Tu zlyhajú vaše lisovacie matrice alebo raznice: Vôľa, oceľ, geometria

Čo sú razidlá a raznice

Hľadať „razidlá alebo raznice“ a nájdete pojmy zamotané, používané zameniteľne alebo vysvetlené spôsobmi, ktoré vytvárajú viac zmätku ako jasnosti. Tu je rozdiel, na ktorom záleží: lisovanie je zastrešujúcim procesom a razníky sú jednou zložkou v systéme nástrojov, vďaka ktorej funguje.

Definovanie razidiel a razníc

Lisovacia matrica je presne{0}}skonštruovaný oceľový nástroj pozostávajúci zo zhodných horných a spodných častí, ktoré režú, ohýbajú alebo tvarujú plech pod tlakom lisu. Dierovač je samčí komponent tohto nástroja - časť, ktorá sa pohybuje do dutiny matrice, aby vykonala operáciu. Spoločne tvoria spárovaný systém zodpovedný za tvarovanie kovových dielov lisovaním vo veľkom meradle.

Razenie zahŕňa skupinu operácií tvárnenia za studena-: vysekávanie, dierovanie, ohýbanie, kreslenie, razenie a razenie. Každý používa súpravu lisovníc, ale geometria lisovníka a dutina lisovnice sa menia v závislosti od úlohy. Keď ľudia hovoria o raziacich razidlách, hovoria o rezných alebo tvarovacích prvkoch namontovaných v hornej topánke, ktoré vykonávajú skutočnú prácu na materiáli.

Ako funguje Punch and Die ako párový systém

Predstavte si, že pretláčate vykrajovačku na sušienky cez cesto -, ale sily sa merajú v tonách, tolerancie v tisícinách palca a materiál sa bráni. Vzťah úderu-a-uholníka zahŕňa presnú mechanickú sekvenciu:

• Razník klesá a dotýka sa plechu, pričom pôsobí koncentrovanou silou na konkrétnom mieste.
• Materiál sa deformuje elasticky a potom plasticky, keď razník preniká do otvoru matrice.
• Šmykové napätie prevyšuje pevnosť materiálu a spôsobuje lom pozdĺž kontrolovaných línií definovaných vôľou medzi razníkom a matricou.
• Razník sa stiahne a hotový prvok - diera, polotovar, vytvarovaný tvar - zostane.

Voľná ​​medzera medzi dierovacou hranou a hranou matrice určuje všetko: kvalitu hrany, výšku otrepu, životnosť nástroja a rozmerovú presnosť. Pomýlite si to a uvidíte zlyhania, ktorým sa tento článok podrobne venuje.

Kde sa dierovanie hodí do rodiny razieb

Dierovacie razenie je špecifická podskupina - zameraná výlučne na odstraňovanie materiálu na vytváranie otvorov, štrbín alebo výrezov. Vyrazený-kus (slimák) je šrot, zatiaľ čo zostávajúci list sa stáva hotovým dielom. Porovnajte to so zaslepovaním, kde je vyrazený-kusječasť a plech sú šrot. Obaja používajú razidlo zapichnuté do matrice, ale zámer je opačný.

To je dôležité, pretože dizajn nástrojov sa mení so zámerom. Operácie razenia a dierovania uprednostňujú kvalitu otvoru v obrobku. Operácie orezávania uprednostňujú kvalitu okrajov oddeleného kusu. Vôľa matrice, geometria razidla a metóda odizolovania podľa toho posúvajú - rozdiely, ktoré sa prelínajú do každého rozhodnutia uvedeného v nasledujúcich sekciách.

Úplná taxonómia operácií razenia

Vzťah dierovača-a{1}}poháňa každú operáciu razenia, ale nie každá operácia robí to isté s kovom. Niektorí rezali. Niektorí sa ohýbajú. Niektoré napínajú materiál do úplne nových geometrií bez odstránenia jedinej triesky. Pochopenie, do ktorej kategórie patrí vaša časť, určuje všetko od architektúry matrice až po profil dierovača - a začína to tým, že viete, ako je usporiadaný úplný rodokmeň.

Kompletná mapa lisovacích operácií

Lisovacie operácie sa delia do dvoch základných skupín: na tie, ktoré oddeľujú materiál, a na tie, ktoré ho pretvárajú. V rámci týchto skupín každá operácia používa na dosiahnutie svojho výsledku odlišnú kombináciu geometrie matrice a profilu razníka. Takto sú zmapované:

Všimnite si vzor: rezacie operácie (vyrezávanie, prepichovanie, vrúbkovanie, lámanie) všetky vyžadujú ostré, kalené rezné hrany s presnými vôľami. Operácie tvárnenia (ohýbanie, ťahanie, razenie, razenie) sa spoliehajú skôr na riadený tok materiálu a zaoblené povrchy než na strih.

Lisovanie vs. dierovanie a lisovanie Rozdiely

Tieto tri pojmy spôsobujú neustály zmätok, tak to poďme vyriešiť.Čo je lisovanie kovov? Je to iný názov pre lisovanie - širokého použitia lisovacej sily na tvarovanie plechu pomocou lisovníc. Pojmy lisovanie a razenie sú v priemysle funkčne zameniteľné. V európskych a ázijských výrobných kontextoch budete častejšie počuť „lisovanie kovu“, zatiaľ čo severoamerické obchody zvyknú hovoriť „razenie“.

Naproti tomu dierovanie sa vzťahuje konkrétne na odstraňovanie materiálu - prepichnutie dierovačom cez plech, aby sa vytvoril otvor alebo výrez. Je to jedna operácia v rámci väčšej rodiny lisovania a razenia, nie jej synonymum.

Pri špecifikácii práce je dôležitý praktický rozdiel:

• Razenie a lisovanie- kategóriu kompletného procesu, ktorá zahŕňa všetky{1}}operácie s plechovým plechom od rezania až po tvarovanie.
• Lisovanie a dierovanie- stlačenie je metóda aplikácie sily; dierovanie je jedna špecifická operácia rezania, ktorá využíva túto silu na odstránenie materiálu.
• Razenie sám- vždy zahŕňa separáciu materiálu, vždy vytvára brvno, vždy vyžaduje reznú vôľu medzi lisovníkom a matricou.

Typy operácií, ktoré zdieľajú nástroje

Nie každá operácia vyžaduje jedinečnú matricu. Viaceré majú spoločné geometrie razníkov alebo ich možno kombinovať v rámci jedného nástroja:

• Prepichovanie a zaslepovanie používa takmer identickú mechaniku úderu-a{1}}kocky -, len zámer (udržať dieru vs. zachovať slimák) sa líši. Jedna progresívna matrica bežne zvláda oboje v sekvenčných staniciach.
• Ohýbacie a tvarovacie razníky majú často spoločné profily s polomerom{0}}, ktoré sa líšia najmä hĺbkou zdvihu a tvarom dutiny matrice.
• Razenie aj razenie používajú uzavreté alebo polo{0}}uzavreté dutiny, ale fungujú v značne odlišných tonážach. - razenie môže vyžadovať päť až desaťkrát väčšiu silu razenia pre podobnú stopu.

Táto realita zdieľaných{0}}nástrojov je dôvodom, prečo progresívne matrice dominujú-výrobe veľkého objemu. Jeden pás prechádza viacerými stanicami -, pričom na jednej sa prepichne, na druhej sa vytvorí zárez a na ďalšej sa - ohne, pričom každá z nich sa používa s účelne-vytvorenou geometriou razidla v rámci jednotnej súpravy lisovníc. Architektúra tejto sady nástrojov a spôsob, akým tieto operácie sekvenuje, je miestom, kde začínajú skutočné inžinierske rozhodnutia.

Typy kociek a kedy ich použiť

Jednotná súprava lisovníc môže vykonávať dierovanie, vrúbkovanie a ohýbanie v rámci jedného nástroja -, alearchitektúratohto nástroja určuje, ktoré diely môžete vyrobiť, ako rýchlo ich dokážete vyrobiť a koľko každý z nich stojí. Nástrojom a lisovacím nástrojom dominujú tri primárne architektúry lisovníc: progresívne, transferové a zložené. Každý z nich zvláda viac{2}}operačné sekvencie inak a výber nesprávneho páli peniaze za nástroje, ktoré buď nedokážu držať krok s objemovými požiadavkami, alebo stoja oveľa viac, než vyžaduje zložitosť dielov.

Progresívna architektúra raznice a ideálne prípady použitia

Progresívne matrice posúvajú súvislý kovový pás cez sériu staníc, z ktorých každá vykonáva odlišnú operáciu - rezanie, tvarovanie, ohýbanie -, pričom obrobok zostáva po celý čas spojený s nosným pásom. Časť sa oddeľuje až v konečnej stanici. Táto architektúra je účel-vytvorená pre rýchlosť. Jediným zdvihom lisu sa pás posunie a súčasne sa dokončí jedna operácia na každej stanici, čo znamená, že hotový diel klesá s každým cyklom.

