Структура штампа для штампування: якість рушійної частини прихованої системи

Що насправді означає структура матриці для штампування

Коли інженери запитують "що таке матриця у виробництві", відповідь зазвичай зупиняється на простому визначенні: прецизійний інструмент, який ріже або формує листовий метал. Ця відповідь неповна. Штампувальний штамп — це інструмент, так, але штампувальна структура — це розроблена система, яка робить цей інструмент надійним, повторюваним і здатним витримати мільйони циклів пресування.

Конструкція штампа для штампування стосується організованого механічного складання верхніх і нижніх компонентів - пластин, пуансонів, напрямних і знімачів -, розташованих для підтримки вирівнювання, розподілу сили та контролю потоку матеріалу під час різання, формування або формування листового металу під тиском преса.

Подумайте про це так: одним ударом можна прорізати отвір. Але структура навколо пуансона визначає, чи буде отвір круглим чи овальним, чи витримає пуансон 50 000 ударів чи 5 мільйонів, і чи працює прес зі швидкістю 200 ударів на хвилину чи повзає зі швидкістю 40. Різниця має значення. Штамповка - це інструмент. Його структура являє собою розроблену систему взаємозалежних частин, які працюють узгоджено.

Визначення структури штампа для штампування

Кожна матриця для штампування ділиться на дві основні половини. Верхній вузол кріпиться до штока преса та рухається вертикально з кожним ходом. Нижній вузол кріпиться до опорної пластини та залишається зафіксованим. Між цими половинками всі внутрішні компоненти розташовані з однією метою: доставляти контрольоване зусилля в точне місце на смузі листового металу, зберігаючи при цьому все вирівняне в межах тисячних часток дюйма.

Верхній вузол містить пуансони, опорні пластини та верхню пластину. У нижній частині розміщено блок матриці, напрямні стійки та структурну основу, яка називається башмаком матриці. Їх з’єднує система напрямних - загартованих штифтів і втулок -, яка забезпечує ідеальне з’єднання двох половин кожного окремого ходу. Це те, що є суттю операції штампування: дві точно-підібрані половини, що змінюються відповідно до тоннажу, а структура визначає результат.

Чому структура важливіша за окремі частини

Більшість посилань розглядають штампи та компоненти штампування як окремі елементи в списку деталей. Такий підхід втрачає суть. Пуансон нічого не означає без опорної пластини, що захищає верхню пластину над ним. Блок матриці марний без жорсткого башмака матриці, який запобігає прогину під ним. Направляючі штифти не приносять жодної користі, якщо вони розміщені без урахування центру тиску різання.

Конструкційні рішення впливають на всі показники продуктивності, які мають значення - термін служби матриці, точність розмірів готових деталей, інтервали технічного обслуговування та досяжну швидкість виробництва. Штампувальна матриця із заниженими напрямними штифтами втрачає вирівнювання під навантаженням, утворюючи задирки та передчасний знос пуансона. Башмаки з недостатньо жорстким башмаком відхилятимуть-хід, змінюючи ефективні зазори та погіршуючи якість різу з часом.

У цій статті використовується-системний інженерний підхід. Замість того, щоб каталогізувати штампи для штампування як набір окремих частин, у кожному розділі розглядається, як структурні рішення створюють - або руйнують - умови для стабільного, високо-якісного виробництва.

Повна таксономія структурних компонентів

Знати, що структура має значення, це одне. Знаючи точно якийкомпоненти штампа для штампуваннязаймають кожну позицію - і чому вони там існують - – це те, що відрізняє функціональне розуміння від теоретичного. Кожна частина в зборі має причину існування. Видаліть його або занизьте специфікацію, і щось нижче за течією не вийде.

Замість простого списку деталей уявіть матрицю як дві складені підсистеми, кожна з яких має певну ієрархію відповідальності. Кожен компонент штампування або розподіляє силу, підтримує вирівнювання або контролює поведінку матеріалу. Ось як ці підсистеми ламаються.

Компоненти верхньої збірки

Верхня половина пересувається разом із пресовим штоком. Його робота полягає в тому, щоб доставити тоннаж до заготовки через ланцюжок компонентів, кожен з яких захищає один над ним:

• хвостовик- З’єднує верхній вузол із циліндром преса. Без нього матриця не має механічного зв’язку з рушійною силою. Неправильно підігнаний хвостовик призводить до зсуву ще до початку ходу.
• Верхня плита- Розподіляє зусилля штовхача по всій верхній частині. Подумайте про це як про структурну стелю. У разі низького розміру локалізована концентрація напруги розвивається безпосередньо над пуансонами.
• Підкладка- Загартована сталева пластина, розташована між головками пуансона та м’якшою верхньою пластиною. Сила різання, яка перевищує приблизно 30 тонн, з часом головки пуансона врізаються в незагартовану сталь. Опорна пластина запобігає цьому грибоподібному ефекту. Пропустіть це на високо-тоннажному штампі, і ви побачите, що головки пуансона занурюються у верхню пластину за тисячі ударів.
• Пробивна пластина (фіксатор)- Захищає та точно розташовує кожен удар у правильному положенні X-Y. Фіксатори штампів випускаються у вигляді кулькових-замків, плечей і-розпірних головок, кожен із яких пропонує різні методи утримання. Нещільна пластина пуансона означає, що пуансони можуть зміщуватися вбік під навантаженням -, що призводить до не-порізів по центру та поломки інструментів.
• удари руками- Інструменти для різання або формування, які контактують із заготовкою. Доступні круглі, довгасті, квадратні та індивідуальні профілі. Геометрія носа визначає форму готової частини.
• Пілоти- Маленькі конусні штифти, які вводяться в попередньо пробиті отвори, щоб знайти смужку перед кожною операцією. Без пілотів реєстрація смуг рухається від станції до станції в прогресивних штампах, а розміри-до-функцій виходять за межі допуску.

Компоненти нижнього вузла

Нижня половина залишається нерухомою. Його роль полягає в сприйнятті сил різання, забезпеченні відповідної геометрії для пуансонів і створенні жорсткої основи для всього вузла:

• Померти взуття- Структурна основа всього інструменту. Кожен інший нижній компонент кріпиться до нього. Штампові черевики зазвичай виготовляються зі сталі, хоча алюміній використовується там, де має значення амортизація та зменшення ваги. Товщина башмака матриці залежить від очікуваного тоннажу - операція карбування вимагає значно більшої маси, ніж звичайне згинання. Занижена башмака матриці відхиляється в середині-ходу, змінюючи-на-зазор матриці по периметру різання.
• Блок матриці- Містить ріжучі порожнини або формувальні профілі, які сполучаються з верхніми пуансонами. Зміщення отвору блоку матриці трохи більше, ніж пуансон - зазвичай становить від 5 до 10 відсотків товщини матеріалу на кожну сторону -, створюючи зону контрольованого руйнування, де фактично відбувається різання.
• Напрямні стійки і втулки- Точні-компоненти, виготовлені з допуском0,0001 дюймаякі вирівнюють верхню та нижню половини кожного штриха. Вони доступні у вигляді підшипників тертя (бронзова втулка ковзання) або кулькових-підшипників. Вони повинні зачепитися перед застосуванням будь-якої сили різання, щоб запобігти боковому зсуву під навантаженням.
• Знімальна пластина- Знімає листовий матеріал із пуансонів під час зворотного ходу. Без нього стрічка піднімається разом із пуансонами, заклинюючи подачу та пошкоджуючи деталі.

