Dizajn progresívnej raznice: Kde sa väčšina inžinierov zasekne

Čo je dizajn progresívnej raznice

Takžečo je progresívna kocka, presne tak? Progresívna matrica je jediný nástroj obsahujúci viacero staníc usporiadaných za sebou, z ktorých každá vykonáva špecifickú tvárniacu operáciu -prepichovanie, vysekávanie, ohýbanie, razenie alebo orezávanie- na kovovom páse, keď sa posúva o jednu dĺžku na jeden zdvih lisu. Pás sa podáva z cievky, pohybuje sa cez stanice a hotový diel vystupuje na konečnej stanici. Konštrukcia progresívnej raznice je inžinierska disciplína zameraná na plánovanie tejto sekvencie staníc, rozloženia pásu a geometrie nástrojov, takže každá operácia vychádza z posledného bez odstránenia obrobku z pásu až do odrezania.

Predstavte si diel, ktorý potrebuje vyraziť šesť otvorov, vytvoriť dva ohyby a orezať vonkajší profil. Namiesto manipulácie s touto časťou cez samostatné stroje to všetko zvládne progresívna matrica v jednom nepretržitom lisovacom cykle. Pás funguje ako nosič suroviny aj časti, čo eliminuje ručné presuny a udržuje krátke časy cyklu.

Definovanie dizajnu progresívnej raznice

Vo svojom jadre progresívny dizajn lisovnice rieši problém sekvencovania: ako rozložíte hotový diel na jednotlivé kroky tvarovania, usporiadate tieto kroky medzi stanicami a udržíte pás stabilný? Každá stanica vykonáva jednu úlohu{0}}alebo malú skupinu súvisiacich úloh{1}}, zatiaľ čo sa pás indexuje dopredu. Obrobok zostáva pripojený k nosiču, kým ho neoddelí posledná stanica. Tento prístup umožňuje progresívne lisovanie v matrici na vytváranie zložitých geometrií pri rýchlostiach, ktorým sa jednoducho{4}}nástroj nemôže vyrovnať.

Ako sa progresívne matrice líšia od zložených a transferových matríc

Inžinieri často pri plánovaní lisovacieho programu vážia tri typy lisovníc. Rozdiely spočívajú v tom, ako sa obrobok pohybuje v procese a akú úroveň zložitosti každá metóda podporuje.

Zložené lisovanie vykonáva všetky rezacie operácie súčasne v jednom lise, čo je efektívne pre jednoduchšie ploché diely, ako sú podložky alebo elektrické laminácie. Na druhej strane prenosové matrice oddeľujú polotovar od pásu skôr a presúvajú ho medzi nezávislými stanicami pomocou mechanických prstov-, lepšie sa hodia, keď hlboké ťahanie alebo veľká veľkosť dielu spôsobuje, že prenášanie pásu je nepraktické.

Prečo je pre veľkoobjemovú-výrobu dôležitý progresívny dizajn lisovnice

Ekonomický dôvod pre progresívne lisovanie je priamočiary: vyššie počiatočné náklady na nástroj vymeníte za výrazne nižšie-náklady na diel v rozsahu. Keďže v rámci jednej sady lisovacích nástrojov prebieha viacero operácií, eliminujete manipuláciu s dielmi medzi strojmi, znižujete prácnosť a minimalizujete prácu-v-inventári procesu. Opakovateľnosť zostáva tesná, pretože každá časť sleduje identickú postupnosť staníc za kontrolovaných lisovacích podmienok.

Pre výrobných inžinierov, ktorí sa zameriavajú na ročné objemy v stovkách tisíc alebo miliónoch, predstavuje progresívne lisovanie často cestu s najnižšími celkovými nákladmi,-zvlášť vtedy, keď je návrh dielu stabilný a sekundárne operácie možno navrhnúť úplne mimo procesu.

Táto cenová výhoda sa však prejaví len vtedy, keď geometria dielu skutočne vyhovuje procesu. Nie každý tvar dokáže prejsť pásom cez desať staníc bez straty stability-a práve toto hodnotenie je miesto, kde väčšina dizajnérskych projektov buď naberie na sile, alebo sa zastaví.

Analýza geometrie dielu a uskutočniteľnosť DFM

Každýprojekt dizajnu lisovacej formyzačína výtlačkom dielu-a geometria na tomto výtlačku vám povie, či progresívny prístup poletí alebo zlyhá. Inžinieri sa nepozerajú len na tvar a hádajú. Aplikujú systematický súbor kritérií Design for Manufacturability, aby určili, či diel môže zostať na páse, správne tvarovať naprieč stanicami a udržiavať tolerancie bez toho, aby vyžadoval nákladnú sekundárnu prácu.

Hodnotenie geometrie dielu z hľadiska vhodnosti progresívnej matrice

Keď prvýkrát hodnotíte vhodnosť tlače pre progresívnu matricu, kladiete si niekoľko kritických otázok. Môže diel zostať pripojený k nosnému pásu počas všetkých fáz tvarovania bez straty stability? Je medzi prvkami dostatok materiálu na udržanie štrukturálnej integrity v sekciách lisovnice? Vyžadujú si tolerancie niečo nad rámec toho, čo je možné dosiahnuť pomocou operácií so strojmi?

Toto hodnotenie sa riadi špecifickými kritériami DFM. Priemery otvorov by mali byť aspoň dvojnásobkom hrúbky materiálu a otvory by mali sedieť minimálne dvojnásobkom hrúbky materiálu od akéhokoľvek okraja alebo tvarovaného prvku, aby sa zabránilo deformácii. Vnútorné polomery ohybu musia byť rovnaké alebo väčšie ako hrúbka materiálu, aby sa zabránilo praskaniu. Na symetrii záleží, pretože vyvážené časti sledujú pás predvídateľnejšie. Pomery hĺbky kreslenia-k-priemeru určujú, či sa formulár môže vyskytovať na jednej stanici alebo či je potrebné ho zinscenovať. A orientácia smeru zrna vzhľadom na osi ohybu priamo ovplyvňuje riziko lomu-ohyby kolmé na smer valcovania fungujú najlepšie.

Ako zložitosť funkcie riadi počet staníc

Tu je zaujímavý dizajn kovových razníc. Každý odlišný prvok z vašej strany-každý otvor, ohyb, tvar, zárez alebo výrez-potenciálne vyžaduje svoju vlastnú stanicu. Nie je to však jednoduché-k-jednomu vzťahu.

Napríklad blízko{0} diery nie je možné preraziť na tej istej stanici. Ak sú dva otvory príliš blízko seba, dierovanie oboch súčasne oslabuje časť matrice medzi nimi a riskuje vytiahnutie slimáka alebo vychýlenie razníka. Ich oddelenie cez dve stanice rieši štrukturálny problém. Podobne ohyb susediaci s dierovaným otvorom si vyžaduje postupnú starostlivosť: najskôr prepichnete, potom ohýbate v ďalšej stanici, pretože ohyb v blízkosti čerstvo vyrazeného otvoru deformuje geometriu otvoru.

Pre zložité diely skúsení inžinieri často navrhujú jeden alebo dvaslepé stanice-prázdne pozície vyhradené pre budúce úpravy, ak sa diel počas skúšania nevytlačí rozmerovo správne. Ide o praktickú poistku, ktorá zabraňuje nákladným prepracovaniam dokončenej raznice.

Uskutočniteľnosť Červené vlajky a úpravy dizajnu

Nie každý diel patrí do progresívnej raznice. Určité charakteristiky geometrie signalizujú problémy včas a ich zachytenie ešte predtým, ako sa zaviažete k návrhu, výrazne šetrí čas a náklady. Sledujte tieto bežné červené vlajky:

• Hlboké ťahy prekračujúce limity tvárnosti materiálu-keď pomery hĺbky ťahu-k-priemeru presahujú to, čo môžu dosiahnuť jednotlivé alebo stupňovité stanice, prenosová matrica sa často stáva stabilnejšou voľbou
• Extrémne tesné tolerancie, ktoré prekračujú{0}}možnosť lisovnice, čo si vyžaduje sekundárne brúsenie, obrábanie alebo kontrolné operácie, ktoré popierajú výhodu rýchlosti
• Asymetrické prvky vytvárajúce nevyvážené bočné sily na pás, čo vedie k putovaniu pásu a postupnej chybnej registrácii medzi stanicami
• Hrubé materiály obmedzujúce hustotu stanice-ťažší materiál si vyžaduje väčšie prierazy-k-priepustnosti lisovníc, väčšie časti lisovnice a väčšiu tonáž, čo fyzicky rozdeľuje stanice od seba a zväčšuje dĺžku lisovnice
• Veľká veľkosť dielu v pomere k šírke pásu, vďaka čomu je retencia nosiča nestabilná počas viacerých fáz tvarovania

Keď zistíte tieto problémy, správnym krokom nie je vždy opustiť progresívny koncept. Odporúčanie úprav dizajnu dielu-pridanie reliéfneho zárezu, uvoľnenie-nekritickej tolerancie, úprava umiestnenia prvku o pol milimetra-premení hraničný diel na diel, ktorý je plne progresívny-priateľský. Najlepšie programy na lisovanie považujú DFM za kolaboratívnu slučku medzi dizajnérom dielov a inžinierom lisovníc, nie za jednosmerné odovzdanie.

