Struktura lisovacího nástroje: Kvalita hnacích dílů skrytého systému

Co skutečně znamená struktura raznice

Když se inženýři ptají"co je matrice ve výrobě"," odpověď se obvykle zastaví u jednoduché definice: přesný nástroj, který řeže nebo tvaruje plech. Tato odpověď je neúplná. Raznice je nástroj, ano, ale struktura raznice je navržený systém, díky kterému je tento nástroj spolehlivý, opakovatelný a schopný přežít miliony lisovacích cyklů.

Struktura lisovacího nástroje označuje organizovanou mechanickou sestavu horních a spodních součástí - desek, razníků, vodítek a stěračů - uspořádaných tak, aby udržely zarovnání, distribuovaly sílu a řídily tok materiálu při řezání, tvarování nebo tvarování plechu v tonáži lisu.

Představte si to takto: jediný úder může vyříznout díru. Ale struktura kolem tohoto razníku určuje, zda je otvor kulatý nebo oválný, zda razník vydrží 50 000 úderů nebo 5 milionů a zda lis běží rychlostí 200 úderů za minutu nebo se plazí rychlostí 40. Na rozdílu záleží. Raznice je nástroj. Jeho struktura je navrženým systémem vzájemně propojených částí pracujících ve shodě.

Definování struktury raznice

Každá raznice se dělí na dvě hlavní poloviny. Horní sestava se připojí k beranu lisu a při každém zdvihu se pohybuje svisle. Spodní sestava se namontuje na podložku a zůstane pevná. Mezi těmito polovinami jsou všechny vnitřní komponenty uspořádány za jediným účelem: dodat řízenou sílu na přesné místo na plechovém pásu a přitom udržet vše zarovnané s přesností na tisíciny palce.

Horní sestava nese razníky, opěrné desky a horní desku. Spodní sestava obsahuje blok matrice, vodicí sloupky a konstrukční základ nazývaný patka matrice. Spojuje je vodicí systém - tvrzené čepy a pouzdra -, který zajišťuje, že se obě poloviny při každém tahu setkají v dokonalém souladu. To je to, co je ve svém jádru lisovací operace: dvě přesně{5}}shodné poloviny se pohybují pod tonáží, přičemž výsledek určuje struktura.

Proč na struktuře záleží více než na jednotlivých dílech

Většina odkazů považuje raznice a lisovací součásti za izolované položky v seznamu dílů. Tento přístup se míjí účinkem. Úder neznamená nic bez opěrné desky, která chrání horní desku nad ním. Blok matrice je k ničemu bez pevné patky matrice, která brání průhybu pod ním. Vodicí kolíky nemají žádný účel, pokud jsou umístěny bez ohledu na střed přítlaku.

Rozhodnutí o konstrukčním návrhu se prolínají každou metrikou výkonu, na které záleží - životnost matrice, rozměrová přesnost hotových dílů, intervaly údržby a dosažitelná rychlost výroby. Lisovací nástroj s poddimenzovanými vodícími kolíky ztratí pod zatížením vyrovnání, což způsobí otřepy a předčasné opotřebení razníku. Jeden s nedostatečně tuhou botou bude vychylovat střední-zdvih, měnit efektivní vůle a časem zhoršovat kvalitu řezu.

Tento článek se zabývá{0}}systémovým inženýrstvím. Spíše než katalogizovat lisovací raznice jako kolekce jednotlivých dílů, každá část zkoumá, jak strukturální volby vytvářejí - nebo ničí - podmínky pro konzistentní, vysoce-kvalitní výrobu.

Kompletní taxonomie konstrukčních součástí

Vědět, že na struktuře záleží, je jedna věc. Přesně vědět kterésoučásti lisovacích nástrojůzaujímají každou pozici - a proč tam existují - je to, co odděluje funkční chápání od teoretického. Každá část v sestavě má ​​svůj důvod. Odstraňte jej nebo podhodnoťte jeho specifikaci a něco po proudu selže.

Spíše než plochý seznam dílů si kostku představte jako dva naskládané podsystémy, z nichž každý má specifickou hierarchii odpovědnosti. Každá lisovací součást buď rozděluje sílu, udržuje zarovnání nebo řídí chování materiálu. Zde je návod, jak se tyto subsystémy rozpadají.

