поверхні, а глибоко в металургійній структурі самого сталевого перфоратора.

Поширені інструментальні сталі для пуансонів та їх властивості

Вибір сталі для штампу для штампування зводиться до балансу двох конкуруючих властивостей: твердості (яка протистоїть зношенню) і міцності (яка протистоїть руйнуванню). Проштовхніться надто далеко до твердості та стружки. Віддавайте перевагу міцності, і край закруглюється занадто швидко. Кожна оцінка займає інше місце в цьому спектрі.

D2це робоча конячка штампів для холодної-роботи. Завдяки високому вмісту вуглецю (1,40-1,60%) і високому вмісту хрому (11,00-13,00%) він забезпечує чудову абразивну зносостійкість і помірну стійкість до корозії.D2 досягає діапазону відпущеної твердості від 54 до 61 HRCі зазвичай використовується для штампів для штампування, штампування, пуансонів і обрізних штампів. Компроміс- полягає в нижчій міцності порівняно з-ударостійкими марками, що робить його схильним до відколів під час різання міцніших матеріалів, якщо зазори занадто малі.

A2також зміцнюється на повітрі, але містить менше хрому (4,75-5,50%) і трохи менше вуглецю, ніж D2. Він досягає популярних діапазонів твердості від 57 до 62 HRC, пропонуючи кращу міцність і шліфувальність. A2 добре підходить для довгих пуансонів, штампів для карбування та застосувань, де для ударних навантажень потрібна сталь, яка поглинає удар без розтріскування.

S7сидить на жорсткому кінці спектру. Низький вміст вуглецю (0,45-0,55%) і знижений вміст хрому (3,00-3,50%) забезпечують відмінну стійкість до ударів і ударів із робочою твердістю 48-58 HRC. Коли загартований пуансон продовжує сколюватися під час важких операцій штампування або надрізу, S7 часто є відповіддю. Він приносить певну зносостійкість заради здатності витримувати повторювані високоенергетичні удари без руйнування.

M2це швидкорізальна-сталь, яка зберігає твердість за високих температур. Він підходить для -високошвидкісних операцій прогресивного штампа, де тепло від тертя накопичується швидше, ніж інструмент може розсіювати. Сталеві пуансони M2 тримають край там, де звичайна-сталь для холодної обробки пом’якшується.

КПМ-10Вта інші марки порошкової металургії (ПМ) представляють преміальний клас. Обробка PM створює мікроструктуру з дрібними частинками карбіду металу, рівномірно розподіленими в сталевій матриці, що забезпечує як надзвичайну зносостійкість, так і розумну міцність. Ці сталі коштують значно дорожче, але часто виявляються економічними в матрицях для штампування листового металу, які обробляють абразивні або високо-міцні заготовки, оскільки вони значно збільшують інтервали між заточеннями.

Термічна обробка та її вплив на термін служби пуансона

Сталевий пуансон настільки хороший, наскільки якісний його термічна обробка. Ви можете вказати ідеальний клас і все одно отримати ранню поломку, якщо загартування, відпуск або зняття напруги виконано неправильно. Процес штампування висуває високі вимоги до міцності на стиск і в'язкості одночасноКонтроль цих властивостей безпосередньо впливає на продуктивність інструментальної сталі в експлуатації.

Основна послідовність виглядає так:

• Загартування (аустенітізація та загартування)- Пуансон нагрівають до критичної температури, коли кристалічна структура перетворюється на аустеніт, а потім досить швидко охолоджують, утворюючи мартенсит, тверду фазу, яка забезпечує зносостійкість. Сорти -повітряного загартування, такі як D2 і A2, гартуються в спокійному повітрі або інертному газі, що мінімізує викривлення порівняно з гартуванням в маслі.
• Гартування (подвійне або потрійне розтягування)- Після загартування пуансон знову нагрівають до нижчої температури (зазвичай 400–1000 градусів за Фаренгейтом залежно від сорту) і витримують, а потім охолоджують. Цей процес повторюють два-три рази. Кожен цикл відпустки знімає внутрішню напругу та перетворює крихкий залишковий аустеніт у стабільний мартенсит, покращуючи стабільність розмірів без шкоди для надмірної твердості. Загальна найкраща практика рекомендує використовувати найвищу температуру відпустки, яка все ще забезпечує цільову твердість.
• Кріогенне лікування- Після звичайної термічної обробки деякі загартовані пуансони проходять глибоку кріогенну обробку приблизно за мінус 300 градусів за Фаренгейтом. На цьому етапі перетворюється залишковий аустеніт, який пережив початкове загартування. Чорні метали можуть містити до 40 відсотків залишкового аустеніту після термічної обробки, а кріогенна обробка може зменшити цей вміст лише до 1 відсотка шляхом завершення перетворення в мартенсит. Результатом є більш щільна, однорідна зерниста структура з покращеною зносостійкістю та кращою стабільністю розмірів протягом усього терміну служби інструменту.

Кріогенна обробка не є заміною належної термічної обробки. Це фінішний етап, який завершує те, що було розпочато під час гасіння.Повідомлялося про збільшення ресурсу інструменту на 50-500 відсотків, хоча кожне застосування унікальне, і результати залежать від структури компонентів і якості попередньої-термічної обробки. Обробка є постійною та витримує повторне заточування, оскільки вона повністю змінює структуру матеріалу, а не лише поверхню.

