Rozhodnutia o dizajne razníc, ktoré oddeľujú dobré raznice od šrotu

Čo si dizajn razníc skutočne vyžaduje od inžinierov

Každý lisovaný diel z lisu začal ako súbor technických rozhodnutí. Niektoré z týchto rozhodnutí produkujú matrice, ktoré bežia milióny cyklov bez incidentov. Iní produkujú drahý šrot. Rozdiel je len zriedka spôsobený šťastím.

Dizajn lisovacej formy je inžinierska disciplína vytvárania presných nástrojov, ktoré premieňajú plochý plech na hotové diely prostredníctvom riadenej plastickej deformácie, vyvažovania geometrie dielu, správania materiálu, objemu výroby a dostupnosti údržby do jediného súdržného riešenia nástrojov.

Tá definícia znie jednoducho. V praxi to vyžaduje kompromisy-na každom kroku.

Čo znamená dizajn razníc v praxi

Keď sinavrhnúť raznicu, nevymodelujete len raznicu a dutinu. Predpovedáte, ako bude kov prúdiť, naťahovať sa a pružiť pod silou. Počítate s tepelnou rozťažnosťou počas dlhých lisovacích operácií, plánujete opotrebovanie nástroja počas stoviek tisícov zásahov a zabezpečujete dostupnosť, aby technik mohol vymeniť opotrebovanú doštičku bez toho, aby rozobral polovicu nástroja.

Presné nástroje na lisovanie plechov musia súčasne spĺňať rozmerové tolerancie, požiadavky na povrchovú úpravu a cieľové doby cyklu. Chýba jedna premenná a produkcia trpí. Kocka, ktorá si zachováva toleranciu, ale beží príliš pomaly, stojí peniaze. Kocka, ktorá beží rýchlo, ale predčasne sa opotrebováva, stojí viac.

Prečo rozhodnutia o dizajne vedú k výsledkom výroby

Efektívny dizajn matrice nie je o dodržiavaní jediného vzorca. Je to rámec rozhodovania o dizajne lisovacej formy, kde každá voľba, od typu lisovnice cez triedu ocele až po hodnotu vôle, prechádza do následných výstupov. Zvoľte si nesprávnu vôľu a otrepy sa po 50 000 zásahoch objavia. Poddimenzujte vodiaci stĺpik a posuny zarovnania pri vysokej-rýchlosti. Preskočte nečinnú stanicu a budúce technické zmeny si vyžadujú úplnú prestavbu.

Tento článok prechádza týmito kritickými voľbami jeden po druhom. Každá sekcia vpredu sa zaoberá špecifickým rozhodovacím bodom, ktorý oddeľuje matricu fungujúcu spoľahlivo vo výrobe od jedného smeru späť do nástrojárne, pričom zahŕňa výber typu matrice, úlohy komponentov, logiku rozloženia pásov, stratégiu odstránenia a výber materiálov, ktoré definujú životnosť matrice.

Výber typu nástroja ako viac{0}}variabilné technické rozhodnutie

Raziaca matrica, ktorá dokonale funguje pre 5 000 dielov za rok, sa môže stať prekážkou pri 500 000. Dôvod je jednoduchý: typ matrice určuje, ako efektívne sa materiál pohybuje cez lis, koľko operácií sa uskutoční na jeden zdvih a koľko práce si každý cyklus vyžaduje. Výber správnej architektúry nie je katalógové rozhodnutie. Ide o vyváženie medzi objemom výroby, zložitosťou dielov a toleranciami, ktoré vaša aplikácia vyžaduje.

Jedna{0}}stanica pre jednoduché alebo nízkoobjemové diely{1}

Raznice s jednou stanicou vykonajú jednu operáciu na jeden zdvih lisu: prírez, dierovanie, ohyb alebo tvar. Vložíte materiál, lis cykluje a vytvorí sa jeden prvok. V prípade prototypov,-krátkosériovej výroby alebo veľkých obrobkov, ktoré fyzicky nie je možné preniesť cez progresívny nástroj, majú matrice s jednou stanicou praktický zmysel. Náklady na nástroje zostávajú nízke, dodacie lehoty sú krátke a implementácia zmien dizajnu je lacná.

Zložené matrice pridávajú integračnú vrstvu vykonaním dvoch alebo viacerých rezných operácií v jednom zdvihu, ako je vysekávanie vonkajšieho profilu pri súčasnom prepichovaní vnútorných otvorov. Tento prístup poskytuje lepšiu rovinnosť a užšie vzťahy medzi-a{2}}hranami, pretože všetky funkcie sú vytvorené jedným stlačením, čím sa eliminuje chyba pri registrácii-do{4}}stanice. Kombinované matrice idú ešte ďalej tým, že miešajú operácie rezania a tvárnenia v jednom zdvihu, hoci pridávajú komplexnosť konštrukcie nástroja.

Progresívne razidlá pre{0}}vysokoobjemové komplexné razby

Progresívne matrice pohybujú súvislým kovovým pásom cez sériu staníc, pričom každá pridáva funkciu: piercing sem, forma tam, obruba na konci. Diel zostáva pripojený k nosnému pásu až do konečného odrezania. Táto architektúra je ideálna preveľkoobjemovú-výrobu zložitých dielovpretože eliminuje manuálnu manipuláciu medzi operáciami, poskytuje rýchle časy cyklov a udržiava tesnú presnosť medzi stanicou-po{1}}stanici prostredníctvom registrácie pilota.

Výmena-? Vyššie počiatočné náklady na nástroje a dlhšie dodacie lehoty. Zmeny dizajnu v polovici-výroby môžu byť drahé. Keď však objem odôvodňuje investíciu, progresívne matrice poskytujú najnižšie-náklady na diel a najvyššiu opakovateľnú kvalitu.

Výber správneho typu matrice na základe objemu a zložitosti

Porovnanie kociek s jednou stanicou a progresívnou kockou nie je len o rýchlosti. Odráža zásadne odlišné filozofie dizajnu. Krátkodobý nástroj-uprednostňuje flexibilitu a nízke investície do nástrojov. Progresívna matrica uprednostňuje efektivitu cyklu, minimálny zásah operátora a štatistickú konzistentnosť v rámci miliónov zásahov. Zložená matrica je umiestnená medzi nimi a v scenároch so stredným{5}}objemom vymieňa určitú rýchlosť za vynikajúcu rovinnosť dielu.

Pri hodnotení kritérií výberu typu raznice si položte tri otázky: Koľko dielov za rok vyžaduje váš program? Koľko odlišných vlastností obsahuje časť? A ako prísne sú vaše požiadavky na toleranciu vzhľadom na dostupnú presnosť lisu? Odpovede sa vzájomne ovplyvňujú. Geometricky zložitá súčiastka pri malom objeme môže byť stále dôvodom na progresívny nástroj, ak tolerancie vyžadujú konzistentnosť sútlače, ktorú poskytuje iba pilotované podávanie pásu. Naopak, jednoduchá plochá podložka pri veľkom objeme môže bežať najúspornejšie na zloženej matrici, a nie drahšie progresívne nastavenie.

Každý typ lisovnice tiež kladie rôzne nároky na údržbu a konštrukčné obmedzenia na komponenty vo vnútri, od vodiacich systémov a odstraňovačov až po dierovače a tlačidlá lisovníc, ktoré vykonávajú skutočnú prácu.

Komponenty lisovacích nástrojov a ich konštrukčné úlohy

Z vonkajšej strany vyzerá razidlo ako pevný blok ocele. Otvorte ho a nájdete desiatky vzájomne závislých komponentov, z ktorých každý je navrhnutý tak, aby vykonával špecifickú prácu pri extrémnej sile a rýchlosti. Pochopenie toho, čo každá časť robí a ako interaguje so svojimi susedmi, je to, čo oddeľuje spoľahlivý výrobný nástroj od nástroja, ktorý sa nesprávne podáva, predčasne opotrebuje alebo produkuje odpad.

Predstavte si progresívnu matricu, ktorá beží rýchlosťou 400 úderov za minútu. Každý komponent musí nájsť, odrezať, sformovať a vysunúť materiál v priebehu milisekúnd, potom sa musí resetovať na ďalší cyklus. Jediný slabý článok v tejto reťazi, či už ide o poddimenzovaný vodiaci stĺpik alebo odstraňovač s príliš malým zdvihom, vedie k problémom s kvalitou a neplánovaným prestojom.

Montáž hornej a dolnej čeľuste

Tvarovacia pätka je konštrukčným základom. Spodná pätka je priskrutkovaná k lôžku lisu a horná pätka je pripevnená k piestu lisu. Spoločne poskytujú pevnú platformu, ktorá podporuje a umiestňuje všetky ostatné komponenty v nástroji. Tu záleží na výbere materiálu: tvárna liatina alebo kovaná oceľ poskytujú tuhosť potrebnú na to, aby odolali deformácii pri plnej tonáži. Prievlaková pätka, ktorá sa pri zaťažení ohne aj o niekoľko tisícin palca, posunie rezné vôle a tvarovacie kontúry, čím sa vytvorí nekonzistentný zdvih dielu za zdvihom.

Konštrukcia vodiaceho stĺpika čeľuste a puzdra určuje, ako presne sa horná a spodná polovica zarovnajú počas lisovacieho zdvihu. Vodiace stĺpiky sú presne-brúsené oceľové stĺpy zalisované do jednej pätky a posúvajú sa cez zodpovedajúce puzdrá v protiľahlej pätke. Guľôčkové-ložiskové puzdrá znižujú trenie a opotrebovanie počas-vysokorýchlostnej prevádzky, zatiaľ čo bronzové puzdrá fungujú dobre pri pomalších a ťažších-aplikáciách. Kritické rozhodnutie o dizajne? Priemer a dĺžka stĺpika musia zodpovedať tonáži a rýchlosti lisu. Poddimenzované vodiace stĺpiky umožňujú bočnú vôľu pod bočným prítlakom, čo urýchľuje opotrebovanie každého rezného a tvárniaceho komponentu v matrici.

Dierovače, lisovacie gombíky a rezné komponenty

Dierovače a gombíky sú pracovné prvky, ktoré vysekávajú, prepichujú, vrúbkujú a orezávajú materiál. Dierovač tlačí plech cez otvor pre tlačidlo matrice a strihá ho pozdĺž reznej hrany. Každý úder je držaný v prídržnej doske a podložený tvrdenou podpornou doskou, ktorá rozdeľuje silu nárazu a zabraňuje úderu úderu do mäkšej hornej časti topánky.

Tlačidlá matrice, niekedy nazývané vložky matrice, sú umiestnené v presne{0}}opracovaných vreckách v spodnej časti matrice. Ich geometria definuje hotový okraj rezu. Inžinieri vyberajú materiály a nátery gombíkov na základe lisovaného plechu a očakávaného objemu výroby. Tlačidlo matrice pre mäkkú oceľ pri 100 000 cykloch môže používať nástrojovú oceľ D2, zatiaľ čo tlačidlo pre nehrdzavejúcu oceľ pri miliónoch cyklov môže odôvodniť použitie karbidovej doštičky.

