Progresívne razenie s ťažkým razením: Vyberte nesprávnu tonáž, zaplaťte dvakrát

Čo v skutočnosti znamená progresívne razenie

Väčšina inžinierov vie, čo je to progresívna matrica: nástroj s viacerými stanicami, ktorý vykonáva postupné operácie na kovovom páse pri jeho postupovaní lisom a vytvára hotový diel pri každom ťahu. Štandardné progresívne lisovanie zvyčajne spracováva materiál v tenších rozmeroch, beží pri vysokých rýchlostiach s relatívne miernymi lisovacími silami. Na druhej strane, ťažké razenie sa vzťahuje na formovanie hrubého-kovu v značnej tonáži, ktoré sa často vykonáva pomocou jednotlivých-závitov alebo prenosových zariadení. Progresívne lisovanie sa nachádza na priesečníku oboch svetov a toto priesečník si vyžaduje vlastnú inžiniersku príručku.

Definovanie progresívneho razenia

Progresívne lisovanie s ťažkým lisovaním je proces tvárnenia kovu, pri ktorom sa hrubý-materiál privádza cez progresívnu lisovnicu s viacerými{1}}stanicami vo veľkej tonáži, čím sa spája sekvenčná účinnosť progresívneho lisovania s požiadavkami na silu a odolnosťou nástrojov pri ťažkých-rozmerných prácach.

Nejde len o to, aby štandardná progresívna matrica fungovala trochu pomalšie s hrubšou pažbou. Tento proces si vyžaduje posilnené nástroje, lisy s vyššou{1}}kapacitou, špecializovanú manipuláciu s pásmi a zásadne odlišný prístup k sekvenovaniu staníc. Každé konštrukčné rozhodnutie, od pilotného dimenzovania až po mechaniku pásového výťahu, sa mení, keď hrúbka materiálu prekročí ťažkú ​​oblasť.

Ako sa líši od štandardnej progresívnej matrice

V konvenčnomprogresívne lisovanie kovov, inžinieri navrhujú pre rýchlosť. Tenký materiál umožňuje tesné rozostupy staníc, vysoké rýchlosti zdvihov a relatívne jednoduché výpočty sily. Silné razenie prevracia tieto priority. Tuhosť pásu mení, ako sa materiál správa medzi stanicami. Rezné sily sa znásobujú. Odpruženie sa stáva skôr zloženým problémom než korekciou na-stanicu. Samotná matrica musí vydržať dramaticky vyššie zaťaženie na každej stanici súčasne, zdvih za zdvihom.

Porovnajte to s ťažkým razením vykonávaným pomocou prenosovej matrice alebo metódou jedného{0}}zásahu. Prenosové matrice oddeľujú diel od pásu predčasne a mechanicky presúvajú polotovary medzi stanicami. Kocky s jedným-zásahom vykonajú jednu operáciu na ťah. Oba dobre zvládajú hrubý materiál, no ani jeden neposkytuje kontinuálnu,{5}}účinnosť podávania pásov, ktorú progresívne lisovanie ponúka pri objeme.

Prečo je tento rozdiel dôležitý pre výrobných inžinierov

Keď získavate diely lisované z hrubej ocele alebo hliníka, zvolená metóda pretvorí celú štruktúru vašich nákladov. Progresívne lisovanie prináša nižšie náklady na-diel pri veľkých objemoch, pretože eliminuje manipuláciu s dielmi medzi operáciami. Aplikovanie tejto metodiky na ťažký-rozmer materiálu bez pochopenia technických rozdielov však vedie k poddimenzovaným lisom, predčasnému zlyhaniu lisovnice a zastaveniu výroby, ktoré odstráni akúkoľvek výhodu v oblasti nákladov.

Na rozdiele záleží, pretože hranica medzi štandardnou a ťažkou progresívnou prácou je tam, kde investície do nástrojov stúpajú, výber lisu sa stáva kritickým a správanie materiálu prestáva byť zhovievavé.

Prahové hodnoty hrúbky materiálu a výber zliatiny

Slovo "ťažký" sa voľne používa v lisovniach. Niektorí dodávatelia označujú čokoľvek nad 14-rozmerom za ťažké, zatiaľ čo iní si tento termín vyhradzujú pre prácu s hrúbkou dosky. Nejednoznačnosť spôsobuje skutočné problémy s obstarávaním, pretože náklady na nástroje, požiadavky na lis a riziká procesu sa pri špecifických rozsahoch hrúbky posúvajú. Pochopenie, kde končí štandardné progresívne lisovanie kovov a začína ťažká progresívna práca, pomáha inžinierom určovať správne vybavenie od začiatku.

Rozsahy hrúbok, ktoré definujú ťažké progresívne razenie

Štandardné progresívne razenie typicky spracováva materiál od približne 0,2 mm do približne 3 mm (0,008" až 0,118"). V rámci tohto rozsahu je podávanie pásu jednoduché, rezné sily zostávajú zvládnuteľné a je možné dosiahnuť vysoké rýchlosti zdvihu. Prechod na oblasť ťažkej{6}}rozmery sa vo všeobecnosti začína okolo 3 mm a siaha približne do 16 mm (0,625"), kde sú špecializované lisy a vystužené lisovnice povinné.

Toto nie je tvrdá čiara nakreslená v dokumente noriem. Praktický prah závisí od konkrétnej zliatiny, geometrie dielu a počtu lisovacích staníc. 3 mm pás z mäkkej ocele môže bežať v štandardnom progresívnom nastavení bez problémov, ale 3 mm nehrdzavejúca oceľ s komplexnými formovacími stanicami sa bude správať ako ťažká práca kvôli vyšším silám. Označenie „ťažké“ je v skutočnosti o tom, kedy sa správanie procesu zmení natoľko, že štandardné pravidlá pre veľkosť nástrojov a lisov už neplatia.

Výber materiálu pre progresívne operácie s ťažkým{0}}rozchodom

Niekoľko rodín zliatin dominuje progresívnym lisovacím materiálom v širokom-rozsahu. Progresívne lisovanie z uhlíkovej ocele valcovanej za tepla predstavuje najväčší podiel, pretože konštrukčné držiaky, komponenty podvozku a hardvér na rozvod energie vyžadujú hrúbku aj objem. Progresívne lisovanie z nehrdzavejúcej ocele slúži na aplikácie, kde odolnosť proti korózii spĺňa požiadavky na štrukturálne zaťaženie, bežné v zariadeniach na spracovanie potravín a námornom hardvéri. Progresívne lisovanie hliníka plní úlohy, kde záleží na znížení hmotnosti, ale hrúbka je stále potrebná pre tuhosť, najmä v prepravných a elektrických krytoch.

Ako vlastnosti zliatin ovplyvňujú uskutočniteľnosť procesu

Predstavte si, že tlačíte 6 mm oceľový pás HSLA cez dvanásť tvarovacích staníc. Každá stanica je vystavená silám ďaleko presahujúcim to, čo by rovnaká geometria vyžadovala v mäkkej oceli, pretože pevnosť v ťahu a medza klzu stúpajú s obsahom zliatiny. Tri vlastnosti materiálu kontrolujú uskutočniteľnosť pri zvyšovaní hrúbky:

• Pevnosť v ťahupriamo vyrovnáva rezné a prepichovacie sily. Pás z nehrdzavejúcej ocele s hrúbkou 6 mm môže vyžadovať dvojnásobok až trojnásobok tonáže ekvivalentného pásu z uhlíkovej ocele.
• Ťažnosťurčuje, ako ďaleko môže byť materiál formovaný pred prasknutím. Nižšia ťažnosť v hrubších-zliatinách s vysokou pevnosťou obmedzuje dosiahnuteľné uhly ohybu na stanicu.
• Rýchlosť tvrdnutia práceovplyvňuje nahromadenie kumulatívnej sily. Austenitické nehrdzavejúce ocele rýchlo stvrdnú počas tvárnenia, čo znamená, že každá nasledujúca stanica sa stretáva s postupne tuhším materiálom.

Tieto vlastnosti sa spájajú v progresívnych operáciách, pretože pás prechádza postupne každou stanicou. Oceľové progresívne lisovanie na ťažkých meradlách vyžaduje, aby inžinieri vypočítali sily nielen na stanicu, ale kumulatívne cez celú matricu. Vysoko presné tolerancie lisovania kovov, ktoré sú bežné pri 1 mm, sa stávajú technickým problémom pri 6 mm, kde úmerne rastie elastická regenerácia a tepelná rozťažnosť.

Súhra medzi výberom zliatiny a hrúbkou vytvára silovú obálku, ktorá definuje, čo musí lis a matrica zvládnuť súčasne, výpočet, pri ktorom podcenenie akejkoľvek jednej premennej môže viesť k predčasnému zlyhaniu nástroja alebo priamemu preťaženiu lisu.

Návrh rozloženia pásov pre progresívne operácie s ťažkým{0}}rozchodom

Silové obaly a vlastnosti materiálu vám povedia, čomu musí matrica odolať. Rozloženie pásu vám povie, ako sú operácie zoradené, aby sa tieto sily dali zvládnuť a zároveň sa vyrobili presné diely. V dizajne progresívnej raznice je rozloženie pásu vzorom pre všetko: ktoré operácie sa vykonávajú na ktorých staniciach, ako sa odstraňuje šrot a ako sa pás spoľahlivo pohybuje z jednej stanice do druhej. Keď do rovnice vstúpia ťažké-rozmery, takmer každé rozhodnutie o rozložení sa zmení.