Součásti horní sestavy

Horní polovina se pohybuje s beranem lisu. Jeho úkolem je dodávat tonáž k obrobku prostřednictvím řetězce komponent, z nichž každý chrání ten nad ním:

• Shank- Připojuje horní sestavu k beranu lisu. Bez něj nemá matrice žádné mechanické spojení s hnací silou. Nesprávně nasazená stopka způsobuje nesouosost ještě před začátkem zdvihu.
• Horní deska- Rozkládá sílu berana na celou horní sestavu. Představte si to jako konstrukční strop. Pokud jsou poddimenzovány, vznikají lokalizované koncentrace napětí přímo nad razníky.
• Opěrná deska- Tvrzená ocelová deska sedící mezi děrovacími hlavami a měkčí horní deskou. Nad zhruba 30 tunami řezné síly se děrovací hlavy časem zapustí do nekalené oceli. Opěrná deska zabraňuje tomuto houbovitému efektu. Přeskočte to na-vysokotonážní kostce a uvidíte, jak se děrovací hlavy zaboří do horní desky během tisíců úderů.
• Děrný plech (držák)- Zajišťuje a přesně umístí každý úder do správné polohy X-Y. Držáky matrice se dodávají ve stylu kulového-zámku, ramene a trumpetové hlavy-, z nichž každý nabízí různé způsoby uchycení. Uvolněná děrovací deska znamená, že se razníky mohou pod zatížením posunout do strany -, což vede k mimo{7}}středovým řezům a zlomení nástrojů.
• Údery- Řezné nebo tvářecí nástroje, které se dotýkají obrobku. Dostupné v kulatých, podlouhlých, čtvercových a vlastních profilech. Jejich geometrie nosu definuje tvar prvku v hotové součásti.
• Piloti- Malé zkosené špendlíky, které vstupují do dříve propíchnutých otvorů k nalezení proužku před každou operací. Bez pilotů se registrace pásu pohybuje od stanice ke stanici v progresivních lisovacích nástrojích a rozměry prvku-k{3}}prvku se vymykají toleranci.

Součásti spodní sestavy

Spodní polovina zůstává nehybná. Jeho úlohou je přijímat řezné síly, poskytovat lícující geometrii pro razníky a dát celé sestavě pevný základ:

• Die bota- Strukturální základ celého nástroje. Na něj se montuje každá další spodní součástka. Zápustkové boty jsou obvykle vyrobeny z oceli, ačkoli hliník se používá tam, kde záleží na tlumení nárazů a snížení hmotnosti. Tloušťka patky závisí na očekávané tonáži - operace ražení vyžaduje podstatně větší hmotnost než prostý ohyb. Podměrná patka matrice se vychyluje uprostřed-zdvihu a mění raznici-na-vůli matrice po obvodu řezu.
• Die blok- Obsahuje řezné dutiny nebo tvarovací profily, které se spojují s horními razníky. Otvor v bloku matrice je posunut o něco větší než razník - typicky o 5 až 10 procent tloušťky materiálu na stranu -, čímž vzniká zóna kontrolovaného lomu, kde skutečně dochází k řezání.
• Vodicí sloupky a pouzdra- Přesné-broušené součásti vyrobené v rámci tolerancí0,0001 palcekteré zarovnají horní a dolní polovinu každého tahu. Jsou k dispozici jako třecí (běžné bronzové pouzdro) nebo kuličková-ložiska. Musí se zapojit před použitím jakékoli řezné síly, aby se zabránilo bočnímu vychýlení při zatížení.
• Stripovací deska- Odstraňuje listový materiál z děrovačů během zpětného zdvihu. Bez něj se pás zvedá s razníky, zasekává posuv a poškozuje díly.

Funkční vztahy mezi komponentami

Tyto díly lisovacích nástrojů nefungují izolovaně. Tvoří nosný-řetězec s jasnou hierarchií. Přítlačná patka podpírá vše ve spodní sestavě -, pokud se vychýlí, každá součást nad ní ztratí svou polohovou referenci. Zadní deska chrání vše v horní sestavě -, pokud chybí nebo je příliš tenká, horní deska se degraduje a celá horní polovina ztrácí časem rozměrovou stabilitu.

Všimnete si, že logika sleduje konzistentní vzorec: každá strukturální vrstva buď absorbuje sílu směřující dolů, nebo udržuje pozici pro vrstvu vedle ní. Pochopení těchto vztahů umožňuje mnohem intuitivnější řešení problémů. Když matrice vytváří otřepy po několika týdnech bezproblémového chodu, hlavní příčinou je zřídka samotný úder. Obvykle se jedná o konstrukční součást - opotřebená pouzdra, vychylovací botka nebo poškozená opěrná deska -, která umožnila vychýlení systému ze zarovnání.

