Proces razenia transferovej matrice: Pravidlá dizajnu Inžinieri slečna

Čo je to razenie transferovou matricou a prečo existuje

Predstavte si, že sa pokúšate hlboko-nakresliť veľkú automobilovú olejovú vaňu, zatiaľ čo obrobok je stále pripevnený k pásu kovu. Nosný pás by sa skrútil, zdeformoval a vyhladil by tvarovaciu dutinu materiálu. Ten scenár vystihuje presneprečo existuje razenie transferovou matricou.

Definovanie transferovej raznice

Prenosové lisovanie je proces tvárnenia kovu na viacerých staniciach, pri ktorom sa polotovar najprv oddelí od surového pásu a potom sa mechanicky alebo roboticky presunie cez sériu nezávislých lisovacích staníc, pričom každá stanica vykoná vyhradenú operáciu tvárnenia na voľne{1}}plávajúcom obrobku.

Kľúčovou frázou je tu „oddelené od pásu“. Pri progresívnom lisovaní zostáva súčiastka pripevnená k nosnému pásu, keď postupuje cez stanice. Pri transferovom razení sa polotovar stáva voľným agentom v okamihu, keď je vyrezaný. Koordinovaný systém koľajníc, chápadiel alebo prstov zachytáva tento polotovar a presúva ho z jednej stanice do druhej s vysokou presnosťou polohy.

Prečo je prázdna separácia dôležitá

Keď obrobok zostane pripojený k svojmu základnému materiálu, každá operácia tvarovania je obmedzená. Hĺbka ťahu je obmedzená, pretože materiál môže tiecť len zo strán, ktoré sú stále pripevnené k pásu. Geometria veľkých častí predstavuje riziko deformácie nosiča. Viac-osové tvarovanie je takmer nemožné.

Oddelenie polotovaru odstráni všetky tieto obmedzenia. Materiál môže voľne prúdiť do dutiny formy z každého smeru, čo umožňuje hlboké ťahanie s rovnomernou hrúbkou steny a zložitými 3D obrysmi. Získate slobodu zdvíhania, otáčania a premiestňovania dielu medzi jednotlivými stanicami, čo otvára geometrie, ktoré sa lisovaním a konfiguráciami lisovania viazanými na pás jednoducho nedosiahnu.

Tam, kde sa lisovanie v prenosovej matrici hodí pri tvárnení kovov

Prenosové razenie zaberá priestor medzi progresívnym razením a jednoúčelovými-lisovacími strojmi. Manipuluje s dielmi, ktoré sú príliš veľké, príliš hlboké alebo príliš geometricky zložité pre progresívnu matricu, ale stále potrebujú opakovateľnosť a objemovú priepustnosť automatizovaného lisovania. Myslite na plášte hasiacich prístrojov, konštrukčné stĺpy automobilov alebo bubny zariadení, kde hĺbka presahuje priemer a tolerancie zostávajú prísne.

Kompromisom-je rýchlosť. Pretlačovací lis zvyčajne beží rýchlosťou 15 až 45 zdvihov za minútu v porovnaní so 100 a viac pre progresívne nastavenie. Ale vďaka geometrickej voľnosti a úspore materiálu je tento pomalší cyklus celkovo ekonomickejší.

Pochopenie toho, čo môže a nemôže robiť prenosová matrica, začína pochopením toho, ako samotný prenosový mechanizmus funguje, pretože profil pohybu týchto chápadiel určuje všetko od usporiadania stanice až po načasovanie lisu.

Ako prenosový systém fyzicky presúva diely medzi stanicami

Prenosový mechanizmus je srdcom každéhotransferový raziaci lis. Určuje čas cyklu, presnosť dielu a aké geometrie môžete vyrobiť. Väčšina opisov tohto procesu ho však objasňuje jednou vetou. Tu je to, čo sa v skutočnosti deje medzi tvárami kociek.

Typy prenosových mechanizmov

Prenosové systémy spadajú do troch kategórií na základe osí pohybu, ktoré poskytujú. Správna voľba závisí od zložitosti dielu, hmotnosti a cieľovej rýchlosti.

Dvoj{0}}osový systém sa pohybuje v jednej rovine, zvyčajne sa zdvíha a posúva (X-Z). Dve koľajnice po dĺžke matrice sa dvíhajú, aby zdvihli časť zo spodnej matrice, posunuli ju o jeden sklon k ďalšej stanici a spustili ju na lokátory. Keďže pohyb je jednoduchý, dvojosové prenosové nástroje podporujú vyššie frekvencie zdvihov, ale nedokážu upnúť ani orientovať časti, ktoré by sa mohli počas jazdy posúvať.

Troj{0}}osový systém pridáva upínací pohyb. Koľajnice sa zdvihnú, upnú dovnútra na diel, posunú sa, znížia a uvoľnia. Totopohyb troch-osí v rovinách X-Y-Zumožňuje, aby bol obrobok zdvihnutý dostatočne vysoko z matrice a umiestnený presne v rámci hraníc obvodu-na ďalšej stanici. Troj{2}}osové systémy sú bežne namontované na doske-alebo lisované-s nástrojmi s prstami určenými na čistenie spodných- ocelí lisovníc, vačiek a vodiacich komponentov na spätnej ceste.

Robotický presun nahrádza mechanické koľajnice kĺbovými robotmi umiestnenými medzi jednotlivými lismi v usporiadaní lis -do{1}}lisu. Každý robot používa vákuové poháre alebo magnetické koncové-efektory na vyberanie, presúvanie a umiestňovanie dielov. Typické časy cyklov sa pohybujú od 1,5 do 3 sekúnd na prenos, vďaka čomu sú robotické systémy pomalšie, ale oveľa flexibilnejšie pri komplexnom premiestňovaní, otáčaní dielov alebo obratoch medzi stanicami.

Dizajn uchopovača a náradia na prsty

Uchopovače alebo prsty sú jedinými komponentmi, ktoré sa fyzicky dotýkajú obrobku počas prenosu matrice. Ich konštrukcia priamo ovplyvňuje kvalitu dielov a spoľahlivosť prenosu.

V mechanickom troj{0}}osovom systéme sú prsty namontované na prenosových koľajniciach na každom rozstupe stanice. Sú prispôsobené-profilom tak, aby zodpovedali geometrii dielu v danej konkrétnej fáze tvarovania. Prvý-prst, ktorý zviera plochý polotovar, nevyzerá ako piaty-prst, ktorý drží hlboko-natiahnutý pohár. Konštruktéri musia zabezpečiť, aby prsty poskytovali dostatočnú upínaciu silu na zaistenie dielu pri vysokých{8}}akceleračných pohyboch bez toho, aby značili kozmetické povrchy alebo deformovali tenké steny.

Rovnako dôležité je umiestnenie po uvoľnení. Dvoj{1}}osové systémy sa spoliehajú na pružinové kolíky zatlačené do spodnej matrice, aby držali orientáciu, kým sa matrica nezatvorí. Lisovacie lisovacie-nástroje na prenos v troch osiach využívajú kombináciu geometrie dielu, vnorených blokov a lokalizačných kolíkov na udržanie polohy po stiahnutí prstov. V robotických systémoch uchopujú diel vákuové poháre alebo magnety, ktoré vyžadujú, aby sa obrobok vznášal aspoň 1 mm nad spodnou matricou, aby sa zabránilo úniku magnetickej sily do ocele matrice.

Dôležitá je aj dĺžka ihriska. Väčšie vzdialenosti rozstupov si vynútia vyššie zrýchlenia počas presunu, čo môže spôsobiť vibrácie a nestabilný pohyb dielu, najmä v prípade tenkého-materiálu, ktorému chýba tuhosť. Ťažšie obrobky vyžadujú silnejšie koľajnice a prsty s väčšou hmotnosťou, zvyšujúce sa zotrvačné zaťaženie a často vyžadujú zníženú prevádzkovú rýchlosť.

Synchronizácia pohybu prenosu s stlačením

Pri otvorenom lise musí byť každý pohyb presunu dokončený v rámci okna. Predstavte si postupnosť časovania: baranidlo dosiahne hornú úvrať a matrica sa otvorí. Zdvíhače dielov zdvihnú obrobok zo spodného povrchu matrice. Prenosové koľajnice sa zatvoria dovnútra, chápadlá zapadnú do okrajov dielu a koľajnice zdvihnú polotovar bez všetkých komponentov matrice. Zostava sa posunie vodorovne o jedno stúpanie, spustí súčiastku na lokátory ďalšej stanice, uvoľní a stiahne sa do východiskovej polohy, to všetko predtým, ako baran začne svoj pracovný zdvih smerom nadol.