Функціональні зв’язки між компонентами

Ці частини штампа для штампування не працюють окремо. Вони утворюють-несучий ланцюг із чіткою ієрархією. Башмак матриці підтримує все в нижньому вузлі - якщо він відхиляється, кожен компонент над ним втрачає своє позиційне посилання. Опорна пластина захищає все у верхній частині -, якщо вона відсутня або занадто тонка, верхня пластина деградує, а вся верхня половина з часом втрачає стабільність розмірів.

Ви помітите, що логіка дотримується послідовної моделі: кожен структурний шар або поглинає силу, що спрямовується вниз, або зберігає положення для шару поруч із ним. Розуміння цих зв’язків робить усунення несправностей набагато інтуїтивнішим. Коли матриця дає задирки після нормальної роботи протягом тижнів, основною причиною рідко є сам пуансон. Зазвичай структурний компонент - зношені втулки, відхиляючий башмак або пошкоджена опорна пластина - призвели до того, що система вийшла з центру.

Коли кожен компонент матриці зіставляється з його функцією та режимом відмови, наступне питання стає практичним: як насправді весь цей вузол поводиться під час одного удару преса? Відповідь показує, чому послідовність і час -, а не лише вибір компонентів - визначають, чи виробляє матриця хороші деталі чи брухт.

Як функціонує структура матриці під час циклу штампування

Перелік деталей говорить вам, що знаходиться в матриці. Процес штампування показує, що ці деталі насправді роблять під навантаженням і рухом. Кожен компонент спрацьовує в чіткій послідовності, і ця послідовність не є довільною - вона розроблена таким чином, що вирівнювання завжди встановлюється до того, як буде застосовано зусилля, і матеріал завжди контролюється перед його вивільненням. Ось як один хід преса розгортається як скоординована механічна подія.

1. Починається таранний спуск- Прес-циліндр рухає верхню частину вниз. Сила різання ще не існує; система у вільному проїзді.
2. Напрямні стійки зачіпають втулки- Перш ніж будь-що торкнеться заготовки, напрямні штифти входять у відповідні втулки та фіксують верхню та нижню половини в межах 0,0001 дюйма.
3. Стриппер контактує з матеріалом стрічки- Підпружинена-пластина знімача досягає листового металу та притискає його до блоку матриці, запобігаючи підйому чи вигину під час різання.
4. Пуансони проникають в матеріал- Коли вирівнювання підтверджено та матеріал утримується стабільно, штампи потрапляють на аркуш. Глибина проникнення зазвичай становить від 30 до 40 відсотків товщини матеріалу до початку руйнування.
5. Відбувається поділ або формування матеріалу- Контрольоване руйнування поширюється від краю пуансона до краю матриці через зону зазору, або матеріал стікає у формувальні порожнини.
6. Викид брухту- Вирізані слимаки проштовхуються крізь отвір блоку матриці та вільно падають через рельєфні канали в башмаку матриці.
7. Стріппер утримує матеріал під час вилучення пуансона- Коли плунжер повертається назад, пластина знімача залишається притиснутою до стрічки, запобігаючи її підйому за допомогою втягуючих ударів.
8. Рам повертається у верхню мертву точку- Смужка може вільно переходити до наступної позиції, і цикл повторюється.

Послідовність заручин від спуску Барана до матеріального контакту

Зверніть увагу на логіку, вбудовану в кроки з другого по четвертий. Направляючі стовпи вмикаються першими, контакти знімача — другим, а удари — третім. Це не випадковість - це основний інженерний принцип кожної операції штампування. Якби пуансони торкалися матеріалу до того, як напрямні встановлювали вирівнювання, навіть кілька тисячних бічний зсув створював би нерівний зазор навколо розрізу. Одна сторона демонструватиме надмірні задирки, тоді як протилежна сторона демонструватиме перекидання. Структура забезпечує правильну послідовність через фізичну геометрію: напрямні штифти завжди довші за пуансони, а знімачі завжди виступають нижче кінчиків пуансонів у стані спокою.

Примусовий потік через структуру матриці

Уявіть собі, що прес подає 50 тонн у нижній частині ходу. Ця сила не просто з’являється на кінчику пуансона -, вона рухається через структурний ланцюг. З плунжера тоннаж проходить через хвостовик у верхню плиту, поширюється через опорну пластину, концентрується через окремі пуансони в матеріалі, переходить у блок матриці, розсіюється через башмак матриці та, нарешті, подрібнюється в балку преса.

Кожен елемент цього ланцюга повинен протистояти прогину під дією своєї частки навантаження. Анеправильний ударстворення незбалансованих горизонтальних сил - навіть зсув 0,0015 дюйма може спричинити різницю сил, що перевищує 175 фунтів на один-дюймовий отвір - спробує штовхнути компоненти матриці вбік. Структурна реакція повинна поглинати ці бічні навантаження через напрямні штифти, п’яткові блоки та посадку компонентів, не допускаючи позиційного зсуву. Це те, що відрізняє жорсткий процес штампування металу від недбалого: розміри кожного конструктивного елемента не тільки для вертикального стиснення, але й для бічних сил, які неминуче створюють різання та формування.

Функція зворотного ходу та зачистки

Зворотній половині процесу матриці приділяється менше уваги, ніж вона заслуговує. Коли пуансони відриваються від матеріалу, тертя та пружна віддача змушують стрічку захоплювати поверхні пуансонів. Без активної функції зачистки аркуш піднімається з блоку матриці, відбувається неправильна подача під час наступного просування, а наступний хід врізається в неправильно розміщений матеріал.

Пружинні знімачі вирішують це, підтримуючи тиск вниз на смугу під час витягування пуансона. Потрібну силу зачистки можна обчислити: довжину зсуву, помножену на товщину матеріалу, помножену на приблизно3500 psiдає мінімальну силу, яку повинні забезпечити пружини знімача. Занадто мало зусилля, і стрічка піднімається. Занадто велике та непотрібне навантаження додається до циклу пресування, збільшуючи знос пружин та монтажних деталей.

Цей процес штампування листового металу - затискання, різання, зачистка, просування - повторюється сотні разів на хвилину у високошвидкісних прогресивних штампах. Структурна система не просто утримує деталі на місці. Він організовує механічну послідовність, де вирівнювання, сила та контроль матеріалу мають відбуватися в точному порядку, кожен удар. Коли ця послідовність погіршує - зношені втулки, затримуючи вирівнювання, ослаблені пружини не здатні утримувати матеріал рівно - якість деталей розпадається, навіть якщо жоден окремий компонент не зламався.

Система довідників не дарма стоїть на початку цієї послідовності. Його конструкція визначає, наскільки точно може виконуватися весь цикл, що піднімає глибше структурне питання: який тип напрямної системи найкраще відповідає вимогам швидкості, сили та точності певного застосування?

Системи направляючих і точне вирівнювання під навантаженням

Кожен структурний компонент штампової форми залежить від однієї підсистеми, яка виконує свою роботу в першу чергу: направляючої системи. Він встановлює вирівнювання перед потоком тоннажу, перед тим, як штампи торкнуться матеріалу, перед тим, як почнеться будь-яке різання чи формування. Неправильна система направляючих, і кожен наступний компонент працює в порушеному стані - зазори зміщуються, пуансони зношуються нерівномірно, а розміри деталей виходять за межі допуску.