Підбір сталі до матеріалу заготовки

Заготовка, яку ви ріжете, повинна керувати вашим вибором сталі. Ось практична логіка:

• М’які не{0}}абразивні заготовки (алюміній, мідь, латунь)- Ці матеріали створюють відносно низькі сили різання та мінімальний абразивний знос. Стандартні сталеві пуансони D2 або A2 добре підходять. Основне занепокоєння зміщується до адгезивного зношування (задирів), яке краще вирішувати за допомогою обробки поверхні, а не більш твердої сталі.
• М’яка сталь і низьковуглецеві сорти-- D2 при 58-60 HRC надійно справляється з ними для більшості обсягів виробництва. Це забезпечує гарний баланс терміну служби та економії повторного заточування.
• Нержавіюча сталь і високоміцні низько-сплави (HSLA)- Вищі сили різання та абразивні поверхні заготовки прискорюють зношування країв. Марки PM, такі як CPM-10V або конструкції з твердосплавними-наконечниками, забезпечують зносостійкість, необхідну для підтримки прийнятного терміну служби інструменту. Високоміцні листові матеріали сприяють передчасному виходу з ладу через відколи, розтріскування та абразивне зношування, що робить міцність такою ж критичною, як і твердість.
• Удосконалені високоміцні-сталі (AHSS, двофазна, мартенситна)- Для них потрібна високоякісна PM-сталь, яка часто поєднується з PVD-покриттями. Межа міцності на розрив деяких марок AHSS наближається до міцності інструментальних сталей, що з ними працюють, що робить звичайну D2 схильною до передчасного сколювання.

Корисне емпіричне правило: виберіть сталевий перфоратор, який спочатку задовольняє ваші вимоги до міцності для застосування, а потім покращує зносостійкість за допомогою поверхневих покриттів або обробки. Починаючи з боку-стійкості до зносу та жертвуючи міцністю, зазвичай, призводить до катастрофічного відколу, а не поступового, передбачуваного зношування.

Вибір сталі та термічна обробка створюють основу. Але є мультиплікатор, який може значно збільшити термін служби інструменту без зміни основного матеріалу, і це покриття поверхні та обробка, що наноситься після того, як пуансон повністю загартований і відшліфований за розміром.

Покриття та обробка поверхні, які подовжують термін служби пуансона

Правильна сталь і термічна обробка надають пуансону структурну основу. Покриття - це броня, накладена зверху. Вони зменшують тертя, протистоять захопленню матеріалу та уповільнюють абразивний знос, не змінюючи розмірів пуансона, які визначають посадку та зазор. Але ось критичний момент: покриття множать хороші інструментальні рішення. Вони не можуть врятувати пуансон, виготовлений із невідповідної сталі, тер-неналежним чином оброблений або з поганим зазором. Однак, коли основа міцна, правильне покриття може збільшити термін служби інструменту з респектабельного до надзвичайного. Одинзадокументований випадокпоказали складний пуансон, який складається з 10 000 деталей без покриття до 250 000 деталей з оптимізованим багатошаровим покриттям і сухою мастильною плівкою.

Фізичне осадження з парової фази для пуансонів

PVD є домінуючим процесом покриття для прецизійних штампових пресів, оскільки воно наноситься при відносно низьких температурах, як правило, нижче 900 градусів за Фаренгейтом. Це залишається добре в діапазоні відпустки більшості інструментальних сталей, тому немає втрати твердості чи спотворення розмірів під час циклу покриття.

Кожна з найпоширеніших композицій PVD націлена на певний стан зношування:

• Нітрид титану (TiN)- Робоча конячка-загального призначення з характерним золотим кольором. Твердість близько 2400 HV. Хороша стійкість до стирання та низьке тертя, підходить для широкого діапазону застосувань з м’якої сталі та мідних сплавів.
• Карбонітрид титану (TiCN)- Підвищення на рівні приблизно 3200 HV. Доданий вуглець забезпечує кращу ефективність проти абразивних матеріалів і вищу стійкість до задирання. Часто застосовується як багатошаровий пакет TiN/TiCN для покращення адгезії.
• Нітрид алюмінію хрому (AlCrN)- Чудова стійкість до окислення при підвищених температурах. Ідеально підходить для пуансонів, що працюють із високою частотою ходу, де накопичується тепло від тертя, або для штампування нержавіючої сталі, де температура поверхні підвищується під час різання.
• Нітрид титану алюмінію (TiAlN)- Твердість близько 3200 HV з хорошою термостабільністю. Добре підходить для сухого штампування або високошвидкісних-операцій, де подача мастила непостійна. Його перевага в пластичності порівняно з AlTiN може сприяти формуванню-інструменту для інтенсивного штампування для металу.

Товщина покриття зазвичай становить від 1 до 5 мікрометрів. Мінімальна рекомендована товщина для штампування становить від 4 до 5 мікрометрів, щоб забезпечити належний захист. Але товщі не означає автоматично кращі. PVD-покриття несуть високі внутрішні напруги стиску, і якщо шар стає занадто товстим, ці напруги можуть перевищити міцність з’єднання та спричинити розшарування. Надмірна товщина також заокруглює ріжучі краї, погіршуючи гостроту, яка визначає якість різання промисловим дироколом або будь-яким точним інструментом для проколювання. Архітектура багатошарового покриття допомагає впоратися з цим-компромісом, чергуючи твердіші та м’якіші шари, щоб зупинити мікротріщини та розподілити напругу.

Азотування та інші види дифузійної обробки

Там, де PVD додає дискретну плівку на поверхню, азотування змінює саму поверхню. У цьому процесі азот дифундує в сталь при температурі близько 950 градусів за Фаренгейтом, утворюючи тверді нітридні сполуки з легуючими елементами, які вже присутні в матеріалі. Результатом є aметалургійне з’єднання з глибиною корпусу від 0,0006 до 0,0035 дюймазалежно від застосування, виробляючи твердість поверхні понад 58 HRC.