Táto choreografia je riadená otočnými vačkovými spínačmi alebo elektronickými vačkovými profilmi, ktoré vydávajú signály v presných{0}}polohách uhla kľuky. Typický pretlačovací lis používa tri alebo viac vačkových signálov: stlačenie-v-prevádzke, stlačenie-v-východiskovej-pozícii a príkaz na vyloženie-. Ak sa prenosový cyklus nemôže dokončiť v rámci dostupného otvoreného času, rýchlosť lisu sa musí spomaliť. V praxi je faktorom, ktorý obmedzuje rýchlosť výroby, čas prenosu, nie sila tvarovania.

Softvér na simuláciu pohybu Transfer- pomáha inžinierom navrhovať profily pohybu, ktoré vyrovnávajú zotrvačnosť, vibrácie a rýchlosť. Optimalizáciou kriviek zrýchlenia môžete zvýšiť frekvenciu cyklov bez toho, aby ste obetovali presnosť polohy alebo riskovali nestabilitu dielu počas prepravy.

Po pochopení mechaniky pohybu dielu sa ďalšou otázkou stáva, čo sa vlastne stane s polotovarom na každej stanici, ktorú navštívi, od počiatočného ťahania až po záverečné vysunutie.

Postup -za{1}}krokom od vytvorenia prázdnej časti po hotovú časť

Surový zvitok ocele vstupuje na jeden koniec lisu. Hotový, rozmerovo presný diel vychádza z druhého. Medzi týmito dvoma bodmi premieňa presne choreografická sekvencia operácií plochý list na komplexnú trojrozmernú geometriu, jednu stanicu po druhej. Tu je presne to, čo sa deje v každej fáze.

Vytváranie polotovarov a spracovanie pásikov

Všetko začína cievkou, niekedy vážiacou niekoľko ton, namontovanou na odvíjačke. Pás prechádza cez rovnačku, ktorá odstraňuje súpravu cievok (pamäť zakrivenia z navíjania) a dodáva plochý materiál do lisu. Konzistentná rovinnosť je dôležitá, pretože akákoľvek zvyšková vlna oblúka alebo hrany sa šíri do polotovaru a ohrozuje presnosť tvarovania v smere prúdu.

Na prvej stanici vo vnútri lisu strižnica odstrihne obrobok od pásu. Toto je definujúci moment procesu razenia prenosovou matricou: diel stratí svoje fyzické spojenie s materským materiálom a stane sa voľne-plávajúcim polotovarom. Prázdny tvar nie je vždy jednoduchý kruh alebo obdĺžnik. Inžinieri často navrhujú vyvinuté polotovary s optimalizovanými obrysmi, niekedy vrúbkované alebo vrúbkované, aby kontrolovali tok materiálu počas nasledujúcich ťahov a minimalizovali neskorší odpad pri orezávaní.

V niektorých výrobných nastaveniach sa polotovary vyrábajú offline na samostatnom rezacom lise, stohujú sa a potom sa vkladajú do prenosového lisu prostredníctvom automatizovaného odkladača-. Tento prístup oddeľuje rýchlosť vysekávania od rýchlosti tvarovania, čo je užitočné, keď je operácia vystrihovania rýchlejšia ako prenosový cyklus alebo keď sa do toho istého lisu podáva viacero tvarov polotovaru.

Postupnosť vytvárania viacerých staníc{0}

Akonáhle je polotovar vytvorený, prenosový mechanizmus ho uchopí a začne ho posúvať cez sériu nezávislých lisovacích staníc. Každá stanica má svoje vlastné nástroje, ktoré vykonávajú jednu alebo dve špecializované operácie na voľne-plávajúcom obrobku. Sekvencia je navrhnutá tak, aby tvaroval diel inkrementálne, pričom nikdy neprekročil limity tvarovateľnosti materiálu jediným zásahom.

Tu je typický postup-podľa{1}}staníc pre operáciu presného razenia:

1. Kreslenie- Polotovar je vtlačený do dutiny matrice razníkom, čím sa vytvorí počiatočný tvar pohára alebo škrupiny. Držiak polotovaru riadi tok materiálu a zabraňuje pokrčeniu na prírube. Táto stanica určuje primárnu geometriu.
2. Pre-kreslenie- Keď požadovaná hĺbka presiahne to, čo môže dosiahnuť jeden ťah (zvyčajne za pomerom ťahania 1,5:1 až 2:1), jedna alebo viacero preťahovacích staníc zmenšuje priemer a zároveň zväčšuje hĺbku. Každé prekreslenie-postupne prehlbuje škrupinu bez toho, aby sa steny stenčovali nad prijateľnú hranicu.
3. Orezávanie- Prebytočný materiál príruby, ktorý zostal po operácii kreslenia, sa odstrihne. Trimovacie stanice vytvárajú čistý, rozmerovo presný obvod. Šrot padá cez matricu a je dopravený von z lisu.
4. Piercing- Dierovače vytvárajú diery, štrbiny alebo iné vnútorné prvky. Piercing sa umiestňuje po ťahaní, pretože otvory vyrazené do plochého polotovaru by sa pri následnom tvarovaní zdeformovali. Umiestnenie sem zachová presnosť umiestnenia otvoru.
5. Obrubovanie- Okraje sú ohnuté alebo zvinuté, aby vytvorili okraje, montážne príruby alebo výstužné rebrá. Obrubovacie stanice používajú tvarové razníky alebo vačkové{2}}posuvy na ohýbanie materiálu v uhloch vzhľadom na smer zdvihu lisu.
6. Razenie alebo obmedzovanie- Vysoká-kompresia zjemňuje kritické rozmery, zaostruje polomery, vyrovnáva povrchy alebo vytvára detaily. Pri razení sa dosahujú tolerancie užšie ako pri štandardnom tvárnení, pretože materiál sa plasticky deformuje proti tuhým povrchom raznice pod extrémnym tlakom.

Počet staníc sa líši v závislosti od zložitosti dielu. Jednoduchá nakreslená škrupina môže vyžadovať štyri alebo päť staníc. Komplexný automobilový konštrukčný komponent s viacerými vzormi otvorov, prírubami pod rôznymi uhlami a tesnými rozmerovými popismi by mohol mať desať alebo viac. Na rozdiel od progresívneho lisovacieho procesu, kde pás určuje rozstup staníc, prenosové lisovnice rozmiestňujú priestorové stanice tak, aby vyhovovali najväčšiemu profilu dielu v každej fáze plus vôľa pre prstové obrábanie.

Čo robí túto sekvenciu silnou, je to, že matrice a lisovacie nástroje každej stanice môžu byť optimalizované nezávisle. Ťahacia stanica sa zameriava výlučne na tok materiálu. Orezávacia stanica sa zameriava výlučne na čisté strihanie. Neexistuje žiadny kompromis vynútený tým, že časť je priviazaná k susedným staniciam cez nosný pás.

Záverečné operácie a vysunutie časti

Posledné stanice v poradí zvládajú dokončovacie práce a sekundárne operácie, ktoré by si inak vyžadovali samostatné stroje a dodatočnú manipuláciu. Toto je miesto, kde lisovanie s prenosovou matricou poskytuje medzeru v schopnostiach, ktorú plne využíva len málo inžinierov.

Medzi-sekundárne operácie môžu patriť:

• Závitorezné hlavy, ktoré režú závity priamo do prepichnutých otvorov
• Projekčné zváracie jednotky, ktoré pripevňujú matice, konzoly alebo čapy
• Automatizované podávače, ktoré vkladajú puzdrá, tesnenia alebo pod-komponenty
• Označovacie alebo gravírovacie stanice na identifikáciu dielov

Integrácia týchto operácií eliminuje následnú manipuláciu, znižuje inventár{0}}rozpracovaných{1}}inventárov a odstraňuje riziko kvality, ktoré prináša prenos dielov medzi samostatnými výrobnými bunkami. Časť, ktorá by si tradične vyžadovala lisovanie, potom prepravu na čapovaciu stanicu, potom prepravu do zváracej bunky, namiesto toho opúšťa lis úplne hotový.

Po konečnej tvarovacej alebo montážnej stanici presunie premiestňovací mechanizmus hotový diel do vyhadzovacej polohy. Odtiaľ odoberá diel z lisu dopravník, stohovací mechanizmus alebo robotický systém vyberania a umiestňovania-a{2}}umiestňovania. Časti možno naskladať priamo do prepravných kontajnerov alebo umiestniť na kontrolné dopravníky na-inline overenie kvality.

Celý cyklus, od podávania zvitku až po konečné vysunutie, sa opakuje každé 2 až 4 sekundy v závislosti od rýchlosti lisu a zložitosti prenosu. Každý zdvih vytvorí jeden hotový diel a kadencia pokračuje bez prerušenia vo výrobných sériách, ktoré môžu zahŕňať stovky tisíc kusov.