Kde svietia progresívne matrice:

• Veľké{0}}výrobné série (zvyčajne 10,{2}} dielov na sériu, často milióny ročne)
• Malé až stredne veľké-diely s miernou geometrickou zložitosťou
• Aplikácie vyžadujúce tesné tolerancie viacerých prvkov, pretože všetky operácie odkazujú na rovnaký pásik a vodiace otvory
• Diely kombinujúce operácie rezania a tvarovania, ktoré možno lineárne radiť

Kompromis? Vyššie počiatočné investície do nástrojov a obmedzená flexibilita pri zmenách konštrukcie po vyrobení nástroja. Súprava progresívnych razidiel vyžaduje starostlivé plánovanie, pretože geometria každej stanice je fixná vzhľadom na postup pásu. Pri dlhodobo-bežnej produkcii však náklady na súčiastku dramaticky klesnú -, vďaka čomu je počiatočná investícia ľahko opodstatnená.

Dizajn prenosovej matrice pre zložité geometrie

Prenosové matrice majú zásadne odlišný prístup. Namiesto toho, aby držali obrobok pripevnený na nosnom páse, oddeľujú polotovar na prvej stanici a potom ho pomocou mechanických prstov alebo chápadiel posúvajú nezávisle medzi nasledujúcimi formovacími stanicami. Každá stanica funguje na voľnej{2}}časti.

Táto nezávislosť odomyká možnosti, ktorým sa progresívne matrice nemôžu rovnať:

• Hlboko{0}}ťahané časti -, keďže polotovar nie je obmedzený nosným pásikom, materiál môže voľne prúdiť do ťažných dutín
• Veľké komponenty, ktoré by zbytočne plytvali pásovým materiálom, ak by zostali pripojené
• Komplexné 3D geometrie vyžadujúce tvarovanie z viacerých smerov
• Časti vyžadujúce závitovanie, rebrá, vrúbkovanie alebo iné prvky, ktoré vyžadujú premiestnenie obrobku medzi operáciami

Eliminácia nosného pásu tiež znamená menej materiálového odpadu na diel. V progresívnej matrici je spojovací pás medzi časťami čistý šrot. Prenosové uchopovače nahradia tento pás a šetria materiál pri každom cykle. Prenosový mechanizmus však zvyšuje zložitosť a náklady na nástroje aj nastavenie lisu a časy cyklu bežia pomalšie ako progresívne operácie kvôli mechanickej manipulácii medzi stanicami.

Zložené matrice pre vysoko{0}}presné zaslepovanie

Zložené matrice fungujú na úplne inom princípe - vykonávajú viaceré operácie rezania v rámci jedného lisovacieho zdvihu v rámci jednej stanice. Neexistuje žiadna progresia prúžku a žiadny prenosový mechanizmus. Razník klesá a diel je súčasne rezaný, prepichovaný a vyhodený jedným pohybom.

Znie to obmedzene? Je, geometricky. Ale pre ploché diely vyžadujúce výnimočnú presnosť - podložky, podložky, elektrické laminácie, presné polotovary - zložené matrice poskytujú sústrednosť a rovinnosť, s ktorou sa progresívne matrice len ťažko vyrovnávajú. Pretože všetky rezné hrany zaberajú s materiálom súčasne, nedochádza k žiadnej kumulatívnej chybe pri premiestňovaní zo stanice-do{5}}stanice.

Predstavte si to ako rozdiel medzi jemným strihaním a lisovaním pomocou progresívneho nástroja: keď je váš rozpočet na toleranciu obmedzený a geometria dielu je rovinná, kombinovaná matrica často poskytuje vynikajúce výsledky pri nižších nákladoch na nástroje. Obmedzením je, že zložené matrice zvládajú iba operácie rezania - žiadne tvarovanie, ohýbanie alebo kreslenie v rámci toho istého nástroja.

Rozhodovací rámec pre výber typu lisovnice

Správna architektúra lisovacieho nástroja závisí od piatich premenných, ktoré spolupracujú. Tu je návod, ako sa porovnávajú v rámci troch základných možností:

Kedy by ste mali eskalovať z jedného typu kociek na ďalší? Toto sú spúšťače:

• Zložené až progresívne:Keď si vaša súčiastka vyžaduje tvárniace operácie nad rámec plochého rezania alebo keď objem presahuje to, čo dokáže cyklovanie jedným{0}}ťahom efektívne poskytnúť.
• Postupne na prenos:Keď veľkosť dielu presahuje praktické limity šírky pásu, keď sa vyžaduje hlboké ťahanie alebo keď sa odpad materiálu z nosných pásov stáva-nenákladným pre drahé zliatiny.
• Akýkoľvek typ na zlúčenie:Keď sú tolerancie rovinnosti a sústrednosti užšie ako progresívne polohovanie medzi stanicou-k{1}}staniciam, ktoré dokáže spoľahlivo udržať a geometria dielu zostane rovinná.

Samotný objem výroby nediktuje výber. Malá, komplexná časť s 500 000 jednotkami za rok poukazuje na progresívnu matricu. Veľký, hlboko{4}}ťahaný kryt s 5 000 kusmi za rok si vyžaduje prenosovú matricu bez ohľadu na objem. A jednoduchý presný polotovar pri akomkoľvek objeme ťaží z vlastnej presnosti zloženej matrice.

Architektúra matrice určuje rozsah toho, čo je možné -, ale v rámci tohto rozsahu sa výkon znižuje na dve veci: z čoho sú lisovníky vyrobené a ako ich geometria interaguje s materiálom obrobku. To sú premenné, kde v skutočnosti vzniká väčšina zlyhaní nástrojov.

Typy razníkov a ich geometria

Architektúra určuje pravidlá toho, aké operácie sa dejú a v akom poradí. Ale dierovač - určuje komponent, ktorý sa skutočne dotýka obrobku -akovykoná každá operácia. Plochý-dierovač a skosený úder na ten istý plech s rovnakou vôľou spôsobia odlišné podmienky okrajov, odlišné požiadavky na silu a odlišné správanie slimákov. Keď dierujete kov pri výrobnej rýchlosti, tieto geometrické rozdiely oddeľujú čisté diely od nádob na šrot.

Prepichovacia a dierovacia geometria

Prepichovacie a strižné razníky majú rovnakú základnú mechaniku -, obe prechádzajú plechom a oddeľujú materiál pozdĺž šmykových línií. Rozdiel je v tom, ktorý kus si necháte. Voľby geometrie však ovplyvňujú obe operácie merateľným spôsobom.

Štandardný plochý-úder do tváre aplikuje silu rovnomerne na celý-prierez súčasne. Je to základná geometria pre operácie dierovania plechov: predvídateľná, ľahko ostriteľná a vhodná pre väčšinu štandardných profilov otvorov. Nevýhoda? Maximálne rezné sily zasiahnu všetky naraz, čím-vytvoria náraz, ktorý namáha rám nástrojov aj lisu.

Skosené razníky uhli reznú plochu pod uhlom 3 až 6 stupňov, čím sa rez začína postupne naprieč materiálom a nie naraz. Výskum zdokumentovaný vPokyny pre aplikáciu AHSSukazuje, že táto geometria znižuje maximálnu dierovaciu silu o viac ako 50 % a zároveň zlepšuje pomery rozšírenia otvoru až o 60 % v porovnaní s plochým dierovaním. Smer strihu prebieha rovnobežne so smerom valcovania s optimálnym výkonom pri vôli okolo 17 % matrice.

Strešné dierovače posúvajú koncepciu ďalej - ryhovaný profil, ktorý sa najprv dotýka plechu v stredovej línii a potom sa postupne strihá smerom von. Štúdie ukazujú zníženie sily až o 80 % v porovnaní s plochým úderom s výrazne zníženým prerazením-tonáže. Na dierovanie plechu vo vysoko{5}}pevnosti (780 MPa a viac) táto geometria výrazne predlžuje životnosť lisu a nástroja.

Konkávne dierovače používajú dovnútra-zahnutú plochu, ktorá sa najskôr zapojí do obvodu plechu a vytvorí na slimákovi česanie. To zlepšuje zadržiavanie výplne v matrici, ale zavádza variabilitu stavu okraja okolo obvodu otvoru -, čím je menej vhodný pre diely vyžadujúce rovnomernú ťažnosť okraja.

Funkcie tvarovania a pilotného razenia

Nie každý punč reže. Formovacie razníky menia tvar materiálu bez oddeľovania - ohybových lemov, vytvárajú reliéfne prvky, raziace povrchy alebo kresliace misky. Ich geometria využíva skôr veľkorysé polomery než ostré rezné hrany, pretože cieľom je skôr riadený tok materiálu než šmykové lomy. Príliš-ostrý polomer na dierovači nadmerne stenčuje materiál na línii ohybu; príliš{5}}veľký polomer nedokáže presne definovať objekt.

Pilotné razníky slúžia na úplne iný účel: zarovnanie. Pri progresívnych lisovacích operáciách vstupujú pilotné razidlá do pred-dierovaných otvorov, aby presne lokalizovali pás pred začiatkom rezania na každej stanici. Vo vodiacom otvore sú zahrotené alebo zahrotené-do seba{4}}do seba a zapoja pás skôr, ako sa dotknú akékoľvek rezné údery. Bez presného pilotovania sa každý nasledujúci objekt odchyľuje od svojej skutočnej polohy - kumulatívna chyba, ktorá sa spája medzi stanicami v postupnosti dierovania a pečiatky.

Profily vrúbkovania a dierovania

Vrúbkovacie dierovače odstraňujú materiál z okraja pásika alebo prázdneho - orezania rohov, vytvoria záložky alebo otvoria oblasti pre následné ohýbanie. Ich profily sa zhodujú s geometriou usporiadania pásu a zvyčajne majú ploché alebo uhlové rezné plochy navrhnuté tak, aby nasmerovali polotovar preč z dutiny formy.

