Dekódovanie výliskov z radu: Od nastavenia nástroja po výrobu-Hotových dielov

Čo sú čiarové razidlá a prečo na terminológii záleží

Predstavte si, že získavate hlboko{0}}kreslenú automobilovú konzolu a jeden dodávateľ vám ponúkne „linkovú matricu“, ďalší „prenosovú matricu“ a tretí to jednoducho nazýva „nastavenie linky/prenosovej matrice“. Opisujú ten istý proces? Odpoveď je rôzna - a správna terminológia vás môže ochrániť pred nákladnou nesprávnou komunikáciou počas vývoja nástrojov.

Definovanie líniových razidiel pri tvárnení kovov

Linkové výlisky sú diely vyrábané prostredníctvom aviac{0}}stanicový proces tvárnenia kovovkde sú jednotlivé, jedno{0}}operačné matrice usporiadané v sekvenčnej línii -, každá je namontovaná na svojej vlastnej lisovacej stanici alebo rozmiestnená pozdĺž spoločného lisovacieho lôžka. Plochý kovový polotovar vstupuje do prvej stanice, podstupuje jednu špecifickú operáciu, ako je strihanie, kreslenie alebo orezávanie, a potom je fyzicky prenesený do ďalšej stanice na nasledujúcu operáciu. Toto približovanie-za{5}}stanicami pokračuje, kým sa na konci linky neobjaví hotová časť.

Linkové lisovanie je sekvenčný proces tvárnenia kovu, ktorý využíva sériu samostatných, samostatných lisovníc -, z ktorých každý vykonáva jedinú operáciu - s obrobkami fyzicky prenášanými medzi samostatnými lisovacími stanicami na výrobu hotových dielov vo viacerých kontrolovaných krokoch.

To, čo robí túto metódu odlišnou, je použitie diskrétnych súprav matric. Každá stanica funguje ako svoj vlastný-nástroj, ktorý poskytuje inžinierom slobodu navrhovať, upravovať alebo vymieňať jednotlivé stanice bez prepracovania celého balíka nástrojov. Táto modularita je jedným z dôvodov, prečo sú konfigurácie líniových lisovníc uprednostňované pre väčšie diely, hlboko{3}}ťahané geometrie a komponenty, ktoré si vyžadujú operácie tvárnenia z viacerých uhlov.

Ako sa čiarové matrice líšia od progresívnych a transferových matríc

Rozdiely medzi metódami razenia spočívajú v tom, ako materiál vstupuje do procesu a ako sa časti pohybujú medzi operáciami. Pri progresívnom lisovaní kovov sa súvislý kovový pás privádza zo zvitku priamo do jednej sady lisovníc, ktorá obsahuje viacero staníc. Pás sa posúva inkrementálne a každý zdvih lisu vykonáva inú operáciu na každej stanici súčasne. Diel zostáva po celý čas pripevnený k nosnému pásu, pričom sa oddeľuje až na konečnej stanici. Progresívne lisovacie a lisovacie systémy vynikajú pri výrobe malých-až{5}}stredných dielov pri veľmi veľkých objemoch s minimálnou manipuláciou.

Naproti tomu transferové lisovanie pracuje s vopred narezanými polotovarmi, a nie s kontinuálnym pásovým materiálom. Polotovar sa odreže a potom sa presunie medzi stanicami pomocou mechanických prenosových systémov -, ako sú servo-poháňané ramená, ručné nosníky alebo priečne mechanizmy -, ktoré uchopia, zdvíhajú a premiestňujú obrobok v každej fáze. AkoVýroba Dundeevysvetľuje, že prenosové systémy môžu byť mechanické, pneumatické, hydraulické alebo servo{0}}poháňané v závislosti od zložitosti a veľkosti dielu. Obrobok je nezávislý od akéhokoľvek nosného pásu, čo umožňuje väčšie veľkosti dielov a zložitejšie trojrozmerné tvarovanie.

Line dies zaujímajú v tejto rodine najširšie postavenie. Vzťahujú sa na akékoľvek usporiadanie samostatných lisovacích nástrojov v sekvenčnej konfigurácii -, či už sa diely pohybujú ručne, gravitačným posúvaním alebo robotickou automatizáciou. Prenosové lisovanie je v skutočnosti podmnožinou linkového lisovania, kde automatizované mechanické systémy riadia pohyb dielov medzi stanicami.

Vyčistenie zmätku v terminológii odvetvia

Tu sú veci v praxi mätúce. Mnohí výrobcovia a dokonca aj priemyselné publikácie používajú „line matricu“ a „transfer matricu“ zameniteľne. Nájdete dodávateľov popisujúcich rovnaké nastavenia pod rôznymi názvami a konkurenčné cenové ponuky, ktoré stierajú hranice medzi týmito výrazmi. Táto nekonzistentnosť nie je len sémantická -, ale ovplyvňuje spôsob, akým inžinieri oznamujú tolerancie, časy cyklov a požiadavky na nástroje.

Prehľadnejšia taxonómia vyzerá takto:

Keď niekto v rozhovore spomenie procesy „progresívneho razenia a razenia“, takmer vždy má na mysli metódu nasadzovania-jednotlivých{1}}tvaroviek-. Na druhej strane, líniové matrice vždy zahŕňajú diskrétne súpravy matríc a oddelené polotovary -, čo je zásadný rozdiel, ktorý formuje všetko od rozloženia lisu až po očakávaný čas cyklu.

S touto taxonómiou sa skutočná otázka stáva praktickou: ako sa polotovar skutočne pohybuje cez zostavu matrice a čo sa deje na každej stanici pozdĺž cesty?

Ako funguje proces lisovania čiar krok za krokom

Predstavte si dielňu so štyrmi, piatimi alebo dokonca ôsmimi jednotlivými lismi usporiadanými v rade -, z ktorých každý je vybavený vlastnou vyhradenou raznicou, z ktorých každý vykonáva iba jednu operáciu tvarovania alebo rezania. Na jednom konci vstupuje plochý kovový polotovar a na druhom konci vystupuje plne tvarovaná časť. To je vo svojej najjednoduchšej forme operácia linkového razenia. Ale detaily medzi vstupom a výstupom sú to, čo oddeľuje hladkú-výrobnú linku od linky sužovanej šrotom a prestojmi.

Príprava polotovaru a počiatočné načítanie

Každý proces lisovania riadkov začína čistým - plochým kusom plechu vyrezaným na presnú veľkosť a tvar ešte predtým, ako sa vôbec dotkne raznice. Toto je zásadný rozdiel od progresívneho lisovania, kde sa zvitková surovina privádza priamo do súpravy lisovníc z odvíjača. V zostave lisovacej linky sa prírezy zvyčajne strihajú alebo laserom -režú z plechu alebo zvitku v samostatnej strihacej stanici a potom sa stohujú na palety na prepravu do lisovacej linky.

Prečo na tom záleží? Pretože rozmery polotovaru priamo ovplyvňujú materiálový tok počas operácií ťahania a tvárnenia. Prírez nadmernej veľkosti plytvá materiálom a môže spôsobiť pokrčenie; poddimenzovaný riskuje roztrhnutie. Inžinieri vypočítavajú veľkosť polotovaru na základe plochy povrchu hotového dielu, hĺbky ťahu a prídavkov na orezanie - v podstate obrátene-vytvorenie plochého vzoru z konečnej 3D geometrie.

Po stohovaní a usporiadaní sa prírezy naložia na odkladač na čele lisovacej linky. AkoČasopis o formovaní kovovpoznamenáva, že systém detekcie dvojitých{0}}prírezov je v tejto fáze nevyhnutný, aby sa zabránilo súčasnému podávaniu dvoch prírezov -, čo môže spôsobiť preťaženie lisu alebo poškodenie nástrojov. Po zložení zo stohu môžu polotovary prechádzať cez stanicu umývačky/olejovača, ktorá aplikuje mazanie na zníženie trenia počas tvarovania.

Radenie staníc a typy prevádzky

Každá stanica v rade má samostatnú súpravu kociek - svoju vlastnú kombináciu razidla a kociek - konštruovanú pre jednu operáciu. Geometria dielu určuje poradie operácií a celkový počet požadovaných staníc. Relatívne jednoduchý držiak môže potrebovať iba štyri stanice, zatiaľ čo hlboko ťahaný automobilový panel môže vyžadovať sedem alebo osem.

Tu je návod, ako vyzerá typická postupnosť procesnej matrice pre stredne zložitý nakreslený diel:

1. Nakladanie a centrovanie polotovarov:Plochý polotovar je umiestnený na polohovacích kolíkoch alebo hniezdach v prvej stanici, aby sa zabezpečila presná orientácia.
2. Úvodné žrebovanie:Polotovar je vytiahnutý do hrubého 3D tvaru pomocou preťahovacej matrice s držiakom polotovaru, ktorý riadi tok materiálu a zabraňuje pokrčeniu.
3. Prekreslite alebo obnovte:Pre diely s výraznou hĺbkou sa druhým ťahom alebo opätovným vytiahnutím zjemní tvar, stiahne polomery a zlepší rozmerová presnosť.
4. Orezať:Prebytočný materiál príruby a prídavok na ťah sa odrežú, čím sa diel priblíži k jeho konečnému profilu.
5. Pierce:Otvory, štrbiny a ďalšie vnútorné prvky sú vyrazené do tvarovaného dielu pomocou prepichovačov prispôsobených tvrdeným gombíkom.
6. Tvar príruby a vačky:Hrany sú ohnuté podľa konečných uhlových špecifikácií a všetky prvky vyžadujúce tvarovanie mimo{0}}osy sú tvarované pomocou vačkových{1}}častí lisovnice.
7. Konečná úprava a kontrola kvality:Zvyšný šrot sa odstráni a hotový diel sa vysunie na kontrolu alebo sa odošle priamo do balenia.

Nie každá časť vyžaduje všetkých sedem krokov. Inžinieri pridávajú alebo odstraňujú stanice na základe hĺbky ťahu, počtu dierovaných prvkov a toho, či je potrebné tvarovanie mimo{1}}uhlov. Flexibilita prispôsobenia každej stanice nezávisle je jednou z hlavných výhod tohto prístupu -, ak zmena dizajnu pridá vzor otvorov, upravíte alebo pridáte jednu stanicu raznice namiesto toho, aby ste prerábali- celú súpravu progresívnych foriem.

Stlačte Line Layout a Part Flow

Fyzické usporiadanie lisov na dielni je viac než len logistika -, priamo ovplyvňuje čas cyklu, kvalitu dielov a bezpečnosť obsluhy. V tandemovej lisovacej linke, ktorá je najbežnejšou konfiguráciou pre linkové lisovanie, každá stanica sedí vo vlastnom vyhradenom lise. Priemyselné údaje naznačujú, že tandemové linky zvyčajne obsahujú štyri až šesť lisov: vodiaci lis (tiež nazývaný hlavový lis) vykonáva počiatočnú operáciu ťahania, zatiaľ čo sledovacie lisy vykonávajú orezávanie, prepichovanie, obrubovanie a opätovné nabíjanie. Olovený lis má zvyčajne najvyššiu tonáž a môže obsahovať hydraulické vankúše na podporu držania polotovaru počas hlbokého ťahania.

Medzera medzi tlačou musí zodpovedať mechanizmu prenosu -, či už ide o rameno robota, kyvadlový systém alebo fyzicky sa pohybujúce časti operátora. Je potrebný dostatočný priestor na to, aby sa diel mohol zdvihnúť zo spodnej matrice, v prípade potreby sa otočiť alebo preorientovať a presne umiestniť do polohovacieho hniezda ďalšej stanice. Orientácia časti medzi stanicami je kritická; polotovar, ktorý vstúpi do ťažnej matrice s 5-stupňovou rotačnou chybou, vytvorí súčiastku s nesprávne zarovnanými líniami orezania a otvormi mimo polohy.