Samozrejme, dosiahnutie tejto úrovne priepustnosti vo veľkej miere závisí od prispôsobenia samotného lisu požiadavkám tvarovacej sekvencie. Tonáž, veľkosť lôžka, dĺžka zdvihu a systémy vankúšov musia byť v súlade s geometriou dielu a vytváraným materiálom.

Požiadavky na lis a špecifikácie materiálu na razenie transferovou matricou

Postupnosť tvarovania funguje rovnako dobre ako lis za ňou. Môžete navrhnúť perfektné usporiadanie stanice, ale ak lisovaciemu lisu chýba tonáž pre hlboké ťahy, zdvih pre vôľu dielov alebo oblasť lôžka pre vôľu koľajníc, proces sa zastaví skôr, ako prvý polotovar narazí do dutiny. Určenie správneho lisu je jedným z najdôslednejších rozhodnutí v akomkoľvek projekte lisovania s transferovým lisom a je tiež jedným z najčastejšie-vytvorených.

Požiadavky na tonáž a veľkosť lôžka

Pretlačovacie lisovanie vo všeobecnosti vyžaduje vyššiu tonáž ako porovnateľný progresívny lisovací lis s podobnými rozmermi. Dôvod je jednoduchý: polotovary sú väčšie, ťahy sú hlbšie a formovacie zaťaženie každej stanice sa hromadí oproti rovnakému sklzu. Progresívny lis môže zvládnuť skupinu malých prvkov s hmotnosťou 200 až 400 ton. Transferový lis, ktorý vytvára hlboko{5}}ťažnú škrupinu z hrubého prírezu, bežne pracuje v rozsahu 600 až 2 000 ton, pričom veľké konštrukčné diely automobilov tlačia do oblasti s hmotnosťou 2 500 až 3 000 ton.

Veľkosť postele je rovnako kritická a často prehliadaná. Kolíska musí obsahovať všetky nezávislé lisovacie stanice usporiadané v poradí, plus voľný priestor na oboch stranách pre prenosové koľajnice. Acez-systém{1}prenosu cez oknoumiestňuje koľajnice do okna lisu, ale mimo kolísky, pričom spotrebuje šírku okna, ktoré by inak mohlo niesť širšiu cievku. Predné-a{2}}zadné systémy udržujú koľajnice úplne mimo lisu, čo umožňuje celú šírku okna pre polotovary a nástroje. V každom prípade musia technici pri dimenzovaní lôžka zohľadniť polomer pohybu prstového nástroja, zdvih svorky a vôľu spätnej dráhy medzi prstami a spodnými komponentmi matrice.

Keďže sú diely čoraz zložitejšie a výrobcovia OEM tlačia na menej komponentov na zostavu, očakávajte viac staníc na súpravu matrice. Tento trend smeruje k väčším podperám a vedľa seba{1}}viacerým{2}}systémom tlače{3}}, ktoré môžu fungovať samostatne alebo sa môžu synchronizovať do jednej dlhej prenosovej linky, keď sú potrebné ďalšie stanice.

Úvahy o dĺžke zdvihu a rýchlosti

Mnoho inžinierov špecifikuje dĺžku zdvihu výlučne na základe hĺbky tvarovania. To je chyba. Zdvih lisu musí tiež poskytnúť dostatočný uhol kľuky na to, aby prenosový mechanizmus dokončil celý cyklus pohybu, keď je matrica otvorená. Osvedčeným návodom od špecialistov na prenosové lisy je pomer 4:1: ak diel vyžaduje pracovný zdvih 6 palcov, špecifikujte lis s celkovým zdvihom aspoň 24 palcov. Tento dodatočný zdvih kupuje stupne otáčania kľuky, ktoré prevod potrebuje na zdvihnutie, posun, spustenie a zatiahnutie bez toho, aby sa pohybový profil unáhlil.

Rýchlosť je miesto, kde sa lisovanie transferovým lisom najostrejšie líši od progresívnej lisovacej práce. Progresívny lis bežne používa 40 až 100 -+ zdvihov za minútu, pretože pás sa posúva o pevnú rozteč s minimálnou mechanickou zložitosťou. Prenosový lis zvyčajne beží 10 až 30 SPM. Limitujúcim faktorom nie je formujúca sila ani správanie materiálu. Je čas prestupu. Lis musí zostať otvorený, kým uchopovače nedokončia celý cyklus. S pohonmi lisu s prepojeným pohybom sa dostupné prenosové okno ešte viac zmenšuje, pretože piest zostáva v hornej úvrati menej stupňov kľuky ako štandardný excentrický pohon.

Lisy poháňané servom-ponúkajú riešenie. Programovateľný posuvný pohyb môže zotrvať v hornej úvrati, čo dáva prenosovému systému ďalšie milisekúndy na dokončenie pohybu bez zníženia celkovej rýchlosti cyklu. Táto flexibilita robí servolisy čoraz obľúbenejšími pre prenosové aplikácie, kde čas cyklu predstavuje konkurenčný rozdiel.

Systémy vankúšov a požiadavky na presnosť

Hlboké{0}}ťahovacie stanice vo vnútri prenosovej matrice sa spoliehajú na hydraulické alebo dusíkové vankúšové systémy zabudované do kolísky lisu. Tieto podušky pôsobia ako držiaky polotovaru počas ťahového zdvihu a vyvíjajú riadený tlak na prírubu polotovaru na reguláciu toku materiálu do dutiny matrice. Bez primeranej tonáže vankúša sa tvoria vrásky. Pri príliš veľkom tlaku sa materiál trhá.

Viac{0}}bodové ovládanie vankúša je štandardom moderných prenosových lisov. Namiesto jedinej rovnomernej sily jednotlivé valce pod matricou vyvíjajú rôzne tlaky na rôznych miestach naprieč polotovarom. Tým sa kompenzujú asymetrické geometrie dielov, kde sa prietok materiálu mení z jednej strany na druhú.

Presnosť spodného-mŕtveho{1}}centra (BDC) je ďalšou špecifikáciou, ktorá oddeľuje schopný prenosový lis od neadekvátneho. Pretože každá stanica vykonáva tvarovanie s úzkymi toleranciami, akákoľvek zmena polohy piesta v BDC sa premietne priamo do rozmerových variácií dielu. Konzistentný BDC v rozmedzí plus alebo mínus 0,025 mm je typický pre kvalitnú prenosovú prácu. Tepelná rozťažnosť rámu lisu počas dlhých výrobných sérií môže viesť k posunu BDC, takže hydraulické systémy preťaženia a automatické zatvorenie-výškovej kompenzácie sú štandardnými zárukami.

Výber materiálu priamo súvisí s kapacitou lisu. Pretlačovacie lisovanie si poradí s hrubšími rozmermi, zvyčajne 1,0 mm až 6,0 mm, pretože voľne plávajúci polotovar a dizajn nezávislej stanice vyhovujú požiadavkám na hrubé papiere s vyššími formovacími silami. Najbežnejšími substrátmi sú mäkká oceľ, vysokopevnostná nízkolegovaná- oceľ (HSLA) a nehrdzavejúca oceľ. Hliníkové zliatiny v sériách 5000 a 6000 fungujú dobre pri hlbokom ťahaní, ale vyžadujú starostlivé doladenie vankúša z dôvodu nižšej ťažnosti. Meď a mosadz sa používajú v elektrických krytoch a výmenníkoch tepla, kde záleží na vodivosti, hoci ich vyššie materiálové náklady nútia inžinierov k progresívnemu nástroju pre menšie medené alebo mosadzné časti.

Mäkšie tempery, ako sú žíhané alebo polotvrdé podmienky, vyhovujú pri hlbokom{1}}preťahovaní, pretože umožňujú väčšiu plastickú deformáciu pred zlomom. Tvrdšie temperovanie znižuje tvarovateľnosť a zvyšuje spätné pruženie, čo si často vyžaduje dodatočné obmedzovacie stanice na dosiahnutie konečných rozmerov. Zosúladenie teploty materiálu s postupnosťou tvarovania na začiatku návrhu zabraňuje nákladnému pridávaniu staníc po výrobe lisovnice.

So zablokovanými parametrami lisu a materiálu sa skutočná inžinierska výzva presúva na samotnú geometriu dielu: aké tvary môžete vytvárať, ako hlboko môžete kresliť a aké pravidlá rozstupov udržujú prvky nedotknuté počas celej sekvencie stanice.

Pravidlá návrhu a geometrické obmedzenia pre časti prenosovej matrice

Vedieť, čo môže tlač priniesť, je polovica rovnice. Druhá polovica je vedieť, čo geometria vašej časti vyžaduje a či zostane v rámci tvarovateľnosti na každej stanici. Konštrukčné pravidlá uvedené nižšie dávajú inžinierom konkrétne prahové hodnoty, ktoré môžu vyhodnotiť včas, ešte predtým, ako dôjde k rezu nástrojovej ocele a predtým, ako počet staníc prekročí rozpočet.