Formovacie vložky zvládajú operácie ohýbania, razenia a razenia. Na rozdiel od rezných komponentov tvarujú materiál bez toho, aby ho oddeľovali. Ich polomery a povrchová úprava priamo ovplyvňujú kvalitu dielu: hrubý alebo štiepaný polomer tvarovania zanecháva stopy a zvyšuje napätie v diele.

Hlavné funkčné skupiny sa delia takto:

• Rezacie komponenty:Razníky, lisovacie gombíky, ozdobné ocele, vrúbkované vložky
• Formovacie komponenty:Ohýbacie vložky, raziace bloky, raziace podložky, ťahacie krúžky
• Vodiace komponenty:Vodiace stĺpiky, puzdrá, pätkové bloky, pätkové platne
• Odizolovanie a kontrola materiálu:Stripovacie dosky, prítlačné podložky, zdvíhacie koľajnice, vodiace lišty, pružiny

Zdvíhače, odstraňovače a prvky na kontrolu materiálu

Konštrukcia odstraňovača a zdvíhača pre raznice je miesto, kde veľa neskúsených inžinierov narazí. Stieracia doska plní dve funkcie: drží pás naplocho na povrchu matrice počas rezania a tvarovania a sťahuje materiál z razidiel na zdvihu. Nedostatočný tlak stierača umožňuje zdvihnutiu pásu s razníkom, čo spôsobuje nesprávne podávanie a ťahanie slimákov. Príliš veľký tlak poškodzuje materiál alebo obmedzuje pohyb podávania.

Zdvíhače zásob zdvihnú pás mierne nad povrch matrice počas podávania. To znižuje trenie, bráni tomu, aby sa pás zachytil na spodných komponentoch lisovnice, a umožňuje tvarovaným prvkom odstraňovať prekážky pri postupe pásu. Výška zdviháka nie je ľubovoľná. Nastavte ho príliš nízko a nadol-tvarované prvky sa ťahajú po povrchu kociek. Nastavte ho príliš vysoko a prúžok sa počas podávania vysokou-rýchlosťou stane nestabilným, poskakuje alebo sa krúti.

Piloty sú presné-zemné kolíky, ktoré vstupujú do predtým prepichnutých otvorov v páse, aby ho fyzicky premiestnili pred každým rezaním alebo tvarovaním. Ako polohovanie pilota ovplyvňuje registráciu dielu, je jednoduché: piloti opravujú malé chyby podávania, ktoré sú vlastné každému systému podávania cievky-, a pri každom ťahu prestavujú pásik do jeho skutočnej polohy. PodľaMetalForming Magazinepilotné otvory by mali byť dimenzované s vôľou 0,0005 až 0,001 palca od vodiacich otvorov v závislosti od typu a hrúbky materiálu. Ich dĺžka si tiež vyžaduje starostlivú kalibráciu: dostatočne dlhá na to, aby zapadla predtým, ako sa ostatné razníky dotknú pásu, ale dostatočne krátka na to, aby sa zabránilo zaseknutiu alebo vytiahnutiu pásu smerom nahor počas otvárania lisovnice.

Pružiny a fľaše s dusíkom poháňajú stripovaciu platňu, prítlačné podložky a zdvíhače. Vinuté pružiny ponúkajú jednoduchosť a nízke náklady pre ľahké-aplikácie. Dusíkové plynové pružiny poskytujú vyššiu silu v kompaktnom balení a udržujú konzistentnejší tlak počas celého zdvihu, vďaka čomu sú štandardnou voľbou pre vysoko-progresívne matrice. Nesprávny výber pružiny sa rýchlo prejaví: nekonzistentná sila sťahovania vedie k ťahaniu slimáka, zatiaľ čo slabé pružiny zdvíhača nechávajú pás klesnúť a zle sa podávať.

Niekoľko bežných chýb dizajnérov spôsobuje veľké problémy vo výrobe:

• Poddimenzované príspevky sprievodcu:Nechajte polovice matrice posunúť pod bočným ťahom, čím zväčšíte vôľu na jednej strane a zmenšíte ju na druhej strane. Výsledkom je nerovnomerná tvorba otrepov a zrýchlené opotrebovanie.
• Nedostatočná dráha striptérky:Ak sa odstraňovač nemôže vysunúť dostatočne ďaleko, aby odtlačil pás z najdlhšieho razidla, materiál sa prilepí a ďalší ťah ho rozdrví, čím sa poškodí diel aj nástroj.
• Zlé umiestnenie pilota:Umiestnenie pilotov príliš ďaleko od kritických funkcií znižuje ich schopnosť opraviť chyby registrácie tam, kde na presnosti najviac záleží. Umiestnite pilotov blízko staníc s najprísnejšími toleranciami.
• Nezhodné sily pružiny:Nevyvážený tlak odstraňovača po celej šírke lisovnice spôsobuje nakláňanie pásu, čo vedie k jednostrannému opotrebeniu razníka a nejednotnej kvalite okraja.

Každé rozhodnutie o komponente smeruje dopredu. Tuhosť vodiaceho stĺpika ovplyvňuje zarovnanie razníka-k{2}}zápustke, čo určuje, ako dlho zostanú rezné hrany ostré. Konštrukcia striptéra kontroluje, či sa slimáci evakuujú čisto alebo sa vtiahnu späť do matrice. Výška zdvíhača určuje, či sa pás posúva hladko alebo či sa pri vysokorýchlostnej{5}}operácii viaže. Tieto interakcie vysvetľujú, prečo výber komponentov nie je cvičením s riadkovou-položkou. Ide o problém systémového inžinierstva, kde najslabší prvok nastavuje strop výkonu celého nástroja.

Správny dizajn komponentov znamená, že matrica beží predvídateľne a zachováva si kvalitu počas dlhých kampaní. Samotné komponenty však úspech nedefinujú. Poradie, v ktorom tieto komponenty pôsobia na pás a ako je tento pás rozmiestnený naprieč stanicami, určuje, či nástroj dokáže dokonca vytvoriť zamýšľanú geometriu dielu bez skreslenia.

Prevod geometrie dielu do rozhodnutí o rozložení pásu

Na obrazovke máte hotový model dielu. Má otvory, ohyby, reliéf, možno nakreslený prvok. Otázka, pred ktorou stojí každý dizajnér razidiel, je zdanlivo jednoduchá: ako sa tento 3D tvar rozvinie späť do plochého pásu a v akom poradí sa tieto prvky vytvárajú stanicu po stanici? Touto otázkou je progresívny proces návrhu rozloženia lisovacieho pásu a je to jediné rozhodnutie, ktoré zaisťuje náklady na materiál, počet staníc, dĺžku lisovnice a uskutočniteľnosť tvarovania predtým, než sa akákoľvek oceľ odreže.

Rozloženie pásu nie je formalita. Je to ekonomická a štrukturálna chrbtica celého nástroja. Urobte to správne a kocka beží rýchlo s minimálnym odpadom. Pomýlite si to a počas životnosti programu bojujete s nestabilitou pásu, rozmerovým posunom a plytvaním materiálu.

Čítanie geometrie dielu na určenie postupnosti tvarovania

Prvým krokom je preštudovanie geometrie dielu a mentálna práca späť od hotového tvaru k plochému polotovaru. Ktoré vlastnosti vyžadujú materiál na roztiahnutie alebo stlačenie? Ktoré sú jednoduché ohyby, ktoré sa môžu stať jedným zásahom? Ktoré otvory slúžia ako vzťažné body pre dolné rozmery?

Táto analýza riadi základné pravidlo poradia staníc pre progresívne razenie: prepichnite pred formovaním. Otvory a štrbiny vytvorené v plochom materiáli si zachovávajú svoju polohu presne, pretože žiadna následná deformácia neposunula okolitý kov. Ak najskôr vytvoríte prírubu a potom sa pokúsite do nej preraziť dieru, materiál už pracovne-stvrdol, posunul sa a zaviedol polohovú neistotu. Táto diera sa z tlače posunie.

Hĺbka ťahu, hrúbka materiálu a ťažnosť určujú, či je možné prvok dokončiť na jednej stanici alebo či je potrebné ho rozložiť na viacero zásahov. Plytký reliéf z mäkkého hliníka sa môže vytvoriť čisto jedným ťahom. Rovnaká hĺbka v nehrdzavejúcej oceli by mohla prasknúť, ak by sa o to pokúsila naraz, čo si vyžaduje dve alebo tri stanice postupného ťahania so stredným uvoľnením napätia. Znie to komplexne? Zúži sa to na otázku: má materiál po každej operácii dostatočnú ťažnosť, aby prežil ďalšiu bez trhania alebo zvrásnenia?

Logická postupnosť formovania sa zvyčajne riadi týmto vzorom:

• Stanica 1-2:Vodiace otvory a prvky základne prepichnuté v plochom páse
• Stanica 3-4:Dodatočné prepichnutie, vrúbkovanie a orezanie nosiča
• Stanica 5-6:Operácie postupného tvárnenia (pred-ohýbanie, konečné ohýbanie alebo postupné ťahanie)
• Stanica 7+:Konečné orezanie, razenie kritických rozmerov a odrezanie

Táto sekvencia zachováva rozmerovú presnosť, pretože kritické polohy otvorov sú stanovené včas, zatiaľ čo pás je stále plochý a plne podopretý. Operácie tvárnenia sa uskutočnia neskôr, keď sú všetky vzťažné body rezu uzamknuté.

Optimalizácia využitia materiálu v rozložení pásu

Materiál je často najväčšou opakujúcou sa cenou v programe lisovania, najmä v prípade nehrdzavejúcej ocele, zliatin medi alebo vopred pokovovaného materiálu. Ako optimalizovať využitie materiálu pri razení sa týka troch premenných: orientácia dielu na páse, stratégia vkladania a rozstup postupu.

Orientácia dielu je miesto, kde sa pretínajú smer zrna a vnorenie v rozložení pásu. Plech má smer valcovania z mlyna a ohýbanie kolmo na toto zrno vytvára čistejšie, pevnejšie ohyby s menším odpružením. Pri ohýbaní paralelne so zrnom hrozí riziko praskania pozdĺž záhybu, najmä pri tvrdších materiáloch alebo pri úzkych polomeroch ohybu. Konštruktér teda orientuje diel tak, aby kritické ohyby pretínali zrno, aj keď to znamená o niečo menej efektívne vkladanie.

Ideálna orientácia zrna a najefektívnejšia{0}}orientácia vnorenia je niekedy v rozpore. Predstavte si časť v tvare L-, ktorá pri otočení o 30 stupňov na pásiku tesne zapadá, ale tento uhol vytvára kritický ohyb rovnobežný so zrnom. Budete musieť obetovať určité úspory materiálu, aby ste sa vyhli praskaniu pri výrobe. Toto je rozhodnutie, nie vzorec a skúsení dizajnéri zvažujú náklady na dodatočný materiál oproti nákladom na odmietnuté diely.