Чому це важливо для штампування? Азотування не додає вимірних розмірів. Для пуансонів із жорстким-допуском, де навіть кілька мікрон товщини покриття можуть вплинути на посадку в фіксаторі-пресової посадки, азотування забезпечує зносостійкість без зміни діаметра пуансона. Він також рівномірно обробляє всі відкриті поверхні, включно з внутрішніми деталями та заглибленнями, які не можуть бути досягнуті під--процесом видимості PVD.

Компроміс- полягає в тому, що глибина твердості азотування, хоча й вражаюча, не може зрівнятися з надзвичайною твердістю поверхні плівок PVD. Подумайте про це так: азотування забезпечує глибокий, міцний захисний шар, який протистоїть втомі та поступовому зношуванню, тоді як PVD забезпечує тонку, надзвичайно тверду оболонку, яка чудово протистоїть стиранню та адгезії на поверхні безпосереднього контакту. Для промислового перфоратора, що працює у великих обсягах з м’якої сталі, може бути достатньо лише азотування. Для абразивних або -схильних до стирання матеріалів покриття PVD або комбінований підхід дають кращі результати.

Вибір покриттів на основі режиму відмови

Найрозумніший підхід до вибору покриття починається з визначення того, чому пуансон насправді виходить з ладу. Різні механізми зношування реагують на різні властивості покриття:

• Адгезивний знос (заїдання)- Матеріал із заготовки переноситься та накопичується на поверхні пуансона. Виберіть TiCN або AlCrN через їхній низький коефіцієнт тертя та високу твердість, яка протистоїть захопленню матеріалу.
• Абразивний знос- Ріжуча кромка поступово закруглюється від контакту з твердою поверхнею заготовки або абразивними вкрапленнями. TiN або TiAlN забезпечують твердість поверхні, необхідну для опору механічному видаленню матеріалу.
• Нарощений край на м’яких матеріалах- Алюміній, мідь і м’які сталі мають тенденцію розмазуватися на поверхнях інструментів. Поліроване покриття TiN із гладкою поверхнею з низьким -тертям запобігає зародженню, де починається захоплення матеріалу.
• Високо{0}}температурне застосування- Швидка швидкість ходу або товсті,-високоміцні заготовки створюють тепло від тертя, яке погіршує звичайні покриття. AlCrN зберігає свої властивості при температурах, при яких TiN починає окислюватися.

Одне застереження, яке варто повторити: покриття усуває симптоми. Якщо промисловий дирокол задирає через занадто малий зазор або проблеми з центруванням преса, жодне покриття не вирішить це назавжди. Покриття виграє час, але першопричина зрештою переважить навіть найкращу обробку поверхні. Спочатку відремонтуйте систему, а потім дозвольте покриттям розширити те, що вже дає хороша практика.

Покриття захищають поверхню пуансона, але вони не можуть компенсувати єдину найбільш впливову геометричну змінну матриці: зазор між пуансоном і отвором матриці. Цей зв’язок визначає, чи працює механіка руйнування на вашу користь чи проти.

Зазор пуансона та матриці за матеріалом заготовки

Ви можете специфікувати найкращу сталь, нанести високоякісне покриття та відшліфувати бездоганну ріжучу кромку, але це не має значення, якщо зазор між пуансоном і отвором матриці неправильний. Зазор — це єдина змінна, яка контролює, чи лінії зламу від верхньої та нижньої ріжучих кромок точно стикаються посередині аркуша чи повністю пропускають одна одну. Зробіть це правильно, і ви виготовлятимете чисті деталі з передбачуваним зносом інструменту. Зробіть це неправильно, і ви боретеся з задирками, відколами, висмикуванням слимака та передчасним руйнуванням краю під час кожного удару.

Як зазор впливає на механізм зрізу

Зазор визначається як зазор на кожну сторону між ріжучою кромкою пуансона та відповідним краєм отвору матриці. Коли ви чуєте «10% зазору», це означає, що зазор з кожного боку дорівнює 10% товщини заготовки. Це не повний розрив. Вимірюється на кожному краю окремо.

Коли зазор правильний, механізм зрізу створює передбачуваний три{0}}злам на кромці зрізу:

• Перекидання- Невелике закруглення на стороні входу-штампу, де матеріал пластично деформується перед початком розрізу.
• Полірування (зона зсуву)- Гладка, блискуча стрічка, де краї пуансона та матриці активно розрізали матеріал. Це найчистіша частина розрізу.
• Перелом (зона зламу)- Більш шорстка, матова-оброблена ділянка, де зустрічаються тріщини, що поширюються від краю пуансона та краю матриці, а решта матеріалу відділяється.

У правильно налаштованому пуансоні та пресі з матрицею лінії зламу, ініційовані пуансоном на верхній поверхні та матрицею на нижній поверхні, поширюються назустріч одна одній під додатковими кутами. Вони зустрічаються посередині, створюючи чисте розділення з мінімальними вторинними пошкодженнями. Ідеальний зовнішній вигляд, як задокументовано вДослідження AHSS, показує рівномірну зону вигорання з плавним рівномірним переходом до зони зламу та відсутність пустот чи вторинних слідів зсуву.

Коли зазор занадто вузький, ці лінії розлому розмикаються одна з одною. Матеріал між ними зазнає другого зсуву, утворюючи вторинні сліди зсуву, мікротріщини та шорсткі, пошкоджені краї. Щільний зазор також значно збільшує силу, необхідну для зняття листа з пуансона, прискорює абразивне зношування та може призвести до витягування снаряда, коли слизь прилипає до поверхні пуансона під час втягування.

Коли зазор занадто слабкий, матеріал надмірно згинається перед тим, як почнеться руйнування. Ви отримуєте велике перекидання, великі задирки, погану циліндричність отвору та зону зламу, яка переважає над поверхнею розрізу. Розміри деталі можуть виходити за межі специфікації, а подальші операції формування спостерігають зниження пластичності краю, оскільки деформована зона поширюється глибше в матеріал.