Pomery kreslenia a limity hĺbky

Pomer ťahu, vzťah medzi priemerom polotovaru a priemerom razníka, je tým najdôležitejším číslom v akomkoľvek návrhu matrice na prenos hlbokých{0}}ťahov. Prekročte limit materiálu a miska sa zlomí v polomere razníka. Zostaňte v ňom dobre a plytváte stanicami zbytočným konzervativizmom.

V prípade operácie jedného ťahania maximálne pomery ťahania silne závisia od substrátu. Publikované smernice DFM poskytujú tieto limity pri optimálnom mazaní a sile držiaka polotovaru:

Keď hĺbka ťahania presiahne približne 1,5-násobok priemeru razníka, naplánujte si aspoň jednu stanicu preťahovania. Každé ďalšie zmenšenie by nemalo presiahnuť 20-25 % predchádzajúceho priemeru plášťa pre oceľ ťažnej kvality. Tenšie meradlá a tvrdšie tempery tieto percentá ďalej znižujú. Akoprincípy hlbokého-nákresuZdôraznite, že všetok materiál potrebný na konečný tvar dielu musí byť prítomný v prvom ťahu, takže veľkosť polotovaru je zadaná dopredu a po tomto počiatočnom nastavení sa nemôže zmeniť.

Ztenčovanie stien počas kreslenia prebieha podľa predvídateľného vzoru. Stred-steny sa natiahne o 5 – 15 % tenšie ako pôvodný polotovar. Spodný roh na polomere razníka sa stenčuje až o 20 %, čo z neho robí zónu kritického zlyhania. Medzitým sa oblasť príruby zahustí o 10-20% z obvodového stlačenia. Špecifikujte minimálnu hrúbku steny na výkresoch namiesto nominálnej, aby odrážala, ako sa nakreslené časti skutočne správajú.

Pravidlá rozstupov a šírky webu

Otvory, štrbiny a výrezy sa na prenosnej-časti matrice nemôžu dostať len tak hocikde. Prvky umiestnené príliš blízko k okrajom alebo k sebe navzájom ohrozujú štruktúru materiálu, ktorá drží všetko pohromade, najmä počas- presunov s vysokým zrýchlením medzi stanicami, kde uchopovače vyvíjajú zvieraciu silu na steny dielu.

Tu sú pravidlá rozstupu, ktoré by mali inžinieri uplatňovať:

• Vzdialenosť-k{1}}okraju:Minimálne 2,0-násobok hrúbky materiálu pre zásobu do 3,0 mm; zvýšenie na 2,5 t pre hrubšie meradlá. Obdĺžnikové prvky potrebujú 2,5 t až 3,0 t kvôli vyššej koncentrácii napätia v rohoch.
• Rozostup-k{1}}otvoru:Minimálna vzdialenosť od stredu-k{1}}stredu je 2,0-násobok hrúbky materiálu so štandardnými nástrojmi; 1,5 t s presnými-riadenými razníkmi. Pri menšom rozostupe hrozí zrútenie pásu počas prepichovania.
• Vzdialenosť od otvoru{{0} do-ohybu:Minimálne 2,0 t plus vnútorný polomer ohybu (2,0 t + R) pre mäkkú oceľ; zvýšenie na 2,5t + R pre nerez. Otvory, ktoré sú bližšie ako toto, deformujú, ovalizujú alebo vytvárajú okrajové trhliny počas lemovania.
• Minimálny priemer otvoru:1,0-násobok hrúbky materiálu so štandardným nástrojom. Pod touto hranicou životnosť dierovača klesá 3-5x a požiadavky na vedenie sa podstatne zvyšujú.
• Minimálna dĺžka príruby:4-násobná hrúbka materiálu. Kratšie príruby nie je možné spoľahlivo tvarovať bez špeciálneho vačkového náradia.
• Kontaktné zóny uchopovača:Udržujte aspoň 5 mm rovného, ​​nedeformovaného povrchu na okrajoch dielov, kde sa budú prsty uchytávať. Vlastnosti v zóne uchopenia vytvárajú nestabilitu pri manipulácii a povrchové značenie.

Tieto hodnoty platia široko pre všetky typy razidiel používaných pri transferových prácach. Majte na pamäti, že materiály na progresívne razenie, ako je tenká-mosadz alebo medený pásik, často používajú užšie pravidlá rozstupov, pretože nosný pásik poskytuje štrukturálnu podporu, ktorú voľný-plávajúci polotovar chýba. Pri progresívnom lisovaní z medi alebo pri progresívnom lisovaní z mosadze zostávajú diely pripevnené, takže integrita pásu počas prenosu nie je problémom. Časti prenosovej matrice musia byť v každej fáze-samonosné, vďaka čomu nie je možné-vyjednávať o konzervatívnych rozstupoch prvkov.

Ako geometria riadi počet staníc

Každý geometrický prvok na vašej časti sa mapuje aspoň na jednu stanicu v kocke. Pochopenie tohto vzťahu vám umožní odhadnúť náklady na nástroje a veľkosť lisu ešte pred začatím podrobného návrhu matrice.

Niekoľko základných pravidiel pre podporu lisovania veľkých dielov:

• Každé zníženie ťahu pridá jednu stanicu.Diel s pomerom konečného ťahania 3,5:1 z ocele DC04 potrebuje minimálne počiatočné ťahanie plus dve preťahovacie stanice.
• Prepichovanie po formovaní pridáva jednu stanicu na skupinu vzorov otvorov.Otvory v rôznych orientáciách alebo nadmorských výškach môžu vyžadovať samostatné stanice alebo vačkové{0}}jednotky.
• Každý jedinečný uhol ohybu alebo smer príruby pridáva jednu stanicupokiaľ zloženým posúvačom nemôže byť súčasne vytvorených viacero prírub.
• Orezávanie zvyčajne vyžaduje jednu stanicu, hoci zložité línie strihu rozdelené na dva zásahy znižujú reznú silu a zlepšujú kvalitu hrán.
• Razenie alebo reštrikcia pre prísne tolerancie pridáva jednu stanicu.Akýkoľvek rozmer držaný pod ±0,08 mm na vytvarovanom povrchu si pravdepodobne vyžaduje špeciálne obnovenie.

Jednoduchý nakreslený pohár s orezanou prírubou a štyrmi prepichnutými otvormi môže potrebovať päť staníc. Konštrukčná automobilová konzola s dvoma redukciami ťahu, asymetrickými prírubami, viacerými vzormi otvorov v rôznych výškach a mincovou stanicou môže vyžadovať desať alebo viac. Pri progresívnom lisovaní ocele sa mnohé z týchto operácií uskutočňujú na rovnakom páse s minimálnym stúpaním, ale geometrické obmedzenia hĺbky ťahu a veľkosti dielu viečka nosného pásu, tlačia zložité a veľké diely priamo do oblasti prenosu.

Tieto geometrické pravidlá určujú, či časť patrí do prenosovej matrice. Ďalším krokom je pochopenie toho, ako sa pri prenosovej raznici porovnáva hlava-k-hlave s progresívnym razením v celom rade rozhodovacích faktorov, od objemu a rýchlosti až po náklady a zložitosť.

Prenosová matrica vs progresívne razenie razidiel

Pravidlá geometrického dizajnu vám povedia, či je možné časť vytvarovať v prenosovej matrici. Ale častejšia otázka, s ktorou sa inžinieri stretávajú, nie je „možno to vytvoriť“, ale „malo by sa vytvoriť v prenosovej matrici alebo progresívnej matrici?“ Odpoveď závisí od toho, ako geometria, objem, rýchlosť a cena interagujú pre váš konkrétny diel. Tu je porovnanie, ktoré prekračuje všeobecnosť a prechádza do rozhodovacej logiky, ktorá v skutočnosti riadi stratégiu nástrojov.

Porovnanie obmedzení geometrie a veľkosti

Čo je to progresívna kocka? Je to jediný blok lisovnice, ktorý obsahuje viacero integrovaných staníc, cez ktoré sa súvislý pás kovu posúva o jedno stúpanie na zdvih lisu, pričom každý prvok sa pridáva postupne, zatiaľ čo diel zostáva pripojený k nosnému pásu. Tento nosný pás je silou aj obmedzením progresívneho lisovania. Poskytuje zabudovaný-prepravný mechanizmus, a preto progresívne razenie poskytuje extrémnu rýchlosť. Ale tiež obmedzuje každú tvarovaciu operáciu na to, čo môže pripojená sieť tolerovať bez vybočenia, trhania alebo deformácie susedných staníc.