Podľa zavedených princípov návrhu rozloženia pásov je cieľom tohto priemyselného štandardu minimálne 75% využitie materiálu. Na dosiahnutie tohto cieľa je potrebná starostlivá kontrola niekoľkých rozmerov:

• Šírka mosta:Materiál, ktorý zostal medzi susednými dielmi a medzi okrajom dielu a okrajom pásu. Bežným pravidlom je 1,25 až 1,5 násobok hrúbky materiálu ako minimálny mostík. Príliš úzky a kostra šrotu trhá alebo zasekáva matricu. Príliš široký a pri každom ťahu míňate materiál.
• Postupová výška:Vzdialenosť, ktorú pás posunie na zdvih. To sa rovná dĺžke dielu v smere posuvu plus jedna šírka mostíka. Kratší rozstup znamená menej materiálu na diel, ale tiež to znamená, že prvky sú bližšie k sebe, čo môže pretlačiť nástroje a znížiť pevnosť lisovnice.
• Šírka pásu:Čiastková šírka plus dva okrajové mostíky plus nosný materiál pri použití vonkajších unášačov. Širšie pásy pojme väčšie časti, ale znížia počet riadkov, ktoré môžete odrezať z hlavnej cievky.

V prípade dielov nepravidelného tvaru môže uhlové vkladanie, kde je diel naklonený na páse, získať značné množstvo materiálu. Časť, ktorá stratí 30 % pásu v priamej orientácii, môže stratiť iba 20 %, keď sa nakloní o 15 stupňov. Kompromisom-je zložitejšia geometria lisovnice a potenciálne nevyvážené rezné sily, ale v prípade drahých materiálov úspory odôvodňujú dodatočnú zložitosť nástrojov.

Logika sekvenovania staníc na zachovanie rozmerovej presnosti

Radenie staníc je viac než len chronologické usporiadanie operácií. Ide o riadenie síl, udržiavanie tuhosti pásu a zachovanie integrity základne od prvej stanice po poslednú.

Jednou z najčastejších chýb, ktoré robia menej skúsení konštruktéri, je umiestňovanie ťažkých rezacích operácií v blízkosti jemných formovacích staníc. Keď veľký strižník prerezáva materiál, vyšle cez pás rázovú vlnu. Ak sa nasledujúca stanica snaží držať tvar s tesnou toleranciou alebo plytkou reliéfnou kresbou, táto vibrácia môže posunúť pás z jeho pilotov alebo deformovať čiastočne vytvorený prvok. Oprava je jednoduchá: vložte nečinnú stanicu medzi ťažké rezy a presné formy. Nečinné stanice pridávajú dĺžku matrice, ale izolujú rázové zaťaženie a poskytujú vám priestor pre budúce technické zmeny bez prestavby celého nástroja.

Dizajn nosných pásikov priamo súvisí s rozhodnutiami o poradí. Nosič, niekedy nazývaný pás, je materiál, ktorý fyzicky prepravuje diel cez matricu. Jeho šírka musí byť aspoň dvojnásobkom hrúbky materiálu podľa smerníc progresívneho dizajnu lisovnice a väčšie lisovnice môžu potrebovať širšie nosiče, aby odolali vybočeniu pri podávacích silách. Ak súčiastka vyžaduje tvarovanie smerom nadol, nosič potrebuje dostatočnú ohybnosť, ktorá sa niekedy dosahuje pomocou vzorov strečových pásov, aby materiál mohol ťahať bez odtrhnutia pásu.

Pozornosť si vyžaduje aj rozloženie sily v páse. Keď nie sú sily rezania a tvárnenia vyvážené zľava-vpravo-, pás sa môže počas lisovacieho zdvihu prevrátiť alebo posunúť do strany. Skúsení dizajnéri rozdeľujú ťažké operácie tam, kde je to možné, symetricky, alebo pridávajú vyvažovacie rezy na strane šrotu, aby sa vyrovnalo zaťaženie. Ignorovanie tohto vedie k-jednostrannému opotrebovaniu lisovnice a progresívnemu zhoršovaniu zarovnania počas dlhých sérií.

Praktickou realitou je, že rozloženie pásu je iteratívne. Málokedy sa vám podarí optimálne usporiadanie na prvý pokus. Väčšina dizajnérov vytvára tri alebo štyri koncepty usporiadania, pričom každý z nich vyhodnotí z hľadiska materiálovej efektívnosti, počtu staníc, vyváženia síl a prístupu údržby pred výberom konečného dizajnu. Simulácia CAE urýchľuje tento proces virtuálnym predpovedaním stenčovania materiálu, pruženia a tvarovania, ale základná logika, najprv preraziť, neskôr tvarovať, vyrovnávať sily, chrániť nulové body, zostáva rovnaká, či už skicujete na papier alebo spúšťate analýzu konečných prvkov.

S definovaným rozložením pásu je operácia každej stanice uzamknutá. Ale kvalita týchto operácií, či sú rezy čisté alebo nerovné, či sú hrany hladké alebo otrepané, závisí od premennej, ktorá žije vo vnútri každej stanice: od vzdialenosti medzi razníkom a matricou.

Výpočty vôle a špecifikácie tolerancie

Vôľa je medzera medzi razníkom a lisovacím gombíkom, meraná na každej strane. Znie to ako jedno číslo, ktoré vyhľadáte v tabuľke a idete ďalej. V skutočnosti je výpočet vôle od razidla k matrici podľa typu materiálu, hrúbky a prevádzky jedným z najdôslednejších rozhodnutí pri konštrukcii raznice a jedným z najčastejšie príliš zjednodušených rozhodnutí.

Mnoho obchodov štandardne používa 10% hrúbky materiálu pre každú prácu. Ako poukazuje veterán z raziaceho priemyslu Art HedrickMetalForming Magazine, toto pravidlo 10 % bolo zavedené, keď väčšina lisovaných dielov bola z nízkouhlíkovej-oceľky. Moderné materiály, najmä pokročilé-pevné ocele a hliníkové zliatiny, sa pri strihaní správajú odlišne a často vyžadujú veľmi odlišné hodnoty vôle. Použitie nesprávnej vôle znamená zrýchlené opotrebovanie nástroja, zlú kvalitu ostria a vyššie rezné sily, čo sú všetky problémy, ktoré sa spájajú so stovkami tisícov lisovacích zdvihov.

Ako vlastnosti materiálu určujú optimálnu vôľu

Keď razník zostúpi do plechu, materiál sa jednoducho neoddelí. Najskôr sa plasticky deformuje, čím sa vytvorí leštená zóna, lesklý extrudovaný pás na rezanej hrane. Akonáhle napätie presiahne pevnosť v ťahu materiálu, dôjde k lomu súčasne od hrany razidla aj hrany matrice. Ak je vôľa správna, tieto dve línie zlomu sa čisto stretávajú v strede hrúbky plechu. Ak je vôľa nesprávna, navzájom sa míňajú, čo spôsobuje sekundárne strihanie, ošúchané hrany alebo nadmerné otrepy.

Kritickou premennou je tu vzťah medzi medzou klzu materiálu a jeho pevnosťou v ťahu. Nízko uhlíková oceľ má pevnosť v ťahu približne dvojnásobnú oproti hodnote klzu, čo znamená, že materiál sa pred lámaním výrazne deformuje. To vytvára klasický pomer lomu jedna-tretina, dve{4}}tretiny, na základe ktorého bolo postavené pravidlo 10 %. Naproti tomu ocele s vysokou pevnosťou{7}} majú hodnoty klzu oveľa bližšie k ich pevnosti v ťahu. Pred začatím lomu dochádza k veľmi malej deformácii, čo znamená, že na udržanie čistého okraja je často vhodná menšia vôľa.

Rovnako dôležitú úlohu hrá ťažnosť. Výskum publikovalVýrobcaukazuje, že materiály s vysokou ťažnosťou, nízkou medzou klzu a homogenitou vytvárajú lepšiu kvalitu reznej hrany a dlhšiu životnosť nástroja. Keď sa ťažnosť znižuje, oblasť lomu dominuje okraju rezu a okno prijateľnej vôle sa zužuje. V prípade mäkkého hliníka si môžete dovoliť o niečo väčšiu vôľu, pretože materiál pred prasknutím tečie. Pre pružinovú oceľ alebo DP980 sa presnosť stáva kritickou, pretože materiál praskne takmer okamžite.

Tu je návod, ako sa vôľa lisovacej formy pre nehrdzavejúcu oceľ v porovnaní s hliníkom a inými bežnými materiálmi vo všeobecnosti rozpadá:

Tieto rozsahy slúžia ako východiskové body. Normy vašej spoločnosti, špecifické triedy zliatin a požiadavky na kvalitu okrajov pre hotový diel môžu posunúť tieto hodnoty. Vždy overte podľa technických príručiek a upravte na základe výsledkov testov.

Úpravy vôle pre rôzne operácie

Klírens nie je jedno číslo pre každú stanicu v kocke. Vysekávanie a dierovanie, hoci sú mechanicky podobné, vyžadujú rôzne prístupy, pretože ktorý kus je hotovým dielom.

Pri vysekávaní je dielom polotovar, ktorý prepadne cez otvor matrice. Na tomto kuse chcete mať najčistejšiu hranu, takže vôľa sa aplikuje tak, že razník bude menší ako otvor matrice. Otvor matrice zodpovedá nominálnemu rozmeru dielu a razník je poddimenzovaný o veľkosť vôle na každej strane. Pri piercingu je diera v prúžku vlastnosť, na ktorej vám záleží. Razník sa zhoduje s menovitým priemerom otvoru a tlačidlo matrice je predimenzované o veľkosť vôle. Zamieňanie týchto dvoch aplikácií je bežnou ranou{5}}kariérnou chybou, pri ktorej sú diely mimo tolerancie ešte predtým, než skontrolujete kvalitu hrany.

Operácie tvarovania pridávajú ďalšiu vrstvu. Keď stanica vykonáva operáciu ohýbania alebo ťahania namiesto rezania, medzera medzi razníkom-k-prepichovaniu nie je vôľa v zmysle strihania. Ide o-medzeru toku materiálu, ktorá je zvyčajne nastavená na hrúbku materiálu plus 5 – 10 %, aby plech mohol prekĺznuť bez nadmerného stenčenia alebo poškodenia povrchu. Príliš tesné a materiál sa opiera o povrch matrice. Príliš voľné a tvoria sa vrásky.

Čo sa stane, keď je schválenie nesprávne? Dôsledky sa líšia podľa smeru:

• Nedostatočná vôľa:Zvýšená rezná sila, vyššie rázové zaťaženie lisu, sekundárne strižné pásy na reznej hrane (hrubý, dvojitý{0}}výrez), nadmerné vytváranie tepla a rýchle opotrebovanie razníka. Línie lomu z razidla a matrice sa navzájom míňajú, čo si vyžaduje dodatočnú deformáciu materiálu na dokončenie rezu.
• Nadmerná vôľa:Väčšia zóna prevrátenia, vyššie otrepy, väčšie sťahovanie materiálu-na strane matrice a znížená rovnosť hrán. Časti môžu stále spĺňať rozmerovú toleranciu, ale zlyhávajú požiadavky na kvalitu okrajov. Výška otrepu rastie úmerne so zväčšenou vôľou, najmä v tvárnych materiáloch.