Інструкції щодо-спеціального очищення матеріалів

Різні матеріали заготовки ламаються по-різному. Більш м’які, більш пластичні метали витримують більш вузькі зазори, оскільки вони пластично деформуються, а не передчасно розтріскуються. Твердіші метали з вищою -міцністю потребують більше місця, оскільки їх руйнування починається раніше та поширюється агресивніше. У таблиці нижче наведено значення-зазору початкової точки для стандартного пуансона та матриці для листового металу. Це значення для-сторони, виражені у відсотках від товщини матеріалу.

Ці значення є вихідними, а не абсолютними. Фактичний зазор залежить від кількох взаємодіючих факторів: товщини матеріалу, бажаної якості кромки, вимог до допуску деталей і геометрії пуансона. Металевий пуансон і матриця, що працюють на алюмінієвому листі товщиною 0,5 мм, використовуватимуть інший відсоток зазору, ніж той самий сплав товщиною 3,0 мм. Більш товсті матеріали в межах того самого класу, як правило, потребують відсотках зазору до вищої межі діапазону.

Для передових-сталей високої міцності старе емпіричне правило «10 % підходить для всього» просто не діє. Дослідження сталей зі складною фазою показали, що збільшення зазору з 10% до 15% призвело до значного покращення продуктивності розширення отвору, що вказує на чистішу та більш пластичну кромку. Однак вихід за межі оптимуму призводить до зменшення прибутків і фактично може знизити якість краю. Сприятлива точка залежить від сорту, тому тестування з вашим конкретним матеріалом, пуансоном і набором матриць для гідравлічного преса або механічного преса варте інвестицій.

Зазор і його зв'язок із ресурсом пуансона

Зазор не тільки впливає на якість деталей. Він безпосередньо визначає, наскільки швидко зношуються металеві пуансони та матриці.

Недостатній зазор змушує пуансон працювати інтенсивніше при кожному ударі. Матеріал довше протистоїть розриву, сила зачистки зростає, а ріжуча кромка витримує більше абразивного контакту за цикл. Дослідження підтверджують, що невеликі зазори для різання вимагають більшої сили пробивання та спричиняють більший знос пуансона від стирання. У екстремальних випадках бокове стиснення корпусу пуансона може спричинити втомну тріщину або відкол на ріжучій кромці, особливо на високо-міцних матеріалах, де вузький зазор створює напруги згину на периферії пуансона.

Надлишковий зазор зменшує механічне навантаження на інструмент. Пуансон входить і виходить із меншим тертям, і сила зачистки падає. Це звучить як виграш у довговічності інструменту, і це так, але це відбувається за рахунок якості деталей. Більші задирки, більше перекидання та знижена пластичність кромки означають, що ви можете заощадити на інтервалах повторного заточування, але втратите на частоті браку та вторинних операціях зняття задирок. Чиста вартість часто виявляється вищою.

Ось те, на що багато магазинів не звертають уваги: ​​розпродаж - це не просто цифра на відбитку. Це динамічний стан, який змінюється під навантаженням. Навіть ідеально відшліфований пуансон і матриця з листового металу втрачають запланований зазор, якщо система преса і матриці має зношені виступи, відхиляючі опори або неправильно вирівняні напрямні штифти. Вищі навантаження, необхідні для зрізання міцніших матеріалів, створюють додаткове відхилення штампів і технологічного обладнання, потенційно змінюючи зазори, виміряні в статичному стані, коли система перебуває під робочим навантаженням. Прес, який був відрегульований для м’якої сталі при 40 тоннах, може зрушитися достатньо при 80 тоннах на AHSS, щоб повністю зробити недійсним налаштування зазору.

Це означає, що підтримка правильного зазору є постійною дисципліною, а не-одноразовим завданням налаштування. Періодичні перевірки вирівнювання преса, вимірювання зносу направляючих компонентів і моніторинг зовнішнього вигляду-гранки за умов виробництва все це дає змогу визначити, чи ваш зазор досі встановлений. Коли якість кромки починає дрейфувати, основною причиною часто є не знос перфоратора. Це вирівнювання преса та матриці, що зміщується під ним, безшумно змінюючи зазор, від якого залежить усе інше.

Погіршення зазору та зміщення вирівнювання часто проявляються під виглядом поломки перфоратора. Відколи, які виглядають як проблема з матеріалом, подряпини, які виглядають як проблеми з покриттям, або поломки, які виглядають як недолік конструкції, — все це може свідчити про проблему кліренсу, яка розвивалася поступово протягом тисяч ударів. Відрізнення справжньої першопричини від симптому – це те, що відрізняє реактивне технічне обслуговування матриці від систематичного підходу до довговічності пуансона.

Види несправності перфоратора та аналіз першопричини

Удар, який перестає працювати, рідко дає вам одну очевидну причину. Відколотий край, який ви виявите під час витягування матриці, може бути спричинений неправильною сталлю, жорстким зазором, неправильним пресом або тим, що всі три діють разом протягом тисяч циклів. Перехід до найбільш помітного симптому та заміна інструменту без подальших досліджень гарантує, що заміна не вдасться. Те, що потрібен інженерам інструментів, — це структурований діагностичний підхід, який пов’язує те, що вони бачать на пуансоні, з тим, що насправді спричинило його.