S každou součástí matrice mapovanou na její funkci a způsob selhání se další otázka stává praktickou: jak se vlastně celá tato sestava chová během jediného zdvihu lisu? Odpověď odhaluje, proč pořadí a načasování - nejen výběr komponent - určují, zda matrice produkuje dobré díly nebo odpad.

Jak funguje struktura matrice během cyklu lisování

Seznam dílů vám řekne, co je v kostce. Proces lisování vám řekne, co tyto díly skutečně dělají při zatížení a pohybu. Každá součást pálí v přesném pořadí a tato sekvence není libovolná -, je navržena tak, aby bylo zarovnání vždy stanoveno před použitím síly a materiál byl vždy kontrolován před uvolněním. Zde je ukázka toho, jak se odvíjí jeden zdvih lisu jako koordinovaná mechanická událost.

1. Ram sestup začíná- Beran lisu pohání horní sestavu směrem dolů. Zatím neexistuje žádná řezná síla; systém je ve volném cestování.
2. Vodicí sloupky zabírají s pouzdry- Než se cokoli dotkne obrobku, vodicí kolíky zasunou do protilehlých pouzder a uzamknou horní a spodní polovinu ve vzájemném zarovnání s přesností 0,0001 palce.
3. Stripper se dotýká materiálu proužku- Pružinová-stírací deska dosáhne plechu a upne jej naplocho k bloku matrice, čímž zabrání nadzvednutí nebo vybočení během řezání.
4. Razníky pronikají materiálem- Když je zarovnání potvrzeno a materiál je stabilní, děrovače vstupují do listu. Hloubka průniku je obvykle 30 až 40 procent tloušťky materiálu před začátkem lomu.
5. Dochází k oddělování nebo tvarování materiálu- Řízené lomy se šíří od hrany razidla k hraně matrice skrz vyčištěnou zónu nebo materiál proudí do tvarovacích dutin.
6. Šrot slimáků se vysune- Odříznuté střely se protlačují otvorem bloku matrice a volně padají odlehčovacími kanály v patce matrice.
7. Stahovač drží materiál při vytahování razníku- Když se beran otáčí, stírací deska zůstává přitlačena k pásu a brání jeho zvednutí pomocí zatahovacích razníků.
8. Ram se vrací do horní úvrati- Proužek se může posunout na další pozici a cyklus se opakuje.

Sekvence zapojení od sestupu berana po kontakt s materiálem

Všimněte si logiky vložené do kroků dva až čtyři. Jako první zapadnou vodicí sloupky, jako druhé kontakty stahovače a jako třetí se proříznou razníky. To není náhoda -, je to základní inženýrský princip každé operace lisování. Pokud by se razníky dostaly do kontaktu s materiálem dříve, než vodítka vytvořila zarovnání, i několik tisícin bočního posunu by způsobilo nerovnoměrnou vůli kolem řezu. Jedna strana by vykazovala nadměrné otřepy, zatímco druhá strana by vykazovala převalování. Struktura vynucuje správné řazení prostřednictvím fyzické geometrie: vodicí sloupky jsou vždy delší než razníky a odstraňovače vždy vyčnívají pod hroty razníků v klidu.

Silový tok skrz strukturu matrice

Představte si, že lis dodává 50 tun ve spodní části zdvihu. Tato síla se neobjevuje pouze na hrotu průbojníku -, prochází strukturálním řetězem. Z beranu tonáž prochází stopkou do horní desky, šíří se přes opěrnou desku, koncentruje se jednotlivými razníky do materiálu, přenáší se do bloku matrice, rozptyluje se patkou matrice a nakonec se mele do kolébky lisu.

Každý prvek v tomto řetězu musí odolávat průhybu pod jeho podílem zatížení. Ašpatně zarovnaný razníkgenerování nevyvážených horizontálních sil - dokonce i posunutí o 0,0015 palce může způsobit silový rozdíl přesahující 175 lb. na jediném -palcovém otvoru - se pokusí tlačit součásti matrice do stran. Konstrukční odezva musí absorbovat tato boční zatížení prostřednictvím vodících kolíků, patních bloků a lícování součástí, aniž by umožnila poziční posun. To je to, co odděluje tuhý proces lisování kovů od nedbalého procesu: každý konstrukční prvek je dimenzován nejen pro vertikální stlačení, ale také pro boční síly, které řezání a tvarování nevyhnutelně vytváří.