Anizotropia pridáva jemnú komplikáciu. Ako sa uvádza vo výskume z Oaklandskej univerzity publikovanom v The Fabricator, rôzne orientácie orezávacích línií vo vzťahu k smeru valcovania vytvárajú rôzne strihové prvky, dokonca aj pri rovnakých vôľach. Orezanie rovnobežné so smerom valcovania môže vykazovať inú výšku otrepu ako lem v priečnom smere. Pre diely s kritickými požiadavkami na hrany môže byť potrebné, aby dizajnéri špecifikovali rôzne vôle pre rezy prebiehajúce v rôznych orientáciách vzhľadom na zrno.

Zvyšovanie tolerancie-a jeho vplyv na kvalitu dielu

Nastavenie správnej vôle má význam iba vtedy, ak ju matrica dokáže konzistentne udržiavať počas celej svojej životnosti. Tu je nevyhnutná{1}}analýza nahromadenia tolerancií v dizajne lisovníc. Každý komponent v matrici, razník, tlačidlo matrice, vrecko držiaka, vodiace stĺpiky, otvory v pätke matrice, prispievajú svojou vlastnou rozmerovou variáciou. Tieto jednotlivé variácie sa spájajú v konečnej montáži.

Predstavte si jednoduchú piercingovú stanicu. Priemer razníka má toleranciu. Vŕtanie gombíka má toleranciu. Vrecko prídržnej dosky, v ktorom je umiestnené tlačidlo matrice, má toleranciu. Vodiaci systém, ktorý vyrovnáva hornú a dolnú obuv, má toleranciu. Naskladajte ich na seba v rámci limitov najhoršieho{5}}prípadu a efektívna vôľa, ktorú materiál skutočne zažíva, sa môže podstatne líšiť od toho, čo zamýšľal dizajnér.

Existujú dve metódy na analýzu toho, ako sa tieto tolerancie kombinujú:

• Najhorší-prípad (aritmetická) analýza:Pridajte všetky maximálne hodnoty tolerancie, aby ste našli najväčšiu možnú odchýlku. To zaručuje, že každá jednotlivá zostava bude fungovať, ale vyžaduje si to veľmi úzke tolerancie jednotlivých komponentov, čo zvyšuje náklady na obrábanie.
• Štatistická (RSS) analýza:Používa odmocninu{0}}súčtu{1}}kvadrátov za predpokladu, že nie všetky komponenty budú súčasne sedieť na svojich najhorších hraniciach. Táto metóda umožňuje mierne voľnejšie individuálne tolerancie pri zachovaní montážnej funkcie vo veľkej väčšine prípadov, typicky 99,7% alebo lepšie.

Praktické pravidlo pre výrobcov lisovníc: Tolerancie komponentov lisovnice by mali byť špecifikované približne na jednej-tretine až jednej{1}}štvrtine tolerancie dielu, ktorú kontrolujú. Ak poloha otvoru na hotovom diele nesie toleranciu +/-0,05 mm, lisovník a lisovacie tlačidlo, ktoré vytvárajú tento otvor, potrebujú presnosť polohy v rozsahu +/-0,012 až +/-0,015 mm. Znie to náročne, ale moderné drôtové EDM a brúsenie s prípravkom dosahujú tieto úrovne bežne.

Inžinieri často podceňujú poradie{0}}v systéme sprievodcov. Tvarovacia pätka s otvormi pre vodiace stĺpiky, ktoré držia +/-0,005 mm a puzdrami s vnútornou vôľou +/-0,005 mm, vytvára +/-0,010 mm potenciálneho posunu vyrovnania ešte predtým, než vôbec zvážite tepelnú rozťažnosť počas výroby. Tento posun priamo pridáva alebo uberá z vašej reznej vôle. V aplikáciách tenkých materiálov, kde celková vôľa na každej strane môže byť 0,05 mm, predstavuje posun vodiaceho systému 20% zmenu efektívnej vôle, čo je viac než dosť na vytvorenie viditeľných rozdielov otrepov z jednej strany rezu na druhú.

Problém zhoršuje teplota. Počas nepretržitého-behu pri vysokej rýchlosti sa komponenty matrice zahrievajú a rozťahujú. Oceľová lisovacia pätka bežiaca o 10 stupňov Celzia nad okolitým prostredím sa roztiahne zhruba o 0,012 mm na 100 mm dĺžky. Viac ako 500 mm matrica, to je 0,06 mm rastu, čo môže posunúť vzťahy medzi vôľou medzi stanicami na opačných koncoch nástroja. Dizajnéri to zohľadňujú špecifikáciou materiálov s nižšími koeficientmi tepelnej rozťažnosti pre kritické komponenty alebo zabudovaním miernej kompenzácie do špecifikácie základnej vôle.

Ako vôľa ovplyvňuje otrepy a kvalitu hrán je tu úplný kruh. Môžete si vypočítať perfektné percento vôle pre váš materiál a hrúbku, ale ak váš tolerančný stĺpec-povolí, že sa vôľa počas výroby posunie o 30 %, kvalita hrán bude nekonzistentná naprieč chodom lisu a cez čelo matrice. Prísna kontrola povolení nie je len o tom, aby sa číslo dostalo presne na papier. Ide o navrhnutie matrice, kde každá tolerancia komponentu, od vodiacich stĺpikov až po tlačidlá matrice, chráni toto číslo v skutočných-svetových výrobných podmienkach.

Vôľa a tolerancia definujú, ako čisto každý rez oddeľuje materiál. Ale v progresívnej matrici sa pás musí tiež presne posúvať medzi stanicami a hrany vytvorené rezaním ovplyvňujú manipuláciu s pásom aj kvalitu hotového dielu. Tieto obavy vedú priamo k dvom vzájomne prepojeným konštrukčným prvkom: obtokovým zárezom a stratégiám riadenia otrepov.

Obídenie zárezov a stratégie kontroly otrepov

Progresívny pás matrice sa posúva o jeden zdvih na zdvih a tento posun musí byť presný. Zlomok milimetra je príliš ďaleko alebo príliš krátky a piloti nedokážu opraviť chybu, diery pristávajú mimo{1}}miesta a tvary sa deformujú. Dva zdanlivo malé konštrukčné prvky, obtokové zárezy a orientácia otrepov, pokojne určujú, či pás vedie spoľahlivo a či hotové hrany spĺňajú funkčné požiadavky. Zaobchádzajte s nimi ako s dodatočnými nápadmi a strávite skúšaním naháňaním chybného podávania a sťažností na kvalitu okrajov.

Pozitívne a negatívne funkcie obtokového zárezu

Obtokový zárez je malý reliéfny prvok vyrezaný do usporiadania pásu, aby sa zabránilo interferencii medzi pohyblivým pásom a komponentmi matrice, ako sú razidlá, zdviháky, tvarované prvky alebo orezávacie ocele. Terminológia pozitívneho a negatívneho obtokového zárezu v progresívnom dizajne lisovnice sa v jednotlivých obchodoch líši, ale funkčné rozlíšenie je konzistentné.

Pozitívny obtokový zárez zadržiava alebo vedie materiál okolo prekážky a zároveň zachováva dostatočnú podporu nosiča pre stabilné podávanie. Predstavte si to ako lokálny obrys, ktorý vedie pás bezpečne okolo formovacej oblasti alebo pilotnej zóny bez obetovania štrukturálneho spojenia medzi stanicami. Negatívny obtokový zárez úplne odstraňuje materiál, aby vytvoril vôľu, čím poskytuje priestor pre súčasti nástrojov, tvarovanú geometriu alebo separáciu odpadu. Podľa Metal Stamping Die Design Insight nie je účelom v oboch prípadoch jednoducho vytvoriť zárez, ale vyvážiť vôľu, pevnosť nosiča, podávanie pásu a kvalitu finálneho dielu v jedinom geometrickom rozhodnutí.

Bez náležitého odľahčenia obtoku môže tvarovaná chlopňa alebo okraj s prírubou kolidovať s razníkom, zdvíhačom alebo susedným nástrojom stanice, keď sa pás posúva. Táto kolízia by mohla pri nízkej rýchlosti okamžite zablokovať matricu alebo, čo je horšie, spôsobiť občasné nesprávne podávanie pri výrobnej rýchlosti, ktoré je ťažké diagnostikovať. Obtokové zárezy eliminujú tieto konflikty pred prvým pokusom.

Navrhovanie geometrie zárezu pre presnosť posuvu

Konštrukcia obtokového zárezu pre presnosť podávania pásu zahŕňa viac než len rezanie štrbiny, kde dochádza k interferencii. Geometria zárezu musí súčasne spĺňať tri konkurenčné požiadavky:

• Dostatočná vôľa:Zárez musí poskytovať dostatok miesta pre tvarované prvky, razníky, piloty alebo odstraňovače, aby fungovali bez kontaktu s pásom počas podávania.
• Primeraná pevnosť nosiča:Odstránenie príliš veľkého množstva materiálu oslabuje nosič, čo vedie k ohýbaniu, skrúteniu alebo skrúteniu pásu počas podávania vysokou{0}}rýchlosťou. Slabý nosič stráca opakovateľnosť podávania a piloti sami nedokážu zachrániť pás, ktorý dorazí na stanicu už zdeformovaný.
• Riadená separácia šrotu:Geometria zárezu ovplyvňuje, ako sa šrotové slimáky uvoľňujú z matrice. Ostré vnútorné rohy koncentrujú stres a riskujú predčasné roztrhnutie. Zaoblené prechody zachovávajú integritu pásu, ale vyžadujú o niečo viac matrice.

Keď je zárez príliš veľký, zostávajúci nosič sa stane tenkým pásom, ktorý vibruje a ohýba sa rýchlosťou výroby. Keď je príliš malý, pás sa ťahá o tvarovacie vložky alebo zdvíhacie koľajnice, čím sa sťahuje zo stúpania. Sladké miesto závisí od hrúbky materiálu, šírky pásu, rýchlosti podávania a od toho, koľko staníc musí nosič prežiť pred odpojením.

Skúsení konštruktéri lisovníc hodnotia výkon vrubov nielen v CAD, ale aj počas skúšania pri postupne sa zvyšujúcich rýchlostiach. Zárez, ktorý vyzerá bezpečne pri 100 zdvihoch za minútu, môže spôsobiť nestabilitu podávania pri 300. To je dôvod, prečo špecializovaní partneri v oblasti nástrojov akoYICHENskontrolujte návrh obtokového zárezu ako súčasť celkového overenia rozloženia pásu, pričom sa vyhodnocuje pevnosť nosiča, poloha pilota a stabilita podávania namiesto toho, aby sa zárezy považovali za izolované prvky.

Riadenie smeru Burr a riadenie kvality okrajov

Každá operácia strihania vytvára otrepy na jednej strane rezu. Nemôžete ho úplne odstrániť, ale môžete ovládať, na ktorej strane sa objaví, a toto rozhodnutie je dôležité pre montáž, bezpečnosť a kozmetické požiadavky.