Samozrejme, potvrdenie uskutočniteľnosti je len prvým míľnikom. Skutočná inžinierska výzva začína, keď túto geometriu preložíte do rozloženia pásu-, kde presne určíte, ako materiál prúdi, kde jednotlivé operácie pristanú a ako sa stanice zoradia, aby vytvorili kompletnú časť bez toho, aby došlo k skresleniu toho, čo bolo predtým.

Vývoj rozloženia pásov a sekvenovanie staníc

Usporiadanie pásu je miesto, kde sa proces progresívneho lisovania buď spája, alebo sa rozpadá. Je to hlavný plán, ktorý definuje, ako sa surový zvitkový materiál transformuje na hotové diely- stanicu po stanici, ťah po ťahu. Každé rozhodnutie o veľkosti matrice, výbere lisu, cene materiálu a rozmerovej presnosti vyplýva priamo z tohto jediného dokumentu. Urobte to správne a máte stabilný, vysokorýchlostný-produkčný systém. Pomýlite sa a problémy budete prenasledovať v každej ďalšej fáze zostavovania.

Základy rozloženia pásu a využitie materiálu

Tri čísla definujú rozloženie pásu na najzákladnejšej úrovni: šírka pásu, rozstup (vzdialenosť, o ktorú sa pás posunie na zdvih) a percento využitia materiálu. Inžinieri určia šírku pásu pridaním maximálneho rozmeru dielu v smere podávania plus nosného materiálu na jednej alebo oboch stranách plus minimálnej šírky mostíka medzi okrajom dielu a okrajom pásu. Aspoločné pravidlonastavuje minimálnu hrúbku mostíka na 1,25 až 1,5 násobok hrúbky materiálu-dostatočne tenký na šetrenie materiálu, dostatočne hrubý na to, aby zabránil skrúteniu šrotu a zaseknutiu nástroja.

Rozstup sa vypočíta podobne: dĺžka dielu v smere posuvu plus mostík medzi po sebe nasledujúcimi dielmi. Cieľ pre dobre-navrhnuté progresívne lisovacie nástroje je využitie materiálu nad 75 %, čo znamená, že menej ako štvrtina zvitku sa stáva šrotom. Dosiahnutie tohto cieľa často znamená vyhodnotiť uhlové vkladanie, viac{4}}radové rozloženia alebo prevrátiť orientáciu dielu na páse, aby sa vyplnili medzery medzi zaslepenými profilmi.

Smer zrna pridáva ďalšie obmedzenie. Kovový pás má smer valcovania a ohyby orientované rovnobežne so zrnom sú náchylnejšie na praskanie. Vždy, keď je to možné, orientuje rozloženie kritické osi ohybov kolmo na smer zrna. Keď má súčiastka ohyby vo viacerých smeroch, uprednostňujete najvážnejší ohyb alebo najužší polomer, aby ste dosiahli priaznivé zarovnanie zŕn.

Logika sekvenovania staníc a operačný poriadok

Prečo na postupnosti operácií tak záleží? Pretože tvarovanie kovu v nesprávnom poradí deformuje prvky dokončené v skorších staniciach. Predstavte si, že vyrazíte precíznu dieru a potom ohnete prírubu hneď vedľa nej-ohyb natiahne materiál a vytiahne túto dieru von. Správne poradie operácií (najskôr prepichnite, potom ohnite po prúde) a úplne sa vyhnete skresleniu.

Typická sekvencia staníc pre multi{0}}funkciu part v progresívnych matriciach má túto logiku:

1. Pilotné otvory a zárezy nosiča-umožňujú registráciu a sledovanie pásu od prvého ťahu
2. Vnútorný piercing-prepichnite všetky diery a štrbiny, kým je prúžok stále plochý, skôr než akékoľvek tvarovanie naruší okolitý materiál
3. Operácie s kopím a tvarovaním-čiastočné rezy, ktoré vytvárajú výstupky alebo žalúzie, po ktorých nasledujú počiatočné ohyby
4. Operácie kreslenia-hlbších tvarov, ktoré ťahajú materiál, rozložené na viacerých staniciach, ak si to hĺbka vyžaduje
5. Konečné orezanie a odrezanie-oddelí hotový diel od nosiča ako úplne posledná operácia

Odrezanie je vždy posledné, pretože nosný pás musí fyzicky držať diel cez každú predchádzajúcu stanicu. Pilotné otvory sú na prvom mieste, pretože každá nasledujúca stanica sa spolieha na to, že piloti presne zaregistrujú prúžok. Nie je to svojvoľné,-ide o inžiniersku logiku, ktorá udržuje pozičné tolerancie prísne v rámci ôsmich, desiatich alebo dokonca dvadsiatich staníc javiskového nástroja.

Vyvažovanie síl v pásme

Tu je faktor, ktorý mnohí inžinieri pri vývoji rozloženia prehliadajú: vyváženie síl. Každý dierovací razník, každá formovacia stanica a každá operácia strihania generuje silu na špecifickom mieste po celej šírke pásu. Ak sa tieto sily sústredia na jednu stranu, posúvač lisu sa bočne nakloní-, čo spôsobí nerovnomerné opotrebovanie, vychýlenie razníka a zrýchlenú degradáciu lisovnice.

MetalForming Magazineopisuje to ako problém „preklápacieho momentu“: vypočítate silu každej stanice a vynásobíte ju jej vzdialenosťou od stredovej čiary lisu. Súčet týchto momentov by sa mal priblížiť k nule. Ak tomu tak nie je, môže návrhár lisovnice posunúť rozloženie pásu mimo-stred vzhľadom na posúvač lisu alebo použiť šmykové uhly na výber razníkov, aby sa rozložili vrcholy sily a znížili nerovnováhu.

Asymetrické časti to robia obzvlášť náročným. Časť s prvkami zoskupenými na jednej strane prirodzene vytvára nevyvážené rezné sily. Riešenia zahŕňajú vedenie dvoch častí zrkadlovo naprieč stredovou líniou pásu (dvojradové obrátené rozloženie), pridanie fiktívnych staníc s vyrovnávacími razníkmi na svetlej strane alebo strategické sekvenovanie ťažkých-operácií rezu oproti sebe. Cieľ je vždy rovnaký: udržiavať vyvážené priečne sily, aby pás šiel rovno a nástroj bežal bez predčasného opotrebovania.

So zamknutým usporiadaním pásov-zoradené stanice, optimalizované využitie materiálu, vyvážené sily-ďalšou kritickou premennou je spôsob interakcie matrice so samotným materiálom. Rôzne zliatiny si vyžadujú zásadne odlišné vôle, tlaky a stratégie kompenzácie, ktoré pretvárajú nástroje zvnútra von.

Vôľa matrice a{0}}špecifické úpravy dizajnu

Dokonale usporiadané rozloženie pásov neznamená nič, ak je vôľa dierovača-k-vložke nesprávna pre materiál, ktorý režete. Vôľa-medzery medzi reznou hranou lisovníka a reznou hranou tlačidla matrice, vyjadrená ako percento hrúbky materiálu na každej strane,-kontroluje kvalitu rezu, životnosť nástroja a dokonca aj to, či zátky zostanú v matrici alebo vo vákuu-priľnú späť k zaťahovaciemu lisovníku. Avšak schválenie nie je jediné univerzálne číslo. Výrazne sa posúva na základe zliatiny, ktorá sedí na povrchu matrice.

Výber vôle matrice a jeho vplyv na kvalitu hrán

Keď sa razník dostane do materiálu, nekrája sa čisto ako nôž. Iniciuje lom z hrany razidla aj z hrany matrice. Správna vôľa zaisťuje, že tieto línie lomu sa stretávajú v strede a vytvárajú okraj dielu s čistým šmykovým pásom a minimálnym otrepom. Príliš tesné a sekundárne strihanie-vzhľad dvojitého{4}}rezu-spolu s výrazne vyššími raziacimi silami a zrýchleným opotrebovaním nástroja. Príliš voľné a na hrane dielu sa vytvára nadmerné prevrátenie a otrepy, plus slimák sa môže nakloniť a vytiahnuť späť nahor s razníkom.

Všeobecné priemyselné pravidlo začína približne pri 10 % hrúbky materiálu na každej strane, ale výskum ukazuje, že zvýšenie na 11 – 20 % pre určité materiály výrazne predlžuje životnosť nástroja bez významného zníženia kvality ostria. Skutočná odpoveď závisí od typu materiálu a tvrdosti. Tu je to, čo skúsení inžinieri lisovacích foriem zvyčajne špecifikujú:

Všimnite si rozsah. Aplikácie progresívneho lisovania hliníka môžu prechádzať s užšími vôľami pri mäkkom temperovaní, pretože hliník sa pri nižšom šmykovom namáhaní čisto láme. Mosadzné progresívne lisovanie a progresívne lisovanie medených dielov využíva najmenšiu vôľu zo všetkých bežných materiálov-v žíhaných podmienkach len 6 % na stranu-pretože zliatiny medi sa strihajú s minimálnym šírením lomu a poskytujú vynikajúcu povrchovú úpravu hrán. Progresívne lisovanie z uhlíkovej ocele stojí v strede, zatiaľ čo nehrdzavejúce a vysokopevnostné{6}}triedy smerujú k širokému koncu spektra, aby zvládli svoj vyšší rezný odpor.