Pretlačovacie lisovanie toto obmedzenie úplne odstraňuje. Pretože sa polotovar voľne-vznáša, každá stanica môže použiť tvárniacu silu z ľubovoľného smeru, v akejkoľvek hĺbke, bez obáv o to, ako sa táto sila šíri cez nosný pás do susedných častí. Toto rozlíšenie vytvára jasné geometrické rozdelenie:

• Hĺbka kreslenia:Progresívne matrice zvyčajne obmedzujú hĺbku ťahu na 1,0-1,5-násobok priemeru raznice, kým sa pás stane nestabilným. Prenášacie matrice bežne dosahujú 3,5:1 alebo hlbšie s preťahovacími stanicami.
• Veľkosť dielu:Progresívne lisovanie kovov funguje najlepšie pre diely, ktoré sa hodia do šírky pásu približne 25 mm až 500 mm. Transferové matrice spracovávajú polotovary od 150 mm do 1 500 mm alebo väčšie.
• Viac{0}}osové tvarovanie:Progresívne matrice sa formujú predovšetkým v smere zdvihu lisu. Prenosové matrice umožňujú otáčanie, preklápanie a vačkové{1}}bočné akcie na každej stanici, pretože nič nespája diel s pásom.
• Prístup k funkciám:Konštrukcie progresívnych razníc musia zachovať všetky prvky prístupné zhora alebo zdola vzhľadom na rovinu pásu. Prenosové nastavenia môžu vytvárať prvky na všetkých stranách obrobku, vrátane podrezania, ktoré by nebolo možné s uviazaným polotovarom.

Praktické pravidlo od skúsených nástrojových inžinierov: ak je možné súčiastku ekonomicky vložiť do pásovej formy a nepresahuje priemernú hĺbku ťahu, zvyčajne vyhrávajú progresívne matrice. Ak súčiastka vyžaduje plnú 360-stupňovú voľnosť tvarovania, hlboké misky alebo pôdorys, ktorý sa nedá efektívne prispôsobiť usporiadaniu pásu, prenos je schodnou cestou.

Kompromisy rýchlosti a objemu

Rýchlosť výroby je miesto, kde má progresívne razenie svoju najväčšiu výhodu. Proces progresívneho razenia prebieha nepretržite, pretože pás sa podáva automaticky pri každom zdvihu lisu. Nie je potrebné čakať na mechanický presun, žiadne zapojenie chápadla, žiadne zdvihnutie-a{3}}posuvný cyklus náročný na uhol kľuky. Výsledkom sú frekvencie zdvihov 40 až 100- plus SPM pre typické progresívne matrice, pričom vysokorýchlostné progresívne konfigurácie presahujú 200 SPM pre malé konektorové časti.

Prenosové lisovanie pracuje v rozsahu 10 až 30 SPM pre väčšinu aplikácií. Prekážkou nie je tvarovacia sila, ale čas prenosu: lis musí zostať otvorený, kým chápadlá nedokončia celý cyklus pohybu. Dokonca aj pri servo-poháňaných lisoch, ktoré sa nachádzajú v hornej úvrati, mechanická realita pohybu voľne{5}}plávajúcej časti priestorom obmedzuje rýchlosť, ktorú môže systém cyklovať.

Táto rýchlostná medzera sa zužuje, keď sa časti zväčšujú. Progresívna matrica s veľkým držiakom so šírkou pásu 300 mm môže dosiahnuť iba 30-40 SPM, pretože dĺžka posuvu na zdvih je značná a tonáž spomaľuje lis. Prenosová matrica, ktorá beží rovnakú súčiastku rýchlosťou 20-25 SPM s hlbšou schopnosťou tvárnenia, môže v skutočnosti produkovať viac použiteľných súčiastok za hodinu, keď zohľadníte sekundárne operácie, ktoré by progresívna verzia potrebovala.

Zohľadňujú sa aj objemové prahové hodnoty. Progresívne raziace lisy odôvodňujú ich vyššiu náročnosť predbežného inžinierstva, keď ročné objemy dosiahnu 500 000 kusov alebo viac. Prenosové matrice majú ekonomický zmysel pri nižších objemoch, niekedy až 50 000 až 100 000 ročne, pretože ich nástroje sú modulárne a úpravy jednotlivých staníc sú lacnejšie, keď nastanú zmeny dizajnu.

Rozdiely v nákladoch a investíciách do nástrojov

Náklady na nástroje nie sú jednoduchým porovnaním typu „jeden je lacnejší“. Štruktúra nákladov sa medzi týmito dvoma prístupmi zásadne líši.

Progresívne matrice sústreďujú všetky operácie do jedného integrovaného matricového bloku. To robí samotný nástroj zložitým na navrhovanie a zostavovanie, čo si vyžaduje tesné zarovnanie naprieč všetkými stanicami, zložité rozloženie pásov a presné pilotovanie. Počiatočné náklady na nástroj pre progresívnu raznicu sú zvyčajne vyššie, pretože akákoľvek chyba v jednej stanici môže ohroziť celý nástroj. Po zostavení a overení však náklady na-dielnu dramaticky klesnú, pretože časy cyklov sú rýchle a práca na kus je minimálna.

Prenosové matrice používajú samostatné, nezávislé súpravy matríc na každej stanici. Nástroje každej stanice sú jednoduchšie v izolácii, ale celková investícia zahŕňa viacero súprav lisovníc plus prenosový mechanizmus a prstové nástroje. Kombinované náklady často presahujú progresívnu matricu pre ekvivalentnú zložitosť dielov. Kompromis-je flexibilita: ak je potrebná úprava jednej stanice, zmeníte iba túto stanicu bez toho, aby ste sa dotkli ostatných. Inžinierske zmeny po spustení výroby stoja pri prenose menej, pretože vplyv má modularita.

Využitie materiálu je ďalšou nákladovou pákou. Progresívne matrice vytvárajú kostru nosného pásu, ktorá sa po odrezaní dielov stáva šrotom. V závislosti od geometrie dielu môže kostrový odpad spotrebovať 30-50 % prichádzajúceho materiálu. Prenosové matrice vyrezávajú obrobok s optimalizovanými obrysmi, ktoré sa môžu tesne usadiť na páse, čím sa často dosiahne 75-85% využitie materiálu pre okrúhle alebo takmer kruhové diely. Keď dominujú materiálové náklady (nehrdzavejúca oceľ, zliatiny niklu, hrubý materiál), táto výhoda využitia môže kompenzovať vyššie investície do nástrojov.

Stredná cesta existuje pre diely, ktoré by mohli technicky fungovať v oboch procesoch. Stredne hlboká konzola so štandardnými vzormi otvorov a jednoduchými prírubami môže byť razená postupne alebo v prenosovej matrici. Ak sú oboje realizovateľné, faktory preklápania sú ročný objem (veľký objem uprednostňuje progresívny), citlivosť na materiálové náklady (drahé zliatiny uprednostňujú prenos pre lepšie využitie) a očakávané konštrukčné zmeny (nestabilné konštrukcie uprednostňujú modularitu prenosu). Schopný tím technikov lisovania vyhodnotí požiadavky na tlač, materiál, objem a následnú montáž predtým, ako odporučí jednu cestu cez druhú.

Toto porovnanie objasňuje, ktorý proces vyhovuje danej časti. Ale výber správneho procesu je len začiatok. Overenie toho, že zvolená konštrukcia prenosovej matrice bude skutočne produkovať zhodné diely, bez nákladných pokusov-a{3}}opakovaní na kalenej nástrojovej oceli, si vyžaduje inú sadu inžinierskych nástrojov: simuláciu a prototypovanie.

Simulácia a prototypovanie v dizajne transferových dierok

Výber správneho postupu a nastavenie geometrických obmedzení na papier je jedna vec. Preukázanie týchto možností vytvorí vyhovujúce diely predtým, než sa šesťciferné číslo zaobstará kalenej nástrojovej oceli, je niečo úplne iné. Toto je miesto, kde simulácia a prototypovanie premosťujú priepasť medzi zámerom dizajnu a realitou výroby.

Simulácia tvarovania a validácia FEA

Analýza konečných prvkov umožňuje inžinierom digitálne sledovať tok materiálu, stanicu po stanici, predtým, ako dôjde k rezu akéhokoľvek kovu. Softvér presne predpovedá, kde sa stenčenie priblíži k hraniciam zlyhania, kde sa vytvoria záhyby pri nedostatočnom tlaku držiaka polotovaru a aké veľké pruženie bude diel vykazovať po otvorení lisu.