Відповідальність направляючої системи оманливо проста: підтримувати точне збіг між верхньою та нижньою половинами матриці в динамічних умовах. "Динамічний" - це ключове слово. Набір штампів, що стоїть на столі, завжди вирівняний. Одна робота зі швидкістю 300 ударів на хвилину всередині штампувального преса, поглинаючи-центрові сили різання та теплове розширення, — це зовсім інше завдання. Вибрані тут структурні параметри - типу штифта, розміщення та керування допуском - визначають, чи зберігається вирівнювання протягом мільйонів циклів чи погіршується протягом тижнів.

Системи напрямних-підшипників проти напрямних втулок ковзання

Два типи напрямних систем домінують у дизайні штампу для штампування, і кожен відображає різний інженерний компроміс-між точністю, вантажопідйомністю, швидкістю та вартістю.

Фрикційні шпильки (прості бронзові напрямні втулки)використовуйте штифт із загартованої інструментальної сталі, який вставляється в алюмінієву-бронзову втулку, зазвичай із зазором приблизно0,0005 дюймаміж штифтом і отвором втулки. Матеріал втулки часто містить графітові пробки для зменшення тертя, а вузол потребує-мастила під високим тиском. Ці системи найкращі там, де очікується сильна бічна тяга - великі операції формування, важкі витяжні матриці та застосування, де бічні сили можуть пошкодити делікатніші вузли підшипників. Їх навантажувальна здатність на одиницю поперечного-перерізу вища, ніж у кулькових-підшипникових систем, оскільки сила розподіляється по безперервній поверхні, а не через точкові контакти.

Компроміс-? Фрикційні штифти виробляють тепло на вищих швидкостях, обмежуючи швидкість циклу. Вони також ускладнюють відокремлення матриці - висмикування верхнього башмака з великої матриці за допомогою фрикційних штифтів може призвести до зведення вузла та згинання стовпа. Магазини, які використовують ці системи на більших наборах штампів, часто покладаються на гідравлічні сепаратори штампів, щоб утримувати башмаки паралельно під час розбирання.

Направляючі пальці-підшипниківкататися на кульках із загартованої сталі в алюмінієвій клітці. Вузол-і-підшипника фактично приблизно на 0,0002 дюйма більший за отвір втулки -, цю конструктивну особливість виробники називають «негативним ухилом», оскільки вона усуває будь-який люфт,-пов’язаний із зазором. Ця посадка з попереднім натягом забезпечує точніше вирівнювання, ніж можуть досягти фрикційні системи, що робить напрямні-підшипників стандартом для високо-швидкісних прогресивних штампів, де зазор-до-матриці має залишатися незмінним на рівні 200+ ударів за хвилину.

Додаткові переваги включають легке відокремлення матриці (відсутність тертя означає, що взуття вільно розсувається) і зменшене тепловиділення на швидкості. Обмеженням є допуск бічної сили - шарикопідшипники передають бічні навантаження через точковий контакт, а сильні не-центральні сили можуть пошкодити кульові гусениці або зламати сепаратори. Штифти кулькових-підшипників ніколи не можна змащувати; лише легке масло підтримує їхню функцію, не притягуючи сміття до кульових доріжок.

Розташування направляючої шпильки та центр тиску

Вибір між кульковими-підшипниками та фрикційними напрямними — це лише половина проблеми розробки матриці для штампування металу. Місце розташування цих шпильок має таке ж значення, як і вибір типу.

Уявіть прогресивну матрицю з дванадцятьма різальними ударами, більшість зосереджених на лівій стороні смуги. Коли прес спрацьовує, сила різання не розподіляється рівномірно по башмаку матриці - вона зосереджується ліворуч. Це створює -нецентральну результуючу силу, яка називається центром тиску (іноді її називають центром сили різання). Якщо напрямні штифти розташовані симетрично на матриці, а сили різання діють асиметрично, незбалансований момент намагається звести верхню частину -, нахиляючи її відносно нижньої половини.

Концепція інженерного рішення проста: обчисліть центр тиску шляхом підсумовування сили різання на кожній станції, помноженої на її положення, а потім поділіть на загальну силу різання. Це дає координату X-Y, де діє результуюча. Направляючі штифти повинні бути розташовані таким чином, щоб їхня опорна геометрія закріплювала цю точку, запобігаючи перевищенню того, що може витримати напрямна система без відхилення.

На практиці це означає, що іноді необхідно асиметричне розміщення направляючого штифта. Для матриці з операціями різання, зосередженими на одному кінці, можуть знадобитися напрямні опори, зсунуті до цього кінця, а не розміщені в традиційних чотирьох кутах. Ігнорування цього принципу є поширеною основною причиною нерівномірного зносу пуансона - одна сторона матриці працює сильніше, ніж інша, тому що верхній вузол тонко зводиться під час кожного удару незбалансованими силами, яким система напрямних не може протидіяти зі свого поточного положення.

Стек допусків-угорі в напрямних вузлах

Навіть ідеально підібрана, ідеально розміщена система направляючих погіршується, якщо окремі допуски компонентів не контролюються як ланцюг. Це проблема стека -допуску, застосована до інструментів для штампування металу, і вона безпосередньо визначає, чи зберігає штамп свій проектний зазор-до-штампу протягом терміну служби.

Розглянемо розмірний ланцюг, який з’єднує наконечник пуансона з відповідним отвором матриці. Цей ланцюг включає: діаметр направляючого штифта, діаметр отвору втулки, посадку преса втулки-в отвір башмака матриці, положення отвору башмака матриці відносно блоку матриці та положення відкриття блоку матриці. Кожен розмір має власний діапазон допуску -, який зазвичай шліфується з точністю до 0,0001 дюйма для напрямних компонентів. Але допуски накопичуються. Використовуючи аналіз найгіршого-випадку, якщо кожен із п’яти компонентів становить +/-0,0001 дюйма, загальна потенційна варіація сягає +/-0,0005 дюйма. -, що є суттєвим, коли ваш проектований зазор від удару до матриці може становити 0,002 дюйма на сторону для тонких матеріалів.

Статистичні методи (аналіз RSS) пропонують більш реалістичну картину для виробничих сценаріїв. Той самий п’ять-компонентний ланцюг на +/-0,0001 дюйма кожен створює сукупну варіацію приблизно на +/-0,00022 дюйма за нормальних припущень розподілу. Ось чому набори високоточних штампувальних штампів вказують жорсткіші допуски на направляючі компоненти, ніж на менш критичні характеристики - напрямна система розташована у верхній частині ланцюга вирівнювання, і будь-які зміни поширюються на кожну станцію різання та формування у штампі.

Практичні стратегії контролю-нагромадження включають:

• Встановлення жорсткіших допусків на один або два розміри, які найбільше впливають на загальну варіацію (як правило, діаметр отвору втулки та напрямного штифта)
• Зменшення довжини ланцюга шляхом встановлення напрямних втулок безпосередньо в башмак матриці, а не через проміжні пластини
• Використання відповідних комплектів - шліфувальних напрямних штифтів і втулок як пар, а не за незалежними специфікаціями
• Перевірка вирівнювання в зібраному вигляді (фактичний зазор між штифтом-до-втулки, виміряний у завершеній матриці), а не покладатися лише на сертифікати окремих компонентів

Направляюча система, яка починається на межі прийнятного вирівнювання через накопичення допуску, перетне неприйнятну територію набагато раніше, ніж система з запасом допуску. Ця прискорена деградація проявляється як збільшення висоти задирок з часом, невідповідність розмірів отвору--до- та скорочення інтервалів між відключеннями для технічного обслуговування.