Funkce zpětného zdvihu a odizolování

Návratová polovina procesu kostky dostává méně pozornosti, než si zaslouží. Když se razníky stahují z materiálu, tření a pružné odpružení způsobí, že pásek sevře povrchy razníku. Bez aktivní funkce stahování se arch zvedne z bloku matrice, při dalším posunu dojde k chybnému podávání a následující zdvih narazí do nesprávně umístěného materiálu.

Pružinové-odstraňovače to řeší tím, že během vytahování děrovače udržují na pásek tlak směrem dolů. Potřebná stahovací síla je vypočitatelná: délka smyku vynásobená tloušťkou materiálu vynásobená přibližně3500 psiposkytuje minimální sílu, kterou musí vytlačovací pružiny dodat. Příliš malá síla a pás se zvedne. Do lisovacího cyklu se přidává příliš mnoho a zbytečné zatížení, což zvyšuje opotřebení pružin a montážního materiálu.

Tento proces lisování plechu - upínání, stříhání, stahování, posouvání - se ve vysokorychlostních progresivních matricích - opakuje stovkykrát za minutu. Konstrukční systém nedrží pouze díly na místě. Organizuje načasovanou mechanickou sekvenci, ve které se musí vyrovnání, síla a kontrola materiálu dít přesně ve správném pořadí, každý jednotlivý tah. Když tato sekvence zhorší - opotřebovaná pouzdra zpomalující vyrovnání, oslabené pružiny, které nedrží materiál plochý - kvalita dílu, se rozpadnou, i když se žádná jednotlivá součást viditelně nerozbila.

Vodicí systém je z dobrého důvodu umístěn na vrcholu této sekvence. Jeho konstrukce určuje, jak přesně může být celý cyklus proveden, což vyvolává hlubší strukturální otázku: jaký typ vodícího systému nejlépe odpovídá požadavkům dané aplikace na rychlost, sílu a přesnost?

Vodicí systémy a přesné vyrovnání při zatížení

Každá konstrukční součást lisovnice závisí na jednom podsystému, který vykonává svou práci jako první: na vodicím systému. Zajistí zarovnání před tonážním tokem, předtím, než se razníky dotknou materiálu, než začne jakékoli řezání nebo tvarování. Nechte vodicí systém špatně a každý následující komponent pracuje v ohroženém stavu - posunutí vůlí, nerovnoměrné opotřebení razníků a posun rozměrů dílu mimo toleranci.

Zodpovědnost vodícího systému je zdánlivě jednoduchá: udržovat přesnou registraci mezi horní a spodní polovinou matrice za dynamických podmínek. „Dynamický“ je klíčové slovo. Sada raznic sedících na lavici je vždy vyrovnána. Jedno cyklování rychlostí 300 zdvihů za minutu uvnitř lisovacího lisu, pohlcující-středové řezné síly a tepelnou roztažnost, je zcela jiná výzva. Zde uvedené strukturální volby - typ kolíku, umístění a kontrola tolerance - určují, zda zarovnání vydrží miliony cyklů nebo se během týdnů zhorší.

Kuličkové{0}}vodící systémy vs. obyčejná pouzdra

Designu lisovacích nástrojů dominují dva typy vodicích systémů a každý z nich odráží jiný technický kompromis- mezi přesností, nosností, rychlostí a cenou.

Třecí kolíky (běžná bronzová vedení pouzder)použijte čep z tvrzené nástrojové oceli zasazený do hliníkového-bronzového pouzdra, obvykle s vůlí asi0,0005 palcemezi čepem a otvorem pouzdra. Materiál pouzdra často obsahuje grafitové zátky pro snížení tření a sestava vyžaduje mazání vysokotlakým-tukem. Tyto systémy vynikají tam, kde se očekává velký boční tah - velkých tvářecích operací, těžkých tažných čelistí a aplikací, kde by boční síly poškodily jemnější ložiskové sestavy. Jejich nosnost na jednotku průřezu-je vyšší než u systémů s kuličkovými-ložisky, protože síla se rozkládá po souvislém povrchu spíše než bodové kontakty.