Pracovný postup má logickú postupnosť:

1. Importujte geometriu CADpre povrch razidla, matrice a držiaka polotovaru každej stanice.
2. Definujte vlastnosti materiáluvrátane medze klzu, kriviek{0}}pracovného spevnenia, koeficientov anizotropie a hodnôt trenia pre konkrétnu použitú zliatinu a mazanie.
3. Postupne simulujte každú stanicu, prenášajúci stav napätia a deformácie z jednej operácie dopredu ako vstupnú podmienku pre ďalšiu. Toto sekvenčné reťazenie je kritické, pretože zvyškové napätia z ťahania ovplyvňujú správanie pri orezávaní, čo následne ovplyvňuje presnosť obrubovania.
4. Analyzujte výsledkyvoči diagramom limitov formovania (FLD), rozmerovým cieľom a špecifikáciám-stenčovania stien.

Platformy na simuláciu tvarovania určené na lisovacie procesy, ako sú tietoopísal Keysightposkytujú prostredie virtuálnej lisovacej{0}}linky, kde je možné definovať, testovať a optimalizovať akýkoľvek proces prenosovej matrice dlho pred výrobou fyzických nástrojov. Tento prístup zisťuje defekty, ako sú trhliny, nadmerné stenčovanie a rozmerové odchýlky v štádiu konceptu, kedy zmeny stoja hodiny inžinierskeho času namiesto týždňov prerábania lisovníc. Na rozdiel od progresívnych lisovacích nástrojov, kde kontinuita pásu pridáva simuláciu na zložitosti, simulácia prenosových lisovníc zaobchádza s každou stanicou ako s nezávislou udalosťou tvárnenia na voľnom polotovare, vďaka čomu je sekvenčná analýza priamočiarejšia.

Prístupy fyzického prototypovania

Simulácia zachytáva väčšinu problémov s tvarovaním, ale fyzická validácia je stále dôležitá pre potvrdenie kvality povrchu, overenie správania materiálu na okrajoch a budovanie dôvery pred úplnými investíciami do výroby. Inžinieri majú niekoľko ciest prototypovania v závislosti od rozpočtu a časovej osi:

• Skúšky mäkkých nástrojov:Kirksite (zliatina zinku) alebo lisovnice z mäkkej ocele opracované na takmer výrobnú geometriu. Tieto nástroje prežijú stovky až nízke tisícky zásahov, čo je dostatočné na overenie hĺbky ťahu, toku materiálu a celkovej tvarovateľnosti bez času prípravy alebo nákladov na kalené súpravy progresívnych nástrojov a matríc.
• 3D-tlačené vložky matrice:Výskum overený spoločnosťouAsnafi a spol. (2019)preukázali, že 3D-vytlačené vložky z ocele s vysokou pevnosťou v ťahu vyrobené pomocou laserového-tavenia práškového lôžka prežili 50 000 tvarovacích zdvihov a 100 000 orezávacích zdvihov na 2 mm oceli DP600 so schválenou kvalitou povrchu. Na overenie formy a krátkodobú{10}výrobu 3D-vytlačené doštičky skrátia dodaciu dobu približne na polovicu v porovnaní s konvenčnou výrobou nástrojov a zároveň zodpovedajú výkonu.
• Prírastkové tvarovanie:Pre veľmi malé objemy alebo skoré overenie--koncepčnej práce vytvára CNC inkrementálne plechové tvarovanie reprezentatívnu geometriu dielu bez vyhradených lisovníc. Nedokáže presne kopírovať dráhy výrobného napätia, ale potvrdzuje, či je základný tvar dosiahnuteľný vo zvolenom materiáli.

Každý prístup slúži inej fáze pripravenosti. Mäkké nástroje potvrdzujú, že postupnosť tvarovania funguje. 3D-tlačené doštičky overujú správanie sa pri opotrebovaní a povrchovú úpravu v takmer-výrobných podmienkach. Inkrementálne tvárnenie odpovedá na základnú otázku, či je geometria vôbec realizovateľná.

Zníženie technických zmien prostredníctvom predbežnej analýzy

Inžinierske zmeny po vytvorení matrice sú drahé. Úprava jednej stanice na kalenej nástrojovej oceli môže stáť 15 000 až 50 000 USD a pridať týždne k časovej osi projektu. Znásobte to na niekoľkých staniciach v prenosovej kocke a neskoré-zmeny vo fáze ohrozujú životaschopnosť projektu.

Simulácia komprimuje riziko do fázy návrhu, kde sú iterácie lacné. Priemyselné skúsenosti potvrdzujú, že identifikácia koncentrácií napätia, tepelných problémov a bodov únavy vo virtuálnej fáze umožňuje plynulejší prechod do výroby a obmedzuje prerušenia výroby. Konkrétne v prípade lisovania s prenosovou matricou sekvenčná simulácia stanice zachytáva problémy, ako je nedostatok materiálu vo fázach preťahovania alebo akumulácia pruženia pri viacerých zásahoch, čo sú problémy, ktoré sa objavia iba vtedy, keď prebehne celá postupnosť tvarovania v poriadku.

Skúsení dodávatelia transferových výliskov rozumejú tomuto cyklu overovania a začleňujú ho do harmonogramu svojich projektov.YICHEN, napríklad podporuje analýzu uskutočniteľnosti a validáciu procesov pre viac{0}}staničné tvarovanie, čo pomáha výrobným inžinierom posúdiť, či je transferové razenie realizovateľné pre ich špecifickú geometriu dielu, skôr než sa zaviažu k plnej investícii do nástrojov. Ich prístup k dizajnu prenosovej raznice kladie dôraz na stabilnú opakovateľnosť od simulácie až po výrobu, čo znamená menej prekvapení počas fyzického skúšania a kratšiu cestu od konceptu k overenému nástroju.

Pre inžinierov, ktorí hodnotia služby progresívneho razenia kovov v porovnaní s prístupmi s prenosovými razidlami, simulácia poskytuje objektívne údaje na podporu rozhodnutia. Spustite obe konfigurácie digitálne, porovnajte využitie materiálu, počet staníc a predpokladané riziko defektov a nechajte výsledky riadiť investíciu do nástrojov a nie len intuíciu.

Simulácia a prototypovanie odstraňujú{0}}riziko zostavy nástrojov. Ale aj dokonale overená kocka sa nakoniec nosí. Pochopenie toho, ako sa transferové matrice časom degradujú, a ako túto degradáciu proaktívne zvládnuť, určuje, či nástroj dodáva konzistentné diely pre 200 000 úderov alebo dva milióny.

Obmedzenia a kedy NEPOUŽÍVAŤ razenie transferovou matricou

Simulácia môže potvrdiť, že časť sa vytvorí správne. Nemôže vám povedať, či je razenie s prenosovou matricou najúspornejším spôsobom výroby. Každý proces má hranice a inžinieri, ktorí rozumejú, kde tento zaostáva, investujú lepšie do nástrojov ako tí, ktorí ho predvolia, pretože geometria sedí.

Obmedzenia rýchlosti a objemu výroby

Najhmatateľnejším obmedzením je rýchlosť. Pretlačovacie lisovanie zvyčajne prebieha rýchlosťou 10 až 30 úderov za minútu. Vysokorýchlostné progresívne lisovacie zariadenie, ktoré produkuje malé konektory alebo konzoly, pracuje pri 40 až 100{11}} plus SPM, pričom niektoré konfigurácie presahujú 200 SPM. Tá medzera nie je problém ladenia. Je štrukturálny. Lis musí zostať otvorený, kým sa chápadlá zdvíhajú, posúvajú, spúšťajú a zasúvajú. Žiadna optimalizácia nevylučuje fyziku pohybu voľne plávajúceho polotovaru priestorom.

V prípade dielov, ktorých ročný dopyt presahuje jeden milión kusov a geometria zostáva v rámci limitov progresívnych lisovníc, penalizácia za rýchlosť robí lisovanie transferom nesprávnou voľbou. Platíte za geometrickú voľnosť, ktorú nepotrebujete, pričom čas cyklu nechávate na stole.

Okrem rýchlosti sa širšia štruktúra nákladov skladá inak, ako mnohí inžinieri očakávajú. Presúvacie lisy spotrebujú viac miesta na podlahe v dôsledku väčších ložných plôch a vôle koľajníc. Ovládanie je sofistikovanejšie, pretože pohyb prenosu sa musí presne synchronizovať so zdvihom lisu. Nároky na údržbu sa zvyšujú, pretože riadite tvárniace formy a mechanický prenosový systém s vlastnými opotrebovanými položkami: koľajnice, prsty, vačkové mechanizmy a servopohony.