Jeden prehliadaný dôsledok výberu vôle: zadržiavanie slimákov. Užšia vôľa vytvára slimák, ktorý tesne zapadá do tlačidla matrice, čo v skutočnosti pomáha držať ho na mieste. Otvorte vôľu a slimáci sedia vo vrecku voľnejšie, čím sa zvyšuje riziko, že sa vrátia späť na čelo úderu. Dizajnéri tomu čelia funkciami na zadržiavanie slimákov-uhlovým reliéfom v stenách lisovacieho tlačidla alebo vákuovými kanálmi pod reznou plochou.

Navrhovanie nehrdzavejúcej ocele a vysokopevnostných{0}}zliatín

Progresívne lisovanie z nehrdzavejúcej ocele predstavuje odlišný súbor technických výziev, ktoré prechádzajú každým aspektom raznice. Materiálové dielo-rýchlo stvrdne počas tvarovania, čo znamená, že každý nasledujúci úder mierne zvyšuje pevnosť zóny okolo deformovanej oblasti. Raziace sily sú o 40{4}}60 % vyššie ako ekvivalentná-hrúbka mäkkej ocele. Opotrebenie nástroja sa zrýchľuje-hlavne pri prepichovačoch, ktoré sa opakovane dotýkajú pracovne spevnenej hrany.

Konštrukčné protiopatrenia pre progresívne lisovanie kovov v triedach nehrdzavejúcej ocele a AHSS zahŕňajú:

• Zvýšená vôľa matrice (15-20%+ na stranu) na zníženie reznej sily a oddialenie odierania
• Silnejší tlak stieracej pružiny na zaistenie pozitívnej kontroly odizolovania proti zvýšenej sťahovacej sile spôsobenej pracovným-tvrdeným materiálom zvierajúcim razidlo
• Vložky z tvrdokovu alebo PM nástrojovej ocele pre razníky a lisovacie gombíky v staniciach s vysokým-opotrebením, ktoré nahrádzajú konvenčné D2 tam, kde objem výroby odôvodňuje náklady
• Povrchové nátery (TiN, TiCN alebo AlCrN) na razidle na zníženie opotrebenia lepidla a odierania v nehrdzavejúcich aplikáciách
• Znížená hustota staníc-rozmiestnenie staníc ďalej od seba, aby sa do nich zmestili väčšie časti lisovnice a ťažšie podporné dosky potrebné na odolávanie vyšším rezným silám

Čistý efekt? Progresívna matrica navrhnutá pre nehrdzavejúcu oceľ 304 bude fyzicky väčšia, bude vyžadovať väčšiu tonáž a bude vyžadovať častejšiu údržbu ako matrica vyrobená pre rovnakú geometriu dielu z mäkkej ocele. Nejde o drobné úpravy,-ktoré zásadne menia tvar kocky.

Stratégie kompenzácie odpruženia podľa materiálu

Každý kov sa ohne o niečo ďalej, než kde zostane. Keď sa razník stiahne, obrobok sa vráti späť do pôvodného plochého stavu o hodnotu určenú pomerom medze klzu k modulu pružnosti. Materiály s vysokou{2}}pevnosťou pružia viac, pretože majú vyššiu medzu klzu v porovnaní s ich tuhosťou. Hliník v absolútnom vyjadrení menej pruží, ale je zložitejší, pretože jeho nižší modul znamená, že percento elastického zotavenia môže byť pri temperovaní zliatin nepredvídateľné.

Inžinieri kompenzujú pomocou troch základných stratégií:

• Nadmerné ohýbanie-navrhnutie geometrie razníka tak, aby sa ohýbalo za cieľový uhol, aby sa diel uvoľnil späť na nominálnu hodnotu. Diel vyžadujúci 90- ohyb z vysokopevnostnej ocele môže vyžadovať brúsenie razníkom na 87 alebo 85 stupňov, v závislosti od nameraného odpruženia zliatiny.
• Dno (razenie zóny ohybu)-aplikovanie dostatočnej tonáže na plastickú deformáciu materiálu v celej jeho hrúbke na vrchole ohybu, čím sa eliminuje elastická obnovovacia vrstva. To funguje dobre pre progresívne lisovanie z uhlíkovej ocele, ale vyžaduje podstatne väčšiu lisovaciu silu.
• Krokové ohýbanie naprieč viacerými stanicami-s 90-stupňovým oblúkom v dvoch alebo troch krokoch, pričom každý stupeň je mierne prehnutý. Tým sa rozdeľuje deformácia a vytvára sa predvídateľnejšie výsledky v materiáloch s vysokou rýchlosťou tvrdnutia.

V prípade mäkkej ocele a mosadze poskytujú empirické pravidlá kompenzácie nazhromaždené počas desaťročí skúseností z dielne{0}}vo všeobecnosti presné výsledky. Prehnete sa o 1-3 stupne a ste blízko. Ale pre nehrdzavejúcu oceľ, triedy AHSS a vysokopevnostné hliníkové zliatiny sa tieto pravidlá porušujú. Odpruženie sa stáva nelineárnym a citlivé na variácie šarže materiálu. Tu si softvér na simuláciu tvarovania zarába na modeloch založených na udržiavaní-FEA-, ktoré predpovedajú pruženie na základe skutočných kriviek napätia a napätia, a nie na základe príručkových aproximácií.

Praktické riešenie: výber materiálu nemení len to, akú zliatinu si objednáte v servisnom stredisku. Pretvára vôle, tonáž lisu, materiály nástrojov, kompenzáciu ohybov a intervaly údržby v celej matrici. A tento vplyv materiálu presahuje rámec rezacích a tvarovacích vložiek-priamo ovplyvňuje, ako sa pás prenáša, vedie a registruje zo stanice na stanicu.

Návrh nosiča a stratégia umiestňovania pilotov

Nosiče pásikov a vodiace kolíky si v diskusiách o progresívnych lisovacích nástrojoch zriedkakedy získajú pozornosť, ktorú si zaslúžia,-ale tieto dva prvky určujú, či súprava lisovacích lisovníkov produkuje diely v rámci tolerancie, alebo či produkuje šrot po celej krabici. Nosič drží diel počas každej fázy tvarovania. Piloti ho umiestnia s mikrónovou-presnosťou na každej stanici. Spoločne tvoria neviditeľnú infraštruktúru, vďaka ktorej progresívne raznice fungujú skôr ako presné nástroje než ako nástroje s tupou silou.

Typy pásových nosičov a výberové kritériá

Nosič je časť pásového materiálu, ktorá spája každú vyvíjaciu časť s cievkou, keď sa pohybuje cez matricu. Po odrezaní je obetný-odhodený ako šrot-, ale jeho dizajn riadi stabilitu pásu, využitie materiálu a slobodu tvarovania na každej stanici. Tri primárne konfigurácie pokrývajú väčšinu aplikácií progresívnych raziacich nástrojov:

A stredový nosičvedie pás materiálu dolu stredom pásu, pričom na oboch stranách sú vytvorené časti. Ajedného-dopravcupripevňuje diel k materiálu na jednom okraji pásu, pričom ostatné tri strany ponecháva prístupné na rezanie a tvarovanie. Aduálny (obojstranný-) operátorzadržiava materiál na oboch okrajoch pásu a zavesuje časť medzi nimi.

Každý typ vyhovuje inej geometrii dielu a požiadavkám procesu. Výber závisí od toho, ako diel vyzerá, koľko tvarovania vyžaduje a ako sa sily rozložia po šírke pásu.

Ako si vyberáte? Začnite s geometriou dielu a požiadavkami na odrezanie. Symetrické časti s miernym tvarovaním sa často prirodzene spájajú so stredovými nosičmi-web poskytuje vyváženú podporu a zjednodušuje sledovanie pásu. Ale keď súčiastka vyžaduje hlboké tvarovanie alebo ťahanie, astrečový webový nosičKonfigurácia sa stáva nevyhnutnou, aby umožnila kovu voľne prúdiť bez narušenia rozstupovej vzdialenosti medzi nasledujúcimi časťami. Dvojité nosiče tu vynikajú, pretože ukotvujú obe strany pásu, čím zabraňujú silnému prehnutiu a krúteniu, ktoré by inak spôsobilo ťažké jednostranné tvarovanie-.

Jednostranné-nosiče maximalizujú prístup k materiálu, ale prichádzajú s kompromisom: asymetrické pripevnenie generuje nerovnaké odizolovacie sily, ktoré môžu potiahnuť prúžok do strán. V lisovacom nástroji z plechu, ktorý beží rýchlosťou 200+ zdvihov za minútu, dochádza k rýchlemu miešaniu aj mierneho bočného posunu. Inžinieri používajúci jednostranné-nosiče zvyčajne pridávajú sekundárne vodiace lišty alebo stabilizačné prvky, aby čelili tejto tendencii.