Manipulácia so šrotom je ďalším aspektom rozloženia, ktorý sa dá ľahko prehliadnuť. Každá stanica na orezávanie a prepichovanie vytvára droby - slimáky a kostrový materiál, ktorý zostal po rezaní. Žľaby umiestnené pod každou matricou smerujú šrot do zásobníkov alebo dopravníkov bežiacich pod úrovňou podlahy, čím udržiavajú pracovnú oblasť voľnú a bránia voľnému šrotu, aby prekážal pri presune dielov. Vo veľkoobjemových{4}}automobilových linkách bežia dopravníky šrotu nepretržite do vyhradených lisovacích staníc.

Typická miera zásahov pre tandemové lisovacie linky sa pohybuje od približne 6 zdvihov za minútu pri konvenčných mechanických lisoch až po viac ako 18 zdvihov za minútu pri použití servomechanických lisov v kontinuálnom režime -, čo je trojnásobný rozdiel, ktorý podčiarkuje, ako sa tlačové technológie a možnosti rozloženia linky prelínajú ekonomikou výroby.

Pochopenie toku procesu je samozrejme len polovicou rovnice. Skutočné výkonnostné rozdiely medzi zostavami líniových lisovníc, progresívnymi lisovnicami a prenosovými systémami budú zrejmé, keď ich porovnáte vedľa seba s faktormi, ktoré v skutočnosti riadia rozhodnutia o nástrojoch.

Line Die vs Progressive Die vs Transfer Die razenie

Poznáte kroky procesu, rozumiete tomu, ako sa prírezy pohybujú cez nastavenie líniovej matrice -, ale ako sa rozhodnete, či je konfigurácia líniovej matrice skutočne tou správnou výzvou pre váš projekt? Odpoveď závisí od niekoľkých merateľných faktorov: veľkosť dielu, objem výroby, hrúbka materiálu, geometrická zložitosť a rozpočet. Porovnanie týchto troch spôsobov razenia vedľa seba odhaľuje, kde si každý z nich zaslúži svoje miesto v dielni.

Silné stránky a limity progresívneho razenia

Čo je teda progresívna kocka presne z praktického hľadiska? Je to jediná súprava lisovníc obsahujúca viacero staníc, cez ktoré sa pri každom zdvihu lisu posúva súvislý kovový pás. Každá stanica vykonáva inú operáciu - zatemňovanie, prepichovanie, ohýbanie, tvarovanie - a diel zostáva pripojený k nosnému pásu až do konečného odrezania. Tento prúžkový-dizajn dáva progresívnemu razeniu výhodu rýchlosti: rýchlosť cyklu môže dosiahnuť30 až 60+ úderov za minútu, ďaleko predbiehajúce nastavenia matrice.

Táto rýchlosť prichádza s obmedzeniami. Progresívne matrice fungujú najlepšie pre malé-až{2}}stredné diely -, napríklad konzoly, spony, spojky a konštrukčné výstuže -, pretože diel musí zostať pripojený k pásu počas celej postupnosti tvarovania. Veľké diely, hlboké ťahy a geometrie, ktoré vyžadujú zásadné trojrozmerné tvarovanie, sa jednoducho nedajú vyrobiť, keď sú pripevnené k plochému nosnému pásu. Využitie materiálu má tiež tendenciu byť nižšie, pretože pás vyžaduje medzery medzi stanicami a nosným pásom, ktorý sa stáva šrotom.

Progresívne raziace matrice tiež vyžadujú vyššie počiatočné investície do nástrojov pre jednu sadu razníc. Komplexná progresívna matrica s 15 alebo 20 stanicami predstavuje značné inžinierske a obrábacie úsilie. Úprava jednej stanice môže ovplyvniť rozloženie pásu pre každú ďalšiu stanicu v smere toku, takže zmeny dizajnu budú zložitejšie ako pri nastavení linky, kde je každá stanica nezávislá.

Tam, kde razenie čiarou prekonáva alternatívy

Líniové výlisky si zasluhujú svoje miesto, keď sú diely príliš veľké, príliš hlboké alebo príliš geometricky zložité na to, aby sa mohli podávať ako pásový materiál cez progresívnu matricu. Predstavte si, že vytvoríte vnútorný panel kapoty automobilu alebo kryt krytu spotrebiča -, tieto diely si vyžadujú hlboké ťahy, viac{2}}obrubovanie a rozsiahle orezávanie, ktoré by bolo fyzicky nemožné v konfigurácii s pásovým podávaním-.

Pretože každá lisovacia stanica je samostatná jednotka, inžinieri získavajú flexibilitu, ktorú progresívne lisovnice jednoducho nemôžu ponúknuť. Potrebujete pridať operáciu zablokovania, pretože nový druh materiálu sa vracia späť viac, ako sa očakávalo? Vložte stanicu. Chcete upraviť profil orezávania bez ovplyvnenia ťažnej matrice proti prúdu? Vymeňte jeden nástroj. Vďaka tejto modulárnosti sú lisovacie lisy obzvlášť praktické pre programy, ktoré môžu zaznamenať technické zmeny v polovici-cyklu alebo kde viaceré varianty dielu zdieľajú niektoré -, ale nie všetky - formovacie operácie.

Prenosové lisovanie, automatizovaná podmnožina líniových lisovacích prác, premosťuje medzeru medzi týmito dvoma extrémami. Pomocou mechanických prenosových tyčí, servo ramien alebo robotických systémov v rámci jedného veľkého lisu presúvajú prenosové zostavy pred-výrobky automaticky cez viacero staníc. Sú ideálne pre stredné-až{4}}veľké časti pri miernom{5}}až{6}}vysokom objeme-konštrukčné automobilové komponentyako sú priečniky, výstužné konzoly a vnútorné časti dverí. Pretlačovacie lisovanie ponúka rýchlejšie časy cyklov ako ručné usporiadanie lisovníc v tandemovej linke, pričom si zachováva schopnosť manipulovať s dielmi, ktoré prekračujú limity progresívnej veľkosti lisovnice.

Rozhodovacia matica pre výber správneho prístupu

Nasledujúca porovnávacia tabuľka uvádza kľúčové rozhodovacie faktory pre všetky tri metódy. Namiesto vymyslených čísel nájdete kvalitatívne hodnotenia, ktoré odrážajú skutočné -svetové obchodné-výhody -, druh informácií, ktoré vám pomôžu zúžiť možnosti pred tým, než sa obrátite na dodávateľa nástrojov.

Vynikne niekoľko vzorov. Progresívne matrice dominujú, keď sú rýchlosť a objem najvyššou prioritou a súčiastka zapadá do-obmedzení podávania pásu. Ak veľkosť dielu alebo hĺbka ťahu presiahne tieto limity, prevezmú sa zostavy lisovníc -, jednoducho nemôžete vytvoriť kryt s hĺbkou 600 mm, kým je stále pripevnený k pásu cievky. Pretlačovacie lisovanie zaberá strednú pozíciu a spája flexibilitu pri manipulácii s polotovarom- s automatickým pohybom dielov, ktorý zvyšuje priepustnosť.

Ak veľkosť dielu, hĺbka ťahu alebo geometrická zložitosť presahujú možnosti progresívnych lisovníc, vyberte si radové lisovnice, ale objemy výroby oprávňujú investovať do jednoúčelových nástrojov pre jednu{0}}stanicu na viacerých lisovacích staniciach.

Cena nikdy nie je jednoriadkové{0}}porovnanie. Súprava progresívnych lisovníc môže stáť viac ako ktorákoľvek jednotlivá lisovnica, ale kompletné nastavenie tandemovej linky - štyroch až ôsmich samostatných sád lisovníc, plus infraštruktúra lisu, automatizácia a manipulácia so šrotom - sa môže rovnať alebo prekročiť investíciu do progresívnych lisovníc. Rozdiel je v tom, ako sa tieto náklady rozdeľujú: linkové lisovacie nástroje rozkladajú riziko medzi nezávislé stanice, zatiaľ čo progresívne lisovnice ho koncentrujú do jedného vysoko navrhnutého balíka.

Správny výber závisí aj od vášho materiálu. Hrubšie rozchody a ocele s vyššou{1}}pevnosťou posúvajú rozhodnutia smerom ku konfiguráciám lisovníc a prenosových lisovníc, kde sa tonáž lisu každej stanice môže individuálne prispôsobiť prevádzke. Naproti tomu progresívne matrice vyžadujú jediné stlačenie na dodanie dostatočnej sily pre najnáročnejšiu stanicu v páse -, čo môže znamenať predimenzovanie lisu pre väčšinu operácií, ktoré vykonáva.

Tieto kompromisy-nastavili pôdu pre rovnako dôležitú otázku: čo sa vlastne nachádza vo vnútri každej lisovacej stanice linky a ako jej komponenty spolupracujú na dodaní opakovateľných dielov v-kvalitnej produkcii?

Základné súčasti nastavenia líniovej matrice

Každá stanica na lisovanie kovov je v podstate precízny sendvič - horná zostava zostupujúca do spodnej zostavy, medzi ktorou je zachytený plechový polotovar. Ale tu je to, čím sa linková lisovacia stanica líši od stanice v rámci progresívneho nástroja: každá z nich je úplne samostatná -sada lisovníc. Táto nezávislosť poskytuje inžinierom flexibilitu, no zároveň prináša jedinečné výzvy týkajúce sa zarovnania, opakovateľnosti a výberu materiálu, ktoré si zaslúžia bližší pohľad.

Anatómia zostavy hornej a dolnej matrice

Predstavte si stanicu linky ako dve polovice pracujúce v zhode. Zostava hornej matrice - namontovaná na pieste - nesie razník, ktorý vykonáva skutočné tvarovanie alebo rezanie. Spodná zostava lisovnice sedí na kolíske lisu a obsahuje blok lisovnice, ktorý poskytuje dutinu alebo reznú hranu, do ktorej lisovník zaberá. Medzi týmito dvoma polovicami, vodiace stĺpiky a puzdrá udržujú všetko presne zarovnané počas každého lisovacieho zdvihu.

Tu sú základné komponenty lisovacej formy a ich funkcie v rámci typickej linky lisovacej stanice:

• Vrchná topánka:Horná doska, ktorá slúži ako montážny základ pre všetky horné komponenty matrice. Pripája sa priamo na lisovací baran.
• Punč:Prvok pracovného nástroja, ktorý je v kontakte s polotovarom a vykonáva operáciu tvarovania, dierovania alebo rezania.
• Dierovací plech:Drží a nachádza dierovač presne na mieste na hornej čeľusti.
• Nosná doska:Tvrdená doska medzi držiakom razidla a hornou topánkou razidla, ktorá rozdeľuje silu a zabraňuje zaboreniu razníka do mäkšieho materiálu topánok pri vysokom zaťažení.
• Spodná topánka:Spodná základová doska, ktorá podopiera blok matrice, vodiace stĺpiky a všetky spodné-polovičné komponenty. Zvyčajne obsahuje opracované otvory na odstraňovanie šrotu a slimákov.
• Blok matrice:Obsahuje dutinu, rezné hrany alebo tvarovacie plochy, ktoré spolupracujú s razníkom. V líniových vyťahovacích staniciach formovací blok definuje vonkajšiu geometriu tvarovaného dielu.
• Vodiace stĺpiky a puzdrá:Presné{0}}zemné stĺpiky - namontované v jednej pätke a zaberajúce puzdrá v opačnej pätke -, ktoré zarovnávajú hornú a dolnú polovicu. AkoVýrobcapoznámky, tieto sú vyrábané s toleranciou 0,0001 palca a sú dostupné v konfiguráciách s trecími-ložiskami alebo guľôčkovými-ložiskami.
• Držiak polotovaru (spojovač):Tlaková-doska v preťahovacích staniciach, ktorá zovrie obvod polotovaru počas tvarovania, riadi tok materiálu a zabraňuje krčeniu.
• Striptér:Po každom zdvihu odstraňuje obrobok alebo úlomok z okolia razníka, čím zabraňuje zdvíhaniu materiálu pomocou hornej zostavy.
• Pätkové bloky a oterové dosky:Absorbujte bočný tlak generovaný počas tvárnenia, čo je obzvlášť dôležité v staniciach, ktoré produkujú nevyvážené alebo jednosmerné sily.