Pri vysekávaní sa na strane polotovaru (strana, do ktorej vstupuje lisovník) vytvorí ostrap. Pri piercingu sa otrepy objavia na strane lisovnice pásu (naproti vstupu razníka). Pochopenie toho, ako ovládať smer otrepov pri razení, znamená orientovať svoje rezacie operácie tak, aby otrepy dopadali na nefunkčný povrch: vnútorný povrch skrytý v zostave, povrch, ktorý je sekundárne upravený, alebo hrana, ktorá sa nikdy nedotkne ruky operátora.

Zložené matrice tu ponúkajú prirodzenú výhodu, pretože všetky otrepy smerujú jedným smerom. Progresívne matrice vyžadujú viac plánovania, pretože rôzne stanice môžu produkovať otrepy na rôznych plochách v závislosti od toho, či sa materiál vysekáva smerom nahor alebo preráža smerom nadol. Konštruktéri lisovníc špecifikujú orientáciu-strany otrepov na výkrese rozloženia pásu a operátori lisu overia smer počas prvej-kontroly výrobku.

Výšku ostrapu pri lisovacích operáciách ovplyvňuje niekoľko faktorov a vzájomne sa ovplyvňujú spôsobmi, ktoré si vyžadujú neustálu pozornosť:

• Percento klírensu:Nadmerná vôľa vytvára vyššie otrepy, pretože materiál je skôr ťahaný a trhaný ako čisto strihaný. Nedostatočná vôľa vytvára skôr sekundárne šmykové pásy než klasické otrepy, ale urýchľuje opotrebovanie razníka, ktoré nakoniec aj tak vytvára otrepy.
• Stav dierovača:Tupá dierovacia hrana sa zaobľuje a tlačí materiál namiesto toho, aby ho strihala, čím sa dramaticky zvyšuje výška otrepu. Degradácia hrán je progresívna, čo znamená, že výška otrepov v priebehu výroby postupne rastie.
• Tvrdosť materiálu:Mäkšie materiály vytvárajú väčšie zóny prevrátenia a dlhšie otrepy pri rovnakej vôli, pretože sa pred prasknutím viac deformujú. Tvrdšie materiály sa rýchlo lámu s kratšími otrepami, ale menej odpúšťajú chyby vôli.
• Rýchlosť rezania:Vyššie rýchlosti lisu generujú viac tepla v šmykovej zóne, čo môže lokálne zmäkčiť materiál a zvýšiť tvorbu ostrapov v niektorých zliatinách, zatiaľ čo v iných zliatinách sa zmenšuje, ktoré sa stávajú krehkejšími pri zvýšených rýchlostiach deformácie.

Harmonogramy prebrúsenia priamo súvisia s prahovými hodnotami výšky otrepu. Väčšina výrobných prostredí nastavuje maximálnu prijateľnú výšku otrepu, zvyčajne 10 % hrúbky materiálu alebo konkrétnu absolútnu hodnotu definovanú tlačou dielu. Akonáhle kontrola ukáže, že otrepy sa blížia k tomuto limitu, matrica vyjde na ostrenie. Dizajnéri ovplyvňujú intervaly prebrúsenia prostredníctvom svojich počiatočných volieb: užšia vôľa vo všeobecnosti znamená rýchlejší rast otrepov, pretože dierovacie hrany pracujú tvrdšie, zatiaľ čo optimalizovaná vôľa predlžuje intervaly, ale môže umožniť mierne vyššie počiatočné otrepy. Cieľom je nájsť vôľu, ktorá vytvára prijateľné otrepy pre najdlhší počet zdvihov pred tým, než je potrebná údržba.

Hrany obtokových zárezov tiež vytvárajú otrepy a tieto otrepy sa môžu zachytiť o zdvíhacie koľajnice alebo odstraňovacie povrchy počas podávania, ak nie sú riadené. Zárezové dierovače potrebujú rovnaký plán údržby ostrosti ako súčiastky-s dierovačmi, aj keď ich strihy skončia ako šrot. Otrepaná hrana zárezu sa ťahá proti komponentom matrice, zvyšuje odpor podávania a časom zhoršuje sútlač pásu.

Geometria obtokových zárezov a správa otrepov spolu predstavujú jemnú{0}}vrstvu kontroly zrnitosti progresívneho dizajnu matrice. Nezachytávajú titulky tak, ako to robí komplexná ťažná stanica, ale určujú, či matrica beží bez dozoru plnou rýchlosťou alebo vyžaduje neustále stráženie detí operátorom. S riešením kontroly posuvu a kvality hrán je ďalším kritickým faktorom pri formovaní výkonu matrice oceľ, z ktorej sú vyrobené razidlá a tlačidlá matrice, a spôsob, akým výber materiálu na úrovni komponentov definuje životnosť nástroja.

Výber nástrojovej ocele pre komponenty matrice

Razník, ktorý praskne po 20 000 zásahoch, a razník, ktorý vykoná 500 000 ťahov medzi ostreniami, môže na výtlačku vyzerať rovnako. Rozdiel je v kvalite ocele a výber najlepšej nástrojovej ocele na lisovanie razidiel nie je o nedodržaní toho, čo fungovalo pri poslednej zákazke. Ide o prispôsobenie vlastností ocele špecifickým požiadavkám, ktorým každý komponent čelí: aký materiál reže alebo tvaruje, ako rýchlo beží lis a koľko prestojov dokážete tolerovať medzi cyklami údržby.

AkoMetalForming Magazinepoznámky, výber nástrojovej ocele žije na križovatke odolnosti proti opotrebovaniu a húževnatosti. Každé rozhodnutie zahŕňa kompromisy-a nesprávne vyváženie sa prejavuje buď ako predčasné opotrebovanie hrán, alebo ako katastrofické prasknutie v dielni.

Prispôsobenie triedy ocele funkcii komponentu

Nie každý komponent v matrici čelí rovnakému namáhaniu. Rezné razníky odolávajú opakovaným šmykovým nárazom. Tvarovacie vložky absorbujú tlakové zaťaženie a bočný tlak. Odizolovači a zdvíhači vidia cykly únavy bez veľkého-rázového šoku. Každá funkcia si vyžaduje inú oceľovú osobnosť.

Tu je návod, ako sa bežné známky mapujú na ich najsilnejšie aplikácie:

• A2 (vzduch-tvrdnutie za studena-):Pevný-výkonný prvok s dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu a slušnou húževnatosťou. Bežné predvolené nastavenie pre zaslepovanie a prepichovanie do mäkkej ocele a hliníka pri miernych objemoch.
• D2 (vysoko-chrómová studená-praca):Vyššia odolnosť proti opotrebeniu ako A2, vďaka čomu je vhodná na dlhšie chody na abrazívnych materiáloch. Je však krehkejší, čo znamená, že sa môže vylamovať v agresívnych formovacích staniciach alebo pri rezaní-vysokopevnej ocele.
• S7 (odolný voči otrasom-):Vynikajúca húževnatosť pre absorbovanie nárazov bez prasknutia. Ideálne pre formovacie stanice, vačky a akékoľvek komponenty, kde riziko prasknutia prevažuje nad potrebou životnosti hrany.
• M2/M4 (rýchlorezné-ocele):Výkonnostný most medzi konvenčnými nástrojovými oceľami a triedami práškovej metalurgie. Vďaka silným vlastnostiam proti opotrebovaniu v kombinácii s primeranou húževnatosťou sú vhodné pre vysoko-rýchlostné rezanie stredne-pevných materiálov.
• CPM 10V a ostatné ocele práškovej metalurgie (PM):Vynikajúca odolnosť proti opotrebovaniu s lepšou húževnatosťou ako D2. Tieto triedy vynikajú vo veľkých-aplikáciách, kde sú prioritou doba prevádzkyschopnosti a predvídateľné intervaly prebrúsenia.

Mnoho obchodov teraz mieša akosti v rámci jedinej matrice namiesto toho, aby všade používali jednu oceľ. Môžete vidieť dierovače M4 pre dierovacie stanice s vysokým-opotrebením, lisovacie gombíky A2 na všeobecné rezanie, doštičky S7 na formovacích staniciach a karbid tam, kde kontrola otrepov alebo extrémny objem odôvodňujú náklady. Tento prístup-na úrovni komponentov optimalizuje výkon a súčasne náklady.

Porovnanie tvrdosti vs. húževnatosť-zápustkových ocelí

Predstavte si tvrdosť a húževnatosť ako opačné konce posuvnej stupnice. Posuňte tvrdosť vyššie a hrana medzi ostreniami dlhšie drží, čo znamená viac zdvihov na cyklus údržby. Ale tá istá tvrdosť robí oceľ krehkou, čím sa znižuje jej schopnosť absorbovať nárazové zaťaženie bez praskania. Húževnatosť je vyššia a súčiastka prežije nárazy a chybné podávanie, ale rýchlejšie sa opotrebováva a vyžaduje častejšie ostrenie.

Tento sprievodca výberom tvrdosti ocele a húževnatosti destiluje praktickú otázku: aký spôsob zlyhania si môžete dovoliť? Ak je vaším najväčším rizikom vylomenie razníkov, ktoré zastavia výrobu, prikloňte sa k húževnatosti (S7, nižšia tvrdosť A2). Ak je vašou bolesťou neustále ostrenie a krátke intervaly medzi údržbou, prikláňajte sa k odolnosti proti opotrebovaniu (D2, PM ocele, karbid).

Lisovaný materiál túto rovnováhu výrazne posúva. Rezanie mäkkej ocele alebo hliníka spôsobuje relatívne nízke rázové zaťaženie nástrojov, takže tvrdšie ocele odolnejšie-opotrebeniu fungujú dobre. Lisovanie vysokopevnostných ocelí alebo nehrdzavejúcich ocelí vytvára agresívne prerazové sily a rýchle pracovné-kalenie, ktoré trestá krehké nástrojové ocele. Ako opisuje referenčný článok od MetalForming, tenkostenný izolačný vysekávací dierovač 304 z nehrdzavejúcej ocele praskol v A2 v dôsledku nárazového zaťaženia, ale fungoval spoľahlivo po inovácii na CPM 10V, ktorá ponúkala húževnatosť, aby prežila otrasy, aj odolnosť proti opotrebeniu pri zachovaní kvality hrany.

Keď karbidové doštičky odôvodňujú investíciu

Pri rozhodovaní o vysokoobjemovom lisovaní tvrdokovu a nástrojovej ocele rozhoduje ekonomika životného cyklu, nie kúpna cena. Doštičky z tvrdokovu stoja vopred niekoľkonásobne viac ako ekvivalenty nástrojovej ocele. Ale v aplikáciách presahujúcich jeden milión dielov priemyselné údaje ukazujú, že karbid môže predĺžiť životnosť matrice o 500-1000% v porovnaní s konvenčnými nástrojovými oceľami. To znamená menej prestávok pri lisovaní, menej cyklov ostrenia a konzistentnejšiu kvalitu hrán počas celej výrobnej série.

Karbid funguje najlepšie pri operáciách s nízkym{0}}nárazom: jemné strihanie, plytké razenie, presné dierovanie, kde je rázové zaťaženie kontrolované a hlavným nepriateľom je skôr abrazívne opotrebenie než zlomenina. Je to zlá voľba pre tvárniace stanice, ťažké ťahy alebo akúkoľvek operáciu, kde by bočný tlak alebo nesúososť mohli prasknúť krehkú doštičku. Konštruktéri tiež musia brať do úvahy dodatočnú tuhosť karbidových doštičiek, ktoré si vyžiadajú okolité štruktúry matrice. Tvrdokovový razník v matrici s poddimenzovanými vodiacimi stĺpikmi alebo flexibilnými topánkami je receptom na drahé zlomenie.