Rozstup staníc a stabilita pásu v hrubom materiáli

Tenko{0}}rozchodné progresívne matrice môžu zbaliť stanice blízko seba. Materiál je ľahký, dostatočne flexibilný, aby sa prispôsobil malým vzdialenostiam a ľahko sa ovláda počas kŕmenia. Hrubý materiál prevracia túto dynamiku. Ťažšie pásy odolávajú ohýbaniu medzi stanicami a nástrojové razníky potrebné na rezanie a tvarovanie sú fyzicky väčšie a vyžadujú viac priestoru v matrici.

Rozstup staníc v ťažkých progresívnych lisovacích nástrojoch sa zvyčajne zvyšuje z niekoľkých dôvodov:

• Väčšie rezné a tvarovacie komponentypotrebujú pevnejšie podporné dosky a širšie montážne plochy.
• Nečinné stanicesú nevyhnutné na prispôsobenie nadrozmerných častí nástrojov bez oslabenia priľahlých konštrukcií matrice.
• Zhadzovanie šrotuvyžaduje väčší priestor pod matricou, pretože ťažké vysekávanie vytvára slimáky, ktoré voľne neklesnú cez tesné otvory.
• Tepelná rozťažnosťv páse rastie s hrúbkou, takže rozstup musí zodpovedať kumulatívnej odchýlke stúpania naprieč dlhými matricami.

Stabilita pásu sa paradoxne v niektorých smeroch zlepšuje s hrúbkou. Oceľový pás s hrúbkou 6 mm sa medzi stanicami neohne tak, ako by sa mohol pás s hrúbkou 0,5 mm. Zvyčajne nebudete potrebovať spevňujúce rebrá alebo lemy v nosnom páse. Ale táto tuhosť prichádza s kompromisom: prúžok odoláva zdvíhaniu a premiestňovaniu. Zdvíhače razníc musia vyvinúť podstatne väčšiu silu na zdvihnutie ťažkého materiálu z povrchu matrice medzi zdvihmi a ich konštrukcia sa presúva z jednoduchých pružinových-čapov na robustné hydraulické alebo dusíkové{7}}valcové systémy schopné spoľahlivo zdvihnúť stovky kilogramov materiálu počas tisícok cyklov.

Pilotné dimenzovanie a správa slimákov pre ťažký rozchod

Piloti opravujú chyby podávania tak, že sa zapoja do pred{0}}dierovaných otvorov v páse tesne predtým, ako každá stanica vykoná svoju operáciu. Pri progresívnej práci s veľkým-rozmerom sa pilotné určovanie veľkosti riadi inými pravidlami ako aplikácie tenkých{3}}materiálov. Thevzťah medzi priemerom vodiaceho otvoru a priemerom vodiaceho razidlasa stáva kritickejším, pretože hrubší materiál vytvára väčšie bočné sily na pilota počas záberu.

Inžinieri pracujúci s ťažkým materiálom čelia balansovaniu. Pilotné razníky potrebujú dostatočný priemer, aby odolali bočnému zaťaženiu spôsobenému tuhým a ťažkým pásom, ktorý je zarovnaný. Príliš malý a pilot sa vychýli alebo zlomí. Príliš tesné spojenie medzi pilotom a otvorom a materiál sa počas posúvania pásu ťahá alebo deformuje. Nepriame vodiace lišty, pri ktorých sa v oblastiach šrotu dieruje vyhradený otvor špeciálne na umiestnenie, sú vo všeobecnosti uprednostňované v procese progresívneho lisovania v ťažkých{4}}rozmeroch, pretože umožňujú inžinierom vybrať si optimálne veľkosti pilotov nezávisle od geometrie produktu.

Manažment slimákov predstavuje svoj vlastný súbor výziev. Kovové dierovacie nástroje pracujúce na hrubom materiáli vytvárajú ťažké, pevné brvná, ktoré len tak neodpadnú pod vplyvom gravitácie, ako to robia tenko{1}}rozmerné brvná. Tieto slimáky sa môžu zaklinovať do otvorov matrice, odraziť sa späť do čela matrice alebo sa môžu naskladať do voľných otvorov. Inžinieri to kompenzujú zväčšením uhlov kužeľa otvárania lisovnice, pridaním mechanizmov pozitívneho vyhadzovania slimákov a navrhnutím sklzov na šrot so strmšími uhlami a väčšími- prierezmi. Jediný zadržaný slimák v ťažkej postupovej matrici môže spôsobiť katastrofálne poškodenie nasledujúcich staníc v rámci toho istého zdvihu.

Kompenzácia odpruženia naprieč viacerými stanicami

Pruženie je elastické zotavenie po uvoľnení tvárniacej záťaže. Každý ohyb sa o niečo vráti späť. V jednej kocke-stanice raz kompenzujete a idete ďalej. V progresívnom lisovacom procese spracovania ťažkého-materiálu sa pruženie spája naprieč stanicami, pretože každá operácia tvárnenia mení stav napätia kovu, ktorý ešte musí prejsť stanicami po prúde.

Primárna metóda kompenzácie jenadmerné ohýbanie, kde matrica ohýba materiál mierne za cieľový uhol, takže elastické zotavenie ho vráti späť do špecifikácie. Pri ťažkých materiáloch sa uhly prehnutia zväčšujú, pretože hrubší materiál ukladá viac elastickej energie. Ale v progresívnom usporiadaní môže nadmerné ohýbanie na jednej stanici zmeniť, ako pás sedí na ďalšej stanici, čo ovplyvňuje zapojenie pilota a presnosť polohy.

Dizajnéri riešia tento zložený efekt prostredníctvom niekoľkých stratégií:

• Hodnoty kompenzácie-špecifické pre stanicuvypočítané na základe stavu kumulatívneho napätia, nielen jednotlivého ohybu.
• Vyhradené záchytné stanicektoré po dokončení priľahlých operácií pretvoria-predtým ohnuté prvky na konečný rozmer.
• Progresívne nadmerné ohýbaniedistribuované na viacerých staniciach namiesto použitia v jednom agresívnom zásahu.
• V-priemyslena kritických formovacích staniciach na overenie uhlov a posunu vlajky predtým, ako sa následné operácie zablokujú v-ne{1}}špecifikovanom stave.

Mechanika postupu pásu spája všetky tieto obavy dohromady. Ťažký materiál ovplyvňuje výšku zdvihu pásu, ktorá určuje, aká veľká vôľa existuje pre pás, aby mohol prejsť cez tvarovacie prvky. Ovplyvňuje presnosť postupu, pretože pevný pás sa ťažšie presne premiestňuje. A to ovplyvňuje hĺbku záberu pilota, pretože pás musí úplne sedieť na pilotoch pred použitím tvárniaceho zaťaženia. Každá premenná sa pripája späť k rozloženiu pásu, čím sa stáva jediným najdôslednejším technickým dokumentom v akomkoľvek ťažkom-rozmere progresívneho lisovacieho procesu.

S rozložením pásu, ktoré definuje, ako operácie sledujú a interagujú, sa ďalšou kritickou otázkou stáva presné vyčíslenie toho, akú veľkú silu vyvíjajú všetky tieto simultánne operácie na lis a čo sa stane, keď tento výpočet zlyhá.

Výpočty sily a plánovanie tonáže pre ťažké razenie

Každá stanica v progresívnej matrici funguje súčasne. Keď lisovací baran klesá, zdvorilo nenačíta jednu stanicu naraz. Zatlačí každý razník, každý tvárniaci nástroj a každý odstraňovač do pásu naraz. Pri práci so štandardným tenkým-rozchodom zostáva kumulatívna záťaž naprieč stanicami v rámci bežných lisovacích kapacít. Pri progresívnych operáciách s ťažkým{5}}rozchodom je toto súčasné nakladanie drahé. Pochopenie toho, ako lis na lisovanie absorbuje tieto sily a kde je matematika chybná, oddeľuje úspešné ťažké-rozchody od prasknutých šmýkačiek a zaseknutých zotrvačníkov.

Kumulatívna sila naprieč progresívnymi lisovacími stanicami

Progresívny raziaci lis nevidí jednotlivé zaťaženia staníc izolovane. Zažije súčet všetkých síl vytvorených na každej stanici počas toho istého zdvihu. Dvanásť-staníc na spracovanie 6 mm uhlíkovej ocele môže vyžadovať 15 až 40 ton na každej reznej stanici, 20 až 60 ton na formovacích staniciach a dodatočnú silu od odstraňovačov, zdvíhačov a rezačov šrotu. Pridajte ich dohromady a lis musí dodať agregát jediným zdvihom barana.