Topánka je neospevovaným hrdinom tohto zhromaždenia. Funguje ako štrukturálny základ, ktorý zachováva rovnobežnosť a zarovnanie pri opakovanom zaťažení. Horné aj spodné lisovacie pätky sú opracované naplocho a rovnobežne s úzkymi toleranciami - zvyčajne pomocou presného frézovania alebo brúsenia. Hliníkové lisovacie čeľuste, ktoré vážia zhruba jednu-tretinu ako oceľ, sú obľúbené na miestach, kde záleží na tlmení nárazov, ako je napríklad vysekávanie. Oceľové čeľuste zostávajú štandardom pre vysoko-tonážne čerpacie stanice, ktoré vyžadujú maximálnu tuhosť.

Pri ťahových operáciách vankúšový systém pod spodnou pätkou lisovnice poskytuje riadenú silu smerom nahor na držiak polotovaru. Hydraulické alebo dusíkové plynové pružinové vankúše umožňujú inžinierom jemne-vyladiť prítlak držiaka blanku - príliš malú silu a blank zvrásniť, príliš veľa a materiál sa trhá. Táto nastaviteľnosť je obzvlášť cenná v konfiguráciách linek, kde je možné vankúš každej stanice nezávisle kalibrovať tak, aby zodpovedal jej špecifickým požiadavkám na tvarovanie.

Materiály lisovníc a povrchová úprava lisovacích nástrojov

Výber správneho materiálu pre komponenty lisovacej formy na kov je vyvážením medzi tvrdosťou, húževnatosťou a odolnosťou proti opotrebovaniu. Značnú časť tohto rozhodnutia ovplyvňuje lisovaný materiál obrobku.

Pre razníky a vložky matrice, ktoré vykazujú vysoké kontaktné tlaky, sú bežné nástrojové ocele ako D2 (vysoké-opotrebenie, nízka-trieda rázov) bežnou voľbou pre lisovanie mäkkej ocele a tried HSLA. D2 ponúka dobrú odolnosť proti abrazívnemu opotrebeniu pri hodnotách tvrdosti okolo RC 58-60, čo z neho robí ťažného koňa pre orezávacie a dierovacie stanice. všakŠtatistiky AHSSvýskum ukazuje, že nástroje D2 tvoriace pokročilé-vysokopevné ocele môžu zlyhať už po 5 000-7 000 zaťažovacích cykloch -, čo je približne jedna desatina životnosti nástroja očakávanej u konvenčných ocelí. Vinník? Nedostatočná rázová húževnatosť pri vyššom pracovnom zaťažení, ktoré tieto druhy vyžadujú.

Tento nedostatok riešia nástrojové ocele práškovej metalurgie (PM). Výrobný proces PM - rozprašuje roztavený kov na jemný prášok a potom konsoliduje izostatickým lisovaním za horúca - vytvára jednotnejšiu mikroštruktúru s menšími, rovnomerne rozloženými karbidmi. Výsledkom je nástrojová oceľ, ktorá dosahuje rovnakú tvrdosť RC 58-60 ako D2, ale s takmer 10-násobnou odolnosťou proti nárazu. Pre stanice s lisovadlami na výrobu DP ocelí, martenzitických tried alebo akéhokoľvek materiálu s pevnosťou v ťahu 980 MPa sa PM nástrojové ocele stali východiskovým substrátom.

Karbidové doštičky posúvajú odolnosť proti opotrebovaniu o krok ďalej. V staniciach, kde je lokálny kontaktný tlak extrémny - ostré polomery ťahania, orezané hrany alebo otvory prepichnutia -, doštičky z karbidu volfrámu poskytujú hodnoty tvrdosti ďaleko presahujúce nástrojovú oceľ. Sú drahé, takže konštrukcia lisovníc si zvyčajne vyhradzuje karbid pre oblasti s vysokým-opotrebením, zatiaľ čo okolitá konštrukcia využíva ekonomickejšie triedy nástrojových ocelí.

Povrchové úpravy a nátery predlžujú životnosť akéhokoľvek podkladu. Bežné prístupy zahŕňajú:

• Iónová nitridácia:Rozptyľuje dusík do povrchu nástroja a vytvára tvrdú vrstvu-odolnú proti opotrebovaniu. Účinné pre galvanizované ocele, kde PVD povlaky môžu spôsobiť hromadenie zinku.
• Povlak z nitridu titánu (TiN):Tento povlak, aplikovaný pomocou fyzikálneho naparovania (PVD), znižuje trenie a odoláva adhéznemu opotrebovaniu. PVD spracovanie prebieha pri nižších teplotách ako CVD, čím sa minimalizuje riziko deformácie rozmerov.
• Titánium-hlinitý nitrid (TiAlN):PVD povlak s vynikajúcim výkonom na nepotiahnutých pokročilých-vysokopevnostných oceliach. Výskum citovaný AHSS Insights ukazuje, že rezné ocele s povlakom TiAlN- vytvárajú čistejšie a rovnomernejšie hrany aj po 200 000 dieloch CR 500Y/800T-DP.
• Nitrid chrómu (CrN):Povlak aplikovaný PVD-ponúkajúci silnú odolnosť proti zadretiu, obzvlášť užitočný pri operáciách tvárnenia nehrdzavejúcej ocele a hliníka.

Odporúčaná prax je dokončiť počiatočnú skúšku raznice pred aplikáciou náterov. Úpravy počas skúšania - vyrovnávanie, prerezávanie alebo kompenzácia odpruženia - by inak zničili čerstvo nanesený náter. Akonáhle matrica preukáže rozmer, konečná povrchová úprava uzamkne výkon pre výrobné série.

Zarovnanie a opakovateľnosť medzi stanicami

Tu je inžinierska výzva, ktorá oddeľuje linkové razenie od progresívnej raznice: v progresívnej raznici má každá stanica rovnakú pätku raznice, rovnaké vodiace stĺpiky a rovnaký lisovací baran. Zarovnanie medzi stanicami je v nástroji zabudované podľa návrhu. V zostave s líniovou matricou je každá stanica nezávislou súpravou matrice -, ktorá môže byť umiestnená v inom lise, priskrutkovaná k inej podpere a beží pod iným baranidlom. Udržiavanie rozmerovej konzistencie od prvej stanice po poslednú si vyžaduje starostlivú pozornosť na viacerých úrovniach.

Zapojenie vodiacich stĺpikov je prvou obrannou líniou. MetalForming Magazine zdôrazňuje, že vodiace puzdro by malo zapadať do vodiaceho stĺpika na pracovnej úrovni nástroja, kedykoľvek je to možné. Toto zaťaží stĺpik v šmyku - v jeho najsilnejšom stave - a nie ohybom, čo by spôsobilo vychýlenie a nesúosovosť medzi hornou a dolnou polovicou. Umiestnenie puzdier vyššie ako pracovná zóna z dôvodu pohodlia je bežnou konštrukčnou skratkou, ktorá znižuje presnosť.

Vodiace systémy s guľôčkovými-ložiskami ponúkajú tesnejšie zarovnanie ako trecie stĺpiky s klznými{1}}ložiskami s predpätím v rozsahu od 0,0001 do 0,0021 palca v závislosti od výrobcu a priemeru. Avšak stanice vytvárajúce silný bočný tlak -, ako sú operácie tvarovania vačiek- alebo asymetrické ťahy -, môžu spôsobiť sledovanie lopty, kde sa na povrchu stĺpika alebo puzdra vytvárajú fyzické drážky. V prípade týchto staníc kombinácia vodiacich stĺpikov s krabicovou-konštrukciou päty absorbuje bočné sily, zatiaľ čo stĺpiky si zachovávajú vertikálne zarovnanie.

Medzi jednotlivými stanicami sa problém presúva z vnútorného zarovnania lisovnice na umiestnenie dielov medzi stanicami{0}. Zakaždým, keď je polotovar zdvihnutý z jednej kocky a umiestnený do ďalšej, existuje možnosť chyby v polohe. Lokalizačné hniezda, vodiace kolíky a časti-špecifické upínacie prostriedky v každej spodnej čeľusti lisovnice zaisťujú, že obrobok sedí v presne správnej polohe predtým, ako baran zostúpi. Dokonca aj zlomok milimetra rotačnej alebo translačnej chyby na stanici dve zlúčeniny počas každej ďalšej operácie, čo má za následok nesprávne zarovnané orezávacie línie, otvory mimo{5}}umiestnenia alebo nerovnomerné príruby na konečnej stanici.

Toto kombinované-riziko chýb je dôvodom, prečo dizajn radového lisovania kladie taký veľký dôraz na robustné funkcie umiestnenia dielov a prísne tolerancie lisovacích pätiek na každej stanici. Komponenty v každej kocke sa môžu riadiť štandardnými konvenciami, ale skutočné umenie spočíva v tom, aby sa šesť alebo osem nezávislých sád kociek správalo ako jeden zjednotený systém.

Samozrejme, ani dokonale zarovnané nástroje nedokážu kompenzovať materiál, ktorý sa počas tvárnenia správa neočakávane. Samotný kov - jeho trieda, hrúbka a mechanické vlastnosti - formuje každý aspekt konštrukcie lisovnice, od tlaku držiaka polotovaru až po počet staníc.

Sprievodca výberom materiálu na lisovanie čiar

Dokonale skonštruovaná plechová raznica neznamená nič, ak materiál, ktorý ňou prechádza, bojuje s procesom na každej stanici. Každá kovová zliatina vnáša do lisovacej linky svoju osobitosť - svoje vlastné zvláštnosti počas ťahania, svoju vlastnú tendenciu vracať sa späť, praskať alebo odierať povrchy nástrojov. Výber správneho materiálu pre operáciu linky nie je len rozhodnutím o obstarávaní; je to rozhodnutie o dizajne lisovnice, ktoré sa vlní každou stanicou od prvého ťahania až po posledné orezanie.

Bežné materiály pre lisované diely

Aplikáciám na lisovanie v rade dominuje päť materiálových skupín, z ktorých každá vyhovuje rôznym požiadavkám na výkon a výziev pri tvárnení. Tu je návod, ako sa správajú, keď ich lisovacie baranidlo tlačí cez hlboké ťahy, opätovné zdvihy a orezávanie.

Mäkká oceľ (nízkouhlíková oceľ)zostáva tým najzhovievavejším materiálom pre prácu na viacerých staniciach{0}. Jeho vysoká ťažnosť a relatívne nízka medza klzu mu umožňujú hladký tok cez polomery ťahania bez praskania, a to aj v hlboko{2}}ťahaných geometriách. AkoSinowayský priemyselpoznámky, vynikajúca tvarovateľnosť ocele s nízkym obsahom uhlíka, nákladová{0}}efektívnosť a konzistentná povrchová úprava z nej robia-výber pre automobilové panely, kryty spotrebičov a kuchynský riad. Pre konštruktérov lisovníc znamená mäkká oceľ nižšie sily držiaka polotovaru, menej zarážacích staníc a dlhšie intervaly medzi údržbou lisovníc - materiál, s ktorým sa vo výrobe najjednoduchšie žije.