Na sile nosiča záleží tiež. Pás musí odolať sile podávania naprieč všetkými stanicami bez vybočenia alebo roztrhnutia-približne 10 % celkovej hmotnosti pásu vynásobenej počtom progresií, podľa autorít na navrhovanie razidiel. Neexistuje žiadny univerzálny vzorec pre dimenzovanie nosiča, takže skúsení dizajnéri sa pri nastavovaní šírky a geometrie pásu spoliehajú na typ materiálu, hrúbku a náročnosť tvárniacich operácií.

Stratégia umiestnenia pilotných kolíkov pre presnosť stanice

Piloty sú brúsené oceľové kolíky namontované v hornej matrici, ktoré klesajú do vopred{0}}vyrazených otvorov v páse predtým, ako sa do materiálu zapoja akékoľvek iné nástroje. Ich úloha je jednoduchá, ale kritická: pred začatím dierovania alebo tvarovania vtlačte pás do presnej polohy X-Y. Bez nich by sa nepresnosť posuvu-nahromadila od stanice k stanici, kým by polohové chyby neprekročili tolerancie dielu.

Predstavte si to takto-podávač poskytuje hrubé umiestnenie a posúva pás na približné miesto. Piloti potom vykonajú jemnú korekciu, pričom pásik fyzicky zatlačia do skutočnej teoretickej polohy pri každom stlačení. Tento cyklus „hrubý-potom{4}}jemný“ vynuluje polohovú chybu na každej stanici, čo je spôsob, akým si progresívne raziace matrice zachovávajú tolerancie +/-0,05 mm alebo lepšie počas desiatich alebo viacerých sekvenčných operácií.

Efektívne umiestnenie pilota sa riadi niekoľkými inžinierskymi pravidlami:

• Frekvencia:Umiestnite pilotov na každú stanicu pre maximálnu presnosť. Na dlhších nástrojoch, kde záleží na nákladoch, je každá ďalšia stanica prijateľná pre ne-kritické medzioperačné operácie-, ale všetky stanice na formovanie a konečnú úpravu potrebujú špecializovaných pilotov.
• Medzera:Umiestnite vodiace kolíky tak ďaleko od seba po celej šírke pásu, ako to geometria umožňuje. Širšie rozostupy poskytujú väčšiu uhlovú kontrolu a bránia rotácii pásu (vybočeniu), ktoré-zavreté piloty nedokážu rozpoznať ani opraviť.
• Pred tvarovaním:Piloti musia zapojiť pás skôr, ako sa akékoľvek tvárniace nástroje dostanú do kontaktu s materiálom. Operácie tvárnenia môžu deformovať vodiace otvory, ak sa vyskytnú príliš blízko, preto umiestnite kritické vodiace prvky pred ťažkými ohybmi, ťahmi alebo reliéfmi, ktoré by mohli deformovať registračné otvory.
• Postupnosť zapojenia:Špička pilota vstupuje do pásu ako prvá, po ktorej nasleduje lokalizačný priemer.Podávacie valce musia uvoľniť pás skôr, ako zapadne vodiaci priemer-inak podávač bojuje s pilotom, ohýba kolík, predlžuje otvor a časom znižuje presnosť.

Veľkosť pilota je rovnako dôležitá. Vôľa medzi vodiacim priemerom a vodiacim otvorom je typicky 0,0005 až 0,001 palca, v závislosti od hrúbky materiálu a tuhosti pásu. Väčšia vôľa zlepšuje presnosť polohy, ale zvyšuje riziko zviazania, ak pásik nie je dokonale plochý. Hrubšie materiály tolerujú pevnejšie uloženie pilota, pretože pásik odoláva deformácii; tenšie fólie potrebujú o niečo väčšiu vôľu, aby sa zabránilo prehĺbeniu okolo vodiaceho otvoru počas záberu.

Správa zásobníka tolerancií-naprieč stanicami

Tu je základná výzva každej lisovacej matrice s viacerými stanicami: každá operácia predstavuje potenciál pre malé polohové odchýlky. Dierovaný otvor v stanici 3 môže byť o 0,02 mm mimo nominálnej hodnoty. Ohyb v stanici 7 pridáva ďalší posun o 0,01 mm. Na stanici 12 sa tieto chyby môžu nahromadiť,-pokiaľ registračný systém kocky aktívne nepreruší reťaz.

Piloti to dosiahnu resetovaním prúžku do absolútnej polohy v každom bode záberu. Kumulatívna chyba v dôsledku mechanickej vôle posuvného valca, tepelnej rozťažnosti pásu a elastického pruženia po tvarovaní sa vynuluje vždy, keď sa vodiaci kolík usadí. To je dôvod, prečo progresívne matrice môžu mať tolerancie -k-vlastnosti +/-0,05 až +/-0,10 mm dokonca aj naprieč súčiastkami vyžadujúcimi pätnásť alebo viac zastávok – chyba sa nikdy nezvýši nad rámec jedného prírastku stúpania.

Do akej miery sú dosiahnuteľné tolerancie v skutočnosti tesné, určuje niekoľko faktorov:

• Pilot-k-vyčisteniu dier:Každá tisícina palca vzdialenosti medzi vodiacim prvkom a otvorom predstavuje potenciálne posunutie pásu. Vôľa 0,001 palca znamená, že pás môže sedieť kdekoľvek v zóne s priemerom 0,001 palca na tejto stanici. Funkcie vytvorené v tejto stanici zdedia túto neistotu.
• Vzdialenosť od pilota k objektu:Čím ďalej je vytvorený prvok od najbližšieho pilota, tým väčšia uhlová chyba zosilňuje odchýlku polohy. Funkcia 50 mm od pilota s chybou rotácie pásu 0,01-stupňa posunie približne o 0,009 mm – malé, ale má význam, keď sú tolerancie tesné.
• Hrúbka a tuhosť pásu:Hrubšie pásy odolávajú vychýleniu medzi vodiacimi bodmi a zachovávajú rovnosť po celej šírke matrice. Pažba z tenkej fólie sa môže prehýbať alebo vlniť medzi podperami, čo umožňuje, aby sa prvky stredného rozpätia posúvali vzhľadom na pilotované okraje.
• Tepelné účinky pri rýchlosti:Vysoko{0}}rýchlostné progresívne lisovanie vytvára trecie teplo, ktoré postupne rozširuje pás medzi stanicami. Na dlhých nástrojoch, ktoré bežia rýchlosťou 400+ zdvihov za minútu, tepelný rast dokonca o niekoľko mikrónov na výšku pridáva merateľný pozičný posun-niečo, čo korekcia pilota rieši automaticky, ale s čím musia dizajnéri počítať pri dimenzovaní vodiacej diery.

Praktický návod na dizajn: ak dva prvky na tej istej časti musia mať úzky pozičný vzťah, vytvorte ich na tej istej stanici alebo v susedných staniciach, ktoré zdieľajú rovnaký pilotný pár. Rozšírenie presne tolerovaných prvkov medzi vzdialené stanice znásobuje premenné, ktoré môžu spôsobiť chyby-aj keď piloti opravujú každý krok.

Dizajn nosiča a stratégia pilotovania spolu tvoria chrbticu riadenia pásu. Ale akonáhle sú tieto komponenty raznice definované, vynára sa iná otázka: má lis dostatočnú kapacitu na to, aby poháňal všetky tieto stanice súčasne? Výpočet celkovej potrebnej sily na plne naloženú progresívnu matricu-a jej priradenie k správnemu lisu-je ďalšou technickou prekážkou, ktorá oddeľuje zostaviteľný koncept od nástroja pripraveného na výrobu-.

Výpočty tonáže a výber lisu

Môžete mať bezchybné rozloženie pásov, perfektné vôle a ideálne umiestnenie pilota-, ale ak progresívny raziaci lis nedokáže dodať dostatočnú silu na súčasné ovládanie všetkých týchto staníc, na ničom z toho nezáleží. Výpočet tonáže je miesto, kde sa dizajn lisovnice stretáva s fyzickou realitou a jeho podcenenie je jednou z najrýchlejších ciest k zaseknutiu, zlomeným razníkom a zastaveniu výroby.

Výpočet rezných a tvárniacich síl na stanicu

Každá stanica v progresívnej kocke vyžaduje silu nezávisle. Prepichovacia stanica potrebuje dostatočnú tonáž na prestrihnutie dier. Ohýbacia stanica potrebuje silu na plastickú deformáciu materiálu. Ťažná stanica potrebuje silu na natiahnutie stien škrupiny. Každý z nich vypočítate samostatne pomocou vzorcov zodpovedajúcich typu operácie.

Na vysekávanie a prepichovanie-akejkoľvek operácie, pri ktorej dochádza k strihaniu materiálu-, je základný vzorec jednoduchý:

Rezná sila (tony)=Obvod rezu (in.) x Hrúbka materiálu (in.) x Pevnosť v šmyku (tony/in²)

Pre otvor s priemerom 2 palce v mäkkej oceli s priemerom 0,060 palca (pevnosť v šmyku ~25 ton/in²) to je: (2 x 3,1416) x 0,060 x 25=9.4 ton. Znásobte túto logiku naprieč každým prepichnutým prvkom v stanici a máte reznú záťaž stanice.