Thepostupnosť výpočtu silyInžinieri postupujú pri ťažkej progresívnej zápustkovej práci takto:

1. Identifikujte každú operáciu, ktorá sa vyskytuje na každej stanici, vrátane dierovania, vysekávania, tvarovania, ohýbania, razenia a orezávania.
2. Vypočítajte reznú silu pre každú operáciu dierovania a strihania pomocou obvodu rezu, hrúbky materiálu a pevnosti materiálu v šmyku.
3. Vypočítajte sily na tvárnenie a ťahanie pomocou geometrie dielu, hrúbky materiálu a konečnej pevnosti v ťahu.
4. Pridajte odizolovaciu silu pre každú stanicu, zvyčajne 5% až 20% reznej sily v závislosti od typu a hrúbky materiálu.
5. Zahrňte pomocné zaťaženia: tlak stierača pružiny, sila dusíkovej podložky, odpor čapu zdviháka, sily poháňanej vačky a zaťaženie zapojenia pilota.
6. Spočítajte všetky sily stanice, aby ste určili celkovú potrebu tonáže.
7. Použite bezpečnostný faktor, zvyčajne o 20 % až 30 % nad vypočítaným zaťažením, aby ste zohľadnili variabilitu materiálu, opotrebovanie nástroja a zvýšenie tupej-sily na hrane.
8. Overte si, že energetická kapacita lisu, nielen špičková tonáž, je dostatočná pre hĺbku zdvihu, pri ktorej dochádza k zaťaženiu tvárnenia.

Tento posledný krok zaskočí mnohé obchody. Progresívny lis môže mať menovitý objem na papieri, ale akoVýskum AHSS preukázal, maximálna tonáž je k dispozícii iba v spodnej časti zdvihu v mechanických lisoch. Sila dostupná len niekoľko palcov nad dolnou úvraťou môže klesnúť na 50 % menovitej kapacity. Ťažké-tvarovacie operácie, pri ktorých sa materiál zapája skôr do zdvihu, môžu prekročiť krivku sily lisu, aj keď sa celková tonáž zdá byť primeraná.

Rezacie, tvarovacie a odizolovacie sily v hrubom materiáli

Ako funguje raziaci lis pri veľkom progresívnom zaťažení? Musí absorbovať rezné sily, tvarovacie sily a sťahovacie sily, ktoré sa všetky menia s hrúbkou materiálu, ale nie lineárne a nie rovnomerne.

Rezná sila má priamy vzťah: obvod rezu vynásobený hrúbkou materiálu vynásobený pevnosťou v šmyku. Pre ťažké-rozmerné práce to znamená, že obvodový rez cez 8 mm materiál si vyžaduje približne štvornásobok sily rovnakého rezu cez 2 mm materiál rovnakej zliatiny. Ale samotná pevnosť v šmyku nie je konštantná. Tupé nástroje, ku ktorým dochádza rýchlejšie pri ťažkých-meracích prácach, posúva efektívnu pevnosť v šmyku smerom k plnej pevnosti v ťahu materiálu, a nie k typickým 60 % až 80 % aproximácii používanej pre ostré nástroje.

Formovacie sily sa s hrúbkou stupňujú ešte agresívnejšie. Ohybová sila sa zvyšuje so štvorcom hrúbky v mnohých konfiguráciách. Súčiastka, ktorá si vyžadovala 10 ton na tvarovanie z 3 mm polotovaru, môže potrebovať 40 ton pri 6 mm, nie 20. Pracovné vytvrdzovanie v materiáli to spája v každej nasledujúcej tvarovacej stanici, čo znamená, že pás tuhne, keď postupuje cez matricu. Vysokorýchlostné progresívne lisovanie v tenkých meradlách môže často ignorovať tento kumulatívny vytvrdzovací efekt. Ťažký-rozchod nemôže fungovať.

Sila sťahovania, zaťaženie potrebné na vytiahnutie materiálu z lisovníka po rezaní, sa tiež podstatne zvyšuje. Hrubý materiál priľne dierovač s väčšou povrchovou plochou a vyšším trením. V ťažkých progresívnych lisovniach môže odizolovacie zaťaženie predstavovať významnú časť celkovej tonáže, napriek tomu sú najčastejšie prehliadaným faktorom pri dimenzovaní lisu.

Úvahy o výbere tlače a tepelnom manažmente

Výber progresívneho lisu pre ťažké-rozchodné aplikácie znamená vyváženie tonáže, energetickej kapacity a fyzickej veľkosti lôžka. Matrica sa musí zmestiť do plochy lôžka, tonáž musí pokryť kumulatívne zaťaženie s bezpečnostnou rezervou a energia uložená v zotrvačníku musí vydržať celý zdvih bez zastavenia v dolnej úvrati.

Tepelný manažment pridáva ďalší rozmer, ktorému-prevádzky na tenkom rozchode čelia len zriedka. Keď hrubý materiál prechádza rezaním a tvarovaním na každej stanici, trenie a plastická deformácia premieňajú mechanickú energiu na teplo. Toto teplo sa akumuluje v komponentoch matrice, samotnom páse a mazacom filme. Počas výrobného cyklu tepelná rozťažnosť mení vôle matrice, posúva zarovnanie pilota a urýchľuje opotrebovanie nástroja. Účinok rastie s frekvenciou úderov. Zatiaľ čo vysokorýchlostné progresívne lisovanie v tenkých-rozmeroch môže bežať rýchlosťou 200+ úderov za minútu so zvládnuteľným teplom, ťažké{8}}progresívne operácie zvyčajne prebiehajú medzi 20 až 60 údermi za minútu a aj pri týchto rýchlostiach si generovanie tepla vyžaduje aktívne riadenie.

Inžinieri riešia problémy s teplotou pomocou niekoľkých stratégií: nútené-kanály na chladenie vzduchu vo vnútri lisovacích čeľustí, systémy mazania-monitorované teplotou, ktoré zvyšujú prietok pri zvyšovaní teploty lisovnice, a plánované prestávky vo výrobe, ktoré umožňujú teplotné vyrovnanie predtým, ako rozmerový posun dosiahne kritické prahové hodnoty.

Výpočet tonáže v konečnom dôsledku určuje, v akom lise lis žije, a toto rozhodnutie zaisťuje kapitálové náklady, rýchlosť výroby a podlahovú plochu počas životnosti programu. Konštrukcia lisovnice potom musí zodpovedať silám, ktoré znesie, čím sa konštrukčný návrh samotného nástroja stane ďalším kritickým článkom v inžinierskom reťazci.

Vlastnosti dizajnu raznice Jedinečné pre ťažké progresívne razenie

Sily prúdiace cez progresívnu matricu s ťažkým{0}}rozmerom nezaťažujú len tlač. Trestajú každú platňu, vodiaci kolík a reznú hranu vo vnútri samotného nástroja. Lisovacia matrica skonštruovaná pre 1 mm materiál a bežiaca rýchlosťou 300 úderov za minútu nevyzerá ako nástroj postavený na spracovanie 8 mm ocele rýchlosťou 30 úderov za minútu, aj keď je geometria hotového dielu podobná. Štrukturálne požiadavky, výber materiálov a tolerančné stratégie sa natoľko líšia, že ťažké{8}}progresívne matrice predstavujú úplne inú triedu nástrojov.

Konštrukčné vystuženie a dizajn topánok

Topánky sú základom každej progresívnej kocky. Prenášajú záťaž, udržiavajú zarovnanie a absorbujú nárazy pri každom údere. V progresívnych lisovacích nástrojoch so štandardným-rozmerom sú lisovacie pätky zvyčajne opracované zo stredne uhlíkovej ocele, ako je S50C, s hrúbkou plechu dimenzovanou na mierne zaťaženie. Ťažké-rozchodné práce si vyžadujú zásadne odlišný štrukturálny prístup.

Zvážte, čo sa stane, keď kumulatívne staničné sily dosiahnu stovky ton. Tvarovacia pätka musí odolávať vychýleniu pri tomto zaťažení pri zachovaní rovnobežnosti medzi hornou a spodnou polovicou s presnosťou na tisíciny palca. Dokonca aj malé vychýlenie posúva vôľu razníka-k-zápustke, urýchľuje opotrebenie hrán na jednej strane a znižuje kvalitu dielu v páse.

Ťažké progresívne matrice to riešia niekoľkými štrukturálnymi zmenami:

• Zvýšená hrúbka čeľuste:Štandardné progresívne matrice môžu používať pätky s priemerom 50 až 75 mm. Ťažké-meracie nástroje často vyžadujú 100 až 150 mm alebo hrubšie čeľuste, aby sa obmedzila deformácia pri koncentrovanom zaťažení.
• Vylepšený materiál obuvi:Vysokopevná-legovaná oceľ alebo pred{1}}kalená nástrojová oceľ nahrádza štandardné stredne uhlíkové ocele, aby sa zlepšila tuhosť bez zvýšenia stopy.
• Zosilnené vodiace systémy:Vodiace čapy s guľôčkovým ložiskom používané v štandardných matriciach môžu byť nahradené alebo doplnenétrecie{0}}vodiace kolíky s hliníkovými bronzovými puzdramialebo blokové pätky, ktoré odolávajú silnému bočnému tlaku počas tvárniacich operácií. Keď sú rezné a tvarovacie sily nevyvážené, bloky päty zabraňujú vychýleniu hornej a dolnej obuvi v opačných smeroch.
• Širší rozostup staníc:Väčšie tvárniace razníky a vystužené podporné dosky spotrebujú väčšiu plochu zápustky, čím sa natiahne celková dĺžka zápustky a vyžadujú sa dlhšie lisovacie lôžka.
• Hrubšie nosné dosky:Pridržiavacie platne dierovačov a oporné platne zväčšujú svoju hrúbku, aby rozložili bodové zaťaženie a zabránili vytvrdnutým razníkom vraziť do mäkších povrchov topánok pri silnom náraze.