Vystrihnuté úderyaohnúť jedným ťahom. Čiastočne oddeľujú materiál, aby vytvorili jazýčky, žalúzie alebo spoje nosičov bez úplného oddelenia obrobku. Rezná hrana je naklonená tak, aby iniciovala strih na jednej strane pri ohýbaní uvoľneného materiálu do kontrolovaného uhla. Vďaka tomu sú nevyhnutné v progresívnych lisoch, kde nosiče pásov musia zostať pripojené cez viacero staníc - dýza definuje, kde sa pás môže ohýbať bez toho, aby sa predčasne uvoľnil.

Zhoda typu razníka s požiadavkami na diel

Tu je úplná klasifikácia usporiadaná podľa toho, čo každá geometria robí a aký druh hrany zanecháva:

Hrúbka materiálu tiež určuje, ktorý profil razníka funguje najlepšie. Ako sa pažba zväčšuje, trest za použitie plochého-dierovača na tvár rastie - vyššie sily, viac prerazenia-, rýchlejšie opotrebovanie. Tu je praktický návod na výber profilov dierovačov na základe rozsahov hrúbok:

• Menej ako 1,0 mm:Ploché dierovače{0}}spracujú väčšinu materiálov efektívne. Požiadavky na silu zostávajú dostatočne nízke, aby optimalizácia geometrie ponúkala minimálny prínos pre štandardné triedy.
• 1,0 mm až 2,0 mm:Skosené razníky sú výhodné pre materiály s vysokou{0}}pevnosťou (nad 590 MPa v ťahu). Zníženie sily výrazne predlžuje životnosť nástroja pri objeme výroby.
• 2,0 mm až 4,0 mm:Dôrazne sa odporúča geometria strechy alebo skosenia. Špičkové sily s plochými razníkmi pri tejto hrúbke namáhajú lisovacie rámy a dramaticky urýchľujú opotrebovanie razníka.
• Nad 4,0 mm:Nevyhnutné sú špeciálne strižné{0}uhlové razníky. Ploché dierovanie{2}}pri tejto hrúbke vytvára tonážne špičky, pri ktorých hrozí prasknutie dierovača aj lisovacej dosky.

Výber geometrie nie je kozmetický -, priamo riadi stav okrajov, ktoré vaše diely prenesú do následného tvarovania, zvárania alebo montáže. Zle zvolený profil razidla vytvára na hranách rezu stúpadlá napätia, ktoré sa počas nasledujúcich operácií šíria do trhlín. Ale aj dokonalá geometria predčasne zlyhá, ak je vyrobená z nesprávneho materiálu, a preto je výber triedy nástrojovej ocele ďalšou kritickou premennou v rovnici nástrojov.

Výber materiálu pre matrice a raznice

Dokonalá geometria razníka stále predčasne zlyhá, ak je brúsený z nesprávnej ocele. Zápustková doska D2, na ktorej sú poháňané zliatiny medi, sa rozbije na tisícky zásahov. Vysekávací rezný abrazívny nerez S7 sa opotrebuje za zlomok svojej očakávanej životnosti. Výber materiálu je miesto, kde sa životnosť nástroja, kvalita dielu a cena{5}}na-zásah zbližujú - a je to premenná, ktorá sa najčastejšie vyberá skôr na základe zvyku než analýzy.

Štyri triedy nástrojových ocelí a jedna skupina karbidov pokrývajú veľkú väčšinu aplikácií na lisovanie ocele. Každý z nich zaberá špecifickú zónu na trojuholníku tvrdosti{1}}húževnatosti-oteru a pochopenie toho, kde sedia, určuje, či vaše nástroje vydržia 50 000 alebo 5 000 000 úderov.

Akosti nástrojovej ocele pre lisovacie matrice

Nástrojové ocele na lisovanie za studena-spadajú do širokého spektra. Na jednom konci: maximálna odolnosť proti opotrebovaniu s obmedzenou húževnatosťou. Na druhej strane: výnimočné tlmenie nárazov s rýchlejším opotrebovaním. Materiál vášho obrobku, objem výroby a prijateľný interval údržby určujú, kde v tomto spektre pristane vaša aplikácia.

Tu je návod, ako čítať tabuľku prakticky.Nástrojová oceľ D2je predvolenou voľbou pre{0}}dlhodobé vysekávanie a prepichovanie - jeho 12 % obsah chrómu zaisťuje hlboké vytvrdenie a výnimočnú odolnosť proti oderu, vďaka čomu je ťažným koňom pri lisovaní pásov z uhlíkovej ocele v objemoch presahujúcich 100 000 dielov. Kompromisom je krehkosť pri šoku. Ak vaša operácia zahŕňa ťažké tvarovanie, náhle nárazy alebo materiál hrubší ako 3 mm, stredná húževnatosť D2 sa stáva problémom.

A2 sedí uprostred. Vytvrdzuje na vzduchu s menším skreslením ako D2, ľahšie sa opracúva a poskytuje dostatočnú odolnosť proti opotrebeniu pre strednú-sériovú výrobu na ľahkom alebo ťažkom papieri. Keď potrebujete dobrú-univerzálnu zápustku a váš objem neoprávňuje na ťažšie-brúsenie-D2, A2 je miesto, kde väčšina obchodov pristane.

M2 vstupuje na scénu, keď je teplo nepriateľom. Ako-rýchlorezná oceľ si zachováva svoju ostrosť pri teplotách, ktoré by zmäkli D2 alebo A2. Lisy s vysokým-zdvihom-nepretržitým chodom vytvárajú dostatok trecieho tepla na temperovanie konvenčných ocelí na opracovanie za studena-na reznej hrane - M2 odoláva tejto degradácii. Vďaka rozsahu tvrdosti 60-66 HRC je vhodný aj pre razníky, ktoré potrebujú preniknúť do tvrdších materiálov obrobku bez deformácie.

S7 je tlmičom skupiny. S Charpyho rázovou húževnatosťou ďaleko presahujúcou D2 alebo A2 zvláda náhle výkyvy zaťaženia, ktoré vznikajú pri tvárniacich operáciách -, najmä pri lisovaní ťažkej-vysokopevnostnej- ocele alebo pri operáciách s výrazným bočným ťahom. V porovnaní s D2 obetujete životnosť opotrebenia, ale matrica sa nerozštiepi ani nepraskne v podmienkach, ktoré by zlomili tvrdšiu triedu.

Možnosti tvrdokovu pre-vysokoobjemové dierovače

Karbid volfrámu zaberá úplne inú výkonnostnú úroveň. S tvrdosťou presahujúcou 88 HRA (ekvivalent približne 70+ HRC) a odolnosťou proti opotrebeniu 10 až 30-krát vyššou ako nástrojová oceľ, tvrdokovové nástroje poskytujú životnosť matrice meranú v miliónoch úderov namiesto stoviek tisícov. Pri operáciách lisovania plechov s nepretržitou veľkoobjemovou-výrobou karbid zásadne mení rovnicu údržby.

Nástroje z tvrdokovu stoja vopred 3 až 5-krát viac ako ekvivalentné komponenty z nástrojovej ocele -, ale pri objemoch nad jeden milión dielov celkové náklady na vlastníctvo klesnú pod úroveň ocele, a to z dôvodu výrazne menšieho počtu cyklov prebrúsenia, menej prestojov a konzistentnejších rozmerov dielov počas celej výrobnej série.

Háčikom je krehkosť. Karbid nedokáže absorbovať bočné zaťaženie, vychýlenie alebo nárazy tak, ako to dokáže nástrojová oceľ. Nesprávne nastavený zdvih lisu, ktorý iba odštípne razník D2, katastroficky rozbije karbidový razník. To znamená, že karbid funguje najlepšie v stabilných, dobre udržiavaných{4}}lisoch, pri ktorých sa vykonáva konzistentné dierovanie a vysekávanie materiálu - s predvídateľnými silovými profilmi, a nie tvárniace operácie s premenlivým bočným zaťažením.

Existuje praktická stredná cesta: karbidové doštičky na miestach s vysokým{0}}opotrebením v tele nástroja z nástrojovej ocele. Tento hybridný prístup poskytuje tvrdokovovú-odolnosť voči opotrebovaniu na rezných hranách, zatiaľ čo oceľová konštrukcia absorbuje nárazy a poskytuje húževnatosť potrebnú pre celkovú integritu nástroja. Mnoho lisovacích výrobných operácií používa túto stratégiu na predĺženie životnosti matrice o 500 – 1000 % v kritických bodoch opotrebovania bez toho, aby absorbovali všetky náklady na konštrukciu z masívneho karbidu.

Prispôsobenie materiálu matrice vlastnostiam obrobku

Obrobok, ktorý režete, určuje, ktorý materiál matrice prežije. Tento vzťah je jemnejší ako jednoduché priraďovanie tvrdších foriem k tvrdším pracovným materiálom - adhézne opotrebovanie (zadieranie) predstavuje úplne iný mechanizmus zlyhania, ktorý samotná tvrdosť nevyrieši.