Pokročilá-pevná oceľ (AHSS)je miesto, kde sa veci stávajú zaujímavými - a náročnými. Akosti ako dvojfázová (DP) 590, DP 780 a DP 980 poskytujú pomery pevnosti-k-hmotnosti, ktoré výrobcovia OEM automobilov požadujú pri náraze, ale na oplátku trestajú nástroje. MetalForming Magazine zdôrazňuje, že AHSS vytvára výrazne vyššie sily lisovacej podložky-, väčšie pruženie a zrýchlené opotrebovanie lisovnice v porovnaní s konvenčnými oceľami. Prehustenie - deformujúce materiál v opačnom smere, aby sa kompenzovalo odpruženie -, môže skutočne fungovať-ďalšie spevnenie AHSS, vďaka čomu nie je možné dosiahnuť určený polomer ohybu bez starostlivej simulácie. Oceľové lisovnice s prevádzkou AHSS potrebujú vylepšené substráty, často nástrojové ocele práškovej metalurgie, spolu s lismi s vyššou{15}}tonážou na každej stanici.

Zliatiny hliníka- najmä séria 1100, 3003 a 5052 - ponúka ľahkú tvarovateľnosť, ale predstavuje inú bolesť hlavy: odieranie. Hliník má prirodzenú tendenciu prenášať materiál na povrch matrice, pričom vytvára adhézne usadeniny, ktoré poškodzujú nasledujúce diely. Každá raznica s oceľovým povrchom, ktorý prichádza do kontaktu s hliníkom, potrebuje povlaky proti zadieraniu, ako je TiN alebo CrN, a riadenie mazania sa stáva oveľa dôležitejším ako pri železných materiáloch. Hliník tiež vyžaduje prísnejšiu kontrolu tlaku držiaka polotovaru - príliš veľkú silu a mäkký materiál sa trhá, príliš málo a krčí sa.

Nehrdzavejúca oceľspája odolnosť proti korózii s tvrdohlavým sklonom k{0}}tvrdnutiu počas tvárnenia. Stupne 304 a 316 sa bežne kreslia v zostavách lisovníc pre nádoby na potraviny, lekárske kryty a architektonické komponenty. Pracovné-tvrdnutie znamená, že každá nasledujúca operácia tvárnenia naráža na postupne tvrdší materiál -, čo je výzva, ktorá si často vyžaduje prechodné žíhanie medzi stanicami alebo pridanie ďalších fáz opätovného stlačenia. Požiadavky na tonáž lisu sú podstatne vyššie ako u mäkkej ocele a riziko oderu sa blíži tomu, čo by ste videli pri hliníku. Zatiaľ čo progresívne lisovanie z nehrdzavejúcej ocele efektívne zvláda tenšie meradlá a jednoduchšie geometrie, hlbokoťažné-nerezové diely takmer vždy migrujú do líniových konfigurácií lisovníc, kde je možné nezávisle optimalizovať tonáž každej stanice a silu držiaka polotovaru.

Zliatiny medi a mosadzeponúkajú vynikajúcu tvárnosť a elektrickú vodivosť, vďaka čomu sa prirodzene hodia pre hlboko ťahané elektrické kryty, inštalatérske armatúry a dekoratívne komponenty. Tvarovateľnosť je vysoká, ale mäkkosť, vďaka ktorej sa meď ľahko ťahá, tiež spôsobuje problémy pri manipulácii - časti sa ľahko pretláčajú počas presunu medzi stanicami a tenkostenné medené výlisky sa môžu deformovať vlastnou váhou, ak nie sú správne podopreté. Progresívne lisovacie materiály z rodiny medi fungujú dobre pre malé konektory a koncovky, ale väčšie medené kryty vyžadujúce hlboké ťahy ťažia z riadeného prístupu konfigurácie lisovnice po stanici-po{6}}stanici.

Ako vlastnosti materiálu Dizajn tvaroviek

Možno si myslíte, že výber materiálu a dizajn matrice sú samostatné rozhodnutia. Nie sú -, sú to len jedna konverzácia. Kovová medza klzu, pevnosť v ťahu, percento predĺženia a rýchlosť{3}}tvrdnutia pri práci určujú tlak držiaka polotovaru, vôľu ťahu, polomer dierovača a dokonca aj počet staníc, ktoré linka vyžaduje.

Zvážte vôľu ťahu ako jeden príklad. Medzera medzi razníkom a blokom matrice v preťahovacej stanici je zvyčajne nastavená na jednu hrúbku materiálu plus ďalšie percento - približne 7-10 % pre mäkkú oceľ, ale potenciálne 15-20 % pre triedy AHSS, ktoré odolávajú stenčovaniu rôzne. Pomýlite si to a buď pokrčíte stenu dielu (príliš veľká medzera), alebo ju nebezpečne zoštíhlite (príliš tesná medzera).

Materiálové vlastnosti tiež určujú, či je simulácia luxusom alebo nevyhnutnosťou. Pri mäkkej oceli môžu skúsení konštruktéri zápustiek často predpovedať tok materiálu pomocou empirických pravidiel a minulých skúseností. AHSS však vyžaduje simuláciu tvárnenia CAE pred rezaním akejkoľvek ocele. AkoTím Die Cad Groupvysvetľuje, že používanie softvéru na rozloženie polotovaru-na výpočet minimálnych rozmerov polotovaru sa ukazuje ako nedostatočné pre pokročilé ocele -, musíte v správnom čase namodelovať dostatočné natiahnutie materiálu na nastavenie jeho tvaru. Funkcie ako zámková-konštrukcia guľôčok pridávajú dodatočné napätie počas tvarovania, ale zväčšujú veľkosť polotovaru a zmetkovitosť, čo je kompromis,-ktorý treba naplánovať od začiatku a nie objaviť počas skúšania.

Vplyv hrúbky a stupňa na parametre procesu

Hrúbka materiálu umocňuje každý dizajnový aspekt. Hrubšie polotovary vyžadujú väčšie vôle v matrici, ťažšiu konštrukciu čeľuste, aby odolala deformácii, a lisy s vyššou-tonážou na každej stanici. Napríklad 3,0 mm AHSS polotovar môže generovať dostatočnú tvárniacu silu na vychýlenie dosky spojky o niekoľko milimetrov - dosť na to, aby úplne zmenila geometriu dielu. MetalForming Magazine dokumentuje prípad, keď vychýlenie zápustky na veľmi hrubom materiáli AHSS deformovalo 6- palcové spojivo do bodu, kedy by sa diel nevytvaroval tak, ako sa očakávalo, čo si vyžaduje prepracovanie hrúbky plechu a starostlivú simuláciu priehybu lisu.

Tvrdšie a hrubšie materiály majú tiež tendenciu zvyšovať počet totálnych staníc. Časť z mäkkej ocele, ktorá sa úplne vytvorí v štyroch staniciach, môže pri výrobe z DP 780 - potrebovať šesť ďalších staníc, ktoré poskytujú operácie opätovného stlačenia na sprísnenie polomerov, extra kompenzáciu odpruženia a-kroky úpravy, aby sa zohľadnila elastická obnova materiálu. Každá pridaná stanica znamená ďalšiu súpravu lisovníc, inú polohu lisu a ďalšie kroky presunu, pričom všetky tieto kroky spájajú čas cyklu a investície do nástrojov.

Nasledujúca tabuľka sumarizuje, ako sa porovnávajú najbežnejšie progresívne lisovacie materiály a materiály na lisovanie naprieč faktormi, ktoré riadia návrh lisovnice a plánovanie procesu:

Všimnite si vzor: so zvyšujúcou sa pevnosťou materiálu sa zvyšujú aj požiadavky na tonáž každého vodiča nákladov -, kvalita substrátu nástrojov, investície do povlaku, počet staníc a zložitosť simulácie. Lisovanie konzol z mäkkej ocele so zostavou linky funguje v zásadne odlišnom inžinierskom a ekonomickom prostredí ako konštrukčné prvky z AHSS, aj keď geometria dielu vyzerá na papieri podobne.

Výber materiálu tvaruje matricu, ale tiež formuje to, čo sa deje medzi matricami. Spôsob, akým sa časti presúvajú zo stanice na stanicu - manuálne, polo{2}}automaticky alebo roboticky -, predstavuje vlastnú sadu premenných, ktoré priamo interagujú s hmotnosťou materiálu, citlivosťou povrchu a postupom tvarovania.

Automatizácia a prenos dielov v linkových lisovacích operáciách

Vyrazená časť je len taká dobrá, aká dobrá je konzistencia jej cesty medzi stanicami. Môžete investovať do bezchybného dizajnu lisovnice a optimálneho výberu materiálu, ale ak prírez dorazí na stanicu tri otočený o dva stupne alebo klesne o niekoľko milimetrov-od stredu, každá následná operácia zdedí túto chybu. V linkových lisovacích lisoch, kde je každá stanica samostatným lisom, metóda používaná na presun dielov medzi týmito lismi priamo formuje čas cyklu, mieru defektov a mzdové náklady.

Ako teda súčiastky vlastne cestujú z jednej stanice do druhej? Odpoveď zahŕňa široké spektrum - od operátora v rukavici, ktorý ručne preváža polotovary, až po šesť{1}}osové roboty vykonávajúce synchronizované vyberanie-a{3}}umiestňovanie pohybov za menej ako dve sekundy.

Manuálny vs. poloautomatický{0}}automatizovaný vs. robotický prenos dielov

Na najjednoduchšom konci sa ručné prenosové razenie spolieha na operátorov, ktorí zdvihnú časť z jednej matrice, prejdú alebo otočia sa na ďalšiu stanicu, nasmerujú ju na vodiace kolíky a vykročia pred lisovacími cyklami. Je to nízke kapitálové náklady, ale vysoké náklady na prácu a prináša variabilitu zakaždým, keď sa človek rozhodne o umiestnení. Únava, zmeny zmien a inherentná obtiažnosť manipulácie s horúcimi, mastnými a ostrými-kovovými dielmi, to všetko prispieva k nekonzistentnosti. Manuálne linky zvyčajne dosahujú maximálne 4 až 6 zdvihov za minútu - prekážkou sa stáva rýchlosť operátora, nie schopnosť lisu.

Poloautomatické systémy preklenú medzeru. Gravitačné posúvače, valčekové dopravníky a kyvadlové mechanizmy presúvajú diely medzi lismi s minimálnym zásahom človeka. Operátor môže naložiť prvý polotovar a vyložiť hotový diel, zatiaľ čo medziľahlé stanice používajú na prechod obrobkov šikmé sklzy alebo poháňané dopravníky. Tieto nastavenia znižujú počet pracovníkov a zlepšujú konzistenciu dielov s jednoduchými, stabilnými geometriami, ktoré sa predvídateľne posúvajú. Bojujú však s hlboko-ťahanými alebo nepravidelne tvarovanými časťami, ktoré sa len gravitáciou nepohybujú spoľahlivo.

Plne robotický prenos predstavuje výkonnostný strop. Kĺbové šesť{1}osové roboty alebo špeciálne lineárne prenosové jednotky vyberajú diely z jednej matrice, v prípade potreby ich preorientujú a presne umiestňujú do lokalizačného hniezda ďalšej stanice.Yaskawova tlač sa stará o údajeoznačuje, že operácia tandemového lisu - jeden robot nakladá spredu a druhý vykladá zozadu - priemerne jednu časť každých 6,5 až 8 sekúnd, čo predstavuje približne 450 až 550 častí za hodinu. Jediný robot obsluhujúci obe strany mierne predlžuje čas cyklu na 7,5 až 9 sekúnd na diel. Tieto rýchlosti predstavujú významnú výhodu v porovnaní s manuálnou manipuláciou s oveľa vyššou opakovateľnosťou.