Keď sú lepšie progresívne alebo zložené

Nie každý lisovaný diel potrebuje slobodu tvarovania, ktorú poskytuje prenosová matrica. Niekoľko bežných scenárov jednoznačne uprednostňuje alternatívne nástroje:

• Malé ploché časti s jednoduchým zaslepením a prepichnutím:Zložená matrica ich vytvára jediným zdvihom s vynikajúcou rovinnosťou a sústrednosťou. Zložené lisovanie úplne eliminuje potrebu viacerých staníc, čím sa znížia náklady na nástroje a čas cyklu pre podložky, podložky, laminácie a podobné rovinné geometrie.
• Veľko{0}}objemové časti so strednou hĺbkou kreslenia:Ak sa diel hodí na nosný pás a hĺbka ťahu zostane pod 1,5:1, progresívne lisovanie a výroba prináša nižšie náklady na kus- pri objemoch nad 500 000 ročne. Progresívny nástroj zvládne tvarovanie, dierovanie a odrezávanie v jednej integrovanej matrici bez prenosových mechanizmov.
• Časti vyžadujúce extrémne tesnú rovinnosť:Zložená matrica pôsobí symetricky pri jedinom zásahu česaním a tvarovaním, čím sa vytvárajú plochejšie diely ako pri prenose na viacerých staniciach, kde kumulatívne zaobchádzanie spôsobuje mierne deformácie.
• Very low annual volumes (under 10,000 pieces):CNC obrábanie, laserové rezanie s ohraňovacím lisom alebo hydraulické formovanie môžu vyrábať diely ekonomickejšie, pretože sa úplne vyhýbajú investíciám do špeciálnych nástrojov.
• Jednoduché symetrické tvary bez vedľajších prvkov:Hlboko{0}}ťahané misky bez otvorov, bez prírub a bez úzkych tolerancií môžu fungovať na jednočinných{1}}ťahovacích lisoch s ručným vkladaním za zlomok nákladov na prenosové nástroje.

Spoločnou niťou týchto scenárov je, že geometria dielu nevyžaduje viac{0}}voľnosť tvarovania osí na voľne-plávajúcom polotovare. Keď služby progresívneho razenia môžu poskytnúť požadované funkcie v rámci obmedzení-založených na pásoch, táto cesta takmer vždy vyhráva, pokiaľ ide o cenu za kus.

Úvahy o čase nastavenia a prechode

Výmena prenosovej matrice trvá dlhšie ako postupná výmena matrice. Tam, kde progresívna výmena nástroja môže na dobre-organizovanom lise trvať 30 až 90 minút, výmena prenosovej matrice zahŕňa výmenu viacerých nezávislých staníc matrice,{4}}zarovnanie prenosových koľajníc, výmenu nástrojov prstov pri každom rozstupe a opätovnú-synchronizáciu profilu prenosového pohybu s novým usporiadaním stanice. Bežné sú celkové časy výmeny 2 až 4 hodiny. Zložité nastavenia viacerých staníc{10} môžu presiahnuť celú smenu.

Toto trvanie ovplyvňuje niekoľko faktorov. Matrica každej stanice musí byť jednotlivo priskrutkovaná, podložená a zarovnaná. Prenosové prsty musia byť zmenené tak, aby zodpovedali novej geometrii dielu v každej fáze tvarovania. Ak nová úloha používa iný rozstup staníc, môže byť potrebné upraviť rozstup koľajníc. Metodológia SMED pomáha tým, že oddeľuje interné a externé nastavovacie činnosti: príprava ďalšej-závitnice úlohy, pred-montáž prstových nástrojov na náhradnú súpravu koľajníc a predbežné{6}}načítanie parametrov lisu – to všetko prebieha počas aktuálnej úlohy.

Stratégie, ktoré znižujú dopad výmeny, zahŕňajú štandardizované výšky matrice na všetkých nástrojoch stanice, aby sa eliminovali uzatváracie-výšky, rýchlo{1}}výmenné upínacie systémy, ktoré nahrádzajú skrutkové spoje, a programovateľné ovládacie prvky lisu, ktoré uchovávajú kompletné sady parametrov pre každé číslo dielu. Výrobcovia, ktorí často prestavujú, by tiež mali zvážiť vyčlenenie lisov pre rodiny produktov s podobnými veľkosťami polotovarov a počtom staníc, čím sa minimalizuje výmena koľajníc a prstov, ktoré zaberajú najviac času.

V obchodoch, v ktorých sa vykonáva progresívne razenie a výroba popri prenose, je kontrast výrazný. Progresívny nástroj je jedna integrovaná jednotka, ktorá padá do lisu ako jedna zostava. Prenosová matrica je systém nezávislých komponentov, ktoré musia byť individuálne inštalované a synchronizované. Táto zložitosť je cenou za geometrickú slobodu a ekonomický zmysel má len vtedy, keď to súčiastka skutočne vyžaduje.

Tieto obmedzenia definujú hraničné podmienky pre výber transferovej raznice. Keď je však proces správny, maximalizácia návratnosti investície do nástroja závisí od toho, ako dobre zvládate opotrebovanie a údržbu nástroja počas životnosti nástroja.

Údržba nástrojov a riadenie životného cyklu lisovníc

Prenosové matrice zarábajú viac ako státisíce, niekedy milióny úderov. Ale geometrická sloboda, ktorá ich robí cennými, vytvára aj jedinečné vzory opotrebovania, ktoré sa zásadne líšia od toho, čo by ste videli v progresívnych nástrojoch s rovnakými materiálmi. Pochopenie týchto vzorcov a ich proaktívne riadenie je to, čo oddeľuje matricu, ktorá dodáva konzistentné diely po dobu piatich rokov, od matrice, ktorá sa v priebehu niekoľkých mesiacov vymkne z tolerancie.

Bežné vzory opotrebovania v transferových matriciach

Prenosové matrice koncentrujú formovacie sily na nezávislých staniciach, z ktorých každá je vystavená rôznym profilom napätia. Znaky opotrebovania sa riadia predvídateľnými vzormi:

• Erózia polomerov kreslenia:Vstupný polomer na staniciach ťahania a preťahovania{0} má najvyšší tok materiálu. Abrazívne opotrebenie postupne zaobľuje profil polomeru, mení charakteristiky toku materiálu a zvyšuje stenčovanie steny. Toto je zvyčajne prvá stanica, ktorá si vyžaduje pozornosť.
• Tupenie okraja dierovača:Prepichovacie a orezávacie stanice postupne strácajú svoje rezné hrany. Priemyselné údaje naznačujú, že viac ako 60 % rozmerových chýb lisovaných dielov má pôvod v opotrebovaní nástroja, pričom k tvorbe ostrapov prispieva najmä degradácia reznej hrany-.
• Opotrebenie prstov uchopovača:Na rozdiel od nastavení progresívnych lisovacích nástrojov, kde si pás zabezpečuje vlastnú dopravu, sa prenosové matrice spoliehajú na prsty, ktoré zaberajú diel tisíckrát za zmenu. Kontaktné povrchy sa opotrebúvajú, upínacia sila sa zhoršuje a presnosť polohovania sa posúva. Opotrebenie prstov je jedinečné pre prenosové systémy a často sa prehliada počas rutinnej kontroly matrice.
• Odieranie povrchu prázdneho držiaka:Ťahacie stanice spracovávajúce nehrdzavejúcu oceľ alebo hliník vyvolávajú adhézne opotrebovanie na povrchoch prítlačných podložiek, kde sa materiál obrobku spája s čelom matrice a ryje následné diely.

Štrukturálna výhoda prenosových lisovníc je, že každá stanica sa opotrebováva samostatne. Ťahacia stanica spracovávajúca tok ťažkého materiálu degraduje rýchlejšie ako dierovacia stanica po prúde, ktorá vidí iba lokalizovanú strihovú silu. Môžete vytiahnuť a opraviť jedinú stanicu s vysokým-opotrebením bez demontáže celého nástroja, čo je niečo nemožné s integrovaným progresívnym raziacim strojom, kde všetky operácie zdieľajú jeden blok matrice.

Plánovanie preventívnej údržby

Efektívne plánovanie prenosových matríc sa riadi skôr spúšťačmi{0}}počtu zdvihov než kalendárnymi intervalmi, pretože stanice sa opotrebúvajú rôznou rýchlosťou v závislosti od operácie, ktorú vykonávajú. Ťahacia stanica môže potrebovať kontrolu polomeru každých 50 000 úderov, zatiaľ čo raziaca stanica má toleranciu 200 000.

• Každý výrobný cyklus:Vizuálna kontrola kvality dielu na každej stanici, overenie zapojenia chápadla a potvrdenie systému mazania.
• Každých 25 000 – 50 000 úderov:Nakreslite meranie polomerov v porovnaní s pôvodnými špecifikáciami, kontrolu reznej hrany-pri zväčšení, overenie sily zovretia prstom uchopovača a kontrolu krútiaceho momentu upevňovacieho prvku na staniciach s vysokým-rázom.
• Každých 100 000 – 250 000 úderov:Demontáž na plnej stanici pri vysokom{0}}opotrebení, prebrúsenie povrchu polomerov ťahania, výmena razníka na orezávacích a dierovacích staniciach a overenie vyrovnania prenosovej koľajnice.
• Každých 500,000+ ťahov:Kompletné zbúranie všetkých staníc, obnova povrchu čeľuste, výmena vodiaceho systému a generálna oprava prenosového mechanizmu vrátane priamosti koľajníc, prstových nástrojov a kalibrácie vačky alebo servopohonu.