Vodiace čapy v ťažkých postupových matriciach tiež zväčšujú priemer. Štandardná progresívna raznica, ktorá beží z tenkého materiálu, môže používať 38 mm (1,5") vodiace kolíky. Ťažké-rozmerové nástroje bežne zvyšujú kolíky s priemerom 50 mm alebo 63 mm, niekedy s duálnymi vodiacimi systémami, ktoré kombinujú čapy s guľôčkovými ložiskami pre presné zarovnanie a pätkové bloky pre odpor v tlaku. Ako poznamenáva The Fabricator, vodiace kolíky sú určené výhradne na vyrovnávanie lisovacích topánok. aplikáciách s ťažkým{8}}rozchodom, sily, ktoré sa pokúšajú vychýliť tieto topánky, sú dramaticky vyššie, takže o robustnom navádzaní sa nedá-vyjednávať.

Výber materiálu matrice a stratégia karbidových vložiek

Materiály použité na výrobu matrice určujú, ako dlho beží medzi intervalmi údržby a ako dôsledne dodržiava tolerancie. V štandardných progresívnych nástrojoch na spracovanie tenkého materiálu slúžia nástrojové ocele ako D2 (SKD11) kalené na HRC 58-60 väčšine rezacích a tvárniacich staníc. Ťažká práca mení rovnicu, pretože nárazové sily na zdvih sú vyššie, abrazívne opotrebovanie sa zrýchľuje rýchlejšie a tepelné cykly sú závažnejšie.

Progresívne karbidové lisovacie nástroje používajú vložky z karbidu volfrámu na miestach, kde je opotrebovanie najagresívnejšie: strižníky, dierovacie nástroje a vysoko{0}}záťažové tvarovacie vložky. Karbid ponúka hodnoty tvrdosti presahujúce 75 HRC a niekoľkonásobne vyššiu odolnosť proti opotrebeniu ako bežná nástrojová oceľ. Pri ťažkých aplikáciách je návratnosť merateľná. Dierovač z nástrojovej ocele spracovávajúci 6 mm uhlíkovú oceľ môže vydržať 50 000 až 100 000 úderov pred ostrením. Vložka z tvrdokovu v rovnakej polohe môže predĺžiť tento interval na 300 000 alebo viac zásahov.

Karbid však prináša kompromisy-. Je to krehké. V matrici, ktorá je vystavená veľkému rázovému zaťaženiu pri každom zdvihu, karbidové doštičky praskajú, ak nie sú správne podopreté. Inžinieri to riešia takto:

• Zatlačte-doštičky z tvrdokovu do držiakov z tvrdenej ocele, ktoré absorbujú bočné a tlakové zaťaženie.
• Použitie stratégie "pevné jadro, tvrdý povrch", kde telo doštičky poskytuje odolnosť proti nárazu, zatiaľ čo pracovná hrana poskytuje odolnosť proti opotrebeniu.
• Obmedzenie karbidu na stanice s primárne tlakovým zaťažením, vyhýbanie sa staniciam s významnými bočnými silami, pokiaľ geometria doštičky nemôže byť navrhnutá tak, aby udržala karbid v kompresii.

Na tvárniace a ohýbacie stanice v ťažkých progresívnych zápustkách, rýchlorezné ocele (HSS) ako SKH9 s HRC 60-62 alebo práškové metalurgické nástrojové ocele často dosahujú lepšiu rovnováhu medzi húževnatosťou a odolnosťou proti opotrebeniu ako karbid. Tieto stanice zažívajú opakované nárazy a bočné napätie, kde by šírenie trhlín v krehkých materiáloch bolo katastrofálne.

Stieracie platne, ktoré musia absorbovať opakované nárazy pri kontakte s hrubým materiálom, bežne používajú modifikované nástrojové ocele, ako je SLD, ktoré ponúkajú vynikajúcu húževnatosť pri vysokej tvrdosti a zabraňujú vylamovaniu v zložitých sekciách lisovnice počas operácií odizolovania s vysokou{0}}silou. Materiálová stratégia naprieč celou matricou sa riadi princípom prispôsobenia správneho materiálu špecifickému profilu namáhania na každej stanici, a nie jednotnej aplikácie jednej triedy materiálu.

Tolerančné schopnosti v progresívnej{0}}práci

Tu je otázka, ktorú si kladie každý výrobný inžinier: aké tolerancie môžem dodržať pri progresívnom lisovaní s veľkým-rozmerom? Úprimnou odpoveďou je, že dosiahnuteľná presnosť sa utiahne so znížením hrúbky. Niekoľko faktorov pôsobí proti úzkym toleranciám v hrubom materiáli:

• Elastické zotaveniesa zvyšuje s hrúbkou materiálu, vďaka čomu sú tvarované rozmery menej predvídateľné.
• Tepelná rozťažnosťpásu aj formy posúvajú rozmerové vzťahy počas výrobných sérií.
• Odklon dierovačapri veľkom reznom zaťažení zavádza polohové variácie medzi dierovanými prvkami.
• Kumulatívna chyba výšky tónunaprieč dlhými, ťažkými progresívnymi matricami rastie, pretože tuhosť pásu odoláva presnému premiestňovaniu na každej stanici.

Z praktického hľadiska štandardné progresívne matrice spracovávajúce tenký materiál bežne dodržiavajú tolerancie plus alebo mínus 0,05 mm na dierovaných prvkoch a tvarovaných rozmeroch. Ťažké-rozmerové progresívne raziace matrice pracujúce s materiálom s hrúbkou 6 mm sa zvyčajne zameriavajú na plus alebo mínus 0,1 až 0,15 mm pre podobné funkcie, pričom užšie tolerancie je možné dosiahnuť pomocou ďalších staníc,-snímania matrice a sekundárnych operácií.

Technický kompromis-je jasný: prísnejšie tolerancie pri progresívnych prácach s ťažkým{1}}rozchodom si vyžadujú viac lisovacích staníc, ťažšiu konštrukciu, progresívne karbidové lisovacie lisovnice v kritických bodoch opotrebenia a častejšie intervaly údržby. Každý prídavok zvyšuje náklady na nástroje. Dizajnéri musia vyvážiť to, čo aplikácia skutočne vyžaduje, s tým, čo môže matrica ekonomicky poskytnúť počas svojej výrobnej životnosti.

Tento kompromis-medzi zložitosťou a odolnosťou presahuje rámec samotnej matrice. Celý reťazec zariadenia, ktorý podáva materiál do nástroja, od odvíjača cez vyrovnávač až po podávací mechanizmus, si musí zachovať svoje vlastné štandardy presnosti, aby podporil to, na čo je matrica navrhnutá.

Systémy podávania a manipulácia s cievkami pre hrubý-rozchod

Dokonale skonštruovaná matrica neznamená nič, ak materiál, ktorý sa k nej dostane, je zošikmený, zakrivený alebo nesprávne podávaný. Ťažký-rozmer cievky váži tisíce kilogramov na cievku, odoláva vyrovnávaniu a trestá podávacie mechanizmy, ktoré neboli navrhnuté pre príslušné uchopovacie sily. Zariadenia pred lisovacím strojom, odvíjač, rovnačka a podávač, tvoria reťaz, v ktorej musí byť každý článok dimenzovaný podľa požiadaviek na hrubý-materiál. Nedostatočná špecifikácia ktoréhokoľvek komponentu a presnosť podávania sa zhoršuje, diely vychádzajú z tolerancie a drahé progresívne nástroje spôsobujú poškodenie v dôsledku nesprávne umiestneného pásu.

Požiadavky na odvíjač a narovnávač pre ťažkú ​​cievku

Manipulácia s ťažkými-cievkami je fyzicky náročná. Cievka zo 6 mm uhlíkovej ocele pri šírke 1 200 mm môže vážiť viac ako 10 000 kg. Odvíjač podopierajúci túto cievku potrebuje hydraulickú expanziu tŕňa, ktorá je schopná zovretia na vnútornom priemere bez prekĺznutia, konštrukčný rám dimenzovaný na hmotnosť cievky bez vychýlenia a hnací motor dimenzovaný na udržanie kontrolovaného odvíjania pri zaťažení. Pasívne odvíjače, ktoré sa spoliehajú na ťah po prúde, jednoducho nedokážu spoľahlivo zvládnuť hrubú a tuhú pažbu. Potrebujete aktívny, motorom{10}}poháňaný odvíjač s uzavretým{11}}regulátorom napnutia pásu, aby ste zabránili uvoľneniu pásu alebo nadmernému spätnému napätiu{12}}, ktoré bojuje s podávacím systémom.