Загальні режими несправності перфоратора

Кожна несправність, з якою ви стикаєтеся на машині для штампування металу, відноситься до однієї з цих категорій. Розпізнавання наявного режиму негайно звужує дослідження першопричини:

• Сколювання- Невеликі злами вздовж ріжучого краю, часто у формі півмісяця-. Це найпоширеніша поломка на ранній-стадії прес-штампів, що працюють із високоміцними-матеріалами. Це вказує на те, що пуансон недостатньо міцний для навантаження, або що зміщення зосереджує напругу на одній ділянці периметра. Несумісність між пуансоном і матрицею створює асиметричне навантаження, яке призводить до сколювання на стороні перевантаження.
• Знущання- Матеріал заготовки передається та з’єднується з поверхнею пуансона через знос адгезивом. Ви побачите нарости, подряпини або шорсткі плями на обличчі та землі. Заїдання особливо агресивне під час штампування нержавіючої сталі та алюмінію, де оксидний шар заготовки руйнується під час зрізання та оголює свіжий реактивний метал, який зварюється з поверхнею інструменту під тиском.
• Поломка- Катастрофічний перелом, коли пуансон ламається, як правило, на поперечному-переході або в точці надмірної непідтримуваної довжини. Відмова від стиснення може зруйнувати весь робочий кінець пуансона, коли він стикається з надзвичайно твердим або товстим матеріалом, який перевищує його здатність, або коли пуансон і матриця повністю зміщені.
• Абразивний знос- Поступове рівномірне округлення ріжучої кромки, спричинене твердими частинками в заготовці або абразивними вкрапленнями на поверхні листа. На відміну від відколів, абразивний знос прогресує передбачувано, і його можна відстежити за допомогою періодичної перевірки країв. Це домінуючий тип відмови на машині для штампування металу, що працює на HSLA або стали з покриттям на помірних швидкостях.
• Грибування- Головка перфоратора деформується та розповсюджується назовні від повторного удару об опорну пластину чи фіксатор. Це трапляється, коли пуансон не повністю встановлюється, якщо опорна пластина занадто м’яка або колиз’єднувальна гайка послаблюється і допускає нерівномірний контакт штока. Грибоподібна головка може застрягти в фіксаторі та ускладнити або зробити небезпечним видалення пробоїни.
• Витягування слимака- Слизь прилипає до поверхні пуансона під час втягування та повертається разом із інструментом. Під час наступного удару слимак потрапляє між пуансоном і смугою, спричиняючи удар подвійної-товщини, який може пошкодити матрицю, вм’ятину наступної частини або зламати сам пуансон. Недостатня довжина поля, слабкі вакуумні-розривні властивості або намагнічені інструменти є звичайними причинами.

Рамка діагностики першопричини

Коли ви виймаєте пошкоджений пуансон із матриці, видима несправність підкаже вам, що сталося. У наведеній нижче таблиці пояснюється, чому це сталося, і яка коригувальна дія справді усуває проблему, а не просто замінює симптом. Ця структура застосовується незалежно від того, чи працюєте ви з одно-станційним штамповим пресом чи високошвидкісним прогресивним штампом на лінії штампувального преса.

Зауважте, що кілька режимів збою мають спільні корінні причини. Щільний зазор з’являється під час відколів, задирання та витягування слимака. Невідповідність призводить до відколів, поломок і нерівномірного зносу. Це означає, що одна основна проблема в установці преса чи матриці часто викликає кілька симптомів одночасно. Якщо ви бачите відколи на одному пуансоні та задирання на сусідньому в тому самому штампі, не розглядайте це як окремі проблеми. Шукайте спільну першопричину, якою часто є вирівнювання преса або відхилення зазору, що впливає на весь інструмент.

Як дизайн пуансона запобігає дефектам якості

Стан перфоратора - це не лише проблема обслуговування. Це змінна контролю якості, яка безпосередньо відображається на готових деталях. Кожен дефект на поверхні пуансона має відповідний дефект на штампованому компоненті:

• Зношені ріжучі кромкизбільшити висоту задирок на кожному отворі або контурі, створеному перфоратором. якЗазначає The Fabricator, коли на перфорованій кромці з'являється помітно більший перекат, час заточити. Задирки, що перевищують допустимі межі, створюють перешкоди при складанні, загрожують безпеці під час роботи з деталями та збої в наступних операціях зварювання або покриття.
• Сколені пуансонистворюють невідповідні розміри отворів. Відсутній крайовий матеріал створює локальну область, де зріз не починається належним чином, що призводить до неправильної геометрії отворів і нерівних профілів країв. Деталі можуть пройти первинну перевірку, але спричинити проблеми під час збирання, коли посадка кріплення стає непередбачуваною.
• Ядкі ударистворювати отвори з шорсткими внутрішніми поверхнями та розмазуванням матеріалу. Накопичений-матеріал на поверхні пуансона ефективно змінює діаметр і геометрію пуансона з кожним ударом, створюючи прогресивне відхилення якості, яке важко вловити без регулярного огляду.
• Витягування слимакаутворює вм'ятини на поверхні листа, коли переносний слимак вдавлюється в наступну частину. Це також може пошкодити поверхню матриці та спричинити каскадні збої на кількох станціях у прогресивному інструменті.

Цей зв’язок між станом штампування та якістю деталей є причиною того, чому моніторинг має відбуватися на станції штампування машини, а не лише під час кінцевої перевірки. До того часу, коли дефект якості досягає кінця лінії, сотні чи тисячі невідповідних деталей можуть уже бути в кошику. Пробійні преси з високим-обсягом виробництва отримують найбільшу користь від-підходів моніторингу процесу: відстеження тенденцій висоти заусенців, перевірка стовбурів на подвійні-сліди зсуву та вимірювання діаметра отворів через регулярні проміжки часу. Коли ці індикатори зміщуються, пуансон повідомляє вам, що щось змінилося, будь то знос, вирівнювання чи відхилення зазору.