Operácie tvárnenia využívajú inú vlastnosť. Ťahaním a ohýbaním sa materiál skôr napína než strihávýpočet nahrádza konečnú pevnosť v ťahu (UTS)pre pevnosť v šmyku. Sila ohýbacej stanice závisí od dĺžky ohybu, hrúbky materiálu, šírky otvoru matrice a ťahových vlastností materiálu. Každá stanica dostane svoj vlastný výpočet-žiadne skratky, žiadne spriemerovanie.

Celková lisovacia tonáž a bezpečnostné faktory

Tu je detail, ktorý mnohým inžinierom uniká: celková potrebná tonáž pre progresívny lis je súčtom všetkých síl na stanici, ktoré sa vyskytnú pri jedinom zdvihu lisu-nielen na najťažšej stanici. Každý úder, každá forma, každá pružina a každá podložka vyvíjajú silu súčasne v dolnej úvrati. Musíte zaúčtovať všetky:

• Prepichnutie vynúti{0}}všetky otvory, štrbiny a zárezy vyrazené pri tomto ťahu
• Zatemňovacie sily-nosičových zárezov, operácie orezania a konečné prerušenie
• Ohybové sily-zaberajú všetky tvarovacie stanice počas zdvihu
• Sila ťahania-tvarovanie pohára alebo škrupiny plus tlak podložky držiaka polotovaru
• Raziace sily-lokalizované vysokotlakové{1}}stanice na razenie alebo kótovanie
• Tlak sťahovacej pružiny-kumulatívna sila všetkých sťahovacích pružín a dusíkových valcov, ktoré sa stláčajú počas zdvihu
• Prítlak kolíka zdviháka-čapy s pružinou{1}}, ktoré zdvíhajú prúžok medzi ťahmi
• Poháňaná vačka núti-akýkoľvek bočný{1}}akčný mechanizmus, aby sa zapojil počas cyklu zdvihu

Zrátajte všetko a potom pridajte bezpečnostný faktor 20-30 % nad vypočítaný súčet. Táto rezerva pokrýva zmeny vlastností materiálu medzi šaržami zvitkov, progresívne otupenie razníka medzi cyklami ostrenia a dynamickú prerážaciu-silu, ku ktorej dochádza počas zaslepovania. Prelomte--náhle uvoľnenie energie, keď sa razník pretrhne materiálom, vytvorí impulzné zaťaženie, ktoré na chvíľu prekročí statickú reznú silu. Lis s veľkosťou príliš blízko teoretickému minimu to pocíti ako otrasný náraz v spodnej časti každého zdvihu, čím sa zrýchli opotrebenie ložísk a zníži sa životnosť lisovnice.

Tlačové kritériá výberu nad rámec tonáže

Samotná tonážna kapacita nekvalifikuje progresívny raziaci stroj na túto prácu. Niekoľko mechanických parametrov musí tiež zodpovedať fyzickým požiadavkám matrice:

• Veľkosť postele:Lisovacie lôžko musí pojať stopu matrice s priestorom na upnutie. Lis na lisovanie s primeranou tonážou, ale s poddimenzovaným lôžkom sústreďuje zaťaženie na menšiu plochu, čo spôsobuje lokalizované vychýlenie, ktoré zhoršuje kvalitu dielu.
• Výška uzáveru:Vzdialenosť medzi posuvnou plochou a povrchom lôžka v dolnej úvrati musí presahovať uzavretú výšku matrice. Počas nastavovania nastavte výšku uzáveru príliš tesne a riskujete rozdrvenie matrice; príliš voľné a formovacie stanice nedosiahnu úplné dno.
• Dĺžka ťahu:Musí byť dostatočná pre najhlbší ťah alebo najvyššiu formu v matrici, plus voľný priestor pre zdvíhače pásu na zdvihnutie materiálu na podávanie.
• Hodnotenie rýchlosti:Veľkoobjemové{0}}operácie progresívnej matrice prebiehajú rýchlosťou 200 až 600+ úderov za minútu. Progresívny lis musí byť dimenzovaný na nepretržité cyklovanie pri týchto rýchlostiach bez hromadenia tepla v ložiskách, spojke alebo brzde. Lis navrhnutý na prerušovanú prevádzku sa prehrieva a stráca rozmerovú stabilitu pri trvalej-rýchlosti výroby.

Energia je často{0}}prehliadaným spoločníkom tonáže. Lis môže mať dostatočnú špičkovú silu, ale nedostatočnú energiu zotrvačníka na udržanie tejto sily v pracovnej časti zdvihu-najmä pri operáciách ťahania, pri ktorých sa v cykle zdvihu používa materiál s vysokým podielom. Nedostatočná energia je častou príčinou zaseknutia lisu v dolnej úvrati, kde zotrvačník spomaľuje pod rýchlosť potrebnú na dokončenie práce. Vždy overte tonáž aj dostupnú energiu pri vašich cieľových zdvihoch za minútu.

Stlačte zámky výberu v produkčnej obálke-rýchlosti, sily a fyzického pracovného priestoru. Ale v rámci tejto obálky sú to samotné komponenty matrice, ktoré určujú, ako dlho nástroj beží medzi zastávkami údržby. Materiály zvolené pre dierovače, gombíky a oterové platne určujú, či budete ostriť po každých 50 000 zásahoch, alebo budete prechádzať cez milión.

Výber materiálu matrice a plánovanie údržby

Progresívny nástroj a matrica sú len také odolné ako materiály v nich. Môžete optimalizovať každú sekvenciu staníc a pribiť každý výpočet vôle, ale ak sú razníky a tlačidlá matrice vyrobené z nesprávnej triedy ocele, budete príliš často ťahať matricu na ostrenie-alebo ešte horšie a vymieňať prasknuté vložky počas-behu. Výber ocele na lisovanie je rozhodnutie, ktoré premietne váš konštrukčný zámer do skutočnej životnosti výroby, meranej v intervaloch medzi servisnými intervalmi.

Akosti nástrojovej ocele pre komponenty progresívnych zápustiek

Návrh lisovacích nástrojov zahŕňa prispôsobenie materiálu každého komponentu jeho dominantnému poruchovému režimu. Opotrebuje sa razník postupne oderom? Rozštiepi sa pri opakovanom náraze? Deformuje sa pri trvalom tlakovom zaťažení? Odpoveď určuje, ktorý ročník patrí do danej stanice.

Tu je praktická hierarchia od všeobecných-účelov až po extrémne{1}}povinnosti:

Berte to ako kompromis medzi cenou-za{1}}životnosť.A2 poskytuje vyvážené riešeniekeď opotrebovanie, deformácia a náraz prispievajú k degradácii nástroja bez toho, aby jasne dominoval nejaký jediný mechanizmus. Je to solídna predvolená hodnota pre matrice s miernym objemom výroby, kde viaceré stanice zažívajú zmiešané podmienky zaťaženia.

D2 nastupuje, keď objem výroby stúpa a opotrebenie hrán sa stáva limitujúcim faktorom. Jeho vysoký obsah karbidu chrómu zaisťuje ostrosť rezných hrán pri dlhých prevádzkach{2}}, ale akonáhle sa objavia triesky alebo praskliny, nižšia húževnatosť D2 znamená, že je čas prejsť na niečo odolnejšie voči nárazu-, ako je S7, alebo prejsť na M2, kde k poruche prispieva opotrebenie aj tlakové zaťaženie.

Rýchlorezné ocele M2 a M4- zaberajú vyššiu úroveň pre aplikácie tvárnenej lisovacej ocele. Zachovávajú si geometriu hrán pri opakovanom tlakovom zaťažení, ktoré by deformovalo D2, vďaka čomu sú ideálne pre razníky vo vysoko-progresívnych nástrojoch s rýchlosťou 300+ zdvihov za minútu. Kompromisom je opracovateľnosť-tieto triedy sa ťažšie brúsia a na dosiahnutie konzistentných výsledkov vyžadujú starostlivejšie tepelné spracovanie.

Keď karbidové doštičky ospravedlnia svoje náklady

Progresívne karbidové razidlá predstavujú vrchol rebríčka odolnosti-a vrchol cenníka. Tlačidlo razníka alebo matrice z karbidu môže stáť 5 až 10-krát viac ako jeho ekvivalent D2. Kedy má teda táto investícia zmysel?