Вирівнювання — це лише половина того, що тримає матеріал під контролем під час циклу штампування. Інша половина - фізично утримує смугу пласкою та очищає її від ударів - залежить від зовсім іншої структурної підсистеми зі своїми власними компромісами-проектування та проблемами інтеграції.

Конструкції систем зачистки та структурна інтеграція

Стриптизер виконує дві роботи за кожен удар. На шляху вниз він притискає смугу до блоку матриці, щоб запобігти підйому або вигину під час операцій штампування. На шляху вгору він виштовхує матеріал з пуансонів, щоб стрічка могла просуватися чисто. Ці дві функції - утримання-натиснуті та зняття - висувають конкуруючі вимоги до структури матриці. Утримання-вимагає раннього залучення та сильного тиску. Зачистка вимагає тривалої сили під час вилучення пуансона. Система, яку ви обираєте для надання цієї сили, формує фізичну конструкцію верхнього вузла таким чином, що проходить через будь-який інший компонент прес-форми.

Пружинні знімачі проти азотних газових пружин проти уретанових систем

Три системи домінують у застосуванні інструментів для штампування та матриць, кожна з яких інтегрується в структуру матриці по-різному:

Механічні знімачі спіральних пружинє найпоширенішим вибором для прогресивних матриць. Пружини встановлюються в гнізда з розточуванням, оброблені безпосередньо у верхній пластині або тримачі пуансона, при цьому знімна пластина плаває на блоках утримувача або котушках знизу. Вони прості, недорогі і їх легко замінити. Конструктивні вимоги є простими: глибина кишені повинна відповідати повному стисненню пружини плюс робочий хід, а верхня пластина має мати достатній поперечний-переріз, що залишився після обробки кишені, щоб витримувати навантаження преса без тріщин. Як рекомендує галузеве керівництво, тримачі або котушки забезпечують кращу жорсткість і напрямні, ніж знімні болти, які мають тенденцію згинатися під високим тиском зачистки.

Азотні газові пружинистворити в два-три рази силу гвинтової пружини приблизно на тому самому сліді. Майже -постійна вихідна сила протягом усього ходу робить їх особливо цінними для операцій, де постійний-натиск запобігає проблемам, що утворюються при штампуванні, як-от зморшки чи зсув матеріалу під час витягування. Конструктивно балони з азотом вимагають точних-просвердлених монтажних отворів із жорсткими допусками концентричності, а верхня пластина має бути достатньої товщини, щоб умістити весь корпус балона. Практичне правило: обмежте хід поршня до 85 відсотків від номінального максимуму, щоб продовжити термін служби циліндра, а це означає, що розробник матриці повинен врахувати цей зменшений хід під час налаштування ходу колодки.

Уретанові знімачівикористовуйте поліуретанові еластомерні подушечки або кнопки, які створюють прогресивний опір - чим більше вони стискаються, тим сильніше відштовхуються. Вони вимагають утримуючих кишень, врізаних у верхній вузол, щоб запобігти боковому здуванню під навантаженням. Уретан забезпечує високу щільність сили в компактних приміщеннях, що робить його корисним там, де обмежена вертикальна нерухомість. Обмеженням є чутливість до тепла: високошвидкісні-операції, які створюють тепло тертя, з часом погіршують стійкість уретану, зменшуючи консистенцію зачистки.

Структурна інтеграція та розрахунки сил

Незалежно від типу системи, знімач повинен генерувати достатню силу, щоб подолати зчеплення матеріалу під час кожного удару одночасно. Це зчеплення походить від тертя та пружної пружини - тих самих сил, які змушують штампувальні заготовки час від часу слідувати за пуансоном угору. Стандартний розрахунок починається з10-20 відсотків загальної сили різання, з мінімальним 30-відсотковим фактором безпеки, доданим зверху. Для знімачів, які також використовуються як затискачі під час формування, потройте теоретичний тиск пружини, щоб запобігти небажаному переміщенню матеріалу під час роботи.

Коли конструктивне кріплення не витримує цих зусиль -, болти втомлюються, пластини прогинаються, пружинні гнізда тріскаються в кутах -, результати відразу проявляються на частинах. Непослідовне зняття смуги спричиняє помилки подачі в прогресивних штампах, створює зміну розмірів через неправильне збіг смуги та прискорює знос пуансона, дозволяючи матеріалу тягнутися до поверхонь пуансона під час вилучення.

Вибір правильної системи зводиться до відповідності вимогам програми та структурним обмеженням:

• Товщина матеріалу- Товстіші рукоятки пробивають сильніше, вимагаючи більшої сили зачистки та жорсткішого кріплення
• Кількість прошивних ударів- Більше ударів означає більшу загальну силу зняття; Підрахунок і розміщення пружин повинні рівномірно розподіляти це навантаження по пластині знімача
• Стрічковий спосіб подачі- Повітряні подачі та високошвидкісні роликові подачі потребують швидкого вивільнення стрічки; запізніле зняття із слабких пружин призводить до неправильної подачі на швидкості
• Залежність необхідної сили зачистки від доступного простору- Якщо гвинтові пружини не можуть забезпечити достатню силу в доступній глибині кишені, необхідні балони з азотом або уретан, незважаючи на високу вартість

Добре-інтегрована система зачищення невидима під час виробництва - деталі знімаються чисто, смуга просувається вчасно, а якість залишається незмінною протягом мільйонів циклів. Погано інтегрований один сповіщає про себе через ковзання, що тягнуться крізь матрицю, деталі, що прилипають до пуансонів, і характерний вибух затримки зачистки, який досвідчені оператори інструментів для штампування та матриці розпізнають миттєво. Ці симптоми сходять до конструктивних рішень, прийнятих під час проектування: яка сила, де вона діє та чи може кріплення витримувати її нескінченно довго без втоми.

Конструкція знімача є однією віссю структурних змін у матриці. Іншою основною віссю є сам тип матриці - проста, складена, прогресивна та перехідна конфігурації, кожна з яких змінює ці самі компоненти в принципово різні структурні компонування для вирішення різних виробничих проблем.

Як структура змінюється в різних типах матриць

Ті самі компоненти - пуансони, блоки штампів, знімачі, системи напрямних - присутні майже в кожному металевому штампі. Те, що змінюється між типами матриць, полягає не в самих частинах, а в тому, як вони розташовані, скільки існує станцій і які конструктивні положення додаються для переміщення матеріалу через інструмент. Кожен тип штампу дає різну відповідь на одне й те саме питання: як організувати механічну структуру для виробництва певної деталі за цільовим обсягом і ціною?

Подумайте про це як про еволюційний прогрес. Прості штампи вирішують найосновнішу проблему з мінімальною структурою. Кожен наступний тип додає складності для виконання більшої кількості операцій, жорсткіших допусків або більших обсягів виробництва. Розуміння структурних змін - і чому - робить вибір набагато більш інтуїтивним.