Раннє виявлення причин відмови, а не чекання катастрофічної поломки також змінює економіку. Пуансон, повторно заточений при перших ознаках зносу краю, втрачає кілька тисячних часток матеріалу за шліфування та швидко повертається до роботи. Пуансон, що працює до руйнування, втрачає всю робочу довжину та може пошкодити сусідні компоненти матриці на виході. У наступному розділі точно описано, коли і як повторно заточувати, перевіряти та замінювати пуансони, щоб уберегти режими відмови від досягнення катастрофічної стадії.

Рекомендації з обслуговування та повторного заточування пуансонів і матриць

Удар не перетворюється з гострого на зламаний одним ударом. Він поступово деградує, і вікно між «все ще чистим різанням» і «виробництвом брухту» є місцем, де обслуговування окупається. Проблема в тому, що більшість магазинів переточують занадто пізно. Вони чекають, доки не стануть очевидними задирки, деталі не пройдуть перевірку або звук преса буде іншим. До того моменту кромка зношена вже за стадію легкого-відновлення, і кожне повторне шліфування видаляє набагато більше матеріалу, ніж слід.

Коли і як заточувати пуансони

Причиною перезаточування не є катастрофічна поломка. Це перше вимірюване збільшення висоти задирок на ваших штампованих деталях. Mate рекомендує заточувати, коли ріжучі кромки зношуються до радіуса 0,01-дюйма (0,25 мм). У цей момент легка підправка відновлює край з мінімальною втратою матеріалу. Часте легке шліфування незмінно перевершує рідкісне інтенсивне шліфування, оскільки вони зберігають геометрію різання ближче до запроектованого профілю та зменшують кумулятивне видалення матеріалу протягом терміну служби інструменту.

Сама процедура заточування проста, але вимагає дисципліни:

• Затисніть пуансон прямо в V-блок на магнітному патроні плоскошліфувальної машини.
• Тільки видалити0,001–0,002 дюйма (0,03–0,05 мм) за один прохід, повторюючи до різкого. Загальне видалення за сеанс зазвичай становить від 0,005 до 0,010 дюйма.
• Використовуйте осклований круг із оксиду алюмінію, діапазон твердості від D до J, розмір зерна від 46 до 60.
• Нанесіть охолоджуючу рідину щедро та якомога ближче до точки контакту. Перегрів знижує твердість і може спричинити поверхневі тріщини, які є невидимими, але структурно руйнівними. Темна зміна кольору після шліфування свідчить про пошкодження, що виходить за межі поверхні, і інструмент слід замінити, а не використовувати повторно.
• Після шліфування злегка обробіть ріжучі краї масляним каменем, щоб залишити радіус від 0,001 до 0,002-дюйма. Цей крихітний радіус розподіляє напругу на краю та зменшує відшарування, яке спричиняє швидке повторне затуплення на щойно відшліфованих пуансонах з листового металу.
• Розмагнітіть перфоратор і нанесіть легкий масляний шар, щоб запобігти корозії, перш ніж повернути його в експлуатацію або на зберігання.

Загальний припуск на повторне заточування залежить від початкової довжини пуансона та витрати землі. Після того, як накопичене подрібнення видаляє матеріал, що дорівнює або перевищує проектну довжину поверхні, пуансон більше не може належним чином утримувати слими, і його потрібно вивести з експлуатації. Для типового штампувального інструменту для листового металу, площа якого в 1-3 рази перевищує товщину матеріалу, це означає відстеження кожного сеансу шліфування та запис сукупного видалення.

Критерії перевірки та заміни

Повторне заточування зберігає металеві перфораційні інструменти в експлуатації, але це не робить їх безсмертними. Добре{1}}доглянутий удар може бутивідшліфуйте від 15 до 20 разів перед заміною, але кожен цикл має перевірятися на відповідність чітким критеріям прийнятності. Ось що слід перевіряти після кожного повторного подрібнення та через регулярні проміжки часу під час виробництва:

• Стан краю- Огляньте під збільшенням (мінімум 10 разів). Подивіться на наявність мікростругів, нерівномірного зносу або слідів від шліфування, які вказують на пошкодження під поверхнею.
• Вимірювання діаметра- Використовуйте вимірювальний прилад go/no-go або мікрометр, щоб переконатися, що пуансон усе ще знаходиться в межах допуску. Кумулятивне повторне шліфування може дещо зменшити ефективний діаметр, якщо налаштування шліфування не є ідеально квадратним.
• Перевірка довжини- Виміряйте загальну довжину та порівняйте її з оригінальною специфікацією мінус задокументована історія шліфування. Довжина визначає висоту закривання та впливає на час у прогресивних штампах, де штифти та інші компоненти взаємодіють у точних положеннях.
• Оздоблення поверхні- Земля та лицьова сторона мають бути гладкими та без подряпин або спайок. Шорсткі поверхні сприяють подряпинам і висмикуванню слимаків.
• Стан голови- Перевірте, чи немає грибків, тріщин або деформації внаслідок повторних ударів об опорну пластину.

Замініть пуансон, якщо має місце будь-яка з цих умов: накопичене шліфування поглинуло всю довжину поверхні, відколи поширюються за межі безпосередньої крайової зони в корпус пуансона, діаметр виходить за межі діапазону допуску для специфікації отвору або пошкодження головки заважає належному розміщенню в фіксаторі. Не намагайтеся врятувати граничний інструмент для «лише кількох звернень». Несправний пуансон, який ламається в матриці, коштує набагато більше простою та супутнього збитку, ніж запланована заміна.

Практика зберігання та поводження

Час, який пуансони проводять поза матрицею, має більше значення, ніж усвідомлює більшість магазинів. Упущений пуансон майже напевно пошкодить ріжучу кромку, навіть якщо вм’ятину не видно неозброєним оком. Недбале зберігання, де інструменти контактують один з одним, створює порізи на краях, які ініціюють відколи під навантаженням.