Narovnanie hrubého materiálu je iný problém ako narovnanie tenkého pásu. Súprava cievok, zakrivenie zachované pri navíjaní, je oveľa výraznejšie v ťažkých-meradlách, pretože medza klzu materiálu znamená, že sa ľahko neuvoľňuje. Odstránenie tohto zakrivenia vyžaduje rovnačku s väčším-priemerom valcov a podstatne väčšou korekčnou silou. Menšie valčeky, ktoré pracujú agresívne na tenkých materiáloch, by potrebovali nepraktický tlak na ovplyvnenie ocele s hrúbkou 6 mm alebo 8 mm. Ťažké-vyrovnávače používajú väčšie valce, širšie stredy a viac úrovní valcov na postupné vyriešenie zakrivenia bez zavedenia lokalizovanej deformácie. Automatická kontrola medzery sa stáva dôležitou, pretože variácie v hrúbke a tvrdosti medzi zvitkami{10}}k{11}}zvitku vyžadujú úpravu, ktorú manuálne nastavenia nedokážu spoľahlivo sledovať počas výrobného cyklu.

Podávacie mechanizmy a presnosť pre hrubý-rozchod

Podávanie razenia je miesto, kde presnosť buď drží, alebo sa rozpadá. V náročných aplikáciách s progresívnymi matricami dominujú servo-posuvy kotúčov, pretože ponúkajú programovateľné dĺžky posuvov, presné profily zrýchlenia a úložisko-receptov úloh, ktoré skracuje čas nastavenia medzi jednotlivými sériami. AkoPoznámky časopisu MetalFormingservoposuvy vypočítavajú optimálne zrýchlenie a spomalenie na základe zdvihov za minútu a dĺžky posuvu, pričom výrobné rýchlosti sú zhruba dvojnásobné v porovnaní so vzduchovými posuvmi.

Hrubý materiál však prináša problémy, ktoré pri podávaní tenkého-materiálu neexistujú. Oblasť uchopenia štandardných podávacích valcov je relatívne malá a ťažký-hrubý materiál odoláva zrýchleniu a zastaveniu samotným trením. Zvýšenie tlaku valcov zlepšuje priľnavosť, ale riskuje deformáciu okrajov pásu. Inžinieri to kompenzujú špecifikovaním valcov s väčším{5}}priemerom, ktoré odolávajú deformácii, vrúbkovaniu alebo vysokému{6}}treniu povlakov pre lepšiu trakciu a v niektorých prípadoch usporiadaniami tandemového podávania, kde vstupné a výstupné serva zvierajú pás v dvoch bodoch súčasne.

Presnosť podávania klesá s hrúbkou z niekoľkých dôvodov zloženia. Tuhší materiál ukladá viac kinetickej energie počas akcelerácie, čím vytvára prekmit v polohe zastavenia. Načasovanie uvoľnenia pilota sa stáva kritickejším, pretože pásik odoláva ťahaniu do konečného zarovnania pomocou pilotných kolíkov.Stlačte{0}}napájanie profilu, kde sa servo elektronicky radí na rotáciu lisu, pomáha udržiavať synchronizáciu pri veľkom zaťažení prispôsobením rýchlosti posuvu pohybu lisu, a nie nezávislým profilom pohybu.

Integrácia cievky s lisom a matricou

Progresívny raziaci stroj nie je len lis s priskrutkovanou matricou. Je to integrovaný systém, kde odvíjač, rovnačka, podávač a lis musia komunikovať a synchronizovať sa. Nesúlad kdekoľvek, povedzme odvíjač, ktorý sa nedokáže odvíjať dostatočne rýchlo, aby držal krok s podávačom, alebo rovnačka, ktorá zavádza prehýbanie pásu, ktoré systém podávania nedokáže opraviť, vytvára chyby, ktoré sa hromadia na každej lisovacej stanici.

Pre náročné-progresívne operácie spája systém jednotná architektúra ovládania. Jediný PLC alebo ovládač pohybu, ktorý riadi napätie odvíjača, medzeru vyrovnávača a časovanie podávača, poskytuje užšiu synchronizáciu ako samostatné samostatné ovládacie prvky. Snímače hĺbky slučky pásu medzi rovnačkou a podávačom, detekcia konca--cievky a monitorovanie{5}}pretrhnutia pásu chránia zariadenie aj matricu pred poškodením spôsobeným neočakávaným správaním materiálu.

Sekcia trolejového vedenia medzi rovnačkou a podávačom si zasluhuje osobitnú pozornosť pri{0}}rozchode. Táto slučka voľného materiálu musí podopierať pásik bez opätovného{2}}zavedenia súpravy cievok. Nedostatočný polomer podpory slučky na hrubom materiáli zakriví pás späť predtým, ako vstúpi do podávača, čím sa zníži rovinnosť, ktorú práve vytvorila rovnačka. Správne zaoblené podporné stoly a slučkové{5}}hĺbkové senzory, ktoré modulujú rýchlosť odvíjača, udržujú pás plochý a napína-kontrolované, keď vstupuje do podávacích valcov.

Keď je každý predradený komponent dimenzovaný a synchronizovaný pre ťažký materiál, matrica dostane materiál, ktorý je plochý, presne umiestnený a dôsledne napnutý. Táto spoľahlivosť je to, čo robí progresívnu metodiku životaschopnou pri výrobe s hrubým rozchodom-. Bez neho sa cenové výhody progresívneho razenia na viacerých staniciach stratia pod mierou šrotu a neplánovaných zastávok. Skutočná otázka znie: v akom bode má progresívna matrica ešte ekonomický zmysel pre ťažké-rozmerové časti v porovnaní s alternatívnymi metódami, ako je prenosová matrica?

Progresívna matrica verzus prenosová matrica pre ťažké-aplikácie s rozchodom

Otázka z predchádzajúcej časti má praktickú odpoveď: závisí od veľkosti dielu, geometrie, objemu a hrúbky materiálu. Medzi bežnými typmi lisovacích nástrojov, progresívnych, transferových a zložených, zaberá každý špecifický výkon. Pri práci s ťažkým-rozchodom sa tieto okná prekrývajú menej ako v aplikáciách s tenkými-materiálmi, vďaka čomu je správna voľba dôslednejšia a, našťastie, jasnejšia-, keď pochopíte, kde jednotlivé metódy narážajú na svoje limity.

Keď progresívna kocka vyhráva pre ťažké-dielce s rozchodom

Progresívna metodika lisovania a lisovania dominuje v aplikáciách s ťažkými{0}}rozmermi, keď sa zosúladia tri podmienky: diel zostáva spojený s pásom počas tvarovania, ročné objemy odôvodňujú investíciu do nástrojov a geometria nevyžaduje hlboké ťahanie ani úplnú trojrozmernú{1}}manipuláciu medzi stanicami.

Pokroky v technológii lisovania a materiálov matrice posunuli praktické hranice smerom von. Lisy poháňané servom{1}}, ktoré modulujú rýchlosť barana prostredníctvom zdvihu, znižujú špičkové nárazové zaťaženie, čo umožňuje progresívnym nástrojom spracovať hrubší materiál bez poškodenia nárazom, ktorý predtým obmedzoval ich rozsah. Karbidové doštičky a práškové metalurgické nástrojové ocele predlžujú životnosť nástroja pri veľkom zaťažení. Výsledkom je, že diely z ocele s hrúbkou 6 až 10 mm, ktoré by pred desiatimi rokmi vyžadovali prenosové lisovacie nástroje, teraz úspešne fungujú v progresívnych nástrojoch za predpokladu, že geometria spolupracuje.

Kde progresívne matrice vynikajú v náročných{0}}praciach:

• Ploché alebo stredne tvarované časti s prepichnutím, zárezom, ohnutím a odrezaním
• Vysoké ročné objemy (zvyčajne 100,{1}} kusov), pričom náklady na-diel musia byť minimalizované
• Časti, ktoré nevyžadujú otáčanie alebo nezávislú manipuláciu medzi stanicami
• Aplikácie, kde je tesná opakovateľnosť v rámci miliónov cyklov dôležitá viac ako geometrická zložitosť

Kde je prenosová kocka nevyhnutná

Pretlačovacie lisovanie oddeľuje polotovar od pásu skôr, potom ho mechanicky presúva medzi nezávislými stanicami. Táto sloboda otáčania, preklápania a premiestňovania obrobku odomyká geometrie, ktoré progresívne matrice jednoducho nedokážu vytvoriť, zatiaľ čo diel zostáva pripojený k nosnému pásu.

Pre aplikácie s veľkým{0}}rozmerom sa razenie prenosovou matricou stáva lepšou cestou, keď:

• Geometria dielu vyžaduje hlboké ťahanie, ktoré presahuje to, čo umožňuje{0}}tvarovanie s pripojenými pásmi
• Medzi operáciami je potrebné obrobok otočiť alebo prevrátiť
• Rozmery dielov presahujú praktickú šírku pásu, typicky nad 400 až 500 mm v smere podávania
• Hrúbka materiálu presahuje zhruba 10 až 12 mm, kde sa podávanie pásu a zapojenie pilota stávajú nespoľahlivými
• Mierne objemy (10 000 až 100 000 ročne) neospravedlňujú náklady na progresívne lisovacie nástroje

Zmiešané lisovanie zaberá užšie miesto v ťažkých{0}}rozmerných prácach. Vykonáva viacero rezných operácií v rámci jedného lisovacieho zdvihu a vytvára ploché diely s prísnou kontrolou rozmerov. Pre jednoduché hrubé-výrobky, ktoré si vyžadujú iba dierovanie a vysekávanie bez tvarovania, poskytujú kombinované matrice vynikajúcu rovinnosť a kvalitu hrán pri nižších nákladoch na obrábanie ako progresívne alebo transferové metódy. Sú však obmedzené na geometricky jednoduché časti a pri veľmi veľkých objemoch sa neškálujú efektívne.