Проста структура матриці

Проста матриця виконує одну операцію за один хід преса: одну заготовку, один прокол або один згин. Його структура мінімальна. Один пуансон, один отвір матриці, основна система направляючих і пластина знімача. Верхній і нижній вузли відображають базову схему, описану раніше, але без додаткових функцій, необхідних для багато-роботи.

Конструктивна простота має переваги. Менша кількість компонентів означає коротший час виготовлення, нижчу вартість інструменту та просте обслуговування. Але компроміс-це пропускна здатність. Якщо деталь потребує п’яти операцій, вона має пройти через п’ять окремих простих штампів на п’яти окремих пресах -, кожна з яких потребує власного етапу налаштування, вирівнювання та обробки. Цей підхід працює для невеликих-обсягів виробництва або справді простих геометрій. Для чогось складного чи великого-об’єму структурні інвестиції зміщуються в бік штампів, які консолідують операції.

Складена структура матриці

Складне штампування вирішує конкретну проблему: як вирізати внутрішні деталі та зовнішні контури з ідеальною концентричністю? Відповідь - структурна інверсія. У складній матриці пуансон для заготовки знаходиться в нижньому вузлі, тоді як отвір для заготовки переміщується у верхню половину. Проколюючі пуансони також встановлюються в нижню матрицю, а відповідні отвори матриці знаходяться у верхній частині. Усе ріжеться одночасно одним рухом.

Це перевернуте розташування додає структурної складності. Нижній вузол тепер містить як глушний пуансон, так і проколюючі штампи, які повинні підтримувати точне позиційне співвідношення один з одним. Верхній вузол тримає як кільце заглушки, так і кнопки прошивної матриці. Для виштовхування готової заготовки з кільця матриці після кожного удару потрібен механізм вибивання або зливу у верхній половині - компонент, який ніколи не потрібен простим матрицям.

Конструкційна перевага — це точність розмірів. Оскільки всі ріжучі кромки зачіпають матеріал одним рухом із однієї затисненої позиції, концентричність отвору-до-краю є кращою, ніж будь-яка послідовна операція. Обмеження також є структурним: складні матриці добре справляються з операціями різання, але практично не можуть включати станції формування. Їх компонування не залишає місця для згинання або малювання геометрії.

Прогресивна структура матриці

Процес прогресивного штампування має зовсім інший структурний підхід. Замість того, щоб робити все на одній станції, він розподіляє операції між кількома станціями, розташованими вздовж лінійної смуги. Металева котушка проходить через матрицю як безперервна стрічка - стрічка матриці просувається на одну довжину кроку за хід, і кожна станція виконує свою призначену операцію на частині стрічки, розташованій під нею.

Конструктивно це значно збільшує складність. Матриця з прогресивною смугою може містити вісім, дванадцять або двадцять станцій, кожна з яких має свій власний пуансон-і-набір матриць, власні положення знімача та власні направляючі штифти для реєстрації смуги. Довжина башмака матриці зростає пропорційно кількості станцій. Поступова матриця з дванадцять- станцій може мати розмір 36 дюймів або більше в напрямку подачі, порівняно з 6 дюймами для простої матриці, яка виконує одну операцію.

Додаткові конструктивні особливості, які ніколи не потрібні простим і складним матрицям, включають:

• Пілотні шпильки на кожній станції- Кожна станція потребує незалежного розташування смуги, оскільки сукупна помилка подачі через дванадцять кроків інакше призведе до порушення точності від-до-функції.
• Підйомники стрічки-Пружинні-елементи в нижньому штампі, які піднімають смужку над поверхнею штампу між ходами, дозволяючи їй просуватися без перетягування через ріжучі краї чи форми.
• Безперервні або сегментовані знімні пластини- Одна пластина знімача, що охоплює всю довжину матриці, або окремі знімачі на кожній станції, залежно від робочих вимог.
• Інвентарні напрямні- Рейки, які обмежують бічний рух смуги вздовж усього шляху подачі.

Процес прогресивного штампування створює готову деталь із кожним ударом, коли стрічка заповнює всі станції -, що робить його найшвидшим методом виробництва малих і середніх деталей зі складними функціями. Ця швидкість вимагає пропорційно більшої структурної жорсткості. З силами різання та формування, що діють одночасно на кількох станціях, башмак матриці повинен протистояти прогину по всій довжині, а система напрямних повинна підтримувати вирівнювання протягом усього прольоту.

Структура матриці передачі

Штампування з перенесенням нагадує прогресивне штампування за концепцією - кілька станцій, послідовні операції -, але відрізняється одним фундаментальним структурним аспектом. Частина відділяється від смуги на першій станції. З цього моменту окремі заготовки переміщуються між станціями за допомогою механічних пальців передачі, а не на несучій смузі.

Це суттєво змінює структурні вимоги. Матриця повинна вміщувати рейки перенесення та пальчикові механізми, які досягають кожної станції, підхоплюють деталь, переміщують її в наступне положення та відпускають - — усе це синхронізовано з ходом преса. Башмаки штампів ширші, ніж башмаки прогресивних штампів, щоб забезпечити зазор для обладнання для перенесення з обох сторін. Кожна станція функціонує більше як окрема матриця з власним повним пуансоном-і-блоком матриці, з’єднаним із сусідніми станціями лише механізмом передачі, а не безперервною стрічкою.

Штампи для перенесення обробляють деталі, які прогресивні штампи структурно не можуть: великі панелі, глибоко{0}}тягнуті оболонки та геометричні форми, які можуть зруйнувати несучу стрічку під час формування. Панелі кузова автомобіля, структурні кронштейни та трубчасті компоненти зазвичай працюють у системах передачі. Структурний компроміс-полягає в тому, що швидкість - механізми передачі мають обмеження фізичного прискорення, які зберігають швидкість циклу нижче, ніж досягають прогресивні матриці.

Структурний розвиток від простого до перенесення слідує чіткій логіці: кожен тип додає фізичну складність, щоб подолати конкретні обмеження попереднього типу. Прості штампи не можуть поєднувати операції. Складні матриці поєднують надрізи, але не можуть формувати. Прогресивні штампи поєднують усе вздовж траєкторії смуги, але не можуть працювати з великими або глибоко сформованими деталями. Матриці перенесення обробляють ці частини, замінюючи стрічку механічним транспортуванням - за рахунок додаткової структури, синхронізації та інвестицій.

Вибір правильного типу є, зрештою, рішенням структурної економіки. Більша складність означає вищу вартість інструментів, довший час створення та більше обслуговування -, але також вищу пропускну здатність, кращу консистенцію деталей і нижчу-вартість за штуку в обсязі. Розрахунок витрат-вигоди залежить від того, як саме структура матриці працює протягом терміну служби, що призводить до обговорення вимірних результатів, які дають або підривають вибори конструкції конструкції.

Як структурна конструкція впливає на продуктивність матриці та якість деталей

Кожен дефект штампування має структурного предка. Задирки, невідповідні деталі, передчасна поломка пуансона, висмикування снаряда - це не випадкові події. Вони є передбачуваними наслідками конкретних структурних умов усередині матриці. Різниця між матрицею, яка виробляє чисті деталі за 2 мільйони ходів, і матрицею, яка потребує переробки після 200 000, зводиться до того, наскільки добре конструкція зберігає заплановані зв’язки під час повторюваних динамічних навантажень.