Nasledujúca tabuľka uvádza porovnanie týchto troch prístupov naprieč faktormi, ktoré sú na výrobnej úrovni najdôležitejšie:

Výpočet ROI nie je len o rýchlosti. AkoJR automatizáciapoukazuje na to, že robotický prenos tiež eliminuje riziko opakovaného zranenia spojeného s ručnou tlačou -, čo je faktor, ktorý stále viac sťažuje nábor a udržanie pracovníkov. Keď zohľadníte menšie množstvo odpadu vďaka konzistentnému umiestneniu, menšiemu počtu chýb nesprávneho zarovnania a schopnosti pracovať na -svetlých smenách, robotické systémy často ospravedlnia svoje vyššie počiatočné náklady v priebehu 12 až 24 mesiacov pri-veľkoobjemových programoch.

Koniec-konštrukcie-nástroja ramena a uchopovača

Samotný robot je len polovica rovnice. Na čom záleží rovnako - niekedy viac -, je to, čo je pripevnené ku koncu jeho ramena. Nástroj na konci--ramena (EOAT) je rozhranie medzi robotom a obrobkom a v prostredí linky sa toto rozhranie musí prispôsobiť dielu, ktorý mení tvar na každej stanici.

Predstavte si, že prvá stanica vytvorí plytkú-vytiahnutú misku, tretia stanica dodá úplne vytvarované puzdro s prírubami a piata stanica poskytne orezaný a prepichnutý posledný diel. Uchopovač, ktorý zachytáva plochý polotovar na začiatku linky, nemôže použiť rovnakú stratégiu kontaktu pre hlbokú, prírubovú škrupinu o tri stanice neskôr. To je dôvod, prečo operácie prenosového razenia často vyžadujú-špecifické konštrukcie EOAT alebo adaptívneho uchopovača, ktoré sa prispôsobia vyvíjajúcej sa geometrii dielu.

Automatizácii lisovacej linky dominujú tri rodiny uchopovačov:

• Vákuové chápadlá:Najbežnejšia a flexibilná možnosť. Vákuové misky namontované na nastaviteľných výliskoch sa prispôsobia povrchom dielov a možno ich premiestniť tak, aby zvládli rôzne geometrie. Pracujú dobre pre ploché polotovary a jemne zakrivené panely, ale strácajú účinnosť na silne perforovaných alebo zaolejovaných častiach, kde je narušená integrita tesnenia.
• Magnetické úchyty:Magnetické systémy sú účinné pri stohovaní a manipulácii so železnými polotovarmi, bez toho, aby vyžadovali plochý tesniaci povrch. Pridávajú však váhu koncovému efektoru -, čo je problém, keď limity momentu a zotrvačnosti obmedzujú, koľko užitočného zaťaženia sa môže robot pohybovať rýchlosťou. Nedokážu si poradiť ani s hliníkom, nehrdzavejúcou oceľou alebo akýmkoľvek -neželezným materiálom.
• Mechanické chápadlá:Upínacie{0}}uchopovače alebo prstové{1}}uchopovače vynikajú tam, kde vákuum a magnety nedosahujú - perforované časti, zložité 3D tvary a situácie, kde okraj dielu poskytuje jediný spoľahlivý povrch na uchopenie. AkoSprávy IMTS, mechanické uchopovače sú ideálne pre zvlnené alebo zaolejované obrobky, kde vysávače jednoducho nedokážu udržať sanie.

V praxi mnoho operácií s lisovnicou používa hybridné nástroje, ktoré kombinujú vákuové poháre s mechanickými podpornými prstami. Košíčky zvládajú počiatočné naberanie, zatiaľ čo prsty zabezpečujú komplexné tvarované prvky, ktoré sa vyvíjajú, keď dielec postupuje cez linku. Systémy rýchlej{2}}výmennej spojky - buď pákovými{4}}ručnými svorkami alebo automatickými meničmi nástrojov - umožňujú operátorom alebo robotom zamieňať EOAT počas výmeny lisovníc, čím sa prestoje skrátia na minúty namiesto hodín.

Stlačte Synchronizácia a Optimalizácia času cyklu

Tu je automatizácia lisovacích nástrojov skutočne náročná. Na rozdiel od prenosového lisu, kde všetky stanice zdieľajú jeden baran a cyklujú jednotne, zostava lisovnice s tandemovou linkou využíva nezávislé lisy -, z ktorých každý má svoj vlastný motor, spojku a časovanie zdvihu. Dostať štyri až osem samostatných strojov na otvorenie, prijatie dielu, zatvorenie, sformovanie, opätovné otvorenie a uvoľnenie v koordinovanom poradí si vyžaduje presnú synchronizáciu.

Lisovací cyklus sa meria v 360 stupňoch rotácie: nula stupňov je horná úvrať (úplne otvorené lisovanie), 180 stupňov je spodná úvrať (úplne zatvorené lisovanie) a 360 stupňov sa vracia do úplného otvorenia. Robot musí vstúpiť do priestoru kocky, umiestniť alebo získať súčiastku a úplne opustiť - všetko v otvorenom okne medzi približne 300 a 60 stupňami. Príliš skorý vstup riskuje kolíziu s uzatváracím baranidlom; príliš neskoré vystúpenie oneskorí ďalší úder.

Moderné riadiace jednotky lisovacích liniek koordinujú toto načasovanie sieťovým prepojením všetkých lisov a robotov prostredníctvom jednotného riadiaceho systému. Spätná väzba kódovača z každej kľuky lisu informuje ovládač presne o tom, kde každý baran vo svojom cykle sedí, a roboty dostávajú v reálnom čase-signály o povolení pred vstupom do priestoru matrice. Roboty môžu dokonca uvoľniť súčiastky 0,5 až 1 palec nad povrchom matrice - za predpokladu, že spodná matrica má správne funkcie vkladania -, čím sa oholia zlomky sekundy pri každom prenose a zvýši sa celková priepustnosť linky.

Optimalizácia času cyklu v synchronizovanej linke sa riadi jednoduchým princípom: najpomalšia stanica diktuje tempo celej linky. Ak štvrtá stanica vyžaduje ďalšiu pol-sekundu na operáciu hlbokého ťahania, každé ďalšie stlačenie musí počkať. Inžinieri to riešia prispôsobením rýchlosti lisu požiadavkám na tvárnenie na každej stanici - servo-poháňané lisy môžu spomaliť pracovnú časť zdvihu pri ťažkých ťahoch a zároveň zrýchliť cez-pracovnú časť, pričom si zachovávajú vysoký priemerný zdvih za minútu bez toho, aby bola ohrozená kvalita dielu.

Konzistentná orientácia dielov je skrytým prínosom dobre{0}}synchronizovanej automatizácie. Keď robot umiestni každý polotovar do rovnakého polohovacieho hniezda pod rovnakým uhlom, stanicu po stanici, kumulatívna chyba polohy, ktorá trápi manuálne operácie, prakticky zmizne. Táto presnosť sa stáva obzvlášť kritickou v neskorších staniciach, kde sa dierované otvory a orezané okraje musia zhodovať s prvkami vytvorenými proti prúdu - nesprávne umiestnená časť na stanici dva nevytvára len jeden zlý prvok; prechádza cez každú zostávajúcu operáciu.

Automatizácia rieši problém konzistencie medzi stanicami, ale čo problém konzistencie v rámci každej stanice? Dokonca aj pri dokonalom umiestnení dielov a synchronizovaných lisoch môže samotný proces tvarovania spôsobiť chyby - odpruženie, zvrásnenie, roztrhnutie -, ktoré si vyžadujú vlastnú sadu diagnostických nástrojov a nápravných stratégií.

Riešenie problémov s defektmi razenia spoločnej linky

Dokonalá automatizácia, bezchybná synchronizácia a optimalizovaná rýchlosť lisu stále nemôžu zaručiť bezchybnú{0}}dielu. Samotný proces tvarovania posúva plech na okraj jeho mechanických limitov na každej stanici -, naťahuje ho, stláča, strihá - a niekedy sa materiál tlačí späť. Rozmery odpruženia. Na stenách kresla sa vlnia vrásky. Slzy sa otvárajú tam, kde sa koncentruje stres. Každá z týchto porúch nesie odtlačok prsta, ktorý, ak viete, ako ho čítať, poukazuje priamo na jeho hlavnú príčinu.

Čo odlišuje odstraňovanie defektov v linkových lisovacích lisoch od progresívnych lisovacích lisov? V progresívnej matrici zostáva diel pripevnený k nosnému pásu, ktorý obmedzuje a stabilizuje obrobok počas tvarovania. V zostave s linkovou matricou je polotovar voľne stojaci obrobok -, ktorý nie je podporovaný medzi stanicami, je vystavený manipulačným silám počas presunu a znova-upevnený pri každej zastávke. Táto nezávislosť zosilňuje určité chybové režimy, najmä tie, ktoré súvisia s riadením toku materiálu, polohovaním polotovaru a kumulatívnym rozmerovým posunom medzi stanicami.

Odpruženie a rozmerové skreslenie

Predstavte si, že ohnete kus plechu na 90 stupňov, uvoľníte razník a sledujete, ako sa uhol otvára späť na 92 ​​alebo 93 stupňov. Toto elastické zotavenie - tvrdohlavé naliehanie materiálu na čiastočný návrat do pôvodného tvaru - je odrazom a je to jediná najtrvalejšia rozmerová chyba v dizajne kovových razníc.

K odpruženiu dochádza, pretože deformácia plechu nikdy nie je čisto plastická. Časť deformačnej energie uloženej počas tvarovania sa uvoľní v okamihu, keď sa razník stiahne, čo spôsobí, že sa diel "uvoľní" od geometrie matrice. Efekt sa zintenzívňuje s materiálmi s vyššou{2}}pevnosťou: konzola z mäkkej ocele sa môže odraziť o 1 až 2 stupne, zatiaľ čo komponent AHSS sa môže odraziť o 5 až 8 stupňov alebo viac. AkoZomrieť-Maticpoznamenáva, že pruženie je bežné najmä pri materiáloch s vysokou{0}}pevnosťou, ako je HSLA, keď matrice nezohľadňujú elasticitu materiálu.

V konfigurácii line matrice, odpruženie zmesi cez stanice. Časť, ktorá po počiatočnom ťahu mierne vyskočí späť, dorazí na stanicu zásahu so zmenenou geometriou - kocka zásahu potom kompenzuje na základe predpokladaného prichádzajúceho tvaru, ktorý už nezodpovedá skutočnosti. Tento kaskádový nesúlad je menším problémom pri progresívnych nástrojoch, kde nosný pás ukotvuje diel a obmedzuje jeho slobodu deformácie medzi operáciami.

Primárnou nápravnou stratégiou je kompenzácia nadmerného ohybu: navrhnutie matrice tak, aby tvarovala materiál za cieľovým uhlom, aby ho elastické zotavenie priviedlo do správnej konečnej polohy. Ako vysvetľuje Henli Machine, inžinieri musia "predvídať odpruženie" počas fázy návrhu lisovnice rezervovaním zodpovedajúceho uhla kompenzácie odpruženia. V závažných prípadoch používa vyhradená zakázaná stanica - ďalšiu zastávku v rade - opravný zásah, ktorý uzamkne geometriu na mieste. Výber materiálov s nižším modulom pružnosti alebo použitie korekčných procesov ohýbania tiež znižuje účinok.

Vráskanie, trhanie a stenčovanie pri operáciách kreslenia

Tieto tri chyby sú hlboko prepojené - jeden agresívne opravte a riskujete, že spustíte ďalší. Predstavujú základné napätie pri každej operácii hlbokého ťahania: kontrolujú tok materiálu tak, aby nebol ani príliš voľný (zvrásnenie), ani príliš obmedzený (trhanie), pričom hrúbka steny bola v celom rozsahu rovnomerná (zabránenie stenčovaniu).