Зберігайте пуансони в індивідуальних захисних трубках з поролоном, ватою або воскомщоб зберегти точні{0}}відшліфовані краї. Ніколи не зберігайте ріжучі кінці вниз, де вага інструменту спирається на його найгострішу частину. Позначте кожну трубку або гніздо з ідентифікацією пуансона, поточним діаметром і кількістю повторного заточування, щоб будь-хто, хто дістає інструмент з інвентарю, точно знав, з чим він працює.

Для магазинів, де є повний набір інструментів для штампу різних розмірів і геометрії, організоване зберігання не є домашнім господарством. Це гарантія якості. Помилково позначений пуансон, встановлений на неправильній станції, створює проблеми з зазором, помилки розмірів і потенційне пошкодження матриці під час першого удару. Поєднайте свою систему зберігання з простим журналом, який відстежує кожен інструмент від нового до кожного повторного шліфування до виходу з експлуатації.

Технічне обслуговування забезпечує ефективність окремих ударів. Але ширше питання, а саме вибір правильної комбінації типу пуансона, матеріалу, геометрії та покриття для конкретного застосування, полягає в тому, що визначає, чи вимірюватимуться ваші інтервали технічного обслуговування в десятках тисяч чи сотнях тисяч.

Вибір правильного пуансона для штампування металу

У кожному розділі цієї статті робиться той самий висновок: ефективність удару не контролюється однією змінною. Марка сталі має значення, але не окремо від геометрії. Покриття подовжують термін служби, але не в тому випадку, якщо зазор неправильний. Технічне обслуговування зберігає якість, але не в тому випадку, якщо початкова конструкція погано відповідала заготовці. Справжнім виправленням передчасного зносу є систематичний процес відбору, який враховує всі ці фактори разом, послідовно до того, як перше попадання потрапить на прес-форму.

Змінні рішення для вибору удару

Коли ви вказуєте новий перфоратор або вирішуєте несправність неефективного, пропрацюйте ці змінні по порядку. Кожен крок звужує поле та спирається на попереднє рішення:

1. Визначити тип операції.Пуансон виконує різання (проколювання, вирубування, насічення) чи формування (згинання, витягування, карбування)? Операції різання потребують гострих країв і-зносостійкої сталі. Операції формування мають пріоритет на міцність і обробку поверхні.
2. Охарактеризуйте матеріал і товщину заготовки.М'який алюміній товщиною 0,5 мм і мартенситна сталь 1400 МПа товщиною 1,5 мм висувають абсолютно різні вимоги до штампувального інструменту. Міцність матеріалу та абразивність визначають мінімальну марку сталі та те, чи є покриття обов’язковим чи необов’язковим.
3. Визначити необхідний зазор.Використовуйте -вказівки щодо матеріалу з попередніх розділів як відправну точку. Враховуйте допуск деталі, бажану якість краю та жорсткість пресування. Більш жорсткі допуски на розмір отвору підштовхують до менших зазорів, але збільшують навантаження на інструмент.
4. Виберіть марку матеріалу пуансона.Спочатку відповідайте вимогам до міцності, а потім додайте зносостійкість. D2 для загальних робіт, S7 для ударних навантажень, класи PM для абразивних або високо-міцних листів. Нехай деталь визначає сталь, а не лише бюджет.
5. Виберіть геометрію та стиль точки, виходячи з потреб сили та якості.Плоска-лицьова сторона для-критичних отворів для симетрії. Одинарні-ножиці або верх-дах-для пресування-з обмеженою силою або-високоміцних матеріалів. Встановіть довжину краю та задню конусність на основі товщини матеріалу та потреб-утримання скупчення.
6. Оцініть покриття на основі очікуваного режиму відмови.Якщо основним ризиком є ​​подразнення, виберіть TiCN або AlCrN. Якщо домінує абразивний знос, TiN або TiAlN. Якщо жоден вид руйнування не є домінуючим, надійною базовою лінією є-TiN загального призначення на 4-5 мікрометрів.

Ця послідовність працює незалежно від того, чи ви вказуєте стандартний каталожний пуансон для простої матриці прес-машини, чи розробляєте індивідуальний пуансон для складного прогресивного інструменту. Логіка залишається незмінною. Змінюється складність кожної відповіді.

Співпраця зі спеціалізованими штампами

Стандартні пуансони з каталогу виконують значну частину виробничої роботи. Але коли геометрії стають складнішими, допуски зменшуються нижче стандартних діапазонів або матеріали заготовок просуваються на передову територію високої-міцності,--стандартні інструменти досягають своїх можливостей. Саме тут спеціалісти зі спеціального штампа для металевого штампування стають необхідними.

Що відрізняє досвідченого інструментального партнера від постачальника деталей? Шукайте такі можливості:

• Експертиза-системного рівня- Можливість проектувати не лише пуансон, а й усю конструкцію матриці: зазори, потік матеріалу, зусилля зняття зрізу та контроль задирок як інтегровану систему.
• Повна підтримка життєвого циклу- Вказівки від початкового проектування до оптимізації виробництва та рекомендацій щодо обслуговування, а не просто постачання готового компонента.
• Знання про матеріал і процес- Досвід роботи з конкретними матеріалами заготовок і обсягами виробництва на вашому підприємстві, включно з індивідуальними рішеннями висікання для не-стандартних профілів.

Для інженерів, які працювали над технічним вмістом у цій статті та потребують партнера для впровадження,ІЧЕНЬпропонує індивідуальні рішення для штампів, що охоплюють дизайн штампу, структуру штампа, оптимізацію зазору та потік матеріалу. Їхній інженерний-перший підхід стосується повної системи, а не окремих компонентів, і це саме те мислення, на якому була побудована ця стаття.