Розуміння причинно-і-наслідкових зв’язків перетворює технічне обслуговування штампів із реактивної перестрілки на передбачувану інженерну вправу. Коли ви знаєте, який структурний стан викликає який дефект, ви можете простежити будь-яку проблему якості назад до її першопричини - і перейти до конкретного втручання, яке вирішить її назавжди.

Структурні причини поширених дефектів штампування

Розглянемо найбільш часті порушення якості при точному штампуванні та їх структурне походження:

Задирки через надмірну або нерівномірну відстань-до-форми.Задирки – це підняті гострі краї на вирізах -, це найпоширеніший дефект штампування. Вони утворюються, коли зони руйнування, ініційовані кромкою пуансона та кромкою матриці, не стикаються чітко через товщину матеріалу. Основною структурною причиною майже завжди є проблема вирівнювання. Зношені напрямні втулки дозволяють верхньому вузлу зміщуватися вбік, створюючи нерівний зазор по периметру пуансона. Одна сторона працює туго (спричиняючи сильний зсув і знос інструменту), тоді як протилежна сторона біжить вільно (створюючи перекидання та задирки). Як показує дослідження Dayton Lamina, навіть якщо початковий зазор встановлено правильно, структурна жорсткість визначає, чи залишатиметься цей зазор постійним під виробничими навантаженнями - гнучкий башмак матриці або погіршені напрямні змінюватимуть ефективний зазор під час роботи.

Передчасний знос пуансона через недостатню твердість опорної пластини.Коли підкладка занадто м’яка або занадто тонка для відповідного тоннажу, головки пуансона поступово вбудовуються в поверхню пластини. Це створює дві проблеми одночасно: перфоратор втрачає свою вертикальну орієнтацію (ефективно скорочується з часом, що змінює глибину проникнення), а грибоподібна кишеня допускає бічний захід, який ніколи не передбачався. Виправлення полягає в проблемі структурної специфікації - опорні пластини мають бути загартовані принаймні до 58-60 HRC і мати достатню товщину, щоб розподіляти точкове навантаження від головок пуансона без податливості.

Витягування слима через неправильний зазор матриці або відсутність утримуючих елементів.Витягування слимака відбувається, коли нарізані слимаки слідують за пуансоном назад через отвір матриці замість того, щоб вільно падати. Конструктивно це трапляється, коли зазор матриці занадто малий (створюючи ефект вакууму, коли пуансон відступає) або коли блок матриці не має елементів утримування скупчення, таких як ямочки, кутовий рельєф або канали-розриву вакууму. У штампах для штампування листового металу, що працюють на високій швидкості, витягування снаряда є особливо небезпечним - витягнутий снаряд, який приземляється на поверхню смуги, буде втиснутий у наступну деталь, утворюючи дефект, який називається слідом снаряда або відбитком штампа.

Зміщення через деградацію системи направляючих.Напрямні втулки зношуються протягом мільйонів циклів. Оскільки діаметр отвору втулки збільшується навіть на 0,0002-0,0003 дюйма, верхній вузол отримує люфт, який безпосередньо перетворюється на зміну зазору на кожній станції різання. Згідно з галузевим аналізом дефектів штампування, зношені напрямні штифти або втулки є однією з основних причин неправильної подавання, неточності розмірів і прогресивного зсуву деталей у великому-серійному виробництві.

Принципи зазору матриці, пов’язані зі структурою

Зазор зазвичай виражається у відсотках товщини матеріалу на сторону - зазор між ріжучою кромкою пуансона та отвором матриці. Традиційна практика використовувала приблизно 5 відсотків на сторону як універсальну базову лінію. Такий підхід більше не діє. У зв’язку з тим, що сталь із високою-міцністю та сучасні матеріали стали поширеними, зазор потрібно вибирати на основі міцності на розрив і товщини матеріалу, а не лише типу матеріалу. Більш товсті листи та вищі-класи міцності вимагають поступово більшого зазору, щоб контролювати навантаження на інструмент і запобігати викривленням.

Ось структурний зв’язок, який пропускає більшість інженерів: зазор – це не просто число, яке ви встановлюєте під час виготовлення. Це умова, яку структура матриці повинна активно підтримувати протягом мільйонів циклів. Башмак матриці, який відхиляється на 0,001 дюйма під навантаженням, ефективно змінює зазор з одного боку розрізу, зменшуючи його з іншого. Подібну асиметрію створюють зношені напрямні втулки. Навіть теплове розширення під час тривалих виробничих циклів може змінити ефективний зазор, якщо конструктивні компоненти не розроблені з урахуванням теплового керування.

Призначення обхідних виїмок у штампах для штампування додає ще один структурний вимір контролю матеріалу. Негативні та позитивні обхідні виїмки в матрицях для штампування листового металу служать для керування натягом стрічки та запобігають підйому між станціями. Позитивні обхідні виїмки - невеликі виступи на смузі - стикаються з поверхнею матриці та обмежують рух смуги вниз. Негативні обхідні виїмки - невеликі вирізи - забезпечують полегшення, яке запобігає прогину матеріалу, коли стрічка зазнає стиснення між станціями формування. Розуміння того, як негативні та позитивні байпасні виїмки у штампувальних штампах для формування листового металу взаємодіють із зазором і поведінкою смуги, є критичним для застосувань прогресивних штампів, де матеріал має протікати передбачувано через дванадцять або більше станцій без підйому, викривлення чи неправильного реєстрування.

На практиці це означає, що структурна жорсткість не є специфікацією розкоші -, це стратегія підтримки кліренсу. Кожна тисячна дюйма, яку башмак матриці, система напрямних або опорна пластина допускає при відхиленні або люфті, є тисячною, яка віднімається від (або додається) вашого проектованого зазору. З часом структурна деградація виводить зазор за межі оптимального вікна, і рівень дефектів відповідно зростає.

Подовження терміну служби штампу завдяки вибору конструкції

Термін служби матриці -, виміряний у ходах між втручаннями з технічного обслуговування -, є прямою функцією того, наскільки добре структурні компоненти протистоять силам, які вони поглинають у кожному циклі. Три категорії структурного вибору забезпечують довголіття:

Специфікація матеріалу.Марка інструментальної сталі та твердість визначають, наскільки швидко зношуються ріжучі кромки та наскільки добре пластини протистоять деформації. Загальний вибір включає інструментальну сталь D2 (58-62 HRC, чудова зносостійкість для різання), високорізальну сталь M2 (64-66 HRC для невеликих пуансонів, які потребують максимальної твердості), ударостійку сталь S7 для операцій формування та A2, де в’язкість важливіша за максимальну твердість. Вибір є конструктивним, оскільки він визначає, як довго кожен компонент зберігає свої проектні розміри під повторним навантаженням.

Обробка поверхні.Іонно-плазмове азотування стало особливо ефективним способом подовження терміну служби матриці, особливо з удосконаленими-сталями високої міцності. На відміну від хромування -, яке наносить тонкий поверхневий шар, який може сколюватися або відшаровуватися під високими напругами Герца -, азотування створює зміцнений дифузійний шар глибиною понад 0,010 дюйма безпосередньо в матеріалі підкладки.Дослідження показуютьщо азотовані поверхні витримують понад 850 000 ударів порівняно з приблизно 600 000 для хромованих поверхонь у тому самому застосуванні, причому один випадок досягає 1,2 мільйона ударів у порожнині матриці підлоги. Покриття PVD, такі як нітрид хрому (CrN) і нітрид титану алюмінію (TiAlN), додають додаткової зносостійкості при нанесенні на азотовані підкладки на менших вставках і пуансонах.