Ekonomický prechod závisí od troch faktorov:

• Objem výroby:Keď ročné objemy prekročia 5-10 miliónov zásahov, predĺžená životnosť karbidu medzi ostreniami (často 10x dlhšia ako nástrojová oceľ) znižuje celkové náklady na prestoje dostatočne na kompenzáciu vyšších počiatočných investícií
• Materiál obrobku:Abrazívne materiály, ako sú laminácie z kremíkovej ocele, nehrdzavejúca oceľ a potiahnutý pásový materiál, výrazne urýchľujú opotrebovanie nástrojovej ocele. Karbid odoláva tomuto oderu oveľa efektívnejšie a udržiava stav hrany tam, kde by D2 potreboval preostrenie každých 50 000 až 100 000 zásahov
• Citlivosť tolerancie:Diely s prísnymi rozmerovými požiadavkami ťažia z rozmerovej stability karbidu-menšie opotrebenie znamená menší posun medzi cyklami údržby, čo znamená menej dielov s-nesprávnou{2}}toleranciou pri dlhších prevádzkach

Jedno kritické upozornenie: karbid je krehký. Krásne odoláva opotrebovaniu, ale praskne pri náraze alebo bočnom zaťažení. Ako poznamenávajú odborníci na progresívny dizajn zápustiek, "karbid je ako betón a pred opotrebovaním sa rozpadne." To znamená, že karbid funguje najlepšie v dierovacích a vysekávacích staniciach s dobre-vedenými razníkmi a minimálnou bočnou silou-nie vo formovacích staniciach, kde je bežné zaťaženie mimo{5}}osy. Konštruktéri musia zabezpečiť správnu dĺžku vedenia razníka a vylúčiť akékoľvek nesprávne zarovnanie, ktoré by mohlo bočné-zaťaženie karbidovej doštičky.

Intervaly údržby a dizajn pre prevádzkyschopnosť

Údržba lisovacej matrice nie je len o brúsení podľa plánu-je o tom, ako bola lisovnica navrhnutá na údržbu. Matrica, ktorá si vyžaduje úplnú demontáž na výmenu jedného opotrebovaného razníka, stojí oveľa viac prestojov ako matrica skonštruovaná pre modulárny prístup.

Kľúčové princípy-pre{1}}obslužnosti dizajnu zahŕňajú:

• Delené vložky:Lámanie gombíkov a rezanie ocele na jednotlivé segmenty namiesto monolitických dosiek. Keď sa opotrebuje jedna rezná hrana, vymeníte len túto doštičku-nie celú časť matrice.
• Rýchla{0}}výmena držiakov dierovačov:Záchytné systémy, ktoré umožňujú vyberanie a výmenu jednotlivých razníkov bez narušenia susedných nástrojov. Vďaka držiakom na guľôčkový-zámok alebo klinový-zámok je to päť-minútová operácia namiesto hodinovej{4}}prestavby.
• Dizajn pätového bloku:Presné pätkové bloky a vodiace kľúče, ktoré nútia hornú a dolnú polovicu matrice do presného zarovnania počas opätovnej montáže, čím eliminujú riziko ľudskej chyby spôsobujúcej nesprávne zarovnanie razníka--po údržbe.
• Zdokumentované zostavy podložiek:Maximálne limity vyrovnávania uvedené na výkresoch zostavy lisovnice, ktoré zabraňujú nadmernému{0}}podloženiu, ktoré by mohlo spôsobiť interferenciu razníka s odstraňovačmi alebo inými komponentmi.

Skúsení dodávatelia progresívnych foriem majú radiYICHENzabudujte túto dostupnosť údržby priamo do svojich návrhov lisovníc už od fázy konceptu-podporujú dlhodobú{1}výrobu s predvídateľnými servisnými intervalmi a škálovateľným plánovaním údržby pre veľké-objemové kovové diely. Keď je matrica navrhnutá tak, aby operátor lisu alebo technik v nástrojárni mohol vymieňať opotrebované komponenty bez špeciálnych zručností, ochránite dobu prevádzkyschopnosti výroby bez ohľadu na variabilitu pracovnej sily.

Praktická realita pri údržbe lisovacej matrice je takáto: matricu, ktorá vykoná jeden milión úderov ročne s doštičkami D2, môže byť potrebné naostriť každých 150 000-250 000 zásahov. Inovujte kritické stanice na karbid a tento interval sa predĺži na 1 000000+ zásahov. Frekvencia ostrenia je však len jedna premenná. Konštrukcia musí tiež brať do úvahy, ako rýchlo môžete matricu dostať späť do lisu, keď je vytiahnutá - a táto rýchlosť pochádza z premyslenej modulárnej konštrukcie, nie z lepšej ocele samotnej.

Výber materiálu a plánovanie prevádzkyschopnosti určujú, ako dlho nástroj beží a ako rýchlo sa zotavuje. Ale ani tie najlepšie materiály nedokážu kompenzovať-chyby vo fáze návrhu, ktoré vytvárajú vzory chronických porúch-chybné podávanie, ťahanie slimákov, zlomenie dierovača a problémy s nesprávnym vyrovnaním stanice, ktoré sa neustále opakujú bez ohľadu na to, koľkokrát súčiastky ostríte alebo vymieňate.

Bežné konštrukčné zlyhania a prevencia hlavných príčin

Väčšina príručiek na riešenie problémov sa zameriava na to, čo robiť, keď progresívna matrica začne zlyhávať vo výrobe. To je dozadu. Väčšinu chronických problémov s progresívnymi lisovacími nástrojmi-chybným podávaním, vyťahovaním slimákov, zlomením lisovníka, rozmerovým posunom- možno vysledovať späť k rozhodnutiam prijatým vo fáze návrhu, dlho predtým, ako raz lisovník vôbec uvidí lis. Ich oprava po zostrojení nástroja znamená nákladné prepracovanie, zdržanie výroby a zníženú životnosť nástroja. Zabrániť im pri projektovaní nestojí takmer nič.

Ak vaša kocka stále zlyháva v rovnakom režime zlyhania po spustení, hlavnou príčinou pravdepodobne nie je opotrebovanie alebo chyba operátora. Je to konštrukčná medzera, ktorú neodstráni žiadne doostrenie alebo úprava.

Porucha podávania a postupu pásu

Zaseknutie,{0}}kde sa pás neposunie o správnu vzdialenosť pred lisovaním{1}}je jedným z najčastejších prerušení výroby pri lisovaní nástrojov a lisovníc. Keď sa to stane, údery zasiahnu nesprávne miesto, piloti zapadnú mimo-centra a výsledné časti sú šrot. Horšie je, že pri silnom chybnom podávaní môže dôjsť k nárazu razníkov do tlačidiel matrice, čo spôsobí poškodenie nástrojov v hodnote tisícov dolárov jediným ťahom.

Čo spôsobuje nesprávne podávanie? Zvyčajne jedno zo štyroch prehliadnutí-fázy návrhu:

• Nedostatočná dĺžka zapojenia pilota:Ak vodiace kolíky neklesnú dostatočne hlboko do pásu predtým, ako sa rezné alebo tvarovacie nástroje dostanú do kontaktu s materiálom, pás nie je na začiatku operácie úplne zaregistrovaný. Oprava spočíva v návrhu dlhšieho zapojenia špičky vodiaceho prvku-zvyčajne s minimálnou hrúbkou materiálu 1,5{3}}a overením, či načasovanie uvoľnenia podávania umožňuje vodiacim nástrojom úplne sedieť skôr, ako sa zapoja ostatné nástroje.
• Nadmerné prehnutie pásu z asymetrických operácií:Keď sa z jednej strany pásu odstráni veľké množstvo materiálu,vnútorné napätia cievky sa uvoľňujú nerovnomerne, čo spôsobí bočné uklonenie nosiča. Počas tisícok cyklov toto progresívne prehýbanie ťahá pás proti vodidlám a vodiacim prvkom, čím vytvára odpor pri podávaní a prípadné chybné podávanie. Konštrukčné protiopatrenia zahŕňajú pridanie vyrovnávacích úprav na opačnej strane alebo prechod na konfiguráciu s dvojitým nosičom, ktorá rozdeľuje napätie symetricky.
• Nedostatočná výška zdviháka:Medzi lisovacími zdvihmi zdvihnú odpružené{0}}čapy pás nad povrch matrice, aby sa mohol voľne posúvať. Ak je výška zdviháka príliš nízka, tvarované prvky alebo nadol-ohnuté výstupky sa počas podávania ťahajú cez tvár matrice. Pás zaváha, podávač presiahne svoje časové okno a ďalší ťah zachytí pás z polohy. Dizajnéri musia vypočítať výšku zdviháka na základe najhlbšieho dole smerujúceho tvaru v matrici plus medzeru-nielen hrúbku materiálu.
• Dĺžka podávania presahujúca presnosť podávania lisu:Väčšie vzdialenosti zosilňujú mechanickú nepresnosť servopohonov alebo vzduchových podávačov. Podávač s presnosťou +/-0,05 mm vytvára dvojnásobnú absolútnu chybu pri rozstupe 50 mm v porovnaní s rozstupom 25 mm. Keď dizajn vyžaduje dlhé vzdialenosti postupu, kratšie posuvy s vyšším počtom staníc často poskytujú stabilnejšie výsledky ako menej staníc s agresívnymi dĺžkami rozstupov.

Každému z týchto problémov sa dá predchádzať náležitou pozornosťou návrhu. Spoločná niť? Všetky pramenia z podceňovania toho, ako sa pás chová dynamicky pri produkčnej rýchlosti-niečo, čo vyzerá dobre v CAD alebo pri nízkej{2}}rýchlosti skúšania, ale rýchlo degraduje pri 200+ zdvihoch za minútu.