Aplikácia medenej raznice to dokonale ilustruje. Meď a zliatiny medi sú mäkké, ale agresívne priľnú k povrchom nástrojovej ocele pod tlakom a teplotou vznikajúcou pri lisovaní. Pri štandardnom nástroji D2 s medeným pásikom dochádza k vzniku mikroskopického zvárania medzi obrobkom a povrchom matrice - zadieraním -, ktoré rýchlo zhoršuje povrchovú úpravu dielu a urýchľuje opotrebovanie nástroja. Riešením nie je tvrdšia oceľ. Ide o povrchové úpravy (TiN alebo DLC povlaky), vysoko leštené povrchy matrice alebo karbidové doštičky, ktoré odolávajú priľnavosti. Niektoré obchody prechádzajú na A2 so zrkadlovým leskom pre medené práce, pretože jeho povrch má jemnejšiu povrchovú úpravu, než umožňuje hrubšia karbidová štruktúra D2.

Nerezová oceľ predstavuje opačnú výzvu. Jeho abrazivita a tendencia k-tvrdnutiu pri práci si vyžadujú maximálnu odolnosť proti opotrebeniu -, vďaka čomu sú doštičky D2 alebo karbidové doštičky základnou líniou pre akúkoľvek výrobu nad rámec krátkeho prototypovania. Operácie lisovania plechu na objeme nehrdzavejúcej ocele v podstate vyžadujú karbid na rezných hranách; samotná nástrojová oceľ sa opotrebováva príliš rýchlo na to, aby sa zachovala rozmerová konzistentnosť počas celej výrobnej kampane.

V prípade mäkkej uhlíkovej ocele - najbežnejší obrobok z lisovacej ocele - sleduje výber materiálu predovšetkým podľa objemu:

• Menej ako 100 000 dielov:A2 poskytuje ekonomickú rovnováhu medzi životnosťou a jednoduchou údržbou
• 100 000 až 1 000 000 dielov:D2 sa stáva štandardnou voľbou, ktorá poskytuje potrebnú odolnosť proti opotrebovaniu bez nadmerných nákladov na nástroje
• Viac ako 1 000 000 dielov:Karbidové doštičky alebo plnokarbidové razníky ospravedlňujú svoju prémiu zníženými cyklami údržby a konzistentnou kvalitou dielov

Hliník je na konci spektra s nízkym{0}}opotrebením, ale má rovnaký sklon k odieraniu medi. Nástrojové ocele s povlakom alebo leštené A2 zvyčajne dobre zvládajú lisovanie hliníka, pričom karbid je vyhradený pre extrémne veľkoobjemové-aplikácie, kde sa aj malé opotrebenie stane neprijateľným počas miliónov cyklov.

Výber materiálu určuje hornú hranicu, ako dlho môže vaše náradie bežať medzi údržbovými zásahmi -, ale nevylučuje opotrebenie úplne. To, čo určuje, či dosiahnete tento strop alebo zaostanete, je vzdialenosť medzi lisovníkom a matricou, jediný parameter s najpriamejším vplyvom na kvalitu dielu a životnosť nástroja.

Výpočty vôle a kvalita dielov

Výber materiálu určuje hornú hranicu životnosti nástroja -, ale vôľa určuje, či každý kovový lisovaný diel, ktorý opustí vašu matricu, spĺňa špecifikácie alebo pôjde do šrotu. Vôľa-k-dierovaniu je jediný parameter s najpriamejším a bezprostredným vplyvom na kvalitu ostria, tvorbu ostrapov, mieru opotrebovania nástroja a reznú silu. Urobte to správne a nástroje bežia na státisíce zásahov s konzistentnými výsledkami. Pomýlite sa čo i len o pár percent a príznaky uvidíte už po prvých tisíckach ťahov.

Čo je to teda vlastne povolenie? Je to medzera medzi reznou hranou razníka a reznou hranou otvoru matrice, vyjadrená ako percento hrúbky obrobkuna stranu. Toto rozlíšenie „na stranu“ je kritické. Keď niekto povie „10 % vôľa“, znamená to, že na každej strane dierovača je medzera rovnajúca sa 10 % hrúbky plechu -, nie 10 % celkom. Pre plech s hrúbkou 1,0 mm pri 10 % vôli má otvor matrice priemer 1,0 mm + (0,1 mm x 2)=1.2 mm.

Ako sa percento uvoľnenia líši podľa materiálu

Staré pravidlo - 10 % hrúbky materiálu pre všetko - bolo zavedené, keď sa pri väčšine operácií lisovania plechu používala výlučne mierna-uhlíková oceľ. AkoMetalForming Magazinedokumentoch, toto pravidlo sa objavilo v čase,-keď neboli ľahko dostupné materiály s vyššou pevnosťou a exotickými materiálmi. Jeho univerzálne používanie v súčasnosti spôsobuje problémy - predčasného rozpadu razníka, nadmerného odizolovacieho tlaku, vyšších rezných síl a zvýšenej tvorby otrepov.

Prečo typ materiálu mení požiadavku na vôľu? Ide o vzťah medzi medzou klzu a pevnosťou v ťahu. Pri rezaní razník najprv deformuje (vytlačí) materiál, čím sa vytvorí lesklá leštená zóna. Akonáhle napätie presiahne pevnosť v ťahu materiálu, dôjde k prasknutiu, čím sa vytvorí hrubšia zóna pretrhnutia. Nízko{3}}uhlíková oceľ má pevnosť v ťahu približne dvojnásobnú oproti hodnote klzu, čo umožňuje značnú deformáciu pred zlomom -, čím vzniká klasický profil rezu „jedna-tretina šmyk, dve{6}}tretiny pretrhnutia“ s vôľou 10 %.

Vysokopevnostné ocele prevracajú tento vzťah. Ich medza klzu je blízko ich pevnosti v ťahu, čo znamená, že pred prasknutím materiálu dôjde k veľmi malej deformácii. Tieto stupne potrebujú väčšiu vôľu, aby sa roviny lomu mohli šíriť čisto. Mäkšie materiály ako hliník a meď vyžadujú menšiu vôľu, pretože sa ľahko deformujú a ich lomové správanie dobre reaguje na užší rozstup.

Takto sa mapuje odporúčaná vzdialenosť medzi bežnými materiálmi obrobku v procese lisovania plechu:

Všimnite si vzor: so zvyšujúcou sa pevnosťou v ťahu sa zvyšuje aj potrebná vôľa. Vzťah nie je úplne lineárny, ale trend je konzistentný. Výskum pokročilých-kvalitných ocelí s vysokou pevnosťou potvrdzuje, že vôle v rozsahu 13-15 % často poskytujú najlepší výkon pri rozširovaní otvorov pri dvojfázových oceliach – výrazne lepší ako pôvodných 10 % v minulosti.

Úpravy vôle podľa hrúbky-

Stupeň materiálu nastavuje základné percento, ale hrúbka ho upravuje. Hrubšia surovina vyžaduje o niečo vyššie percento vôle ako tenšia surovina rovnakej triedy, aj keď obe majú rovnaké vlastnosti v ťahu. prečo? Lomová mechanika s hrúbkou - roviny lomu potrebuje viac priestoru na to, aby sa šírila a čisto zarovnala cez väčší prierez- materiálu.

Pre proces lisovania plechu to v praxi znamená, že plech z mäkkej ocele s hrúbkou 0,5 mm môže byť perfektne vedený pri 8% na jednej strane, zatiaľ čo 3,0 mm plech rovnakej kvality má lepší výkon pri 10-12% na stranu. Úprava je zvyčajne 1-2% dodatočná vôľa na stranu pre každý významný krok nahor v kategórii hrúbky.

Tu je návod, ako hrúbka interaguje s vôľou pre bežné výrobné scenáre:

Tieto hodnoty slúžia ako východiskové body. Optimalizácia v reálnom{1}}svete často zahŕňa skúšobné rezy a skúmanie profilu hrany -, aby sa skontrolovalo, či leštená zóna rovnomerne prechádza do zóny lomu bez sekundárnych šmykových čiar alebo dutín.

Tonáž lisu tiež priamo súvisí s výberom povolení. Sila potrebná na strihanie materiálu má priamy vzťah: rezná sila sa rovná pevnosti materiálu v šmyku vynásobenej obvodom rezu a hrúbkou materiálu. Väčšia vôľa vo všeobecnosti mierne znižuje reznú silu, pretože zlomenina začína skôr. Naopak, užšia vôľa si vyžaduje väčšiu silu - a vytvára väčší náraz-, keď materiál konečne povolí. Pre každý kovový lisovaný diel, ktorý vyrobíte, musí rezná sila zostať v rámci nominálnej tonáže vášho lisu s primeranou rezervou (zvyčajne maximálne 60 – 70 % menovitej kapacity), aby sa ochránili nástroje aj rám stroja.