Конструкційний розмір і жорсткість.Занижений башмак матриці, який прогинається під навантаженням, змушує пробивати ріжучі кромки, щоб поглинати бічні навантаження, на які вони ніколи не розраховувалися, прискорюючи сколювання кромок і скорочуючи інтервали повторного шліфування. Конструкційні компоненти належного розміру - башмаки матриці достатньої товщини, щоб обмежити прогин нижче 0,0005 дюйма, опорні пластини достатньо тверді, щоб запобігти закладанню головки пуансона, напрямні компоненти з достатньою опорною поверхнею для розподілу бічної тяги - подовжують інтервал між відключеннями для технічного обслуговування, утримуючи всі компоненти в межах їх проектної робочої зони.

Відношення є мультиплікативним. Штамп із правильною інструментальною сталлю, належним чином обробленими поверхнями та конструктивними елементами правильного розміру працюватиме в п’ять-десять разів довше між техобслуговуваннями, ніж той, де будь-який окремий фактор не визначений. Частота технічного обслуговування штампів залежить не від того, наскільки важко працюють пуансони -, а від того, наскільки добре навколишня конструкція захищає ці штампи від зусиль і відхилень, яких вони ніколи не повинні відчувати.

Для інженерів, які працюють над цими конструктивними рішеннями - оптимізуючи зазор для конкретних матеріалів, проектуючи геометрію обхідних пазів для контролю смуги або вибираючи обробку поверхні відповідно до цільових обсягів виробництва - взаємодія між змінними може бути складною. Такі ресурси, якСпеціальні рішення для штампування YICHENпропонувати-інженерні консультації щодо конкретних застосувань для команд, які знаходять компроміси-, зокрема щодо контролю задирок, керування потоком матеріалів та оптимізації зазорів, де стандартні вказівки не відповідають унікальній геометрії деталей.

Структурні варіанти, які подовжують термін служби матриці та запобігають дефектам, зрештою, не мають сенсу без контексту. Правильний сорт матеріалу, тип направляючої та специфікація зазору залежать від застосування - який матеріал ви штампуєте, скільки деталей вам потрібно та яких допусків вимагає готовий продукт. Відповідність структури до програми – це те, де інженерна оцінка замінює загальні рекомендації.

Вибір правильної структури матриці для вашого застосування

Знання того, як структура впливає на продуктивність, є цінним. Знання того, яку структуру вказати для вашої конкретної деталі, матеріалу та цільового об’єму, – це те, що фактично запускає проект. Розрив між розумінням типів матриць і впевненим вибором одного зводиться до зіставлення кількох змінних програми зі структурними можливостями, які пропонує кожна конфігурація.

Відповідність конструкції матриці вимогам застосування

П’ять факторів керують рішенням щодо структурної конфігурації для будь-якого проекту штампу для металевого штампування:

Складність частини.Підрахуйте особливості - отворів, вигинів, малюнків, рельєфів. Деталь із двома пробитими отворами та одним вигином може працювати в комбінованій матриці. Деталь із п’ятнадцятьма функціями на кількох етапах формування потребує прогресивного або перехідного макета. Кожна додаткова функція додає станцію, яка додає довжину башмака матриці, діапазон направляючої системи та складність знімача.

Тип і товщина матеріалу.Матеріал диктує вимоги до тоннажу, специфікації зазору, а іноді й структурну жорсткість, необхідну для самого башмака. Сталі з вищою -міцністю вимагають важчих структурних елементів і твердіших марок інструментальної сталі на ріжучих кромках. Процес виробництва штампування металу кардинально змінюється, коли ви переходите від м’якої сталі до нержавіючих або алюмінієвих сплавів.

Річний обсяг.Менше ніж 10 000 деталей на рік, прості або складені матриці зазвичай мають економічний доціль. Від 50 000 до 500 000 деталей, прогресивні матриці виправдовують свою вищу вартість інструментів завдяки значно нижчій-ціні за штуку. Понад 500 000, першокласні структурні елементи - твердосплавні вставки, напрямні-кулькових підшипників, азотні стриппери - окупають себе за подовжений час роботи між зупинками на техобслуговуванні.

Вимоги до толерантності.Деталі з критичними параметрами-до-розмірів нижче +/-0,05 мм вимагають направляючих систем-підшипників, прецизійних-блоків штампів і структурної жорсткості, яка запобігає будь-якій зміні зазору, спричиненій прогином. Менші допуски дозволяють використовувати простіші та менш дорогі структурні підходи.

Другорядні операції.Якщо ваш поточний процес направляє деталі через три окремі матриці для проколювання, формування та обрізання, консолідація в одну прогресивну матрицю усуває обробку, покращує вирівнювання функцій і зменшує площу -, але лише якщо обсяг виправдовує інвестиції в конструкцію.

Матеріали та обсяг

Вибір матеріалу змінює структурні вимоги таким чином, що застає інженерів зненацька. Процес штампування алюмінію, наприклад, вимагає більших відстаней-до-штампу, ніж сталь, щоб уникнути задирів, а поверхні матриці часто потребують покриттів DLC або TiCN, щоб запобігти адгезії матеріалу. Нижчий модуль пружності алюмінію означає приблизно втричі більшу віддачу порівняно зі сталлю -, що змушує станції повторного закріплення або надмірний-вигин геометрії в структурі матриці, що було б непотрібним для деталей із м’якої сталі. Конструктивно алюмінієві штампи також можуть виграти від більш жорстких башмаків матриці, щоб компенсувати тенденцію матеріалу створювати менш передбачуваний потік матеріалу під час формування.

Штамп для автомобільного штампування для високоміцного сталевого армування кузова стикається з протилежним завданням: екстремальні тоннажні навантаження, які вимагають більш товстих опорних плит, ударостійкої-інструментальної сталі, як-от S7, на станціях формування та напрямних систем, розрахованих на сильний бічний натиск. Великі-машини для штампування автомобілів, що обробляють мільйон або більше деталей щорічно, виправдовують кожну структурну функцію преміум-класу - внесок у вартість-частини навіть прогресивного штампа вартістю 500 000 доларів США падає нижче 0,50 доларів США за таких обсягів, що робить розширені функції економічно тривіальними порівняно з вартістю незапланованих простоїв.

Порівняйте це з малим-прототипуванням або коротко-виробництвом. Тут структурні інвестиції слідують іншій логіці. М’які інструменти, прості конфігурації штампів і стандартні направляючі компоненти дозволяють керувати попередніми витратами, одночасно приймаючи вищу ціну за -деталь і менший термін служби штампів. Штамп із листового металу для щорічного випуску 2000-штук не потребує твердосплавних вставок чи азотних газових пружин — його потрібно швидко створити, надійно працювати протягом обмеженого терміну служби та залишатися в межах бюджету.

Коли варто інвестувати в розширені структурні особливості

Розширені функції коштують дорожче, але знижують загальну вартість володіння, коли виробничі вимоги виправдовують їх. Рішення залежить не від того, чи є функція «кращою» -, а від того, чи ваша програма генерує достатньо циклів або вимагає достатньої точності, щоб окупити інвестиції.