Vráskavosťsa javí ako vlnité{0}}záhyby alebo záhyby, najčastejšie pozdĺž obruby alebo bočnej steny nakreslenej časti. Stáva sa to, keď tlakové sily v polotovare prekročia odolnosť materiálu proti vybočeniu -, v podstate sa do dutiny formy snaží vtiecť viac kovu, ako sa dutina môže hladko zmestiť. Zvyčajným podozrivým je nedostatočná sila držiaka polotovaru. Keď spojivo neupína prírubu dostatočne pevne, nepodporovaný materiál sa pod tlakom vylomí. Príliš veľký blank zhoršuje problém tým, že dodáva prebytočný materiál do priestoru, ktorý ho nedokáže absorbovať. V zostavách linek má každá ťahacia stanica svoj vlastný nezávisle nastaviteľný systém vankúša, čo znamená, že prítlak držiaka polotovaru možno jemne-vyladiť stanicu po stanici -, čo je významná výhoda oproti progresívnym lisovníkom, kde nastavenie sily viazača ovplyvňuje celý pás.

Trhanieje opačný režim zlyhania. Keď sa materiál v stene pohára alebo bočnej stene nemôže dostatočne natiahnuť, aby sa prispôsobil hĺbke ťahu, napätie v ťahu presiahne konečnú pevnosť kovu a otvorí sa trhlina. Ostré polomery lisovnice sústreďujú napätie na výstupku alebo polomere vstupu lisovnice, čím pôsobia ako iniciačné body pre zlom. Ďalšou častou príčinou sú nadmerné pomery ťahania - pri pokuse o vytiahnutie príliš veľkej hĺbky v jednej stanici -. Technický rozpis spoločnosti Henli odporúča zvýšiť koeficient ťahania, aby bola deformácia postupnejšia, vybrať materiály s vynikajúcou plasticitou a optimalizovať mazanie. V prípade hlbokých dielov rozdelenie ťahu na viacero staníc s prechodným žíhaním obnovuje ťažnosť medzi zásahmi -, čo je pracovný postup, ktorý konfigurácie lisovacích nástrojov prirodzene zvládajú, pretože každá stanica je nezávislá.

Preriedenieje jemnejšie ako trhanie, ale rovnako nebezpečné. Namiesto viditeľnej trhliny sa materiál jednoducho stenčuje vo vysoko-namáhaných zónach - zvyčajne v polomere dierovacej špičky a pozdĺž hornej bočnej steny. Vizuálne to možno nezachytíte, ale hrúbkomer odhaľuje lokalizované zníženie o 20 % alebo viac. Slabé mazanie zvyšuje trenie medzi razníkom a polotovarom, čo zabraňuje voľnému kĺzaniu materiálu po tvarovacích plochách. Nadmerná hĺbka ťahu bez primeranej podpory materiálu vedie k rovnakému výsledku. Cesta nápravy zahŕňa zlepšenie pokrytia mazaním (obe strany polotovaru, ako odborníci na lisovanie nástrojov a lisovníc dôsledne zdôrazňujú), zvýšenie polomerov ťahu, aby sa napätie rozložilo na väčšiu plochu, a prerozdelenie tvárnenia na ďalšie stanice.

Povrchové chyby a prevencia odierania

Kvalita povrchu často oddeľuje použiteľnú časť od odpadu -, najmä pokiaľ ide o viditeľné komponenty, ako sú panely spotrebičov alebo časti karosérie automobilov. Galling je najzákernejšia povrchová chyba pri lisovaní kovov, pretože je progresívna: akonáhle začne, zrýchľuje sa pri každom zdvihu lisu.

Odieranie nastáva, keď trenie medzi povrchom matrice a obrobkom generuje dostatok tepla na to, aby sa mikroskopický zvárací materiál - prenáša z polotovaru na povrch nástroja, pričom sa vytvárajú hrubé nánosy, ktoré ryhujú každú ďalšiu časť.Art Hedrick, píšuci v The Fabricator, identifikuje tri typy: abrazívne opotrebenie (nástrojová oceľ sa opotrebováva abrazívnym charakterom lisovaného materiálu), adhézne opotrebenie (metalurgicky podobné povrchy vytvárajú trenie a mikro{0}}zvary) a korozívne opotrebenie (chemické reakcie zo zlúčenín mazív napadajú povrch nástroja). Odieranie lepidla dominuje pri výrobe hliníka a nehrdzavejúcej ocele, pretože tieto materiály majú metalurgickú podobnosť s bežnými nástrojovými oceľami.

Názorný príklad: Nástrojová oceľ D2 obsahuje vysoký obsah chrómu. Nerezová oceľ je tiež-bohatá na chróm. Keď časť matrice D2 tvorí nehrdzavejúcu oceľ, rozhranie chróm-na{6}}chróm vytvára nadmerné trenie a teplo, čo vedie k zlyhaniu lepidla. Pokyny výrobcu sú jasné -, namiesto otázky „aká nástrojová oceľ odolá treniu“ sa opýtajte „ako môžem znížiť trenie?“ V prvom rade treba hľadať typ a aplikáciu maziva. Zaistenie namazania oboch strán polotovaru - krok, ktorý sa prekvapivo často vynecháva -, predstavuje merateľný rozdiel. Okrem mazania môže prechod na metalurgicky odlišný materiál matrice, ako sú hliníkové bronzové vložky, prekonať dokonca aj potiahnutú nástrojovú oceľ odstránením základnej príčiny, a nie len odolávaním symptómu.

Špecificky pri konfiguráciách línií sa riziko zadierania líši stanicu od stanice. Stanice pre ranné ťahanie zaznamenávajú najťažší materiál-na-kontakt nástroja a vytvárajú najväčšie trecie teplo, vďaka čomu sú hlavnými kandidátmi na potiahnuté doštičky a agresívne mazanie. Naproti tomu orezávacie a prepichovacie stanice sa stretávajú s krátkym strihovým kontaktom, ktorý generuje menej trvalé trenie, ale stále môže spôsobiť abrazívne odieranie pri dlhých výrobných sériách. Schopnosť prispôsobiť povrchové úpravy nezávisle na každej stanici - potiahnutím vyťahovacej matrice TiAlN a zároveň ponechať orezávaciu matricu s jednoduchším nitridovaným povrchom - je jednou z praktických výhod prístupu s linkovou matricou oproti monolitickému progresívnemu nástroju, kde každá stanica zdieľa rovnaký materiál bloku matrice.

Nasledujúca tabuľka zjednocuje každý hlavný typ defektu s jeho vizuálnymi podpismi, hlavnými príčinami a nápravnými opatreniami, na ktoré sa spoliehajú profesionáli v oblasti lisovania kovov, aby obnovili kvalitu dielu:

Z tejto tabuľky vyplýva niekoľko vzorov, ktoré stojí za to vyzdvihnúť. Po prvé, mazanie sa javí ako opravné opatrenie pre takmer každú chybu -, je to jediná najviac podceňovaná premenná v lisovaní kovov. Po druhé, pridávanie staníc je opakujúcim sa riešením pre trhanie, stenčovanie a pruženie, čo je presne dôvod, prečo nastavenia lisovacích nástrojov vyhovujú zložitým formovacím sekvenciám. Pridanie restrike alebo redistribučnej stanice je jednoduché, keď je každá kocka nezávislá; v progresívnom nástroji môže rovnaká zmena vyžadovať prepracovanie celého rozloženia pásu.

Tretia - a to sa často vynecháva - niekoľko z týchto chýb sa vzájomne ovplyvňuje. Ak materiál nemá dostatočnú ťažnosť, zvýšenie sily držiaka polotovaru, aby sa eliminovalo pokrčenie, môže posunúť proces smerom k trhaniu. Potiahnutie povrchu matrice, aby sa predišlo zadretiu, mení podmienky trenia, čo následne mení vzory toku materiálu a môže zmeniť správanie sa vrások alebo stenčenia. Efektívne riešenie problémov pri operáciách s lisovnicou znamená pristupovať k procesu ako k systému, nie riešiť jednotlivé defekty izolovane.

Vedieť, ako diagnostikovať a opraviť tieto chyby, je základnou znalosťou-podkladu obchodu. Ale širšia strategická otázka -, či je nastavenie linky lisovnice tou správnou voľbou pre vašu konkrétnu súčiastku, objem a materiál, - vyžaduje iný druh analýzy, takú, ktorá porovnáva geometriu dielu, ekonomiku výroby a požiadavky priemyselných aplikácií.

Kedy si vybrať čiarové raznice pre vašu aplikáciu

Rozpoznať chyby lisovania a vedieť, ako ich opraviť, je cenné -, ale oveľa cennejšie je vedieť, či je nastavenie lisovnice tým správnym procesom, ešte predtým, ako vytvoríte jediný nástroj. Nesprávny výber procesu nespôsobuje len chyby; uzamkne vás v štruktúre nákladov, dobe cyklu a flexibilnom profile, ktorý nedokáže vrátiť späť žiadne riešenie problémov.

Ako sa teda rozhodnúť? Odpoveď spočíva v piatich merateľných kritériách - veľkosti dielu, hĺbke ťahu, geometrickej zložitosti, hrúbke materiálu a ročnom objeme -, z ktorých každé vykresľuje hranicu medzi územím čiarového nástroja a doménami progresívnych alebo transferových alternatív. Berte to ako praktický kontrolný zoznam: ak vaša súčiastka kontroluje dve alebo viac z týchto políčok, výlisky si pravdepodobne zaslúžia vážne hodnotenie.

Prahové hodnoty veľkosti, hĺbky a zložitosti dielu

Najjednoduchší lakmusový test je tento: môže vaša súčiastka fyzicky prechádzať progresívnou matricou na nosnom prúžku? Ak je odpoveď nie -, pretože súčiastka je príliš široká, príliš hlboká alebo príliš geometricky zložitá na to, aby zostala pripojená k zvitku -, prekročili ste oblasť progresívnej matrice.

Medzi rôznymi typmi razidiel vynikajú konfigurácie líniových razníc najmä vtedy, keď:

• Rozmery dielov prekračujú{0}}limity podávania pásikov:Prirodzenými kandidátmi sú komponenty širšie ako približne 300-400 mm alebo s celkovými rozmermi, ktoré bránia efektívnemu zapadaniu na páse zvitkov. Do tejto kategórie bežne patria automobilové panely karosérie, veľké konštrukčné držiaky a kryty spotrebičov.
• Hĺbka kreslenia vyžaduje niekoľko fáz:Časti s pomerom hĺbky-k{1}}priemeru presahujúcim 0,75:1 sa zvyčajne nedajú vytvoriť jedným zásahom a prvky s hlbokým{4}}kreslením nie sú kompatibilné s kontinuálnym podávaním pásu. Každé ťahanie, prekresľovanie a opakovanie má svoju vlastnú stanicu v zostave kociek.
• Geometria si vyžaduje viac{0}}tvarovanie:Komponenty vyžadujúce vačkou-poháňané príruby, zárezy alebo tvárniace operácie z iných smerov, než je zvislý zdvih lisu, si vyžadujú vyhradené stanice s nezávislými vačkovými mechanizmami -, čo je oveľa jednoduchšie skonštruovať v samostatných súpravách lisovníc než v rámci jedného progresívneho nástroja.
• Hrúbka materiálu presahuje 2,0-3,0 mm:Ťažšie meradlá generujú tvárniace sily, ktoré namáhajú progresívne nosiče pásov lisovníc a vyžadujú vyššiu tonáž, než dokáže jeden lis ekonomicky dodať na všetkých staniciach. Zostavy lisovacích nástrojov zodpovedajú lisovacej tonáži každej stanice jej špecifickému zaťaženiu tvárnenia.
• Táto časť je voľne{0}}stojacim prázdnym miestom, nie vnoreným profilom:Ak je vaším hotovým komponentom trojrozmerná škrupina, miska alebo kryt, a nie plochý profil s ohybmi, podávanie pásikov neponúka žiadnu výhodu - a plytvá značným množstvom materiálu v popruhu nosiča.