Rozpoznanie problémov s vôľou v lisovaných dieloch

Nesprávny klírens sa ohlási prostredníctvom špecifických, diagnostikovateľných symptómov. Orezaný okraj vyrazenej časti vám presne povie, čo sa pokazilo -, ak viete, čo máte hľadať. Tu je to, čo spôsobuje nedostatočná a nadmerná vôľa:

• Nedostatočná vôľa (príliš tesná):
  • Sekundárny strih - dvojitý{1}}výrez v oblasti lomu, kde sa línie lomu na stranách razidla a lisovnice čisto nedotýkajú
  • Zvýšená rezná sila a prerazenie-v tonáži, zrýchlenie opotrebenia razníka a lisu
  • Vyššie sťahovacie sily, pretože materiál pevnejšie zviera lisovník
  • Mikro-trhliny viditeľné pri šmyku-k-zlomeniu pri zväčšení
  • Nadmerný vývin tepla na reznej hrane, časom mäknutie nástrojovej ocele
• Nadmerná vôľa (príliš voľná):
  • Veľké prevrátenie (zaoblený okraj na vstupnej-strane dierovača) spotrebúvajúce nadmernú časť hrúbky plechu
  • Zvýšená výška otrepu na-výstupnej strane matrice
  • Širšia lomová zóna s hrubšou, nepravidelnejšou textúrou povrchu
  • Nízka rozmerová presnosť - veľkosť otvoru sa odchyľuje od nominálnej, pretože materiál sa počas rezania ťahá dovnútra
  • Riziko prasknutia ťahom v zóne prevrátenia pri materiáloch s vysokou{0}}pevnosťou
• Nerovnomerná vôľa (nesprávne zarovnané nástroje):
  • Otrepte len na jednej strane diery - klasický indikátor úderu-na-nesúosenie
  • Nerovnomerné vzory opotrebovania na dierovacích alebo lisovacích hranách
  • Zúžený prierez slimáka- viditeľný počas kontroly slimáka
  • Postupné zhoršovanie počas výroby, pretože nerovnomerné sily urýchľujú asymetrické opotrebovanie

Pre mäkkú oceľ je tradičným indikátorom výška otrepu -, keď presahuje približne 10 % hrúbky materiálu, nástroje si vyžadujú pozornosť. Ale v prípade pokročilých-triedov s vysokou pevnosťou výskum ukazuje, že výška otrepu zostáva relatívne konštantná bez ohľadu na opotrebovanie nástroja. Namiesto toho sa kritickou metrikou stáva rovnomernosť okrajov: hľadajte zreteľnú leštenú zónu s rovnomerným, hladkým prechodom do lomovej zóny. Akékoľvek sekundárne strihanie, dutiny alebo nerovnomerné prechody signalizujú problémy s vôľou, ktoré sa počas nasledujúcich operácií tvárnenia rozšíria do trhlín na hranách.

Získanie správneho povolenia nie je{0}}jednorazovým rozhodnutím o nastavení. Je to parameter, ktorý sa časom znižuje, keď sa nástroj opotrebováva -, a poznanie, ako rýchlo k tomuto znehodnoteniu dôjde a čo sa stane, keď sa ignorujú{3}}príznaky súvisiace s odstraňovaním, vedie priamo k tomu, ako sa vyvíjajú bežné spôsoby zlyhania lisovnice a ako im predchádzať.

Bežné spôsoby zlyhania a prevencia pri razidle

Degradácia klírensu neprebieha izolovane. Spustí kaskádu poruchových režimov - ťahanie slimáka, zlomenie dierovača, zadretie, sekanie v matrici -, ktoré sa navzájom spájajú, ak nie sú diagnostikované. Vytiahnutý slimák poškodí tvár dierovača. Poškodený razník vytvára nerovnomerné rezné sily. Nerovnomerné sily zrýchľujú opotrebovanie matrice asymetricky. V priebehu niekoľkých tisíc dodatočných zdvihov ste prešli z menšieho posunu vôle k úplnej katastrofe s nástrojmi. Pochopenie základnej príčiny každého režimu zlyhania, rozpoznanie jeho skorých symptómov a zásah pred jeho eskaláciou je to, čo oddeľuje proces lisovania vo výrobe, ktorý prebieha predvídateľne, od procesu, ktorý sa kolíše medzi núdzovými odstávkami.

Príčiny vytrhnutia slimáka a prerazenia

Vyťahovanie slimákov patrí medzi najničivejšie chyby v akomkoľvek procese lisovania. Vyskytuje sa vtedy, keď sa vyrazený -úsek šrotu prilepí na čelo razníka počas zaťahovania a pri ďalšom ťahu sa znova dostane do pásu. Jediný vytiahnutý slimák môže poškodiť obrobok, prasknúť razník alebo poškodiť dutinu matrice - a pri rýchlosti výroby nad 200 úderov za minútu k poškodeniu dôjde skôr, než si to niekto všimne.

Prečo sa slimáky lepia? Niekoľko mechanikov spolupracuje:

• Vákuový efekt:Keď sa razník stiahne, tesné uloženie medzi slimákom a dutinou matrice vytvorí vákuovú kapsu, ktorá nasáva slimák nahor. Tesné medzery to zintenzívňujú, pretože slimák presnejšie zapadá do dutiny a zachytáva vzduch pod ňou.
• Priľnavosť oleja:Raziace lubrikanty vytvárajú povrchové napätie medzi slimákom a čelom razidla, najmä pri razidle s plochou-čelou, ktoré maximalizuje kontaktnú plochu.
• Nedostatočné zadržiavanie slimákov:Ak otvor matrice nemá žiadne konštruované zadržiavacie prvky - spätné skosenie, ostne alebo textúrované steny -, nič nedrží slimák na mieste, keď sila vákua prevýši vlastnú hmotnosť a trenie slimáka.
• Pružný-zadný úchop:Keď je vôľa nadmerná, slimák sa pri rezaní mierne deformuje a pri zaťahovaní tesne pruží späť proti razníku.

Stratégie prevencie siahajú od jednoduchých až po inžinierske.Priemyselná praxodporúča vetracie otvory navŕtané cez prepichovacie dierovače na prelomenie vákuového tesnenia, pružinové-vyhadzovacie kolíky, ktoré vytláčajú náboje z čela dierovača, a tlačidlá{1}}na ovládanie slimákov so šikmými ostňami alebo štrbinami, ktoré zvierajú náboj v matrici. Obráťte-kužeľové otvory matrice -, kde sa otvor mierne stiahne (0,0005 až 0,001 palca) smerom k spodnej časti - držia otvory v kompresii a bránia pohybu smerom nahor. Pre vysokorýchlostné-progresívne lisovnice sú konštruované funkcie na zadržiavanie slimákov v kombinácii s riadenými cestami na odstraňovanie šrotu nevyhnutné a nie voliteľné.

Naproti tomu zlomenie razníka zvyčajne pochádza skôr z koncentrovaného namáhania ako z priľnavosti. Medzi bežných vinníkov patria:

• Priemer razidla je príliš malý vzhľadom na hrúbku materiálu (pod pomerom 1:1 v mäkkej oceli, menej ako 2:1 v nehrdzavejúcej oceli)
• Bočné vychýlenie v dôsledku nesprávne zarovnaných vodidiel alebo nerovnomerného podávania materiálu
• Nárazový šok z úderu vytiahnutého slimáka alebo dvojitého{0}}hrubého prekrytia materiálu
• Únavové praskanie v dôsledku nedostatočnej podpory zálohovania alebo opakovaného{0}}načítania
• Tepelné zmäkčenie na reznej špičke v dôsledku nedostatočného mazania počas-cyklovania s vysokou rýchlosťou

Údery s malým-priemerom sú obzvlášť zraniteľné. Keď sa prierez dierovača- zmenšuje, tlakové zaťaženie na jednotku plochy sa exponenciálne zvyšuje - a pomer štíhlosti spôsobuje, že dierovač je náchylný na vybočenie stĺpa pri zaťažení mimo-osy. Podpora malých razníkov pomocou vedených odstraňovačov, ktoré zapadnú skôr, ako sa rezná špička dotkne obrobku, dramaticky znižuje mieru zlomenia.

Dizajn obtoku pre kontrolu pásu

Nestabilita prúžkov spôsobuje nesprávne podávanie a nesprávne podávanie spôsobuje zlomenie razníka. Pri progresívnych lisovacích operáciách sa pás musí pohybovať presne od stanice k stanici, pričom nesie čiastočne tvarované prvky - vyvýšené výstupky, vytiahnuté misky, ohnuté príruby -, ktoré môžu kolidovať s nástrojmi, ak nie je dráha pásu starostlivo riadená. Tu sa obtokové zárezy stávajú kritickými.

Účelom obtokových zárezov v lisovacích nástrojoch je vytvoriť lokálne reliéfne prvky, ktoré umožňujú, aby sa tvarované oblasti, súčasti nástrojov alebo geometria susednej stanice uvoľnili bez rušenia počas posúvania pásu. Sú to malé prvky v rozložení pásu -, ale ich dizajn priamo ovplyvňuje pevnosť nosiča, stabilitu podávania a presnosť časti po prúde.

Negatívne a pozitívne obtokové zárezy v plechových lisovacích nástrojoch opisujú dva prístupy k vytvoreniu tejto vôle:

Orientácia obtokového zárezu vzhľadom na smer podávania určuje, či pás získa stabilitu alebo ju stratí. Záporný zárez umiestnený rovnobežne s nosičom oslabuje ohybový odpor proti silám v smere posuvu, zatiaľ čo rovnaký zárez otočený kolmo na nosič zachováva tuhosť tam, kde na tom najviac záleží - počas zrýchlenia pásu medzi zdvihmi.

Dizajnová rovnováha je jemná. Odstráňte príliš veľa materiálu a nosič stratí tuhosť, čo spôsobí krútenie pásu, vibrácie alebo skoky pri výrobnej rýchlosti. Odstráňte príliš málo a pás sa zrazí s priebojníkmi, zdvihákmi alebo tvarovanými prvkami -, čo spôsobí ostré hroty, poškodenie povrchu alebo katastrofálne nesprávne podávanie. Problémy sa často objavia až pri vysokorýchlostnom skúšaní, a nie pri kontrole CAD, a preto by sa geometria obtokového zárezu mala vždy overovať pri produkčných rýchlostiach, nielen pri pomalom vzorkovaní nastavenia.