Povrchové úpravy na predĺženie životnosti lisovníc ponúkajú strednú cestu medzi štandardnou nástrojovou oceľou a celokarbidovou oceľou. Namiesto zmeny základného materiálu tieto úpravy upravujú povrch tak, aby sa znížilo trenie, zvýšila tvrdosť alebo odolávalo odieraniu:

• Iónová nitridácia:Difunduje dusík do povrchu ocele a vytvára metalurgickú väzbu, ktorá vytvára tvrdené puzdro (presahujúce 58 HRC) v rozsahu odHĺbka od 15 mikrónov do takmer 90 mikrónov. Na rozdiel od povlakov, ktoré sedia na povrchu, sa nitridácia stáva súčasťou samotnej ocele. Vyniká pri tvárniacich aplikáciách, kde odieranie a opotrebenie adhezívami sú primárnymi spôsobmi zlyhania a ošetrené povrchy možno stále leštiť, aby sa zlepšil tok materiálu.
• PVD povlaky (TiN, CrN, TiAlN):Tieto tenké-poťahy filmu, aplikované pri relatívne nízkych teplotách (okolo 750 stupňov F teploty spracovania), pridávajú na povrch komponentu 1-4 mikróny extrémne tvrdého materiálu. CrN je obzvlášť bežný v lisovacích nástrojoch kvôli nízkemu koeficientu trenia, chemickej odolnosti a odolnosti voči oxidácii. Pretože teploty spracovania zostávajú nízke, existuje minimálne riziko deformácie tepelne spracovaných komponentov.
• CVD povlaky a TD (Thermal Diffusion) úprava:Tieto procesy sa aplikujú pri vyšších teplotách (okolo 1925 stupňov F pre CVD) a vytvárajú hrubšie a odolnejšie povlaky vhodné pre aplikácie s extrémnym-opotrebením. TD úprava vytvára vrstvy karbidu vanádu priamo na povrchu nástroja. Kompromis-je v tom, že vysoké teploty spracovania môžu vyžadovať následné opätovné-tepelné-spracovanie substrátu, čím sa zvyšujú náklady a dodacia lehota.

Rozhodovací strom pre povrchové úpravy sa riadi rovnakou logikou ako výber základného materiálu: čo sa opotrebováva, ako rýchlo a aké sú náklady na prestoje v porovnaní s úpravou? Tvarovaciemu razníku, ktorý sa po 50 000 úderoch šúcha, prospieva nitridovanie. Prepichovací razník, ktorý sa po 200 000 zásahoch do brúsnej nehrdzavejúcej ocele otupí, môže ospravedlniť povlak TiAlN. Rezná doštička s miliónmi cyklov v kalenom materiáli môže vyžadovať úpravu TD alebo vylepšenie karbidu.

Výber ocele a povrchová úprava definujú, ako dlho si každý komponent zachová svoju pracovnú geometriu. Ale ani ten najlepší výber materiálu nedokáže zabrániť všetkému opotrebovaniu. Nakoniec každá matrica potrebuje zaostrenie, úpravu alebo opravu a to, ako elegantne prechádza od zámeru návrhu k realite výroby, závisí od toho, čo sa stane počas skúšania a od rámca údržby zabudovaného do pôvodného návrhu.

Skúšanie, overovanie a odstraňovanie porúch

Každé konštrukčné rozhodnutie, o ktorom sa doteraz diskutovalo, od percenta vôle cez triedy nástrojových ocelí až po poradie usporiadania pásov, sa zbieha v jednom momente: pri prvom zostupe barana lisu na novo postavenú matricu. Skúška je miestom, kde sa teória stretáva s realitou. Je to tiež miesto, kde sa prehliadnuté chyby v dizajne stávajú drahými lekciami. AkoMetalForming Magazinedá sa povedať, že procesy lisovania sú úspešné alebo neúspešné na základe vhodnosti dizajnu formy a overenie tohto dizajnu po začatí výroby nepredstavuje správne inžinierstvo alebo obchodnú prax.

Skúšanie však nie je len test{0}}nevyhovuje. Ide o štruktúrovaný diagnostický proces, pri ktorom inžinieri systematicky overujú každú stanicu, merajú každý kritický rozmer a vykonávajú cielené úpravy, kým matrica spoľahlivo nevyrobí diely so špecifikáciou. Pochopenie krokov skúšobného postupu lisovacej formy, rozpoznanie bežných režimov porúch a plánovanie preventívnej údržby od začiatku oddeľuje nástrojárne, ktoré sa spúšťajú hladko, od tých, ktoré trávia týždne hľadaním problémov.

Sekvencia testovania lisovnice a protokol úpravy

Skúšanie kociek prebieha podľa zámernej postupnosti. Ponáhľanie sa cez kroky alebo preskakovanie prvých vytvára chyby, ktoré je takmer nemožné rozmotať neskôr. Tu sú typické nástrojárne so skúsenosťami s protokolmi:

1. Vizuálna a rozmerová kontrola zostavenej matrice:Predtým, ako matrica vôbec vstúpi do lisu, skontrolujte, či sú všetky komponenty usadené, upevnené a správne zarovnané. Skontrolujte, či sa vodiace kolíky hladko posúvajú, či sa stierky voľne pohybujú a či v žiadnom bode zdvihu nedochádza k žiadnemu kolísaniu nástroja. Potvrďte výšku zatvorenia podľa špecifikácií lisu.
2. Cyklistika na sucho bez materiálu:Spustite lis pomaly niekoľkými zdvihmi bez vloženého pásu. Dávajte pozor na zaseknutie, interferenciu medzi hornými a spodnými komponentmi a overte, či sa zdvíhadlá, odstraňovače a dusíkové fľaše úplne vrátia. Počúvajte nezvyčajné zvuky pri kontakte, ktoré naznačujú nesprávne zarovnanie.
3. Statické testovanie jedného-prístupu:Ručne podávajte krátku časť pásu a vykonajte jeden lisovací zdvih pri zníženej rýchlosti. Skontrolujte pás, či na každej stanici nie sú dôkazy o rezaní, tvarovaní a zapojení pilota. Tento jediný zásah odhaľuje veľké problémy, ako je nesprávna výška zatvorenia, chýbajúca vôľa alebo nesprávne zarovnanie pilotného-k-dieru skôr, než-beh vysokou rýchlosťou môže poškodiť nástroj.
4. Progresívne pomalé{0}}podávanie rýchlostí:Podávajte pás niekoľkými zdvihmi pri nízkej rýchlosti, čo umožňuje, aby diely prešli každou stanicou. V každej fáze skontrolujte čiastočne dokončené diely. Overte, či vodiace otvory správne zapadnú, či tvarovacie operácie vytvárajú zamýšľanú geometriu a či sa šroty vysúvajú čisto.
5. Prvá-dimenzionálna kontrola výrobku:Keď kompletné diely opustia matricu, zmerajte všetky kritické rozmery oproti tlačenému dielu pomocou CMM, optických komparátorov alebo kalibrovaných meradiel. Zdokumentujte odchýlky a zistite, ktoré stanice potrebujú úpravu. Skontrolujte kvalitu hrany, výšku otrepu, smer otrepu, rovinnosť a uhly ohybu.
6. Zvyšujúca sa rýchlosť:Postupne zvyšujte rýchlosť lisu smerom k cieľovej rýchlosti výroby, pričom kontrolujte diely pri každom zvýšení rýchlosti. Dynamické správanie sa mení pri vyšších rýchlostiach: zvyšuje sa odraz pásu, objavujú sa tepelné efekty a posúva sa presnosť podávania. Matrica, ktorá produkuje dokonalé diely rýchlosťou 60 zdvihov za minútu, sa môže nesprávne podávať pri 250.
7. Overenie trvalého výrobného cyklu:Spustite minimálne množstvo, často 300 až 500 po sebe idúcich dielov, pri plnej rýchlosti výroby. Skontrolujte diely od začiatku, v strede a na konci tohto cyklu, aby ste potvrdili rozmerovú stabilitu. Tento krok zachytáva teplotný posun, progresívne opotrebovanie pilota a prerušované nezrovnalosti v podávaní, ktoré jednotlivé zásahy nedokážu odhaliť.

Cieľom skúšania nie je len vyrobiť jeden dobrý diel. Je to demonštrovať, že matrica môže vo výrobných podmienkach opakovane vyrábať konzistentné diely. Ako zdôrazňuje referencia MetalForming, najväčšou výhodou skorého overenia návrhov, ideálne prostredníctvom simulácie pred rezaním ocele, je, že sloboda návrhu je najvyššia a náklady na zmenu sú v tejto fáze najnižšie. V čase, keď sa matrica dostane do skúšobného lisu, sú už investované štyri až šesť mesiacov času výroby a zásadné konštrukčné zmeny sú neúmerne drahé.

Bežné režimy zlyhania a analýza{0}}základných príčin

Aj dobre{0}}navrhnuté matrice sa stretávajú s problémami počas skúšania a skorej výroby. Rozdiel medzi dobrou a ťažkou nástrojárňou je v tom, či riešia problémy systematicky, alebo sa uchyľujú k pokusom-a{3}}omylovaniu. Tu sú najčastejšie spôsoby zlyhania, ich hlavné príčiny a opravné úpravy, ktoré riešia skutočný problém a nie maskujú symptómy.