• Системи напрямних-підшипників- Виправдано, коли працює понад 150 ударів на хвилину або коли відстань від -до-штампу має залишатися в межах +/-0,0002 дюйма протягом повного виробничого циклу
• Азотні газові пружини- Виправдано, коли постійне утримання-натискання чи зусилля зняття є критичним (операції витягування, високо-міцні матеріали), а гвинтові пружини не можуть забезпечити належне зусилля в доступному просторі
• Твердосплавні вставки на ріжучих кромках- Виправдано, коли цільовий термін служби матриці перевищує 1 мільйон ходів або під час штампування абразивних матеріалів, таких як нержавіюча або кремнієва сталь.
• У -положеннях розпізнавання- Виправдано для автомобільних штампувальних штампів та інших-критичних застосувань безпеки, де-моніторинг у реальному часі неправильної подачі, короткої подачі чи затягування запобігає дефектам складання на нижньому етапі
• PVD або азотування поверхні- Виправдано, коли інтервали технічного обслуговування повинні перевищувати 500 000 ходів між повторним шліфуванням, особливо на формувальних поверхнях, що піддаються зносу адгезиву

Використовуйте цей контрольний список, коли вказуєте структуру матриці для нового проекту:

• Визначте річний об’єм і очікуваний термін служби матриці (загальний термін експлуатації)
• Підрахуйте всі характеристики деталей і визначте мінімальну кількість станцій
• Визначте тип матеріалу, товщину та міцність на розрив, щоб визначити зазор і тоннаж
• Вкажіть критичні допуски та визначте клас точності направляючої системи
• Оцініть, чи може деталь залишатися на несучій смузі (прогресивна) чи потребує індивідуального поводження (перенесення)
• Розрахуйте вимоги до сили зачистки на основі кількості ударів і захоплення матеріалу
• Визначте, чи операції формування вимагають постійної сили (азоту) чи достатньо основної сили пружини
• Оцініть доступ до технічного обслуговування - чи буде штамп працювати на підприємстві з-власною інструментальною кімнатою?
• Встановіть межі бюджету за допомогою-аналізу беззбитковості порівняно з прогнозованим обсягом

Інженери, які опрацьовують цей контрольний список, систематично приходять до структурної специфікації, яка відповідає їхнім фактичним потребам -, а не над-зробленої матриці, яка витрачає капітал, і не недо-збудованої, яка передчасно виходить з ладу. Для проектів, де-компроміси стають складними - оптимізація балансування зазору, конструкція підйомника, контроль потоку матеріалу та вибір компонентів за кількома взаємодіючими змінними - робота з досвідченими партнерами з інструментів прискорює процес прийняття рішень.Інженерна команда штампів для спеціального штампування YICHENпідтримує цю стадію, поєднуючи наміри структурного проектування з-готовим інструментом, особливо для застосувань, де стандартні рішення каталогу не можуть вирішити унікальні проблеми геометрії чи матеріалів.

Поширені запитання про структуру матриці для штампування

1. Які основні компоненти конструкції штампу?

Конструкція штампа для штампування складається з двох основних вузлів. Верхній вузол включає хвостовик, верхню пластину, опорну пластину, пластину пуансона, пуансони та направляючі. Нижній вузол містить башмак матриці (конструкційна основа), блок матриці (вирізання або формування порожнин), напрямні стійки та втулки (вирівнювання в межах 0,0001 дюйма) і пластину знімача. Кожен компонент виконує певну роль у розподілі сили, підтримці вирівнювання або контролі поведінки матеріалу. Видалення або недостатня специфікація будь-якого окремого елемента спричиняє передбачувані несправності нижньої частини -, наприклад, пропуск опорної пластини на високо-тоннажному штампі призводить до того, що головки пуансона вбудовуються у верхню пластину протягом тисяч ходів.

2. Яка різниця між прогресивною матрицею та матрицею перенесення?

Прогресивні штампи розподіляють операції між декількома станціями вздовж безперервної траєкторії смуги - металева котушка подається як з’єднана смуга, просуваючись на один крок за хід. Штампи перенесення відокремлюють деталь від смуги на першій станції, а потім переміщують окремі заготовки між станціями за допомогою механічних пальців перенесення. Конструктивно прогресивні матриці вимагають більш довгих башмаків матриці, направляючих штифтів на кожній станції та підйомників стрічки. Штампи для перенесення потребують ширшого башмака для пальців і обладнання для синхронізації. Прогресивні штампи працюють швидше, але не впораються з великими панелями чи глибокою витяжкою. Трансферні матриці вміщують ці геометрії з меншою частотою циклу. Вибір залежить від розміру деталі, глибини формування та вимог до обсягу виробництва.

3. Як зазор від пуансона-до-матриці впливає на якість штампування?

Проміжок-до-матриці - зазор між краєм пуансона та отвором матриці - безпосередньо контролює, як матеріал ламається під час різання. Занадто малий зазор спричиняє надмірний знос інструменту та відколи. Занадто великий зазор створює задирки, перекидання та погану якість краю. Зазор зазвичай становить 5-10% від товщини матеріалу на кожну сторону, але його необхідно регулювати відповідно до міцності матеріалу на розрив. Критичний момент, який часто пропускають, полягає в тому, що зазор – це не просто статичне налаштування – структура матриці повинна активно підтримувати його протягом мільйонів циклів. Деформація башмака матриці, зношені напрямні втулки або пошкоджені опорні пластини змінюють ефективний зазор під час роботи, навіть якщо він був правильно встановлений під час виготовлення.

4. Коли слід обирати направляючі-на кулькових підшипниках, а не напрямні з втулками ковзання?

Направляючі-на кулькових підшипниках є кращим вибором для високошвидкісних штампів із швидкістю понад 150 ударів за хвилину або коли зазор між штампами має бути в межах +/-0,0002 дюйма. Вони використовують попередньо натягнуту посадку (негативний ухил), що усуває будь-який люфт, генерує менше тепла на швидкості та дозволяє легко від’єднати штамп. Звичайні бронзові напрямні втулки є кращими для важких операцій формування, витяжних штампів або застосувань зі значними бічними силами - їх безперервний поверхневий контакт справляється з боковою тягою краще, ніж точковий контакт кулькових підшипників. Гладкі втулки коштують дешевше і терплять більше зловживань, але обмежують частоту циклів через тепло тертя та ускладнюють відокремлення матриці на більших інструментах.

5. Як вибрати правильну структуру штампа для конкретного застосування?

Вибір залежить від п’яти основних факторів: складності деталей (кількість функцій визначає кількість станцій), типу матеріалу та товщини (впливає на вимоги до тоннажу, кліренсу та структурної жорсткості), річного обсягу (виправдовує інвестиції в прогресивні штампи понад 50 000 деталей на рік), вимог до допуску (диктує клас точності направляючої системи) і чи можна консолідувати операції з окремих штампів. Інженери повинні розрахувати загальний термін експлуатації, визначити критичні допуски, оцінити, чи може деталь залишатися на несучій смузі чи потребує транспортування, а також оцінити можливості технічного обслуговування. Для складних-компромісів, пов’язаних із оптимізацією кліренсу, потоком матеріалів і вибором компонентів, консультації з досвідченими інструментальними партнерами, такими як YICHEN (https://www.yichen-group.com/stamping-die/), можуть прискорити-прийняття рішень.