Dizajn Lifteru priamo nadväzuje na túto výzvu. Zdvíhače zdvihnú pás medzi zdvihmi, takže vytvorené prvky vyčistia povrch matrice počas postupu. Ak je výška zdviháka nedostatočná, tvarované prvky sa ťahajú cez čelo matrice. Ak je nadmerná, pásik pri vysokorýchlostnom podávaní kolísa zvisle-a piloty sa nedokážu čisto zasunúť. Dobre{5}}navrhnuté zdvíhacie systémy spolupracujú s obtokovými zárezmi a vytvárajú stabilnú prepravnú obálku - pás sa pohybuje dopredu bez toho, aby sa dotkol čohokoľvek, čo by nemal, pričom zostáva dostatočne pevný na presné zapojenie pilota na ďalšej stanici.

Pre nástrojových inžinierov, ktorí čelia zložitým problémom s usporiadaním pásov vrátane konfigurácie obtokového zárezu, koordinácie zdviháka a riadenia toku materiálu,Vlastné riešenia lisovacích foriem YICHENposkytnúť špecializovanú technickú podporu pre tieto{0}}ťažké problémy s progresívnymi matricami.

Tvorba otrepov a ako tomu bráni dizajn matrice

Tvorba ostrapov je nevyhnutná pri akejkoľvek operácii rezania -, ale nadmerný alebo progresívny rast ostrapov signalizuje, že niečo v nástrojovom systéme sa zhoršuje. Otrepy sa tvoria na výstupnej strane nástroja- z obrobku, keď zlomený materiál nie je čisto oddelený. Ako potvrdzujú údaje o výrobe progresívnych foriem, väčšina problémov s ostrapom je skôr progresívna ako náhla. Vyvíjajú sa postupne, keď sa rezné hrany opotrebúvajú, otvárajú sa vôle alebo sa posúvajú zarovnanie.

Čo spôsobuje nadmernú tvorbu otrepov:

• Opotrebované rezné hrany:Keď sa hrany razidla a lisovnice pri používaní zaobľujú, materiál sa skôr deformuje, než aby sa čisto strihal - vytláčaním tenkého kovového okraja (otrepu) namiesto lámania.
• Nadmerná vôľa:Keď medzera medzi razníkom a matricou presiahne optimálny rozsah, materiál sa skôr ťahá a trhá ako strihá, čím vznikajú väčšie a nepravidelnejšie otrepy.
• Nerovnomerná vzdialenosť:Nesprávne vyrovnanie vytvára otrepy len na jednej strane -, ktoré sa často postupne zhoršujú, pretože asymetrické sily urýchľujú opotrebovanie na tesnejšej strane.
• Variácia materiálu:Rozdiely v tvrdosti alebo hrúbke cievok-k{1}}cievke posúvajú pomer efektívnej vôle bez akejkoľvek zmeny nástroja.
• Porucha mazania:Znečistené alebo vyčerpané mazivo zvyšuje trenie na reznej hrane a vytvára teplo, ktoré zmäkčuje povrch nástroja a urýchľuje degradáciu ostria.

Konštrukcia lisovnice môže zabrániť alebo kontrolovať tvorbu ostrapov prostredníctvom niekoľkých navrhnutých prístupov. Základom je udržiavanie správnych pomerov vôle špecifických pre materiál obrobku. Okrem toho používanie vložiek matrice na rezných staniciach s vysokým-opotrebením umožňuje lokálnu výmenu bez prestavby celej matrice. Aplikácia povlakov (TiN, TiCN alebo AlCrN) na rezné hrany znižuje trenie a spomaľuje postup opotrebenia. A navrhnutie matrice s primeranou mierou ostrenia -, takže hrany je možné niekoľkokrát prebrúsiť bez zmeny kritických rozmerov -, predlžuje životnosť medzi ostrapmi-produkujúcimi degradačné udalosti.

Tu je diagnostický odkaz mapujúci každý režim zlyhania na jeho hlavnú príčinu, viditeľné príznaky a nápravné opatrenia:

Každý z týchto režimov zlyhania napája ostatné. Galling zdrsňuje povrch razníka, čím zvyšuje priľnavosť slimákov. Ťahanie slimáka poškodzuje dierovacie hrany a rozširuje efektívnu vôľu. Širšia vôľa zvyšuje tvorbu otrepov. Rastúce otrepy narúšajú postup pásu a spôsobujú nesprávne podávanie. Chybné podávanie vytvára mimo{5}}stredové zaťaženie, pri ktorom triesky odumierajú okraje. Kombinovaná povaha týchto porúch je dôvodom, prečo reaktívna údržba - čakanie, kým sa diely pokazia -, vždy stojí viac ako štruktúrovaný preventívny zásah založený na merateľných indikátoroch opotrebovania.

Údržba a riadenie životnosti nástrojov v procese výroby lisovania

Poruchové režimy sa navzájom spájajú -, ale každý z nich začína opotrebovaním, ktoré zostalo nezistené alebo neriešené. Rozdiel medzi operáciou výroby lisovania, ktorá prebieha predvídateľne, a operáciou, ktorá sa kolíše medzi núdzovými odstávkami, spočíva v tom, keď zasiahnete: pred poruchou alebo po nej. Reaktívna údržba - spustených nástrojov, kým sa diely nepokazia, stojí približne -štyrikrát viac ako plánovaná údržbakeď započítate neplánované prestoje lisu, nečinné mzdy operátora, šrot, karanténu kvality, prácu pri nastavovaní a stratenú výrobnú maržu. Jeden zlomený razník, ktorého výmena stojí 25 USD, môže vygenerovať viac ako 500 USD v celkových neplánovaných prestojoch, keď zohľadníte všetky súvisiace náklady.

Preventívna údržba túto rovnicu prevracia. Nahrádza núdzové odstávky plánovanými zásahmi načasovanými podľa stavu nástroja, a nie zlyhania nástroja. Kľúčom je presne vedieť, čo merať, kedy to merať a čo čísla znamenajú.

Intervaly ostrenia a limity prebrúsenia

Koľko zásahov môžete dosiahnuť, kým úder alebo kocka bude potrebné zostriť? Odpoveď závisí od materiálu obrobku, triedy nástrojovej ocele a od toho, ako agresívne ste ochotní nechať hrany pred zásahom degradovať. Ale tu je princíp, ktorý riadi ekonomiku: časté ľahké opravy vedú k dlhšej celkovej životnosti nástroja ako zriedkavé ťažké prebrusovanie.

Mate Precision Technologiesdokumenty, ktoré správne naprogramované nástroje v dobre{0}}udržiavaných strojoch bežne dosahujú 500000+ prístupov. Zásadný poznatok je, že vytiahnutie nástroja pri 500 000 zásahoch a odbrúsenie 0,005 palca poskytuje oveľa dlhšiu kumulatívnu životnosť ako čakanie na 550 000 zásahov a potreba odstrániť 0,030 palca. Každé hrubé prebrúsenie spotrebuje šesťkrát viac materiálu ako pri ľahkej úprave -, čo znamená, že získate menej celkových ostriacich cyklov z rovnakej dĺžky razníka, kým dosiahne svoj minimálny použiteľný rozmer.

Typické intervaly ostrenia podľa materiálu obrobku (za predpokladu D2 alebo ekvivalentnej nástrojovej ocele pri 58-62 HRC):

• Mäkká oceľ (pod 400 MPa):80 000 až 150 000 zásahov medzi ostrením, odstránenie 0,003-0,005 palca na prebrúsenie
• HSLA a nehrdzavejúca oceľ (400-700 MPa):40 000 až 80 000 zásahov, odstránenie 0,003-0,005 palca na prebrúsenie
• Triedy AHSS (nad 700 MPa):20 000 až 50 000 zásahov konvenčnou nástrojovou oceľou; skonštruované nástrojové ocele PM s povrchovou úpravou môžu zodpovedať intervalom mäkkej ocele
• Zliatiny hliníka a medi:100 000 až 200,000+ zásahov, aj keď nahromadenie odierania si môže vyžadovať čistenie predtým, ako si opotrebovanie hrán vyžiada prebrúsenie

Prídavok na prebrúsenie - celkový materiál, ktorý je možné odstrániť z lisovníka alebo časti lisovnice predtým, než sa musí vymeniť -, závisí od dĺžky lisovníka a konkrétnej konštrukcie lisovnice. Väčšina razníkov umožňuje 3 až 5 mm celkovej hĺbky prebrúsenia pred dosiahnutím ich minimálnej funkčnej dĺžky. Pri 0,10-0,13 mm na dotyk, to znamená 25 až 50 cyklov ostrenia počas celej životnosti nástroja. Ťažké prebrúsenie s hrúbkou 0,75 mm znížilo tento počet na 4 až 7 cyklov – výrazné zníženie celkovej životnosti toho istého kusu ocele.

Jedna ďalšia úvaha: ak vaše náradie používa povrchové úpravy (TiN, TiCN alebo podobné povlaky), prebrúsenie odstráni povlak z naostrenej plochy. Opätovné{1}}ošetrenie po každom brúsení je nevyhnutné na udržanie charakteristík opotrebovania, ktoré povlak poskytuje - preskočenie tohto kroku znamená, že následné intervaly medzi brúsením budú kratšie ako počiatočný cyklus.