Zabránenie vytrhnutiu slimáka a prerazeniu

Ťahanie slimákov je klamlivo deštruktívne. Jediný vytiahnutý slimák-vyrazený-kotúč šrotu, ktorý sa prilepí k zaťahovaciemu razníku a vráti sa do pásu-, môže poškodiť každú stanicu po prúde jediným stlačením. Pretláča povrchy dielov, praskliny vytvárajúce diery a zasekáva sa medzi reznými hranami. Pri vysokorýchlostnom progresívnom razení s rýchlosťou 300+ SPM nemá operátor nulový čas na to, aby zareagoval, kým poškodenie prejde cez celú matricu.

Prečo slimáky ťahajú? Hlavnou príčinou je vákuum. Keď dierovač prerezáva materiál, slimák sa mierne zatlačí a zachytí vzduch medzi konkávnym čelom slimáka a plochým čelom razidla. Počas vyťahovania toto utesnené vrecko vytvára sanie, ktoré zdvihne slimák von z tlačidla matrice. Ťažké mazivá zvyšujú tesniaci účinok a väčšie rezné vôle vytvárajú špalky o niečo menšie ako otvor matrice-, čím sa eliminuje presah, ktorý by ich inak zadržal.

Navrhnite{0}}fázové protiopatrenia, ktoré zabránia vytiahnutiu slimákov pred jeho spustením:

• Geometria zadržiavania slimákov v tlačidlách matrice:Opracovanie malých hranatých štrbín alebo ostňov do stien lisovacieho gombíka vytvára na obvode slimáka otrepy, ktoré ho zaklinujú na miesto. Reverzné-tlačidlo kužeľovej matrice-kde sa otvor mierne zužuje smerom k výstupu-udržiava slimáky v tlaku. Potrebné je len 0,0005 až 0,001 palca zúženia; nadmerné zúženie môže rozštiepiť tlačidlo.
• Vzduchové vetracie kanály v razidle:Malý priechodný-otvor vyvŕtaný v strede dierovača umožňuje uniknúť zachytenému vzduchu počas vyťahovania, čím sa poruší vákuové tesnenie. Táto jednoduchá úprava úplne eliminuje sací mechanizmus na väčších razičkách.
• Správne pomery klírensu:Užšia vôľa vytvára slimáky, ktoré zatlačením-zapadnú do tlačidla matrice a fyzicky ich uzamknú na mieste. Keď si konštrukcia lisovnice vyžaduje väčšie vôle z dôvodu kvality ostria alebo životnosti nástroja, stávajú sa funkcie zadržiavania nálevkov skôr povinnými ako voliteľnými.
• Úpravy dierovacej tváre:Brúsenie miernej kupoly, krížovej{0}}drážky alebo stúpania na čelo razidla narušuje ploché tesnenie, ktoré vytvára vákuum. Pružinové-vyhadzovacie kolíky vo vnútri väčších razníkov fyzicky odtláčajú slimáky z čela počas zaťahovania.

Zlomenie razníka má svoj vlastný súbor príčin{0}}fázy návrhu. Najbežnejšie: poddimenzované priečne-rezy. Odolnosť dierovača voči odtrhávacej sile závisí od jeho prierezu-plochy a dĺžky. Dlhé, štíhle dierovače-s pomerom dĺžky{7}}k{8}}priemeru presahujúcim 8:1-sú extrémne náchylné na vybočenie pri sťahovacej záťaži, ku ktorej dochádza, keď materiál pri vyťahovaní zovrie dierovač. Navrhnutie primeranej dĺžky vedenia dierovača (podopreté v stieracej doske) a udržiavanie pomerov dĺžky- k priemeru pod kritickými prahmi úplne zabráni tomuto poruchovému režimu.

Bočné zaťaženie z nesprávneho nastavenia je ďalším zabijakom úderov. Ak razník nevstúpi do tlačidla matrice dokonale sústredne, vzniknú bočné sily, ktoré zacvaknú razníky s malým{1}}priemerom alebo vložky z tvrdokovu. Oprava dizajnu zabezpečuje adekvátne zapojenie vodiaceho kolíka a presnosť vodiaceho otvoru stieracej dosky-, ktorým sa dá lacno predísť, ale následne je ich diagnostika nákladná.

Nesprávne zarovnanie stanice a kumulatívna chyba

Keď progresívne lisovnice vykazujú postupný rozmerový posun alebo nekonzistentné polohy prvkov, hlavnou príčinou je často nesprávne zarovnanie stanice-, čo je stav, keď horná a spodná polovica lisovnice pri zaťažení nezachováva dokonalú registráciu. Môže to byť statické (forma bola postavená mierne mimo) alebo dynamická (matrica sa pri každom zdvihu vychýli a pruží späť, pričom vzor vychýlenia sa posúva pri opotrebovaní komponentov).

Navrhnite{0}}fázové preventívne opatrenia, ktoré kontrolujú nesprávne zarovnanie:

• Adekvátna veľkosť a umiestnenie vodiaceho kolíka:Vodiace kolíky by mali byť dimenzované na celkovú bočnú silu, ktorej budú odolávať, nielen namontovať na štandardné katalógové veľkosti. Umiestnite ich tak ďaleko od seba, ako to geometria matrice umožňuje-širšie rozostupy odolávajú uhlovému vychýleniu účinnejšie ako väčšie kolíky umiestnené blízko seba.
• Správna tuhosť matrice:Hrúbka obuvi musí zodpovedať tonáži a rozpätiu. Tenké topánky sa pri zaťažení ohýbajú, čo spôsobuje posun vonkajších staníc vzhľadom na stredové stanice. Základné pravidlo: minimálna hrúbka topánok sa rovná 1,5-násobku najdlhšieho nepodporovaného rozpätia vydeleného 6 – ale overenie FEA je spoľahlivejšie ako pravidlá pre zložité matrice.
• Prípustné hodnoty tepelnej rozťažnosti pre-vysokorýchlostné operácie:Pri 400+ zdvihoch za minútu zahrievanie trením rozširuje komponenty matrice rozdielne. Oceľ expanduje približne o 12 mikrónov na meter na stupeň Celzia. 600 mm dlhá matrica, ktorá beží za tepla, môže narásť o 30-50 mikrónov po svojej dĺžke-dosť na posunutie zarovnania vonkajšej stanice mimo toleranciu. Konštruktéri tomu vyhovujú s miernou vôľou v nekritických polohovacích prvkoch pri zachovaní tuhej registrácie v kritických referenčných bodoch.
• Umiestnenie záložného kľúča pre opakovateľné zarovnanie matrice:Presné brúsené pery medzi časťami matrice a pätkami tlačia komponenty do presnej polohy počas montáže. Keď sa matrica vytiahne kvôli údržbe a znova sa zloží, tieto kľúče eliminujú možnosť ľudskej chyby pri prestavovaní-každá prestavba vytvorí rovnakú registráciu ako pôvodná zostava.

Moderný softvér na progresívny návrh nástroja umožňuje FEA simuláciu vychýlenia nástroja pri plnom výrobnom zaťažení, pričom presne predpovedá, kde a do akej miery sa štruktúra nástroja bude ohýbať predtým, ako sa vyreže jediný blok ocele. Táto schopnosť transformuje nesprávne zarovnanie zo skúšobného objavu na fázový výpočet-dizajnu. Konštruktéri môžu pridať výstužné rebrá, zväčšiť hrúbku čeľuste v kritických zónach alebo premiestniť vodiace kolíky, aby čelili predpokladanému vychýleniu-to všetko v modeli CAD, a to pri nulových nákladoch na materiál.

Pracovné postupy overovania CAD/CAE zachytávajú tieto problémy včas simuláciou celého zdvihu lisu: sily razníka, záber stierača, zaťaženie pri tvárnení a ich kombinovaný účinok na štruktúru lisovnice. Progresívny softvér na navrhovanie lisovníc označuje stanice, kde priehyb prekračuje užívateľom-definované prahové hodnoty, čo umožňuje konštruktérom opakovať predtým, ako sa zaviažu k konštrukcii nástrojov. Tento prístup založený na simulácii-predstavuje zásadný posun od tradičného cyklu „postavte, vyskúšajte, opravte“, ktorý stojí týždne skúšania a tisíce prerábok.

Predchádzanie zlyhaniam vo fáze návrhu je cenovo{0}}najlepšou dostupnou stratégiou kvality. Ale aj perfektne navrhnutú matricu musí postaviť dodávateľ so schopnosťou vykonať tento návrh s úplnou presnosťou-a udržiavať ju tím, ktorý rozumie inžinierskemu zámeru každej funkcie. Toto spojenie medzi kvalitou dizajnu a schopnosťou dodávateľa je to, čo v konečnom dôsledku určuje, či program progresívnych nástrojov dodáva konzistentné diely v priebehu miliónov cyklov, alebo či sa zmení na chronický problém údržby.