Rozhodovací rámec pre výrobných inžinierov

Porovnanie uvedené nižšie mapuje každú metódu lisovania podľa kritérií, ktoré sú najdôležitejšie pri rozhodovaní o{0}}výrobe veľkých rozmerov:

Keď rozhodovací rámec ukazuje na progresívnu metodológiu lisovnice pre aplikácie s ťažkým{0}}rozchodom, na zdroji nástrojov záleží rovnako ako na výbere metódy. Dodávatelia majú radiYICHENŠpecializujeme sa na progresívne lisovacie nástroje navrhnuté pre viac{0}}staničné tvarovanie a škálovateľnú masovú výrobu, pričom výrobným inžinierom a tímom obstarávateľov ponúka zdroj na získavanie progresívnych nástrojov s ťažkým-rozmerom a úzkou opakovateľnosťou vo veľkých-sériách.

Voľba medzi matricami a metódami lisovania sa nakoniec odvíja od nákladov-objemovej rovnice: progresívna matrica vyhráva, keď sú objemy dostatočne vysoké na to, aby amortizovali prémiu za nástroje na dostatočný počet dielov. Ale „dostatočne vysoký“ znamená niečo iné pri práci s ťažkými{2}}rozmermi ako pri lisovaní tenkých-materiálov a tento ekonomický prah je presne to, čo riadi ďalšiu fázu plánovania.

Ekonomika nákladov-objemu ťažkých progresívnych lisovacích nástrojov

Tento ekonomický prah je vyšší, ako väčšina obstarávacích tímov očakáva. Výroba progresívnych nástrojov s ťažkým-rozchodom je drahšia, pracuje pomalšie a vyžaduje väčšie lisy ako jeho náprotivok s tenkým{2}}rozchodom. Napriek tomu pri dostatočnom objeme matematika stále uprednostňuje progresívne lisovanie pred alternatívnymi metódami. Kľúčom je presne pochopiť, kam sa posúva bod{5}}vyrovnanosti a prečo sa posúva, aby ste neinvestovali kapitál do nástrojov, ktoré sa nikdy nezaplatia.

Investície do nástrojov a analýza{0}}rovnomerného objemu

Prečo sú ťažké-progresívne nástroje drahé? Každé technické rozhodnutie uvedené v predchádzajúcich častiach prispieva k cenovej značke. Hrubšie lisovacie čeľuste, karbidové vložky na-kritických staniciach, zosilnené vodiace systémy, širší rozstup medzi stanicami a vysokovýkonné podávacie zariadenie, to všetko zvyšuje náklady, ktoré jednoducho neexistujú pri progresívnej práci so štandardným-rozchodom. Rovnaký- vzorec zostáva jednoduchý: N=(F_progresívne - F_alternatívne) / (V_alternatívne - V_progresívne), kde N je počet dielov, pri ktorých sú vyššie fixné náklady na progresívne nástroje kompenzované nižšími{14}}premenlivými nákladmi na diel. Ale pri aplikáciách s ťažkým{16}}rozchodom sa obe strany tejto rovnice posúvajú.

Kľúčové faktory nákladov, ktoré sú jedinečné pre ťažké progresívne lisovacie nástroje v porovnaní so štandardnými-progresívnymi operáciami rozchodu, zahŕňajú:

• Konštrukčné materiály a hmotnosť lisovnice:Zápustkové pätky s hrúbkou 100-150 mm, karbidové vložky a prášková metalurgická oceľ môžu zvýšiť náklady na nástroje o 40 % až 80 % nad ekvivalentnú tenkorozmernú progresívnu matricu.
• Prémiová kapacita lisu:Zápustky s ťažkým{0}}rozchodom vyžadujú lisy v rozsahu 400 až 1 500 ton, čo znamená vyššie kapitálové alebo hodinové strojové sadzby v porovnaní s lismi s hmotnosťou 60 až 200 ton používanými na tenké práce.
• Pomalšie časy cyklov:Prevádzka rýchlosťou 20 – 60 úderov za minútu namiesto 100 – 300 SPM znižuje hodinový výkon, čím sa pevná réžia rozloží na menej dielov za zmenu.
• Zvýšená frekvencia údržby:Intervaly ostrenia sa skracujú a výmeny komponentov sa zrýchľujú, čím sa zvyšujú opakované náklady, ktoré tenkorozmerné matrice neznášajú rovnako rýchlo.
• Zariadenia na manipuláciu s cievkami:Ťažké-odvíjače, rovnačky a servopohony dimenzované na hrubý materiál predstavujú počiatočný kapitál, ktorý štandardné progresívne linky nevyžadujú.

Tam, kde by sa štandardná progresívna matrica mohla zlomiť aj pri použití jedného{0}}nástroja s 30 000 dielmi, ťažko{3}}rozmerné progresívne nástroje zvyčajne potrebujú 75 000 až 150 000 dielov, kým sa kumulatívne úspory na diel vrátia investičnou prémiou. Presný prah závisí od zložitosti dielu, nákladov na materiál a od toho, koľko ručnej manipulácie si alternatívna metóda vyžaduje.

Výhody nákladov-na{1}}diel vo veľkom rozsahu

Keď produkcia prekročí-rovnomernú hranicu, ťažké progresívne nástroje prinášajú úspory, ktoré sa zväčšujú s každým ďalším dielom. Ekonomický motor je rovnaký ako tenko{2}}rozchodné progresívne razenie: žiadna manipulácia s dielmi medzi stanicami, žiadne vkladanie polotovarov operátorom, žiadne čakanie v rade medzi jednotlivými lisovacími operáciami. Pri dlhodobých programoch progresívneho razenia produkujúcich 200 000 alebo viac kusov ročne tieto úspory prevyšujú počiatočnú prémiu za nástroje.

Predstavte si konštrukčnú konzolu vyrobenú zo 6 mm uhlíkovej ocele. Prístup prenosovej matrice vyžaduje mechanické prenosové mechanizmy, pomalšie časy cyklov okolo 10-15 SPM a monitorovanie orientácie polotovaru operátorom. Rovnaký diel beží v progresívnej matrici pri 35-45 SPM s kontinuálnym podávaním pásu úplne eliminuje manipulačnú prácu. Pri 500 000 kusoch ročne môže tento rozdiel v čase cyklu a pracovnej sile predstavovať úsporu niekoľkých dolárov na diel, takže vyššie investície do nástrojov sú v prvom roku výroby irelevantné.

Programy OEM progresívneho razenia v sektoroch automobilového priemyslu a ťažkých zariadení plánujú viac{0}}ročné výrobné série presahujúce jeden milión kusov. Pri týchto objemoch sa dokonca aj nástroje, ktoré stoja dvakrát toľko ako alternatíva prenosovej matrice, amortizujú na centy na diel. Rozhodovanie sa stáva menej o tom, či progresívna metodológia šetrí peniaze, ale skôr o tom, či geometria dielu a hrúbka materiálu spadajú do procesného okna.

Priemyselné aplikácie zvyšujúce dopyt po ťažkých progresívnych matriciach

Viaceré priemyselné odvetvia neustále generujú veľkoobjemové výlisky, ktoré oprávňujú veľké{0}}investície do progresívnych nástrojov. Každý z nich má spoločný profil: hrubé konštrukčné komponenty vyrábané v množstvách dostatočne veľkých na amortizáciu prémiových nástrojov.

Konštrukčné komponenty automobilov:Progresívne lisovanie automobilových komponentov pokrýva držiaky rámu sedadla, montážne dosky zavesenia, výstuhy karosérie a držiaky hnacieho ústrojenstva. Tieto diely zvyčajne používajú 3-8 mm HSLA alebo uhlíkovú oceľ, vyžadujú tesnú opakovateľnosť v miliónoch jednotiek na modelový rok a odôvodňujú progresívnu metodiku, pretože ročné objemy bežne presahujú 500 000 kusov na číslo dielu.

Hardvér pre ťažké nákladné vozidlá a prívesy:Rámové držiaky,{0}}vystuženie priečnych nosníkov a montážne dosky z ocele s hrúbkou 6 až 12 mm slúžia platformám úžitkových vozidiel s výrobnými sériami v rozsahu 50 000 až 300 000 kusov. Progresívne lisovacie služby zamerané na tento sektor vytvárajú matrice pre dlhú životnosť, často zaručujú 2 milióny zásahov pred väčším prepracovaním.

Elektrická infraštruktúra:Konzoly transformátora, prípojnicové konektory a komponenty krytu rozvádzača používajú hrubú meď, hliník a oceľ v objemoch poháňaných rozširovaním rozvodnej siete. Tieto diely si vyžadujú konzistentnú kvalitu počas dlhých výrobných kampaní, kde zmluvy na progresívne lisovanie OEM trvajú niekoľko rokov.