Indikátory opotrebovania, ktoré signalizujú potrebu údržby

Vedieťkedyzaostrenie vyžaduje merateľné kritériá, nie dohady. Výrobný proces lisovania kovov generuje špecifické, kvantifikovateľné signály, že nástroje degradujú -, len musíte vedieť, ktoré z nich monitorovať pre váš typ materiálu.

Pri mäkkej oceli a konvenčných triedach HSLA zostáva výška otrepu spoľahlivým primárnym ukazovateľom. Tradičná prahová hodnota je 10 % hrúbky materiálu -, keď výška otrepu dosiahne túto hodnotu, nástroje potrebujú ostrenie. Funguje to preto, že výška otrepu v mäkkej oceli sa neustále zvyšuje s opotrebovaním nástroja, čím sa vytvára predvídateľná a merateľná degradačná krivka.

V prípade pokročilých-ocelí s vysokou pevnosťou samotná výška otrepu ako indikátor zlyháva. Výskum ukazuje, že akosti AHSS si zachovávajú relatívne konštantnú výšku ostrapov bez ohľadu na opotrebovanie nástroja - pravdepodobne preto, že ich nižšia ťažnosť zabraňuje vytláčaniu materiálu do postupne vyšších ostrapov, ako to robí mäkká oceľ. Namiesto toho sa rozhodujúcou metrikou stáva kvalita reznej hrany: hľadajte nerovnomerné prechody medzi leštenou zónou a zónou lomu, sekundárne stopy po strihu, dutiny alebo zdrsnenie hrany.

Tu sú merateľné indikátory opotrebenia, ktoré by mali spustiť akciu pri akejkoľvek operácii výroby lisovania:

• Výška otrepu presahuje 10 % hrúbky materiálu(mäkká oceľ) - spúšťa prebrúsenie
• Šírka zárezu (plochý oterový pás na reznej hrane) presahuje 0,10 mm- spustí prebrúsenie bez ohľadu na stav otrepu
• Sekundárny strih viditeľný na reze-rezu- znamená, že vôľa je utiahnutá v dôsledku nahromadenia opotrebovania; spustí kontrolu a prípadné prebrúsenie alebo opätovné nastavenie
• Nerovnomerný{0}}prechod leštenia-do{2}}lomu po obvode otvoru(AHSS) - spúšťa prebrúsenie alebo korekciu vôle
• Nárast reznej sily presahuje 15-20% nad základnú hodnotu(merané pomocou monitora tonáže) - spustí kontrolu opotrebenia hrán alebo nánosov materiálu
• Zvýšenie sťahovacej sily- označuje zdrsnenie povrchu razníka alebo začiatok odierania; spustí čistenie alebo prebrúsenie
• Zníženie dĺžky razníka sa blíži k minimálnemu použiteľnému rozmeru- spustí nahradenie namiesto prebrúsenia
• Viditeľné odštiepenie, praskanie alebo odlupovanie na rezných hranách- spustí okamžitú výmenu; prebrúsením prasknutého nástroja hrozí katastrofálne zlyhanie

Rozdiel medzi rozhodnutiami o prebrúsení a výmene je jednoduchý: ak je opotrebovanie rovnomerné, hrana otupená bez štrukturálneho poškodenia, prebrúste. Ak nástroj vykazuje odštiepenie, praskanie, tepelnú kontrolu alebo dosiahol minimálnu povolenú dĺžku, vymeňte ho. Pokus o prebrúsenie trhliny jednoducho posunie trhlinu hlbšie do nástroja -, vráti sa v zlomku normálneho intervalu.

Vytvorenie plánu preventívnej údržby

Preventívny plán spája zásahy údržby s počtom zásahov a merateľnými údajmi o opotrebení namiesto čakania na zlyhanie kvality dielu. Tu je štruktúrovaná postupnosť kontroly, ktorá udržuje nástroje v optimálnom výkonnostnom okne počas produkčnej kampane:

1. Stanovte základné metriky pri nastavovaní matrice:Zaznamenajte si silu rezu, silu odizolovania, výšku otrepu a stav hrany rezu na prvé-časti výrobku. Tieto sa stanú vašimi referenčnými meraniami pre všetky nasledujúce porovnania.
2. Nastavte spúšťače počtu{0}}prístupov na základe materiálu:Naprogramujte monitory tonáže alebo počítadlá zdvihov tak, aby signalizovali, keď sa nástroj priblíži k očakávanému intervalu ostrenia (napr. 100 000 zásahov pre mäkkú oceľ, 50 000 pre nehrdzavejúcu oceľ).
3. Vykonajte kontroly na mieste-v 50 % očakávaného intervalu:Vytiahnite vzorky dielov a skontrolujte stav hrán, výšku otrepu a rozmery prvkov. Potvrďte, že nástroj smeruje k svojmu plánovanému servisnému bodu a nedegraduje rýchlejšie, ako sa očakávalo.
4. Pred vytiahnutím matrice v naplánovaných intervaloch skontrolujte:Zmerajte výšku otrepu, skontrolujte šírku pôdy na prístupných čelných plochách dierovača a overte, či údaje o tonáži nepresiahli prahovú hodnotu 15 – 20 %. Ak sú všetky metriky v rámci limitov, pokračujte s ďalšou kontrolou v definovanom prírastku.
5. Servis matrice offline:Keď metriky naznačujú, že je potrebné prebrúsenie, potiahnite kocku počas plánovaného prechodového obdobia - nie uprostred-behu. Rovnomerne naostrite všetky strižníky a časti matrice, aby ste zachovali konzistentnú vôľu na všetkých staniciach.
6. Po zaostrení skontrolujte:Spustite prvú{0}}kontrolu výrobku na znovu naostrenom nástroji{1}. Pred uvedením do plnej výroby skontrolujte, či sa výška otrepu, stav hrany a rozmerová presnosť vrátili na základnú úroveň.
7. Kumulatívna hĺbka prebrúsenia denníka:Sledujte celkový materiál odstránený z každej časti razidla a matrice. Označte nástroje, ktoré sa blížia k hranici ich výmeny, aby bolo možné objednať nové komponenty skôr, ako budú potrebné -, a nie po ich zlyhaní.

Táto sekvencia premieňa údržbu z reaktívneho nákladového strediska na predvídateľný výrobný vstup. Viete, kedy kocka vyjde, ako dlho trvá služba a kedy sa vráti. Plány tlače môžu byť postavené na týchto intervaloch, a nie ich rušiť. Ekonomika je jednoduchá: plánovaná údržba vám umožňuje zosúladiť prevádzkové množstvá so životnosťou nástroja, čím sa eliminujú neplánované prestoje, ktoré zvyšujú náklady na diel v rámci každej metriky - práce, šrotu, réžie a stratenej výrobnej kapacity.

Disciplína údržby udržuje vaše nástroje v chode v rámci ich dizajnu. Ale aj tá najlepšie-udržiavaná matrica nakoniec dosiahne koniec svojej životnosti - a dlho predtým budete čeliť rozhodnutiam o tom, či je vaša súčasná konfigurácia nástrojov skutočne tá správna pre požiadavky na diely, objemy výroby a ciele vašej prevádzky.

Výber správneho nastavenia matrice a razidla pre tvárnenie a lisovanie kovov

Údržba udržiava nástroje pri živote -, ale nedokáže opraviť zásadne nesprávnu konfiguráciu. Dokonale udržiavané progresívne bežiace časti, ktoré by mali byť na prenosovom lise, stále produkujú odpad. Voľba správnej architektúry lisovnice, geometrie razníka, triedy ocele a vôle od začiatku eliminuje celé kategórie problémov skôr, ako začnú. Výzvou je prepojenie vašich špecifických požiadaviek na súčiastky so špecifickou konfiguráciou nástrojov bez prestavby (plytvanie kapitálom) alebo podstavby (obetovanie kvality).

Zosúladenie požiadaviek na diel s konfiguráciou nástrojov

Každé rozhodnutie o nástroji sa odvíja od tlače dielu. Geometria určuje typ matrice. Materiál určuje triedu ocele a vôľu. Objem určuje úroveň investície. Tolerancia určuje intenzitu údržby. Tu je postupnosť rozhodovania od analýzy dielu až po konečný výber nástrojov:

1. Definujte obálku geometrie dielu:Je plochý (kandidát na zloženú matricu), stredne zložitý s rezmi a ohybmi (územie progresívnej matrice) alebo hlboko tvarovaný s 3D prvkami (vyžaduje sa prenos matrice)?
2. Identifikujte materiál a hrúbku obrobku:To určuje percento vôle, požadovanú tonáž lisu na lisovacom stroji na plech a ktoré druhy nástrojových ocelí alebo možnosti karbidov prežijú pri cieľových objemoch.
3. Stanovte požiadavky na toleranciu:Funkcie, ktoré vyžadujú ±0,05 mm alebo tesnejšie zatlačenie smerom k zloženým matriciam alebo presným-brúseným progresívnym nástrojom. Voľnejšie špecifikácie umožňujú jednoduchšiu a menej nákladnú konštrukciu matrice.
4. Potvrďte objem výroby a životnosť programu:Ročné množstvo a celkový objem životnosti určujú amortizačnú matematiku, ktorá odôvodňuje úroveň investícií do nástrojov.
5. Vyberte geometriu razníka pre každú operáciu:Prispôsobte profily razníka (ploché, skosené, strešné) pevnosti v ťahu a hrúbke materiálu podľa vyššie uvedených pokynov.
6. Uveďte materiál matrice a povrchovú úpravu:Objem pod 100 000 bodov na A2. Nad 100 K, D2. Nad 1M, tvrdokovové doštičky. Materiály náchylné na opotrebenie- (meď, nehrdzavejúca) vyžadujú nátery bez ohľadu na objem.
7. Overenie vôle podľa materiálu a hrúbky pásu:Použiť percentá-na-postranné tabuľky a potom potvrdiť pomocou skúšobných rezov počas testovania matrice.