Výber partnera progresívnej matrice pre hromadnú výrobu

Postupová kocka je len taká dobrá ako obchod, ktorý ju vyrába. Môžete špecifikovať každú vôľu, perfektne zoradiť každú stanicu a vybrať ideálne nástrojové ocele-, ale ak dodávateľovi chýba presné vybavenie, materiálové znalosti alebo procesná disciplína na vykonanie tohto návrhu s úplnou vernosťou, strávite mesiace skúšaním problémov, ktoré by nikdy nemali existovať. Pre výrobných inžinierov a obstarávacie tímy, ktoré získavajú progresívne lisovacie formy, nie je výber dodávateľa rozhodnutím o nákupe. Je to technické rozhodnutie s priamymi dôsledkami na kvalitu dielov, dobu prevádzkyschopnosti výroby a celkové náklady programu.

Čo hodnotiť u dodávateľa progresívnych lisovníc

Nie všetci výrobcovia progresívnych nástrojov fungujú na rovnakej úrovni schopností a vyleštená webová stránka nezaručuje presnosť v dielni. Keď hodnotíte potenciálnych partnerov pre služby progresívneho lisovania kovov, zamerajte sa na kritériá, ktoré odhalia skutočnú technickú hĺbku, a nie osvedčenia na-úrovni povrchu:

• Vlastné{0}}dizajnovanie a možnosti simulácie:Spúšťa dodávateľ interne{0}}simuláciu tvárnenia a optimalizáciu rozloženia pásov na základe FEA, alebo zadáva dizajn externe a jednoducho strojuje podľa modelu niekoho iného? Obchody, ktoré vlastnia úplný dizajn-na-vytvorenie cyklu, rýchlejšie riešia problémy a opakujú sa efektívnejšie počas skúšania.
• Riadenie zdrojov nástrojovej ocele a tepelného spracovania:Opýtajte sa, odkiaľ získavajú doštičky D2, M2 a karbidové doštičky a či sa tepelné spracovanie vykonáva -v dome alebo subdodávateľsky. Nekonzistentné tepelné spracovanie je hlavnou príčinou predčasného zlyhania razníka,-dodávatelia, ktorí tento proces priamo riadia, vyrábajú spoľahlivejšie nástroje.
• Dostupnosť skúšobnej tlače:Špeciálny skúšobný lis umožňuje dodávateľovi pred odoslaním overiť výkon matrice za reálnych podmienok. Bez neho prijímate neoverený nástroj a absorbujete všetky riziká pri skúške vo vašom zariadení.
• Skúsenosti s cieľovými typmi materiálov:Dodávateľ, odborník na výlisky z mäkkej ocele, môže mať problémy s nehrdzavejúcou oceľou alebo zliatinami s vysokou{0}}pevnosťou, ktoré vyžadujú rôzne vôle, povlaky a výpočty sily. Požiadajte o príklady matríc, ktoré vyrobili vo vašom konkrétnom materiáli a rozsahu.
• Stav certifikácie ISO:Certifikácia ISO 9001 označuje zdokumentované systémy kvality. Pre automobilové programy signalizuje súlad s IATF 16949 schopnosť dokumentácie a riadenia procesov na-úrovni PPAP.
• Komunikačná odozva počas iterácií návrhu:Programy progresívnych zápustiek zahŕňajú viacero návrhov a technických zmien pred začatím rezania ocele. Dodávateľovi, ktorému trvá týždeň, kým odpovie na otázku DFM, budete stáť mesiace počas celého časového harmonogramu programu.

Tieto kritériá oddeľujú špecialistov na presné lisovanie a lisovanie od bežných dielní. Silný dodávateľ vo všetkých šiestich dimenziách môže prevziať zodpovednosť za výkon matrice namiesto toho, aby jednoducho dodal opracované komponenty a dúfal, že budú fungovať.

Prispôsobenie zložitosti dizajnu matrice schopnostiam dodávateľa

Progresívne matrice pokrývajú obrovský rozsah zložitosti. Jednoduchá 4-zaslepovacia matrica s dvoma dierovacími operáciami a odrezaním je zásadne iná technická výzva ako 20-polohová progresívna zmes s ťahaním, tvarmi, rezaním v matrici a selektívnym kalením. Zosúladenie správnej úrovne zložitosti so správnym dodávateľom zabraňuje preplácaniu aj nedostatočnej výkonnosti.

Jednoduché progresívne matrice,-ktoré zvládajú ploché vysekávanie, základné prepichovanie a priame ohyby-, dokáže kompetentne postaviť široká škála dodávateľov matríc a lisovacích foriem. Požadovaná zručnosť výroby nástrojov je dostupná a skúšobné cykly sú zvyčajne krátke. Ale ako stúpa počet staníc, znásobujú sa operácie tvárnenia a sprísňujú sa požiadavky na toleranciu, pole sa zužuje. Komplexné matrice vyžadujú dodávateľov so skúsenosťami so simuláciou hlbokého tvárnenia, schopnosťou predpovedať a kompenzovať spätné pruženie výpočtovo a metalurgickými znalosťami na výber povlakov a akostí vložiek, ktoré zodpovedajú špecifickému profilu opotrebovania každej stanice.

Vertikálne skúsenosti v odvetví sú dôležité rovnako ako všeobecné schopnosti. Dodávateľ s desaťročiami skúseností s progresívnym lisovaním kovov v automobilovom priemysle rozumie požiadavkám PPAP, popisom GD&T a kadencii overovania výroby, ktorú si programy úrovne 1 vyžadujú. Dodávateľ zameraný na elektronické konektory prináša odborné znalosti v oblasti mikro-lisovania, tenkých-fóliových materiálov a ultra{5}}kontroly rozstupu. Nástroje zdravotníckych pomôcok vyžadujú dokumentáciu vysledovateľnosti a štandardy povrchovej úpravy, ktoré všeobecní priemyselní dodávatelia nemusia dodržiavať. Pri hodnotení služieb progresívneho razenia sa pýtajte konkrétne na programy, ktoré dodali vo vašom odvetví,-nielen na podobné geometrie dielov, ale aj na podobný systém kvality a požiadavky na dokumentáciu.

Dlhodobá-pripravenosť na produkciu a škálovateľnosť

Tu je miesto, kde sa mnohé rozhodnutia týkajúce sa zdrojov pokazia: kupujúci hodnotí, či dodávateľ dokáže vyrobiť matricu, ale nie to, či je samotná matrica navrhnutá na dlhodobú-životaschopnosť výroby. Progresívna lisovacia matrica určená na niekoľko-rokov, mnoho{3}}miliónov-zásahov potrebuje viac než len dobrú oceľ a úzke vôle. Od prvého dňa musí byť navrhnutý tak, aby bol škálovateľný.

Ako vyzerá škálovateľnosť v dizajne matrice? Súpravy náhradných súčiastok-duplicitné razníky, lisovacie gombíky a oterové platne vyrobené spolu s pôvodnou zostavou, takže náhrady sú rozmerovo identické bez opätovného opracovania-. Zdokumentované postupy údržby, ktoré môže dodržiavať každá kvalifikovaná nástrojáreň, nielen pôvodný staviteľ. Overené parametre procesu zaznamenané počas skúšania-optimálnej rýchlosti lisu, nastavenia podávania, typu mazania a tlakov dusíkových pružín-, takže matricu možno premiestniť alebo duplikovať bez opakovania vývojového cyklu.

Pre výrobných inžinierov a obstarávacie tímy, ktoré získavajú veľkoobjemové programy progresívneho razenia, tieto funkcie škálovateľnosti oddeľujú matricu, ktorá spoľahlivo funguje päť rokov, od formy, ktorá sa po dvanástich mesiacoch stáva chronickou údržbou.

YICHENje silnou voľbou pre tímy, ktoré získavajú progresívne lisovacie matrice pre veľkoobjemové{0}}kovové diely vyžadujúce efektívne viac{1}}formovanie na viacerých staniciach, úzku opakovateľnosť a škálovateľnú sériovú výrobu-dodávajú lisovnice navrhnuté pre dlhodobý-výkon so zabudovanou-obsluhou a zdokumentovanými parametrami procesu, ktoré podporujú predvídateľné plánovanie údržby počas predĺženého životného cyklu výroby.

Širší princíp platí bez ohľadu na to, ktorého dodávateľa si vyberiete: progresívne získavanie lisovacích nástrojov považujte za systémové rozhodnutie. Najlepšie výsledky prinášajú partneri, ktorí chápu, že zostavenie matrice je len začiatok-podpora jej prostredníctvom miliónov výrobných cyklov je to, čo v skutočnosti určuje úspech programu. Opýtajte sa, ako navrhujú prístup k údržbe, akú stratégiu náhradných dielov odporúčajú a ako dokumentujú procesné okno. Tieto otázky odhaľujú, či dodávateľ myslí na dodané náradie alebo dodanú výrobnú kapacitu.

Progresívne razenie poskytuje svoju plnú ekonomickú hodnotu len vtedy, keď sa kvalita návrhu, odbornosť materiálu a prevedenie dodávateľa zhodujú počas celého životného cyklu programu. Inžinieri, ktorí uviaznu, zvyčajne nemajú dostatok vedomostí-, chýba im systematický rámec, ktorý spája rozhodnutia o geometrii dielov s logikou rozloženia, výberom materiálu a schopnosťami dodávateľa. Aplikujte tento rámec stanicu po stanici a to, čo vyzerá ako neuveriteľne zložitá inžinierska výzva, sa stane sledom dobre-definovaných riešiteľných problémov.