Stavebné kovanie:Konštrukčné spojky, trámové vešiaky a ťažké uhlové konzoly z 3-6 mm pozinkovanej ocele sa vyrábajú v ročných množstvách od 100 000 do niekoľkých miliónov. Geometria je zvyčajne jednoduchá, ohýba sa a prepichuje, vďaka čomu progresívna matrica prirodzene sedí, keď objem prekročí hranicu rentability.

Vo všetkých týchto odvetviach sa vzor opakuje: ťažké-diely, ktoré sa jednotlivo zdajú drahé na nástroj na progresívnu výrobu, sa stávajú najhospodárnejšou voľbou, keď je ročný dopyt dostatočne vysoký a životnosť programu presahuje dva až tri roky. Investície do nástrojov sú vopred-založené, ale z-výplaty jednotlivých dielov sa za každý výrobný rok za predpokladu, že matrica je správne udržiavaná a vyrobená tak, aby vydržala počas plánovaného objemu programu.

Údržba, životnosť matrice a výber dodávateľa

Táto investícia do-predného nástroja sa vypláca iba vtedy, ak matrica prežije dostatočne dlho na to, aby vyprodukovala plánovaný objem. Ťažké-progresívne matrice fungujú v náročných podmienkach: vyššie nárazové sily na zdvih, väčšie opotrebenie rezných hrán abrazívnym účinkom a tepelné cykly, ktoré urýchľujú únavu materiálu. Stratégia údržby, ktorá funguje pre bežné-rozchodné operácie nástrojov a lisovníc, tu zaostáva. Intervaly ostrenia sa stláčajú, frekvencia výmeny komponentov stúpa a celá filozofia preventívnej údržby sa musí prispôsobiť rýchlejšej degradačnej krivke.

Intervaly ostrenia a harmonogramy výmeny komponentov

V štandardných progresívnych matriciach, ktoré spracovávajú tenký materiál, môžu rezné razníky medzi jednotlivými ostreniami vykonať 150 000 až 500 000 zásahov. Ťažká práca-rozchodu tento interval dramaticky skracuje. Pri spracovaní 6 mm uhlíkovej ocele sa raziace hrany stretávajú s troj- až štvornásobne vyššími silami na jeden zdvih a zažijú proporcionálne väčší abrazívny kontakt s obrobkom. Praktické intervaly ostrenia pre razníky nástrojovej ocele v ťažkých progresívnych aplikáciách sa zvyčajne pohybujú medzi 30 000 až 80 000 zásahmi, v závislosti od lisovanej zliatiny a od toho, či sa tvrdokovové doštičky používajú na miestach kritických opotrebeniu-.

Koľko materiálu by sa malo pri ostrení odstrániť? Tu je najdôležitejšia konzistencia. Akozdôrazňuje odborník na razenie Thomas VaccaKaždá oblasť nástroja, ktorá časom degraduje, sa musí identifikovať, zmerať a opraviť pomocou zdokumentovaného opakovateľného postupu. Ak jeden technik vybrúsi 0,05 mm z čela razidla a iný odoberie 0,15 mm, získate nekonzistentný výkon matrice a nepredvídateľné zásahy na servis. Postup musí byť špecifický: aký brúsny kotúč, aké množstvo úberu, aká povrchová úprava po leštení.

Výmena komponentov sa v ťažkých progresívnych operáciách celkovo zrýchľuje:

• Strihacie razníky:Obmedzená celková životnosť prebrúsenia, pretože ťažký materiál vyžaduje dlhšiu reznú plochu. Každé doostrenie rýchlejšie znižuje dostupný prídavok na prebrúsenie.
• Tlačidlá matrice:Opotrebenie na povrchu reznej hrany aj otvoru. Ťažké brúsky prechádzajúce otvorom obrusujú uhol reliéfu a vyžadujú výmenu, a nie opätovné ostrenie, keď sa priemer otvoru otvorí za hranicu tolerancie.
• Pružiny a dusíkové valce:Rýchlejšia únava pri vyššom predpätí. Dusíkové pružiny v striptéroch a podložkách strácajú tlak rýchlejšie pri jazde na bicykli proti silnému odporu materiálu.
• Piloti:Bočné zaťaženie spôsobené tuhým záberom pásu opotrebováva pilotné priemery, čo si vyžaduje výmenu, keď vôľa k vodiacemu otvoru prekročí toleranciu polohy.
• Trvalé vysoké zaťaženie urýchľuje opotrebovanie puzdier a zavádza vôľu, ktorá zhoršuje zarovnanie razníka-na-zarovnanie medzi plánovanými generálnymi opravami.

Predvídateľný plán údržby, pri ktorom viete, čo a kedy potrebuje servis, je charakteristickým znakom dobre-riadeného programu ťažkých progresívnych nástrojov. Prístupy-na-službu by mali byť konzistentné pri každom spustení. Ak jeden servisný cyklus prinesie 60 000 dobrých zásahov a ďalší zvládne iba 35 000, kým sa kvalita nezlepší, niečomu v postupe údržby chýba dokumentácia alebo konzistencia.

In{0}}Snímanie matrice a monitorovanie kvality pre náročné jazdy

Spoliehanie sa na pravidelné kontroly na mieste počas dlhých{0}}výrobných sérií s veľkým rozchodom je recept na odosielanie zlých dielov. Pôsobené sily znamenajú, že keď sa niečo pokazí, vytiahnutý slimák, zlomený hrot pilota, odlomená tvarovacia vložka, výsledné poškodenie sa spojí v rámci jediného ťahu. In-technológia tlakového snímania transformuje kontrolu kvality z reaktívnej kontroly na-monitorovanie procesov v reálnom čase.

Základom každého-programu na snímanie je predchádzanie zlyhaniu. AkoPodrobnosti o výrobcovi, akonáhle sú pády matrice eliminované prostredníctvom základného snímania, rovnaká technológia sa rozširuje na detekciu problémov s kvalitou dielov a dokonca aj na automatickú korekciu procesu medzi zdvihmi. Pre ťažké progresívne lisovacie operácie sa osvedčilo niekoľko stratégií snímania:

• Snímače hladiny striptérky:Senzory priblíženia v rohoch odstraňovacej platne zisťujú, či sa pri každom ťahu zatvára do svojej opakovateľnej spodnej polohy. Zadržaný slimák, nános z holenia alebo cudzí predmet usadený na prúžku bráni úplnému uzavretiu a spúšťa okamžité zastavenie lisovania. Pri práci s ťažkým-rozchodom, kde jediný vytiahnutý slimák môže spôsobiť katastrofálne poškodenie zemou, je táto ochrana-nevyjednávateľná.
• Monitorovanie zaťaženia:Senzory tonáže v lise alebo matrici zisťujú zmeny sily, ktoré indikujú otupenie razníka, variáciu materiálu alebo zlyhanie nástroja. Postupný trend rastúcej sily signalizuje blížiaci sa interval zostrenia. Náhla špička indikuje poruchu komponentu vyžadujúcu okamžité vypnutie.
• Analógové snímače uhla:Pre kritické tvarovacie stanice merajú analógové bezdotykové snímače uhly ohybu v rámci zlomkov stupňa. V systémoch s uzavretou-slučkou servomotory upravujú tvarovacie vložky medzi zdvihmi tak, aby korigovali materiálové odchýlky alebo teplotný posun, čím zabraňujú tomu, aby diely prekročili--toleranciu bez zastavenia výroby.
• Monitorovanie polohy pásu:Snímače alebo snímače priblíženia overujú presnosť postupu posuvu pri každom zdvihu. Ťažký pás, ktorý presahuje alebo nedosahuje dĺžku podávania, vytvára nesprávne umiestnené prvky na každej stanici súčasne.

Implementácia týchto systémov si vyžaduje investície do hardvéru aj špecializovaných technikov senzorov. Skriňa na rolovacie nástroje vybavená zariadeniami na testovanie snímačov umožňuje technikom overiť funkciu snímača a nastaviť rozsahy detekcie v nástrojárni, pričom drahocenný čas lisovania využíva iba na konečnú validáciu. Prístup pupočnej šnúry, kde sa všetky senzory pripájajú cez jeden viac{2}}pinový konektor, zjednodušuje nastavenie a zaisťuje správnu inštaláciu vždy, keď matrica vstúpi do lisu.

V prípade náročných progresívnych operácií s dlhými kampaňami údaje, ktoré tieto senzory generujú, slúžia aj na rozhodnutia o preventívnej údržbe. Údaje o trende sily vám povedia, kedy sa razník otupuje skôr, ako vytvorí zlé diely. Údaje o uhlovom posune signalizujú, keď tvarovacia doštička potrebuje vyleštiť. Údaje o polohe pásu odhaľujú zhoršenie presnosti podávania, čo môže naznačovať opotrebované podávacie valce alebo klesajúci prítlak. Snímací systém sa stáva bránou kvality aj nástrojom plánovania údržby.