Keď získavate partnerov -, či už ide o dodávateľov progresívnych výliskov alebo dodávateľov výliskov na prenos -, hodnotia váš diel, tieto geometrické prahové hodnoty sú prvé filtre, ktoré aplikujú. Časť, ktorá presahuje limity progresívnej matrice, ale zmestí sa do jedného veľkého lisovacieho lôžka, môže smerovať k prenosovej matrici. Časť, ktorá vyžaduje samostatné lisy na distribúciu tonáže alebo ktorá zahŕňa extrémne hlboké ťahy v mnohých fázach, poukazuje na usporiadanie lisovnice s plnou tandemovou linkou.

Úvahy o objeme a nákladoch

Geometria vám povie, či je čiara razenámôževyrobiť svoju časť. Objem vám povie, či ánoby mal.

Lineárne lisovacie nástroje zaujímajú strednú pozíciu v oblasti nákladov. Jednotlivé sady kociek pre každú stanicu stoja menej ako komplexná progresívna kocka - jedna žrebovacia stanica môže vyjsť 15 000 až 50 000 USD, zatiaľ čo progresívny nástroj s 20{11}}stanicami môže dosiahnuť 200 000 až 500 000 USD. Ale vynásobte tieto náklady na stanicu šiestimi alebo ôsmimi stanicami, pridajte automatizačný hardvér a zohľadnite infraštruktúru lisovacej linky a celková investícia sa môže rovnať alebo prekročiť program progresívnych lisov.

Ekonomická výhodnosť pre radové lisovacie výlisky vo všeobecnosti spadá do stredného{0}}až{1}}rozsahu veľkých objemov - približne 10 000 až 500000+ dielov ročne. Pod 10 000 jednotiek je ťažké amortizovať investície do nástrojov na viacerých staniciach. Nad touto hranicou náklady na diel{11} neustále klesajú, pretože fixné náklady na nástroje sa rozkladajú na viacero jednotiek. Pri dlhodobých programoch progresívneho razenia, ktoré presahujú niekoľko stoviek tisíc dielov ročne, sa rozhodnutie týka geometrie: ak sa diel hodí do progresívnej matrice, rýchlosť podávania pásu zvyčajne vyhráva z-hospodárnosti jednotlivých dielov. Ak tomu tak nie je, jedinou praktickou cestou je nastavenie linky alebo prenosovej matrice.

Kritickým, ale často prehliadaným nákladovým faktorom je flexibilita pri prechode na euro. Zostavy lisovacích nástrojov umožňujú úpravu alebo výmenu jednotlivých staníc bez zošrotovania celého balíka nástrojov. Ak váš program predpokladá v polovici-technické zmeny - bežné v programoch automobilových lisovacích lisov počas vývoja vozidla -, táto modularita môže ušetriť desiatky tisíc dolárov za prepracovanie nástrojov v porovnaní s úpravou monolitických progresívnych lisovníc.

Tu sa predbežná analýza uskutočniteľnosti mnohonásobne vyplatí. Namiesto toho, aby ste sa zaviazali k úplnému zostaveniu nástrojov, len aby ste zistili, že vaša súčiastka potrebuje ďalšiu stanicu alebo inú tonáž lisu, môžu výrobcovia overiť koncepciu zápustiek prostredníctvom simulácie CAE pred rezaním ocele.Riešenia lisovacích nástrojov YICHENzahŕňajú analýzu uskutočniteľnosti a služby simulácie CAE navrhnuté špeciálne na tento účel -, ktoré pomáhajú inžinierom modelovať tok materiálu, predpovedať požiadavky na počet staníc a vyhodnocovať tvárniace sily na celej linke pred dokončením akejkoľvek investície do nástrojov.

Priemyselné aplikácie, kde linka zaniká Excel

Niektoré priemyselné odvetvia sa priklonili k linkovým lisovacím lisom, pretože ich časti dôsledne dosahovali vyššie uvedené limity veľkosti, hĺbky a zložitosti. Pochopenie toho, kde tento proces dominuje, vám môže pomôcť pri porovnávaní vašej vlastnej aplikácie.

Automobilový priemysel:Panely karosérie - kapoty, dvere, blatníky, podlahové panely - sú základnou aplikáciou lisovacích lisov v automobiloch pre zostavy liniek a prenosových lisovníc. Tieto časti sú veľké, vyžadujú hlboké ťahy a vyžadujú si viac{3}}staničné formovacie sekvencie, ktorým sa progresívne matrice jednoducho nedokážu prispôsobiť. Na tandemových lisovacích linkách často bežia aj konštrukčné výstuže, priečniky a komponenty skrine prevodovky. AkoSimulačný tím Keysightpoznámky, linkové a transferové lisovanie sú dominantnými procesmi tvárnenia kovov pre automobilový sektor, pričom simulácia je teraz neoddeliteľnou súčasťou overovania týchto zložitých nastavení nástrojov.

Spotrebiče:Vane práčok, bubny sušičiek, vložkové panely chladničiek a kryty pecí, všetky vyžadujú hlboké -ťahanie{1}} veľkého formátu. Tieto časti kombinujú značnú hĺbku ťahu s požiadavkami na kvalitu povrchu, vďaka ktorým je riadenie procesu-po{4}}stanici nevyhnutné.

Priemyselné a elektrické kryty:Hlboko{0}}ťahané kovové kryty elektrických rozvodných skríň, krytov motorov a HVAC zariadení si často vyžadujú bezproblémovú konštrukciu s prísnou kontrolou rozmerov -, čo je kombinácia, ktorú zostavy lisovníc poskytujú prostredníctvom riadeného viacstupňového tvarovania.

Ťažké konštrukčné prvky:Hrubé-konzoly, výstuže rámu a montážne dosky pre stavebné stroje a poľnohospodárske stroje si vyžadujú vysokú tonáž a ťažké súpravy lisovníc, ktoré sú lepšie rozdelené medzi jednotlivé lisy, než ich sústredenie do jedného progresívneho nástroja.

Vo všetkých týchto aplikáciách je spoločné vlákno rovnaké: proces určujú fyzické požiadavky dielu - veľkosť, hĺbka, hrúbka alebo zložitosť tvarovania -. Líniové výlisky sa nevyberajú, pretože sú v každom prípade jednoduchšie alebo lacnejšie; vyberáme ich preto, lebo je to jediná metóda razenia, ktorá môže súčiastku vôbec vyrobiť, alebo jediná, ktorá to dokáže pri výrobe-hodnej kvality a objemu.

Pre výrobcov, ktorí sa riadia týmito rozhodnutiami, zapojenie partnera v oblasti nástrojov na začiatku procesu hodnotenia eliminuje nákladné chyby.YICHEN's end-to{1}}end to end schopnosti lisovacej matrice- zahŕňajúce štúdie uskutočniteľnosti, CAE{1}}konfiguráciu riadenej stanice a overenie prototypu - poskytujú manažérom zdrojov a nástrojovým inžinierom údaje, ktoré potrebujú na to, aby sa s istotou zaviazali k programu lisovníc. Namiesto spoliehania sa na orientačné pravidlá, analýza uskutočniteľnosti-podporovaná simuláciou kvantifikuje formovacie riziko a náklady na nástroje pred vydaním prvej objednávky.

Výber správneho postupu je však len štartovacia čiara. Premena tohto rozhodnutia do produkčného-nástroja pripraveného na výrobu - od počiatočnej simulácie cez lisovacie obrábanie, skúšobné prevádzky a validáciu rozmerov - zahŕňa vlastný prísny inžiniersky pracovný postup, v ktorom každá fáza stavia na rozhodnutiach prijatých tu.

Od návrhu lisovnice po výrobu-Vyhotovené lisovacie nástroje

Ako proces ste si vybrali lisovacie lisy, vybrali ste si materiál a definovali počet staníc. Čo sa stane potom? Priepasť medzi overeným konceptom a súpravou razníc pripravených na výrobu-v lise je miesto, kde sa väčšina projektov nástrojov buď zrýchli, alebo zastaví. Každá fáza pracovného postupu vývoja nástroja - od počiatočnej uskutočniteľnosti až po konečnú dimenziu-vypnutia - prináša komplexné dôsledky. Skratka na povrchu simulácie ako nákladná modifikácia počas skúšania. Vynechaná tolerancia pri obrábaní prechádza do týždňov montáže stola. Pochopenie tohto pracovného postupu od začiatku do konca nie je užitočné len pre nástrojových inžinierov; je to základná znalosť pre manažérov získavania zdrojov, ktorí potrebujú zhodnotiť schopnosti dodávateľov a riadiť harmonogramy programov.

Tu je úplná postupnosť vývoja rozdelená do etáp, ktorými sa riadi každý program na výrobu lisovacích nástrojov -, či už staviate štyri alebo osem staníc:

1. Časť revízie uskutočniteľnosti a analýza DFM
2. Simulácia tvárnenia a CAE analýza
3. Návrh matrice a 3D modelovanie
4. CNC obrábanie komponentov zápustiek
5. Montáž matrice a montáž lavice
6. Skúšobné behy (T0/T1) s iteračnými úpravami
7. Rozmerová kontrola a validácia
8. Plánovanie uvoľnenia výroby a údržby

Každá fáza napája nasledujúcu a preskočenie alebo kompresia ktorejkoľvek z nich takmer vždy stojí viac času po prúde, ako ušetrí vopred. Poďme si prejsť, čo sa vlastne deje na každej zastávke.

Analýza uskutočniteľnosti a CAE simulácia

Pred vyrezaním akejkoľvek ocele - pred modelovaním jedného komponentu matrice - musí technický tím odpovedať na zdanlivo jednoduchú otázku: dá sa táto časť skutočne vytvarovať? Analýza uskutočniteľnosti skúma geometriu dielu, triedu materiálu, hrúbku a hĺbku ťahania vzhľadom na známe limity tvarovania, aby sa včas identifikovali potenciálne zarážky. To zahŕňa vyhodnotenie pomerov ťahu, odhadov veľkosti polotovaru, pravdepodobného počtu staníc a požiadaviek na tonáž lisu na každej stanici.

Berte to ako filter rizika. Časť s pomerom hĺbky-k-priemeru 0,6:1 z mäkkej ocele prechádza ľahko. Rovnaká geometria v oceli DP 780 si môže vyžadovať ďalšiu prekresľovaciu stanicu a výrazne väčší polotovar - v skutočnostiach, ktoré menia náklady na nástroje a rozloženie lisovacej linky pred otvorením jediného súboru CAD.

Simulácia CAE (Computer{0}}Aided Engineering) transformuje túto kontrolu uskutočniteľnosti z kvalifikovaného odhadu na kvantifikovateľnú predpoveď. Pomocou analýzy konečných prvkov inžinieri digitálne replikujú celú postupnosť tvarovania - hlboké ťahanie, orezávanie, obrubovanie, opätovné nabíjanie - a sledujú, ako sa virtuálny polotovar správa na každej stanici. Softvér generuje diagramy limitov tvarovania (FLD), ktoré mapujú distribúciu deformácie oproti krivke limitu tvarovania materiálu, označujúce zóny s rizikom praskania (červená), kritické stenčenie (žltá) alebo vrásnenie- spôsobené kompresiou (modré).