Ключова відмінність між виробниками пуансонів і матриць, які забезпечують результат, і тими, хто просто виконує замовлення, полягає в тому, чи вони сприймають пуансон як окрему частину чи як один елемент у системі, яка повинна працювати разом. Найкращі партнери перевіряють ваші припущення, перевіряють ваш вибір зазору та рекомендують комбінації сталі та покриття на основі своїх польових даних із подібних застосувань.

Збираємо все разом

Якщо існує один принцип, який об’єднує кожен розділ цієї статті, то це:

Продуктивність удару є системним результатом. Матеріал, геометрія, зазор, покриття, стан преса та методи обслуговування безперервно взаємодіють. Оптимізація однієї змінної, ігноруючи інші, у кращому випадку призводить до зменшення прибутку та прискореного провалу в гіршому. Справжнім виправленням передчасного зносу ніколи не буде однієї зміни. Це налагодження всієї системи.

Незалежно від того, чи використовуєте ви простий одно-станційний штамповий прес чи прогресивний інструмент із 30 станціями, фізика не змінюється. Пуансон входить у матеріал, ініціюється руйнування, і все, що ви вказали на початку, визначає, чи руйнування виробляє чисту деталь чи проблему з якістю. Систематично перевіряйте змінні, співпрацюйте зі спеціалістами, коли цього вимагає застосування, і розглядайте технічне обслуговування перфоратора як функцію якості, а не як реакцію на поломку. Ось так штампи для штампування перестають надто швидко зношуватися та починають забезпечувати термін служби інструменту, який фактично вимагає ваш виробничий графік.

Поширені запитання про штампи для штампування

1. Що спричиняє передчасний знос штампу?

Передчасне зношування пуансона зазвичай виникає внаслідок кількох взаємодіючих факторів, а не однієї причини. Найпоширенішими причинами є неправильний зазор -до- матриці (особливо занадто вузький), невідповідність інструментальної сталі для матеріалу заготовки, неправильна термічна обробка, у результаті якої залишається крихкий аустеніт, зміщення преса, що створює нерівномірне навантаження, і надто тривале очікування між циклами повторного заточування. Вирішення проблеми зношування пуансона потребує підходу-на системному рівні, який разом оцінює вибір матеріалу, геометрію, зазор, покриття та стан пресування. Спеціалісти зі спеціального штампування, такі як YICHEN, можуть допомогти інженерам оптимізувати ці змінні як інтегровану систему, а не розглядати кожну окремо.

2. Як вибрати правильний зазор для пуансона та матриці?

Вибір зазору залежить насамперед від матеріалу та товщини заготовки. Почніть із цих-настанов для кожного боку: м’яка сталь — 5-8% товщини матеріалу, нержавіюча сталь — 6-10%, алюміній — 3-5%, мідь і латунь — 3-6%, а високоміцна сталь — 8-12%. Це початкові точки, які необхідно скоригувати на основі вимог допуску деталей, бажаної якості краю та жорсткості преса. Пам'ятайте, що зазор динамічний під навантаженням. Деформація преса, зношені виступи та неправильне розташування напрямних штифтів можуть змінити ваш ефективний зазор порівняно зі статично виміряним, особливо під час штампування марок AHSS із більшою тоннажністю.

3. Яка інструментальна сталь найкраща для штампування штампів?

Немає єдиної найкращої сталі, оскільки правильний вибір залежить від матеріалу заготовки та типу операції. D2 — це універсальна-робоча конячка для штампування з м’якої сталі на 54-61 HRC. A2 забезпечує кращу міцність для довгих ударів і помірних ударних навантажень. S7 справляється із важким гасінням там, де ударостійкість має найбільше значення. Швидкорізальна-сталь M2 підходить для високошвидкісних-операцій, утворюючи тепло від тертя. CPM-10V та інші сорти порошкової металургії забезпечують надзвичайну зносостійкість для абразивних або вдосконалених високоміцних сталей. Ключовий принцип полягає в тому, щоб спочатку задовольнити вимоги до міцності, а потім додати зносостійкість за допомогою покриттів або обробки поверхні.

4. Як часто слід заточувати пуансони для штампування?

Повторне загострення, коли ріжучі кромки зношуються до радіуса 0,01-дюймів (0,25 мм), що зазвичай показує перше вимірюване збільшення висоти задирок на штампованих деталях. Не чекайте видимих ​​пошкоджень або катастрофічної поломки. Під час повторного заточування видаляйте лише 0,001–0,002 дюйма за шліфувальний прохід великою кількістю охолоджуючої рідини, щоб запобігти тепловому пошкодженню. Перфоратор, який добре обслуговується, можна відточувати від 15 до 20 разів перед заміною. Відстежуйте кумулятивне видалення матеріалу та вимикайте пуансон, коли загальна довжина шліфування перевищить проектну довжину, оскільки він більше не може належним чином утримувати шлаки після цієї точки.

5. Чи справді покриття PVD подовжують термін служби пуансона в штампах?

Так, але лише тоді, коли фундаментальні інструменти правильні. Покриття PVD, такі як TiN, TiCN, AlCrN і TiAlN, зменшують тертя, перешкоджають захопленню матеріалу та сповільнюють абразивний знос. Задокументовані випадки показують покращення від 10 000 до 250 000 деталей з оптимізованим покриттям. Однак покриття примножують хороші рішення, а не компенсують погані. Якщо зазор неправильний, вирівнювання неправильне або базова сталь невідповідна, покриття забезпечує лише тимчасове полегшення. Виберіть покриття на основі домінуючого режиму руйнування: TiCN або AlCrN для истиранию, TiN або TiAlN для абразивного зношування та поліроване TiN для м’якого-наростання матеріалу.