Výber dodávateľa progresívnych lisovníc pre ťažké{0}}meracie práce

Všetky inžinierske princípy diskutované v tomto článku sa zbiehajú v jednom rozhodovacom bode: kto vyrába matricu? Výber medzi progresívnymi výrobcami lisovníc pre ťažké{0}}rozmerné práce je zásadne odlišný od získavania štandardných nástrojov. Dodávateľ musí rozumieť riadeniu kumulatívnej sily, správaniu sa ťažkých-rozmerových pásov, stratégii karbidových vložiek a dizajnu-vedomému na údržbu. Nie každý výrobca razidiel má takéto skúsenosti.

Pri hodnotení dodávateľov progresívnych výliskov pre ťažké-aplikácie sa zamerajte na tieto kritériá:

• Preukázaná skúsenosť s ťažkým{0}}rozchodom:Požiadajte o prípadové štúdie alebo referencie týkajúce sa materiálu nad 3 mm spracovávaného v progresívnych matriciach. Dodávateľ, ktorý má skúsenosti iba s nástrojmi pre tenké{2}}konektorové nástroje, podcení štrukturálne požiadavky ťažkej práce.
• Interná{0}simulácia a overenie:Výrobcovia lisovacích nástrojov na kov, ktorí používajú FEA na simuláciu tvárnenia a virtuálne skúšanie, môžu pred rezaním ocele identifikovať silovú nerovnováhu, problémy s pružením a štrukturálne nedostatky. To znižuje nákladné iterácie počas testovania lisovnice.
• Odborné znalosti materiálu a tepelného spracovania:Dodávateľ by mal špecifikovať zápustkové ocele, akosti tvrdokovu a procesy tepelného spracovania vhodné pre ťažké{0}}rázové zaťaženie, nielen štandardnú nástrojovú oceľ na všetkých staniciach.
• Kapacita skúšobného lisu:Progresívny výrobca lisovníc potrebuje dostatočne veľké lisy na to, aby vyskúšal ťažké{0}}meracie nástroje v reálnych výrobných podmienkach. Ak ich najväčší lis má 200 ton a vaša matrica vyžaduje 800, nemôžu si overiť výkonnosť v-vlastnom podniku.
• Dokumentácia údržby a školenia:Najlepší výrobcovia kovových razníc dodávajú podrobné servisné príručky špecifikujúce postupy ostrenia, kritériá výmeny komponentov a kontrolné zoznamy prispôsobené konkrétnej matrici. Bez toho bude vaša nástrojáreň fungovať na základe odhadov.
• Škálovateľnosť a po{0}}podpora po predaji:Výrobné programy sa vyvíjajú. Váš dodávateľ by mal ponúknuť technické zmeny, dodávku náhradných komponentov a nepretržitú technickú podporu počas celej životnosti nástroja, nielen cez počiatočný nákup.
• Systémy kvality a metrológia:Overte si, či dodávateľ používa pokročilé kontrolné zariadenia, validáciu CMM a zdokumentované postupy kvality. Progresívne služby lisovania kovov pre ťažké-rozmerové práce vyžadujú prísnejšiu kontrolu procesu počas výroby matrice, aby sa zabezpečilo, že nástroj bude fungovať tak, ako bol navrhnutý.

Pre tímy, ktoré získavajú{0}}rozmerné progresívne nástroje s odbornými znalosťami v oblasti tvarovania viacerých staníc,{1}YICHENje progresívny výrobca lisovníc zameraný na tesnú opakovateľnosť a škálovateľnú masovú výrobu. Ich špecializácia na veľkoobjemové progresívne razidlá z nich robí relevantný zdroj, keď produkční inžinieri potrebujú nástroje, ktoré udržia rozmerovú konzistentnosť v rámci rozšírených kampaní pre veľké-rozmery.

Rozhodnutie dodávateľa v konečnom dôsledku určuje, či vaša ťažká progresívna matrica poskytuje plánovanú-hospodárnosť jednotlivých dielov, alebo sa stane záťažou na údržbu, ktorá narúša každú nákladovú výhodu, ktorú mal tento proces poskytnúť. Investujte vopred čas na vyhodnotenie, overte si schopnosti v porovnaní s vašimi špecifickými požiadavkami na materiál a tonáž a pristupujte k vzťahu ako k dlhodobému-partnerstvu, nie ako k transakčnému nákupu. Progresívna matrica postavená správnym výrobcom má milióny zásahov. Ten, ktorý postavil nesprávny obchod, nemusí nikdy dosiahnuť{5}}vyrovnanosť.

Časté otázky o progresívnom razení s ťažkým razením

1. Aká hrúbka materiálu sa kvalifikuje ako ťažké progresívne lisovanie?

Ťažké progresívne lisovanie vo všeobecnosti začína na približne 3 mm (0,118 palca) a siaha až do približne 16 mm (0,625 palca). Hranica však nie je absolútna. Závisí to od konkrétnej zliatiny, geometrie dielu a počtu lisovacích staníc. Napríklad 3 mm nehrdzavejúca oceľ s komplexným tvarovaním sa môže správať ako ťažká práca v dôsledku zvýšených rezných síl, zatiaľ čo 3 mm mäkká oceľ môže stále pracovať so štandardnými nástrojmi. Praktická definícia sa sústreďuje na to, keď sa vystuženie nástrojov stáva povinným pre spoľahlivú výrobu{10}}lisy s vyššou kapacitou a upravená manipulácia s pásmi.

2. Ako vypočítate tonáž pre progresívnu matricu s ťažkým-rozchodom?

Výpočet tonáže pre ťažké progresívne matrice vyžaduje sčítanie všetkých súčasných síl na každej stanici do jedného zdvihu lisu. Inžinieri vypočítajú reznú silu (obvod x hrúbka x pevnosť v šmyku), tvarovaciu silu (ktorá sa zvyšuje so štvorcom hrúbky pri ohýbaní) a odizolovaciu silu (5-20 % reznej sily) na každej stanici. Pridajú sa všetky pomocné záťaže z odstraňovačov pružín, dusíkových podložiek, zdvíhačov a vačiek. Na zohľadnenie variability materiálu a opotrebovania nástroja sa používa bezpečnostný faktor 20 – 30 %. Je dôležité, aby inžinieri tiež overili, že energetická kapacita lisu podporuje krivku sily v polohe zdvihu, kde dochádza k tvarovaniu, nielen špičkovú menovitú tonáž.

3. Kedy by ste mali zvoliť progresívnu matricu pred prenosovou matricou pre ťažké-rozmerové diely?

Progresívna matrica je lepšou voľbou pre ťažké{0}}rozmerové diely, keď ročné objemy presahujú približne 100 000 kusov, geometria dielu zahŕňa ohyby, prepichnutia a mierne tvary bez hlbokého ťahania a obrobok môže zostať pripevnený k nosnému pásu počas všetkých operácií. Prenosová matrica sa stáva nevyhnutnou, keď diely vyžadujú rotáciu medzi stanicami, hlboké trojrozmerné tvarovanie, rozmery presahujúce praktickú šírku pásu alebo hrúbku materiálu nad 10-12 mm. Dodávatelia ako YICHEN sa špecializujú na progresívne lisovacie nástroje pre veľkoobjemové-aplikácie vyžadujúce tvarovanie na viacerých staniciach a tesnú opakovateľnosť v rámci rozsiahlych výrobných kampaní.

4. Prečo sú ťažké-progresívne matrice drahšie ako štandardné progresívne matrice?

Ťažké-progresívne nástroje stoja o 40-80 % viac ako ekvivalentné tenké-závitnice v dôsledku niekoľkých faktorov. Čeľuste musia mať hrúbku 100-150 mm namiesto štandardných 50-75 mm. Karbidové doštičky sa vyžadujú na rezných staniciach{18}kritických pre opotrebenie. Vodiace systémy potrebujú stĺpiky s väčším priemerom s pätkovými blokmi pre odolnosť voči ťahu. Širší rozstup staníc zvyšuje celkovú dĺžku lisovnice a požiadavky na lôžko lisu. Reťazec podporných zariadení, vrátane vysokovýkonných odvíjačov, rovnačiek a servopohonov, zvyšuje počiatočné kapitálové náklady. Napriek vyššej počiatočnej investícii sa zlomová bilancia zvyčajne vyskytuje medzi 75 000 a 150 000 dielmi, po ktorých sa s každým ďalším vyrobeným kusom spája úspora na diel.

5. Ako často potrebujú ťažké progresívne matrice ostrenie a údržbu?

Ťažké-progresívne matrice vyžadujú ostrenie oveľa častejšie ako štandardné-meracie nástroje. Razníky z nástrojovej ocele na spracovanie uhlíkovej ocele s hrúbkou 6 mm zvyčajne potrebujú naostrenie každých 30 000 až 80 000 zásahov, v porovnaní so 150 000 až 500 000 zásahmi pri práci s tenkým{12}}rozchodom. Karbidové doštičky môžu predĺžiť intervaly na 300 000 zásahov alebo viac na kritických staniciach. Okrem ostrenia sa dusíkové pružiny rýchlejšie unavia pri vyššom predpätí, priemery pilotov sa opotrebúvajú v dôsledku tuhého záberu pásu a vodiace puzdrá sa zhoršujú trvalým veľkým zaťažením. Konzistentné zásahy-za{19}}servisné intervaly a zdokumentované postupy pre množstvá odstraňovania sú nevyhnutné pre predvídateľnú životnosť lisovnice a kvalitu dielov.