Snímače lisovníc a{0}}systémy na monitorovanie tlače urýchľujú prechod od údržby založenej na čase-k údržbe-podmienky. Silové senzory zabudované v ťažných staniciach detegujú tonážne dotvarovanie, ktoré signalizuje opotrebenie polomeru. Senzory priblíženia na prenosových koľajniciach signalizujú posun v polohe skôr, ako vyrobí chybné diely. Prieskum preventívnej údržby potvrdzuje, že spúšťače založené na -počítaní{7}} zdvihov, kalibrované podľa skutočných údajov o opotrebovaní, a nie podľa ľubovoľných intervalov, neustále prekonávajú pevné plány pri znižovaní neplánovaných prestojov a zbytočných servisných udalostí.

Predĺženie životnosti diea prostredníctvom proaktívneho manažmentu

Riadenie životného cyklu nástroja začína vo fáze návrhu, nie po prvom zlyhaní. Inžinieri, ktorí od začiatku plánujú opotrebenie, špecifikujú tvrdšie nástrojové ocele na staniciach s vysokým-výtokom, nanášajú PVD povlaky na ťahanie polomerov a navrhujú modulárne doštičky, ktoré je možné vymeniť bez prepracovania celého bloku matrice.

Kľúčové postupy, ktoré predlžujú životnosť transferových lisovníc:

• Navrhnite vymeniteľné vložky so všetkými polomermi ťahu a{0}}kontaktnými povrchmi s vysokým opotrebením, takže prebrúsenie alebo výmena nevyžaduje úplné roztrhnutie.
• Špecifikujte povrchové úpravy (TiCN, CrN alebo nitridovanie) na staniciach spracovávajúcich nehrdzavejúcu oceľ alebo hliník, aby odolali opotrebeniu lepidlom.
• Udržiavajte vyhradené súpravy prstových nástrojov pre každú úlohu, aby si výmena nevynútila opätovné použitie opotrebovaných chápadiel.
• Nezávisle sledujte údaje o opotrebovaní na stanici a vytvorte históriu, ktorá predpovedá servisné intervaly so zvyšujúcou sa presnosťou v priebehu času.
• Zdokumentujte každú akciu údržby s počtom zdvihov, zisteniami a nápravnými krokmi, aby ste vytvorili uzavretý{0}}cyklus zlepšovania.

Spolupráca so skúseným dodávateľom transferových matríc tu predstavuje merateľný rozdiel.YICHENnavrhuje prenosové lisovnice s riadením opotrebenia zabudovaným do architektúry nástrojov od začiatku, pričom berie do úvahy, ako sa väčšie a zložitejšie kovové časti vyžadujúce robotický prenos budú počas výroby zhoršovať. Ich dôraz na stabilnú opakovateľnosť znamená, že intervaly údržby sú skôr predvídateľné ako reaktívne, a inžinieri môžu plánovať servisné okná podľa výrobných plánov, namiesto toho, aby sa museli preháňať po neočakávanom posune kvality.

Záver: údržba prenosovej matrice nie je ťažšia ako údržba progresívnych nástrojov, ale je iná. Modularita, ktorá vám dáva geometrickú slobodu, vám tiež poskytuje možnosť cielenej údržby. Použite to. Sledujte opotrebovanie na stanici, obsluhujte stanice, ktoré to potrebujú, a zvyšok nechajte bežať. Táto podrobnosť na-úrovni stanice je výhodou správy životného cyklu, vďaka ktorej sú prenosové matrice skôr-výrobným aktívom než krátkodobou-spotrebou.

Často kladené otázky o razení transferovou matricou

1. Aký je rozdiel medzi transferovým razením a progresívnym razením?

Hlavný rozdiel spočíva v tom, ako sa obrobok pohybuje cez formovacie stanice. Pri lisovaní s prenosovou matricou sa polotovar oddelí od kovového pásu a pomocou mechanických uchopovačov alebo robotov sa presunie cez nezávislé lisovacie stanice ako voľne plávajúca časť-. Pri progresívnom lisovaní zostáva diel počas všetkých operácií pripevnený k nosnému pásu. Tento rozdiel znamená, že prenosové matrice zvládajú hlboké ťahy nad pomery 3,5:1, diely až do 1 500 mm a viac{8}}osové tvarovanie, zatiaľ čo progresívne matrice ponúkajú rýchlejšie rýchlosti cyklu 40-100+ SPM, ale obmedzujú hĺbku ťahu na približne 1,0-1,5 násobok priemeru razníka.

2. Ako rýchlo beží lis na razenie s prenosovou matricou v porovnaní s inými spôsobmi razenia?

Pretlačovacie lisy zvyčajne pracujú pri 10 až 30 zdvihoch za minútu (SPM), v závislosti od veľkosti dielu a typu prenosového mechanizmu. Dvoj{3}}osové systémy dosahujú 25-45 SPM pre jednoduchšie diely, troj-systémy bežia 15-30 SPM a robotické prenosové linky pracujú pri 8-20 SPM. Prekážkou rýchlosti nie je formovacia sila, ale čas potrebný na to, aby chápadlá dokončili cyklus zdvíhania{13}}predsunutia-spustenia-zatiahnutia. Lisy poháňané servomotorom to môžu zlepšiť tým, že sa budú zdržiavať v hornej úvrati, čím prenosovému systému poskytnú milisekúndy navyše bez zníženia celkového výkonu.

3. Aké typy dielov sú najvhodnejšie na lisovanie s prenosovou matricou?

Pretlačovacia raznica vyniká pri súčiastkach, ktoré sú príliš veľké, príliš hlboké alebo príliš geometricky zložité pre progresívne matrice. Ideálni kandidáti zahŕňajú hlboko{1}}ťahané nábojnice, ako sú karosérie hasiacich prístrojov, veľké automobilové konštrukčné stĺpiky, bubny zariadení, olejové vane a akékoľvek komponenty, kde hĺbka ťahu presahuje 1,5-násobok priemeru polotovaru. Časti vyžadujúce viac-osové tvarovanie, rotáciu medzi stanicami alebo{5}}sekundárne operácie, ako je rezanie závitov a zváranie, sú tiež prospešné. Proces zvláda hrúbky materiálu od 1,0 do 6,0 mm v oceliach, hliníku, nehrdzavejúcej, medi a mosadzných zliatinách.

4. Aké sú hlavné konštrukčné pravidlá pre lisované diely na prenos?

Medzi kľúčové pravidlá návrhu patrí udržiavanie vzdialeností medzi otvormi-k{1}}okraju aspoň 2,0-násobku hrúbky materiálu, vzdialenosti medzi otvormi-k-otvoru minimálne 2,0t a vzdialenosti-k-ohybu 2,0t plus polomer ohybu. Minimálny priemer otvoru by sa mal rovnať hrúbke materiálu. Dĺžka príruby potrebuje aspoň 4 t a kontaktné zóny uchopovača vyžadujú 5 mm plochého nedeformovaného povrchu na okrajoch dielov. Pre operácie ťahania sú pomery jednoduchého ťahania maximálne okolo 2,0 : 1 pri hlbokom ťahaní ocele-, pričom stanice na opätovné ťahanie sú potrebné, keď hĺbka presahuje 1,5-násobok priemeru razníka. Každé pretiahnutie{21}}by nemalo zmenšiť priemer o viac ako 20 – 25 %.

5. Ako udržiavate prenosové matrice, aby ste maximalizovali ich životnosť?

Údržba prenosovej matrice sa riadi spúšťačmi počtu úderov{0}}a nie kalendárnymi intervalmi, pričom každá stanica sa sleduje nezávisle. Polomery ťahu by sa mali kontrolovať každých 25 000-50 000 zdvihov, úplné rozobratie-pozícií opotrebenia nastane pri 100 000-250 000 zdvihoch a úplné roztrhnutie nastane po 500 000 zdvihoch. Medzi kritické body opotrebenia patrí erózia polomerov ťahu, otupenie hrany razníka a degradácia prsta chápadla. Navrhovanie vymeniteľných vložiek na povrchy s vysokým{15}opotrebením, nanášanie PVD povlakov na brúsne materiály a používanie tlakových senzorov na monitorovanie stavu, to všetko výrazne predlžuje životnosť lisovnice. Dodávatelia ako YICHEN navrhujú manažment opotrebovania do architektúry nástrojov od začiatku.