Táto postupnosť funguje bez ohľadu na to, či lisujete plech pre automobilové konzoly alebo vyrábate presné elektrické kontakty. Vstupy sa menia; logika nie.

Objemové limity a investície do nástrojov

Objem určuje, či váš program lisovania kovov dáva finančný zmysel -, alebo či spáli peniaze na nástroje, ktoré sa nikdy nevyplatia. Ekonomika sa riadi jasným schodiskom.

Pod 5 000 dielov, rezanie laserom a ohraňovacie lisovanie zvyčajne prinášajú nižšie celkové náklady, pretože investície do nástrojov sú takmer nulové. 5 000 až 50 000 dielov, jednoduché zložené alebo jednooperačné matrice{7}} sa stávajú ekonomickými - náklady na nástroje od 5 000 do 30 000 USD, ktoré sú dostatočne tenké na to, aby konkurovali{13}}cene výroby za kus. Progresívne matrice, asAnalýza Fictivu potvrdzujedosahujú ekonomickú životaschopnosť okolo 50 000 až 100 000 ročných jednotiek s investíciami do nástrojov od 30 000 do 250 USD,000+ v závislosti od zložitosti. Viac ako 500 000 dielov ročne klesá-príspevok nástroja na kus na zlomky centu -, čo odôvodňuje karbidové doštičky, prémiové povrchové úpravy a plne navrhnuté rozloženia pásov, ktoré maximalizujú dobu prevádzkyschopnosti medzi intervalmi údržby.

Kritická chyba? Výber investície do nástrojov len na základe objemu-za prvý rok. Program vyrábajúci 20 000 dielov ročne počas desiatich rokov predstavuje celkovo 200 000 dielov - v rámci územia progresívnych lisovníc. Amortizujte voči celoživotnému objemu, nie ročnému objemu, a investičný obraz sa dramaticky zmení.

Prechod zo špecifikácie na vlastné nástroje

Štandardné katalógové raznice a univerzálne sady matrice zvládajú jednoduchú prácu. Časti skutočného-sveta však len zriedka zostávajú priamočiare. Keď sa geometria komplikuje, tolerancie sa sprísňujú alebo materiály vytvárajú problémy s nástrojmi, jedinou schodnou cestou sa stáva zákazkové inžinierstvo lisovníc.

Scenáre, v ktorých zákazkové inžinierstvo prevyšuje štandardné nástroje:

• Časti vyžadujúce viacero tvárniacich operácií zoradených v rámci obmedzení rozloženia úzkych pásov -, kde sa obíde návrh zárezu a koordinácia zdviháka si vyžadujú-špecifické inžinierstvo
• Materiály náchylné na odieranie alebo pruženie, ktoré si vyžadujú špeciálne vôle, povrchové úpravy a geometriu razenia nad rámec štandardných ponúk
• Veľkoobjemové{0}}programy, kde optimalizácia životnosti matrice (umiestnenie tvrdokovu, výber povlaku, návrh prístupu k údržbe) priamo ovplyvňuje náklady na diel počas miliónov cyklov
• Časti s tesnou{0}}toleranciou kombinujúce rezanie a tvarovanie, kde presnosť-k{2}}stanici závisí od presnej konštrukcie lisovnice, a nie od štandardného stohovania komponentov
• Komplexné rozloženie pásov, kde využitie materiálu, pevnosť nosiča a nakladanie so šrotom vyžadujú skôr integrované inžinierstvo než modulárnu montáž

Pre inžinierov pripravených prejsť od výberových kritérií k skutočnému vývoju nástrojov - najmä pre návrh-náročné aplikácie zahŕňajúce zložité štruktúry matrice, precíznu vôľu a špecializované konfigurácie razníkov -Vlastné riešenia lisovacích foriem YICHENpripojte nástrojových inžinierov priamo k takej špecializovanej konštrukčnej podpore, ktorú si tieto výzvy vyžadujú. Ich zameranie na komponenty matrice, optimalizáciu toku materiálu a kontrolu ostrapov je v súlade s presnými parametrami, ktoré tento článok popisuje.

Cesta od tlače dielov k nástrojom pripraveným na výrobu-nie je hádanie. Ide o systematický vývoj: geometria riadi architektúru, materiál riadi výber ocele a vôľu, objem riadi úroveň investícií a tolerancia poháňa plánovanie údržby. Prijmite tieto štyri rozhodnutia hneď na začiatku a vaše razidlá alebo razníky vám poskytnú konzistentné časti po celú dobu životnosti programu, namiesto toho, aby zlyhali v predvídateľných bodoch zmapovaných v tomto článku.

Často kladené otázky týkajúce sa razidiel a razníc

1. Aký je rozdiel medzi raznicou a razníkom?

Lisovacia matrica je kompletná zostava presného nástroja so zladenými hornými a spodnými časťami, ktoré režú, ohýbajú alebo tvarujú plech. Razník je jeden špecifický komponent v rámci tejto zostavy - samčí prvok, ktorý sa pohybuje smerom nadol do dutiny matrice, aby vykonal operáciu. Fungujú ako párový systém: razník pôsobí silou v konkrétnom bode, zatiaľ čo matrica poskytuje opačnú geometriu, ktorá riadi, ako sa materiál deformuje alebo oddeľuje. Medzera medzi dierovacou hranou a hranou matrice určuje kvalitu dielu, tvorbu otrepov a životnosť nástroja.

2. Ako vypočítate vôľu raznice pre lisovacie operácie?

Vôľa matrice je vyjadrená ako percento hrúbky obrobku na jednu stranu. Pre mäkkú oceľ je štandardným východiskovým bodom 8-10 % na stranu. Vysokopevnostné ocele vyžadujú 12-16%, zatiaľ čo mäkšie materiály ako hliník a meď používajú 5-8%. Na výpočet vynásobte hrúbku materiálu percentom vôle a pridajte túto hodnotu na každú stranu rozmeru razníka, aby ste určili veľkosť otvoru matrice. Napríklad 1,0 mm plech z mäkkej ocele s 10 % vôľou potrebuje otvor matrice o 1,2 mm väčší ako razník (0,1 mm medzera na každej strane). Vlastné riešenia lisovacích nástrojov spoločnosti YICHEN sa zameriavajú na precíznu vôľu pre komplexné aplikácie.

3. Čo spôsobuje zlomenie razníka v lisovacích nástrojoch?

Zlomenie razníka je zvyčajne výsledkom koncentrovaného namáhania a nie postupného opotrebovania. Medzi najbežnejšie príčiny patrí príliš malý priemer razníka v porovnaní s hrúbkou materiálu (pod pomerom 1:1 pre mäkkú oceľ), bočné vychýlenie v dôsledku nesprávne zarovnaných vodidiel, nárazový otras v dôsledku nárazu na vytiahnutú skrutku alebo prekrytie materiálu s dvojnásobnou hrúbkou, únavové praskanie z nedostatočnej opory a tepelné mäknutie na reznom hrote počas vysokorýchlostného cyklovania. Podpora malých dierovačov s riadenými odstraňovačmi a udržiavanie správnej vôle výrazne znižuje mieru zlomenia.

4. Kedy by ste mali použiť progresívnu kocku v porovnaní s prenosovou kockou?

Progresívne matrice vyhovujú malým{0}}až{1}}stredným častiam pri vysokých objemoch (10,{3}} na jeden cyklus, ideálne 100 000+) s miernou geometrickou zložitosťou, ktorú možno lineárne zoradiť na nosnom páse. Prenosové matrice sú lepšou voľbou, keď súčiastky vyžadujú hlboké ťahanie, zložité 3D geometrie, tvarovanie z viacerých smerov alebo keď je súčiastka príliš veľká na praktické šírky pásov. Transferové matrice tiež znižujú odpad materiálu, pretože eliminujú nosný pás medzi časťami. Rozhodnutie závisí viac od geometrie dielu a využitia materiálu ako samotného objemu.

5. Ako často treba brúsiť razníky?

Intervaly ostrenia závisia od materiálu obrobku a triedy nástrojovej ocele. Pri dierovačoch D2 na rezanie mäkkej ocele počítajte s 80 000 až 150 000 zásahmi medzi ostrením. Nerezová oceľ to skracuje na 40 000 – 80 000 zásahov, zatiaľ čo triedy AHSS môžu vyžadovať servis každých 20 000 – 50 000 zásahov. Kľúčovým ukazovateľom pre mäkkú oceľ je výška otrepu presahujúca 10 % hrúbky materiálu. V prípade AHSS namiesto toho sledujte rovnomernosť hrany rezu. Časté ľahké prebrúsenie (odstránenie 0,003-0,005 palca) poskytuje oveľa dlhšiu životnosť nástroja ako zriedkavé ťažké prebrúsenie, čím sa predlžuje životnosť každého razníka maximalizáciou dostupných cyklov ostrenia.