• Zlomenie razníka:Zlomený razník okamžite zastaví výrobu. Hlavnými príčinami sú nedostatočná vôľa (ktorá zvyšuje reznú silu nad šmykovú silu razníka), nedostatočná podpora razníka-k-príchytke, nadmerný nárazový náraz v materiáloch s vysokou-pevnosťou a nesprávne zarovnanie medzi horným a spodným nástrojom. Riešenie problémov so zlomom razníka pri razení začína skúmaním povrchu lomu. Čistý, plochý zlom naznačuje preťaženie alebo nedostatočný prierez-. Zubatá, uhlová zlomenina naznačuje bočné zaťaženie z nesprávneho vyrovnania. Nápravné opatrenia zahŕňajú zväčšenie vôle, prechod na tvrdšiu oceľ (napríklad prechod z D2 na CPM 10V), pridanie navádzaných{11}}držiakov razidla na zníženie bočného vychýlenia a overenie uchytenia vodiaceho stĺpika-k-objímke.
• Nadmerná tvorba otrepov:Otrepy presahujúce špecifikácie tlače zvyčajne signalizujú opotrebované rezné hrany, nesprávnu vôľu alebo oboje. Podľa priemyselnej analýzy chýb sú najbežnejšími spúšťačmi opotrebované razníky, nesprávna vôľa matrice, zlé zarovnanie nástroja a variácie hrúbky materiálu. Oprava zahŕňa zaostrenie alebo výmenu matných hrán, opätovnú kontrolu a nastavenie vôle podľa špecifikácií materiálu a overenie, či opotrebovanie vodiaceho stĺpika neumožnilo posun zarovnania.
• Bodovanie oderu a povrchu:Prenos materiálu medzi plechom a povrchom matrice vytvára adhézne opotrebovanie, ktoré sa zhoršuje každým ťahom. Nerezová oceľ a hliník sú obzvlášť náchylné na odieranie. Hlavné príčiny zahŕňajú nedostatočné mazanie, drsnú povrchovú úpravu lisovnice, nadmerný tvarovací tlak a akosti nástrojových ocelí, ktorým chýba povrchová tvrdosť. Riešenia siahajú od leštenia tvarovacích povrchov a aplikácie správnych mazív na nátery komponentov CrN alebo TiN a v závažných prípadoch prechod na nitridované alebo karbidové doštičky.
• Odchýlka odpruženia:Diel sa čiastočne vráti do svojho pôvodného plochého tvaru po uvoľnení tlaku, čím vzniknú nesprávne uhly ohybu, slabá rovinnosť alebo nesúlad rozmerov. Odpruženie je ovplyvnené medzou klzu, modulom pružnosti, hrúbkou plechu, polomerom ohybu a konzistenciou materiálu. Opravné konštrukčné úpravy zahŕňajú nadmerné ohýbanie (navrhnutie razníka tak, aby sa ohýbal za cieľový uhol, aby sa diel vrátil späť do špecifikácie), pridanie raziacich alebo narážacích staníc, zmenšenie polomerov ohybu tam, kde to geometria dovoľuje, a začlenenie výstužných prvkov, ktoré odolávajú elastickému zotaveniu.
• Nesprávne podávanie pásikov:Pás sa posúva príliš ďaleko, príliš krátko alebo pod uhlom, čo spôsobuje nesúlad prvku vo všetkých staniciach. Nesprávne podávanie vytvára šrot a môže poškodiť matricu, ak tvarované prvky kolidujú s nástrojmi. Bežné základné príčiny zahŕňajú opotrebované alebo nesprávne dimenzované vodiace lišty, nepresné nastavenie dĺžky podávania, slabé pružiny zdviháka, ktoré nechávajú pás ťahať na spodných komponentoch lisovnice, nadmerné vyklenutie pásu od cievky a geometria obtokového zárezu, ktorá neposkytuje dostatočnú vôľu. Nápravné opatrenia zahŕňajú overenie presnosti rozstupu posuvu, kontrolu priemeru a stavu pilota, úpravu výšky zdviháka a kontrolu konštrukcie zárezu na interferenciu pri výrobnej rýchlosti.

Pri týchto poruchových režimoch sa objavuje vzor: väčšina sa vracia k rozhodnutiam urobeným počas návrhu, a nie k problémom, ktoré vznikli počas výroby lisovnice. Špecifikácia vôle riadi tvorbu otrepov a zaťaženie dierovaním. Výber ocele určuje odolnosť proti lomu. Rozloženie pásu a geometria obídenia zárezu riadia správanie pri podávaní. Skúšanie odhaľuje tieto upstream voľby a najúčinnejšie opravy riešia hlavnú príčinu návrhu, a nie pridávanie kompenzačných úprav, ktoré vytvárajú nové závislosti.

Plánovanie preventívnej údržby pre dlhovekosť

Kocka, ktorá prejde testom, nie je dokončená. Práve vstupuje do fázy, kedy kumulatívne opotrebovanie, tepelné cyklovanie a variabilita materiálu pomaly degradujú jeho výkon. Plán preventívnej údržby razidiel definuje, kedy treba zasiahnuť predtým, ako sa problémy vystupňujú od menšieho posunu kvality až po katastrofické zlyhanie.

Ako vysvetľuje odborník na údržbu matíc Art HedrickVýrobcaexistuje zásadný rozdiel medzi údržbou matrice a opravou matrice. Údržba znamená ostrenie rezných častí podľa plánu, výmenu pružín pred zlyhaním, čistenie nečistôt a kontrolu uvoľnených spojovacích prvkov. Oprava znamená zváranie zlomených častí, výmenu rozbitých razníkov a vykopávanie havarovaných častí z dutiny, čo sú všetky príznaky zlého dizajnu alebo zanedbanej údržby. Skutočné preventívne programy sa zameriavajú na prvú kategóriu, aby sa vyhli druhej.

Kritériá prebrúsenia razníc a renovácie sa sústreďujú skôr na merateľné prahové hodnoty než na dohady:

• Monitorovanie výšky otrepu:Sledujte výšku otrepu v definovaných intervaloch. Keď sa merania priblížia k maximálnej{1}}špecifikovanej tlači, zvyčajne 10 % hrúbky materiálu, naplánujte ostrenie. Čakanie, kým otrepy prekročia limit, znamená, že ste už vyrobili sporné diely.
• Sledovanie počtu zdvihov:Stanovte základné intervaly prebrúsenia počas počiatočnej výroby. Dierovač z ocele D2 na rezanie za studena-valcovanej ocele môže vyžadovať ostrenie po každých 150 000 až 200 000 zásahoch. Zaznamenajte skutočný výkon a upravte intervaly na základe pozorovaných modelov opotrebovania, a nie na základe všeobecných odhadov.
• Účtovanie hĺbky ostrenia:Každý cyklus prebrúsenia odstraňuje materiál z reznej plochy. Po dostatočnom prebrúsení sa tlačidlo razidla alebo matrice skráti na to, aby fungovalo správne, čím sa zmení výška uzavretia, vzťahy medzi vôľou alebo načasovanie odstraňovača. Sledujte kumulatívny odber materiálu a plánujte výmenu komponentov, keď celkový počet dosiahne limit podložiek{2}} návrhu, zvyčajne 2 až 3 mm v závislosti od nástroja.
• Cykly výmeny pružín:Vinuté pružiny a dusíkové valce majú obmedzenú únavovú životnosť. Vymeňte pružiny pred ich vypočítaným limitom cyklu, a nie po zlomení. Hedrick poznamenáva, že pružiny, ktoré sa zlomia každých 2 000 zdvihov, často poukazujú na konštrukčný problém, ako je nadmerná deformácia, a nie na bežné opotrebovanie. Dlhodobou -opravou je prepracovanie návrhu na správnu dĺžku pružiny alebo prechod na plynové fľaše, nielen plánovanie častejších výmen.

Prístupnosť údržby priamo súvisí s počiatočnými rozhodnutiami o dizajne. Matrica, z ktorej možno rezné vložky vybrať a nabrúsiť bez demontáže celého nástroja, umožňuje rýchlejšie obrátky a kratšie prestoje lisu. Dizajnéri, ktorí plánujú údržbu, zabudujú funkcie, ako sú odnímateľné klietky s gombíkmi, štandardizované systémy uchytenia dierovačov a prístupné miesta spojovacích prvkov. Dizajnéri, ktorí ignorujú údržbu, vytvárajú nástroje, ktoré spočiatku fungujú dobre, ale ich servis je čoraz drahší, pretože sa hromadia cykly ostrenia a výmeny.

Kontrolný zoznam počas každého cyklu údržby by mal zahŕňať:

• Všetka tesnosť upevňovacích prvkov, vrátane kolíkov a skrutiek s vnútorným šesťhranom
• Opotrebenie vodiaceho stĺpika a puzdra, kontrolované citom na bočnú vôľu
• Stav pružiny a zostávajúca životnosť cyklu
• Odierané alebo ryhované povrchy, ktoré si vyžadujú leštenie alebo nový náter
• Dráhy na evakuáciu slimákov bez úlomkov, nánosov alebo rušení
• Všetky bezpečnostné kryty na svojom mieste a funkčné
• Stav opotrebovania platní na vačkových povrchoch a blokoch päty

Optimalizácia životnosti nástroja nie je problémom po{0}}výrobe. Je to výsledok každého vyššieho rozhodnutia: trieda ocele, ktorá určuje, ako dlhé hrany zostanú ostré, špecifikácia vôle, ktorá riadi reznú silu a rýchlosť opotrebenia, vodiaci systém, ktorý udržuje zarovnanie počas miliónov cyklov, a rozloženie komponentov, ktoré určuje, či môže technik vymeniť doštičku za 20 minút alebo dve hodiny. Forma navrhnutá s ohľadom na udržiavateľnosť beží dlhšie, stojí menej na diel a vytvára menej núdzových situácií vo výrobe ako forma navrhnutá len na to, aby prešla prvým testom.

Tieto skúšobné protokoly a rámce údržby fungujú najlepšie, keď inžiniersky tím a výrobca lisovnice zdieľajú spoločné chápanie zámeru návrhu, očakávaní výroby a dlhodobých{0} servisných požiadaviek. Tento vzťah medzi konštruktérmi, ktorí špecifikujú, čo potrebujú, a nástrojovým partnerom konštruktérom, ako to dodať, v konečnom dôsledku určuje, či sa program zápustiek spustí podľa plánu alebo sa rozbehne do nákladných cyklov prepracovania.

Spolupráca s partnerom pre dizajn vlastných raziacich foriem

Výpočty vôlí, triedy ocele, rozloženie pásov, geometria obtokových vrubov a kostry údržby – to všetko žije na papieri, kým ich niekto nepremení na tvrdenú oceľ, ktorá prežije výrobu. Medzeru medzi solídnym dizajnovým konceptom a matricou, ktorá sa spúšťa načas a funguje spoľahlivo, vypĺňa jedna vec: nástrojový partner, ktorý nástroj konštruuje a vyrába. Ako si vybrať partnera pre dizajn raznice nie je rozhodnutím o obstarávaní. Ide o technické rozhodnutie s priamymi dôsledkami na kvalitu dielu, načasovanie programu a celkové náklady na vlastníctvo.

Čo hľadať u partnera pre dizajn razníc

Staviteľ matrice, ktorý jednoducho nasleduje vaše výkresy, je predajcom obrábania. Skutočný nástrojový partner spochybňuje vaše predpoklady, včas identifikuje riziká a prináša skúsenosti, ktoré zabránia nákladnému opakovaniu počas skúšania. Pri vyhodnocovaní vlastných možností konštruktéra lisovacích foriem sa pozerajte za zoznamy zariadení a zamerajte sa na konštrukčnú hĺbku.