Praktický prínos je obrovský. Priemyselné údaje ukazujú, že výrobcovia implementujúci simuláciu CAE zvyčajne znižujú počet opakovaní fyzických testov o 30 až 50 percent. To znamená menej úprav matrice, menej plytvaného skúšobného materiálu a skrátenú časovú os vývoja. Predpoveď odpruženia -, jeden z najzložitejších aspektov výroby lisovníc pre vysoko-pevné ocele -, možno modelovať a kompenzovať v geometrii povrchu lisovnice pred začatím obrábania, namiesto toho, aby sa zistilo, keď sa skúšobná časť vysunie z lisovnice o dva stupne mimo cieľa.

CAE tiež overuje rozhodnutia o sekvenovaní staníc. Má sa trim uskutočniť pred alebo po opakovanom údere? Potrebuje polotovar kresliť guľôčky na špecifických miestach na kontrolu toku materiálu? Bude medzi ťahacími stanicami pre nehrdzavejúcu oceľ potrebný medzistupeň žíhania? Simulácia odpovedá na tieto otázky digitálne, za zlomok nákladov na ich zodpovedanie na fyzickej lisovacej linke. V prípade lisovníc vo výrobných prostrediach, kde sa časové harmonogramy programov merajú v týždňoch a nie v mesiacoch, je toto predné{2}}technické úsilie tým, čo oddeľuje-časové spustenie od nákladných oneskorení.

Vývoj raznice YICHENproces začína presne v tejto fáze - analýza uskutočniteľnosti a simulácia CAE sa spúšťa pred akýmkoľvek záväzkom k úplnej výrobe nástrojov, čo dáva inžinierom a manažérom zdrojov kvantifikovanú dôveru v koncepciu lisovnice, namiesto toho, aby sa spoliehali na predpoklady, ktoré sa odhalia až počas skúšania.

Obrábanie, montáž a skúšobné prevádzky

Po overení výsledkov simulácie a zmrazení návrhu matrice v 3D CAD sa projekt presunie do fyzickej realizácie. Tu sa koncept raznice stáva hmatateľným nástrojom - a kde presnosť obrábania určuje, či predpovede simulácie platia v dielni.

Obrábanie komponentov zápustiek kombinuje viacero procesov na dosiahnutie požadovaných geometrií a povrchových úprav. CNC frézovanie nahrubo-reže lisovacie pätky, dierovacie plechy a bloky lisovníc z pred-vytvrdených predvalkov nástrojovej ocele. Elektroerozívne obrábanie (EDM) - drôtu aj závažia - zvláda zložité vnútorné profily, ostré rohy a funkcie, ktoré bežné rezné nástroje nedosiahnu. Presné brúsenie prináša kritické povrchy, ako sú čela matrice, hroty razníkov a otvory vodiacich stĺpikov, na konečné rozmerové tolerancie, často v mikrónoch. Pre štandardnú súpravu lisovníc musí každý komponent odkazovať na spoločné zarovnávacie otvory -, umiestnenie kolíkov a otvory vodiacich kolíkov -, aby zostavený nástroj dosiahol rovnaké priestorové vzťahy modelované v prostredí CAD.

Tepelné spracovanie prebieha súbežne s hrubým obrábaním alebo bezprostredne po ňom. Razníky a vložky matrice prechádzajú kalením na svoje cieľové hodnoty Rockwell - zvyčajne RC 58-62 pre nástrojové ocele ako D2 alebo SKH9 -, po ktorom nasleduje popúšťanie, aby sa vyrovnala tvrdosť a húževnatosť. Vákuové tepelné spracovanie minimalizuje deformáciu a oxidáciu povrchu, pričom zachováva rozmerovú integritu, ktorú dosiahli predchádzajúce operácie obrábania. Po tepelnom spracovaní, povrchovom brúsení a EDM zušľachťujú kalené komponenty na ich konečné špecifikácie.

Montáž spája všetky opracované komponenty na lisovnicu. Lavicová montáž - v rukách-podložiek, nastavovania a overovania zostavenej matrice - je miesto, kde sú skúsenosti skúseného výrobcu matríc nenahraditeľné. Vodiace stĺpiky sú kontrolované na kolmosť. Vôle od dierovača-k-zápustke sa overujú pomocou spáromerov alebo meracích kolíkov. Dráha striptéra je nastavená, povrchy držiaka polotovarov sú modré a bodkované pre úplný kontakt a každý lokalizačný prvok je potvrdený v porovnaní s 3D modelom.

Skúšobné behy - bežne označené T0 (prvá skúška) a T1 (druhá skúška po opravách) - prvýkrát umiestnili zostavenú matricu do skutočných podmienok tvarovania. Cez každú stanicu prechádza malá dávka polotovarov, zatiaľ čo inžinieri hodnotia geometriu dielu, kvalitu povrchu, vzory toku materiálu a rozmerovú presnosť. Tu sa simulácia stretáva s realitou: väčšina dobre{6}}simulovaných lisovníc produkuje diely T0, ktoré sa blížia špecifikácii, ale skutočné-premenné sveta - skutočné vlastnosti šarže materiálu, deformácia lisu pri zaťažení, distribúcia maziva - predstavujú odchýlky, ktoré simulácia nedokáže úplne zachytiť. Ako progresívny výrobca matrice alebo výrobca línií očakávate, že po T0 vykonáte úpravy. Cieľom nie je dokonalosť na prvý zásah; minimalizuje medzeru medzi simulovanou predikciou a fyzickým výsledkom, takže korekcie sa merajú v desatinách milimetra a nie veľké zmeny geometrie.

Medzi typické korekcie T0 patrí podložka výšok razníka, nastavenie prítlaku držiaka polotovaru, prerezanie okrajov orezania a jemné{1}}doladenie výšok ťažnej gule na presmerovanie toku materiálu. Skúšky T1 overujú, že tieto korekcie dosiahli zamýšľané výsledky. Pri zložitých programoch s linkovou matricou so šiestimi alebo viacerými stanicami musia byť cykly T0/T1 na každej stanici sekvenčne koordinované - modifikácia matrice na stanici dva mení tvar prichádzajúcej časti pre každú stanicu po prúde, takže skúšobný proces prechádza linkou v poradí.

Overenie kvality a uvoľnenie výroby

Diel, ktorý vyzerá dobre zo skúšobného lisu, nemusí byť nevyhnutne pripravený na výrobu-. Validácia rozmerov premosťuje priepasť medzi vizuálnym hodnotením a kvantifikovanou zhodou s technickými špecifikáciami.

Súradnicové meracie stroje (CMM) zostávajú zlatým štandardom pre overovanie rozmerov medzi bodmi-do{1}}bodu. Sonda CMM sa dotýka špecifických pomocných prvkov, umiestnení otvorov, okrajov orezania a tvarovaných povrchov, pričom porovnáva namerané súradnice s nominálnym 3D modelom. V prípade súčastí vyrazených pomocou lisovnice -, ktoré sú často veľké a majú zložité 3D povrchy, - kontrola CMM môže trvať hodiny na jeden diel, ale poskytuje neistotu merania až do niekoľkých mikrónov.

Optické 3D skenovanie sa ukázalo ako účinný doplnok k práci CMM, najmä pre úplné{1}}overenie povrchu.Optické meracie systémyzachyťte milióny povrchových bodov v priebehu niekoľkých minút, čím sa vytvorí kompletné digitálne dvojča lisovaného dielu, ktoré je možné prekryť na CAD modeli. Zo správ o farebne-mapovaných odchýlkach je okamžite zrejmé, kde sa súčiastka zhoduje a kam sa posúva - vizuálny nástroj, ktorý je oveľa intuitívnejší ako tabuľka súradníc CMM. V prípade veľkých automobilových razníc dokážu skenovacie systémy zachytiť 2,5-metrový povrch raznice za menej ako 15 minút, vďaka čomu sú praktické na skúšanie aj kontrolu počas procesu.

Go/no{0}}merače a kontrolné zariadenia poskytujú najrýchlejšie{1}}overenie predajne. Vlastné-opracované upínadlá kopírujú lícujúce povrchy dielu, referenčné lokátory a kritické polohy prvkov. Ak súčiastka úplne zapadne do upínadla bez rušenia a všetky kontrolné kolíky prechádzajú cez príslušné otvory, súčiastka sa zhoduje. Tieto prípravky sú obzvlášť cenné počas výroby, pretože umožňujú operátorom overiť súčiastky v priebehu niekoľkých sekúnd, a nie minút alebo hodín, ktoré sú potrebné na CMM alebo skenovanie - zachytenia driftu predtým, ako vytvorí sériu nezhodných súčiastok.

Analýza spôsobilosti procesu toto všetko spája. Namiesto merania jednej časti technici merajú štatisticky významnú vzorku - zvyčajne 30 až 50 po sebe idúcich častí - a vypočítavajú hodnoty Cpk pre kritické rozmery. Cpk nad 1,33 (alebo 1,67 pre bezpečnostné-kritické automobilové prvky) demonštruje, že proces je zameraný na cieľovú dimenziu a dostatočne kontrolovaný, aby zostal v tolerancii trvalej výroby. AkoMetóda overovania Ming Chiangailustruje, analýza CPK prostredníctvom nepretržitého vzorkovania potvrdzuje rozmerovú stabilitu v miliónoch cyklov - konečný dôkaz, že súprava lisovníc je pripravená na uvoľnenie.

Až po validácii rozmerov a potvrdení spôsobilosti procesu dostane nástroj uvoľnenie z výroby. V tomto bode inžiniersky tím tiež stanovuje SOP údržby: plánované intervaly inšpekcií (často každých 50 000 až 100 000 zdvihov), plánované ostrenie pre orezávacie a prepichovacie vložky, protokoly mazania a kritériá výmeny opotrebovaných komponentov, ako sú pružiny a vodiace puzdrá. Prediktívne monitorovanie - sledujúce signatúry tlačových síl v priebehu času s cieľom odhaliť postupnú degradáciu lisovnice - je čoraz bežnejšie na linkách s vysokým{8}}objemom, čo umožňuje spúšťanie údržby na základe údajov, a nie chybnej časti.

Tento{0}}koniec{1}}pracovného postupu - uskutočniteľnosť, simulácia, návrh, obrábanie, zostavenie, vyskúšanie, overenie a vydanie - je to, čo oddeľuje nástrojový program, ktorý sa spúšťa podľa plánu, od programu, ktorý sa rozrastá do nákladných oneskorení. Každá fáza si vyžaduje špecializované schopnosti: analytikov CAE, ktorí rozumejú správaniu materiálu, strojníkov, ktorí dodržiavajú tolerancie na úrovni mikrónov,{5}}výrobcov foriem, ktorí dokážu previesť výstupy zo simulácie do fyzických úprav, a inšpekčné tímy, ktoré dokážu overiť zhodu naprieč zložitými 3D geometriami.

YICHEN pokrýva tento celý životný cyklus- od počiatočnej analýzy uskutočniteľnosti a simulácie tvarovania cez presné CNC obrábanie, montáž lisovníc, skúšobné prevádzky a záverečnú kontrolu. Partnerstvo s dodávateľom, ktorý vlastní každú fázu tohto pracovného toku, eliminuje riziko koordinácie spojené s rozdelením zodpovedností medzi viacerých dodávateľov pri získavaní manažérov a nástrojových inžinierov, ktorí hodnotia programy lisovacích nástrojov. Znamená to tiež, že lekcie získané počas simulácie CAE sa vkladajú priamo do rozhodnutí o obrábaní, skúšobné opravy odrážajú predpovede simulácie a výsledky kontroly uzatvárajú slučku späť k pôvodnému návrhu formy - plne integrovanému vývojovému procesu, ktorý znižuje-rizikové investície do nástrojov a urýchľuje cestu od konceptu k dielom pripraveným na výrobu-.