Tu je to, čo odlišuje schopných partnerov od{0}}prijímateľov objednávok:

• Odborné znalosti o štruktúre matrice:Rozumejú tomu, ako tuhosť obuvi, dimenzovanie vodiaceho systému a rozloženie komponentov interagujú v rámci výrobnej tonáže a rýchlosti. Označia poddimenzovaný vodiaci stĺpik alebo pružnú topánku skôr, ako sa stane problémom pri skúšaní.
• Možnosť návrhu komponentov:Vyrábajú dierovače, lisovacie gombíky, zdvíhače, odstraňovače a tvarovacie vložky ako integrovaný systém, namiesto toho, aby ich získavali ako samostatnú komoditu. Ich tlak v striptérke, výška zdviháka a umiestnenie pilotov odrážajú výrobné skúsenosti, nie len učebnicové hodnoty.
• Komplexné funkcie:Obídenie geometrie zárezov, riadenie smeru otrepov a postupnosť vytvárania viacerých staníc-vyžadujú praktické-vedomosti nahromadené v tisíckach programov lisovníc. Partner, ktorý vyriešil nestabilitu kŕmenia pri 400 úderoch za minútu, prináša riešenia, ktoré v návode nenájdete.
• Optimalizácia vôle a materiálového toku:Prispôsobujú špecifikácie vôle vašim špecifickým požiadavkám na triedu materiálu, hrúbku a kvalitu hrán namiesto použitia percent prikrývok. Rozumejú tomu, ako materiál prúdi cez čerpacie stanice a ako zabrániť stenčovaniu, zvrásneniu a spätnému pruženiu pomocou úprav geometrie.
• Údržbová-filozofia dizajnu:Najlepší partneri navrhujú lisovnice, ktoré sa ľahko obsluhujú, s prístupnými vložkami, štandardizovanými systémami uchytenia a logickými{0}}podložkami, ktoré predlžujú celkovú životnosť lisovnice bez prestavby.

Ako je uvedené v odvetvových pokynoch pre výber výrobného partnera, technická podpora a dizajn-pre-spoluprácu v oblasti výroby na začiatku procesu zabraňujú nákladným revíziám po vytvorení nástrojov. Čím skoršia výrobná odbornosť vstúpi do konštrukčného cyklu, tým väčšia je príležitosť na optimalizáciu.

Ako riešenia na mieru skracujú čas výroby

Simulácia CAD/CAE pri vývoji lisovacích nástrojov zásadne zmenila časový plán výroby-na{1}}výrobu. Namiesto tradičnej slučky navrhovania, stavania, skúšania, opráv a opakovania, inžinierstvo založené na simulácii- overuje uskutočniteľnosť tvarovania, predpovedá návrat a identifikuje riziká stenčovania skôr, než sa akákoľvek oceľ opracuje. PodľaVýskum aplikácií CAE v razeníVýrobcovia, ktorí integrujú simuláciu do svojho pracovného postupu, zvyčajne znížia počet opakovaní testov o 30 až 50 percent, čo sa priamo premieta do kratších dodacích lehôt a nižších nákladov na úpravy.

Schopný nástrojový partner používa simuláciu nie ako konečnú kontrolu, ale ako nástroj na rozhodovanie o návrhu. Vykonávajú analýzy limitov tvárnenia, aby potvrdili, že sú dosiahnuteľné hĺbky ťahu, optimalizujú sily držiaka polotovaru, aby sa zabránilo pokrčeniu, a aplikujú kompenzáciu spätného pruženia na povrchy nástrojov, takže prvé diely z matrice klesnú bližšie k nominálnej hodnote. Tento prediktívny prístup nahrádza týždne pokusov-a{3}}úpravy omylov-dôverou založenou na údajoch.

Zníženie počtu opakovaných cyklov so skúseným nástrojovým partnerom znamená aj menej prekvapení pri nábehu výroby-. Partner, ktorý prostredníctvom simulácie overil správanie pri podávaní pásu, obchádzanie vrubov a orientáciu otrepov, dodáva matricu, ktorá dosahuje plnú produkčnú rýchlosť rýchlejšie a s menším počtom kvalitných držaní. Toto zrýchlenie sa spája naprieč programami: každý ušetrený týždeň pri testovaní je týždenným vrátením výnosov z produkcie.

Pre inžinierov pripravených prejsť od konceptu dizajnu k výrobným nástrojom,YICHENponúka vlastné riešenia lisovacích lisovníc, ktoré zahŕňajú štruktúru lisovnice, konštrukčné prvky, razníky, zdviháky, dizajn obtokových zárezov, kontrolu otrepov, optimalizáciu vôle a analýzu toku materiálu. Ich prístup spája celý rad návrhových rozhodnutí uvedených v tomto článku do súdržných nástrojov pripravených na{1}}výrobu. Je to jedna silná možnosť, ktorú stojí za to vyhodnotiť popri vašom užšom výbere, keď zložité progresívne matrice, úzke tolerancie alebo náročné objemy výroby vyžadujú partnera s hlbokými znalosťami v oblasti nástrojov, a nie univerzálnu-obrábaciu dielňu.

Rozhodnutia načrtnuté v tomto článku, od výberu typu lisovnice cez triedu ocele, špecifikáciu vôle a plánovanie údržby, definujú, či sa lisovacia forma stane výrobným aktívom alebo opakujúcim sa problémom. Každá voľba sa spája s ďalšou. Správny nástrojový partner rozumie týmto interakciám a vytvára z nich nástroj, ktorý funguje od prvého zásahu až po miliónty cyklus.

Často kladené otázky o dizajne razidiel

1. Aký je rozdiel medzi progresívnou kockou a zloženou kockou?

Progresívna matrica posúva súvislý pás cez viacero staníc, pričom pridáva jeden prvok na zdvih (prepichovanie, tvarovanie, orezávanie), až kým nie je diel hotový pri odrezaní. Vyniká pri veľkoobjemových{1}}komplexných dieloch s rýchlym cyklom a automatickým podávaním. Zložená matrica vykonáva dve alebo viac rezacích operácií v jednom zdvihu na jednej stanici, ako je vysekávanie vonkajšieho profilu pri súčasnom prepichovaní vnútorných otvorov. Zložené matrice poskytujú vynikajúcu rovinnosť dielu a užšie vzťahy medzi otvormi-k{5}}okrajom, pretože všetky prvky sú vytvorené jedným zásahom, čím sa eliminuje chyba registrácie medzi stanicami. Výber závisí od objemu, zložitosti a požiadaviek na toleranciu-zložené matrice vyhovujú stredne veľkým objemom, kde je kritická rovinnosť, zatiaľ čo progresívne matrice dominujú, keď výroba presiahne 50 000 dielov a je potrebných viacero odlišných vlastností.

2. Ako vypočítate vôľu dierovača-k-prepichovaniu pre rôzne materiály?

Vôľa od dierovača-do{1}}vyjadruje sa ako percento hrúbky materiálu na stranu a mení sa podľa typu materiálu, rozsahu hrúbky a prevádzky. Nízkouhlíková oceľ zvyčajne používa 8-12 % na jednu stranu, nehrdzavejúca oceľ vyžaduje 10-18 %, hliník potrebuje 6 – 12 % a vysokopevnostné ocele vyžadujú 12 – 22 %. Kľúčovým faktorom je vzťah materiálu medzi medzou klzu a pevnosťou v ťahu – materiály, ktoré sa rýchlo lámu s malou deformáciou (ako HSLA ocele), potrebujú väčšiu vôľu, zatiaľ čo ťažné materiály (ako meď) fungujú dobre s menšou. Vôľa sa tiež líši podľa operácie: pri vysekávaní sa otvor matrice zhoduje s veľkosťou dielu a razník je poddimenzovaný; pri piercingu sa dierovač zhoduje s veľkosťou otvoru a tlačidlo matrice je príliš veľké. Vždy overte podľa technických príručiek a upravte na základe výsledkov skúšok, pretože skutočný výkon ovplyvňujú faktory, ako je smer zrna a variácia šarže materiálu.

3. Čo spôsobuje zlomenie razníka v lisovacích nástrojoch a ako to opravíte?

Zlomenie dierovača má zvyčajne štyri základné príčiny: nedostatočná vôľa, ktorá zvyšuje reznú silu nad strihovú kapacitu dierovača, neadekvátna podpora dierovača-k{1}}pridržiavaču umožňujúca bočné vychýlenie, nadmerný nárazový náraz pri rezaní vysokopevných materiálov- a nesúososť medzi horným a spodným nástrojom. Príčinu môžete diagnostikovať preskúmaním povrchu zlomeniny-čistá plochá zlomenina naznačuje preťaženie, zatiaľ čo zubatá zlomenina pod uhlom naznačuje bočné zaťaženie spôsobené nesprávnym vyrovnaním. Nápravné opatrenia zahŕňajú zväčšenie vôle na zníženie reznej sily, prechod na tvrdšiu triedu ocele (napríklad CPM 10V namiesto D2), pridanie navádzaných-príchytiek razníka a overenie vodiaceho stĺpika-k-nájmu objímky. Partneri ako YICHEN s hlbokými skúsenosťami v oblasti konštrukcie komponentov môžu pomôcť určiť správnu kombináciu triedy ocele, vôle a nosnej konštrukcie, aby sa zabránilo opakovaniu.

4. Ako fungujú obtokové zárezy v progresívnom dizajne matrice?

Obtokové zárezy sú reliéfne prvky vyrezané do usporiadania pásu, ktoré zabraňujú interferencii medzi postupujúcim pásom a komponentmi matrice, ako sú razidlá, zdviháky alebo tvarované prvky. Pozitívny obtokový zárez zadržiava materiál okolo prekážky a zároveň zachováva pevnosť nosiča pre stabilné podávanie. Negatívny obtokový zárez úplne odstraňuje materiál, aby vytvoril vôľu pre nástroje alebo tvarovanú geometriu. Bez správneho odľahčenia obtoku môžu tvarované výstupky alebo okraje s prírubou kolidovať so susednými nástrojmi, keď sa pás posúva, čo spôsobí zasekávanie alebo občasné nesprávne podávanie pri výrobnej rýchlosti. Geometria zárezu musí vyvažovať tri protichodné požiadavky: dostatočnú vôľu pre operácie, primeranú pevnosť nosiča, aby sa zabránilo vybočeniu pásu počas vysokorýchlostného podávania, a riadené oddeľovanie šrotu. Výkon zárezu by sa mal overiť pri postupne sa zvyšujúcich rýchlostiach počas skúšania, pretože dizajn, ktorý pracuje pri 100 zdvihoch za minútu, môže spôsobiť nestabilitu pri 300.

5. Akú nástrojovú oceľ by som mal použiť na razenie razidiel?

Najlepšia nástrojová oceľ závisí od toho, aký materiál lisujete, od objemu výroby a od spôsobu zlyhania, ktorému sa musíte vyhnúť. Vzduchom-kaliteľná oceľ A2 je solídnou všestrannou-voľbou na vysekávanie a prepichovanie mäkkej ocele pri stredných objemoch. Oceľ D2 s vysokým-chrómom ponúka vyššiu odolnosť proti opotrebovaniu pri dlhších prácach na abrazívnych materiáloch, ale je krehkejšia. Nárazuvzdorná oceľ S7-na formovacie stanice a operácie s vysokým{10}}nárazom, kde riziko zlomenín prevažuje nad obavami o životnosť. Pre veľkoobjemové aplikácie poskytujú triedy práškovej metalurgie ako CPM 10V vynikajúcu odolnosť proti opotrebovaniu s lepšou húževnatosťou ako D2. Karbidové doštičky ospravedlňujú ich vysoké náklady, keď výroba presiahne jeden milión dielov, čím sa predĺži životnosť matrice o 500-1000 % pri operáciách rezania s nízkym-nárazom. Mnoho moderných lisovníc mieša akosti v rámci jedného nástroja-tvrdšie ocele na staniciach s vysokým-opotrebením a tvrdšie akosti, kde je rázové zaťaženie najvyššie, čím sa optimalizuje výkon aj náklady.