Výměna-? Třecí kolíky generují teplo při vyšších rychlostech, což omezuje rychlost cyklu. Také ztěžují oddělování matrice - stahování horní boty z velké matrice s třecími kolíky riskuje natažení sestavy a ohnutí sloupku. Obchody provozující tyto systémy na větších sadách raznic se často spoléhají na hydraulické separátory raznic, které udržují patky během demontáže rovnoběžné.

Vodicí kolíky kuličkového-ložiskajízda na kalených ocelových kuličkách obsažených v hliníkové kleci. Sestava čepu-a{2}}ložiska je ve skutečnosti asi o 0,0002 palce větší než vrtání pouzdra -, což výrobci konstrukčního prvku nazývají „negativní sklon“, protože eliminuje veškerou vůli související-. Toto předepjaté uložení zajišťuje těsnější vyrovnání, než jaké mohou dosáhnout třecí systémy, takže kuličková-vodítka jsou standardem pro vysokorychlostní{9}}progresivní matrice, kde vůle-k-děrování musí zůstat konzistentní při 200+ úderech za minutu.

Mezi další výhody patří snadné oddělování matrice (žádné tření znamená, že boty volně klouzají) a snížená tvorba tepla při rychlosti. Omezením je tolerance boční síly - kuličková ložiska přenášejí boční zatížení prostřednictvím bodového kontaktu a silné mimo{2}}středové síly mohou promáčknout kuličkové dráhy nebo zlomit sestavy klece. Čepy kuličkových-ložisek by se nikdy neměly mazat; pouze lehký olej si zachovává svou funkci, aniž by přitahoval nečistoty do kuliček.

Umístění vodicích kolíků a střed tlaku

Volba mezi kuličkovým-ložiskem a třecími vodítky je jen polovinou konstrukčního problému lisování kovů. Na tom, kde tyto kolíky umístíte, záleží stejně jako na tom, jaký typ zvolíte.

Představte si progresivní matrici s dvanácti řeznými razníky, nejvíce soustředěnými na levé straně pásu. Když lis vystřelí, řezná síla není rovnoměrně rozložena přes patku matrice -, je soustředěna směrem doleva. Vznikne tak mimostředná výsledná síla nazývaná střed tlaku (někdy nazývaný střed řezné síly). Pokud jsou vodicí kolíky na matrici umístěny symetricky, zatímco řezné síly působí asymetricky, nevyvážený moment se pokusí natáhnout horní sestavu - a naklonit ji vzhledem ke spodní polovině.

Koncepce technického řešení je přímočará: vypočítejte střed tlaku sečtením řezné síly na každé stanici vynásobené její polohou a poté vydělte celkovou řeznou silou. To dává souřadnici X-Y, kde působí výslednice. Vodicí kolíky by měly být umístěny tak, aby jejich nosná geometrie zachycovala tento bod, čímž se zabrání tomu, aby momentové rameno překročilo to, co může vodicí systém odolat bez vychýlení.

V praxi to znamená, že je někdy nutné asymetrické umístění vodících kolíků. Forma s řeznými operacemi soustředěnými na jednom konci může vyžadovat, aby vodicí sloupky byly posunuty k tomuto konci, spíše než aby byly umístěny v tradičních čtyřech rozích. Ignorování tohoto principu je běžnou základní příčinou nerovnoměrného opotřebení razníku - jedna strana matrice běží těsněji než druhá, protože horní sestava je nenápadně natažena při každém zdvihu nevyváženými silami, kterým vodicí systém nemůže čelit ze své aktuální polohy.

Nashromáždění tolerance-v sestavách vodítek

I perfektně zvolený, perfektně umístěný vodicí systém degraduje, pokud nejsou tolerance jednotlivých komponentů kontrolovány jako řetěz. Toto je problém s tolerancí{1}}hromadění, který se používá u lisovacích nástrojů na kov, a přímo určuje, zda si matrice zachová svou navrženou vůli-k-zápustce po dobu své životnosti.

Zvažte rozměrový řetězec, který spojuje hrot děrovače s jeho spojovacím otvorem matrice. Tento řetěz zahrnuje: průměr vodícího čepu, průměr otvoru pouzdra, lis pouzdra-zasazení do otvoru čelisti matrice, polohu otvoru čelisti matrice vzhledem k bloku matrice a polohu otvoru bloku matrice. Každý rozměr nese své vlastní toleranční pásmo - obvykle broušené s přesností 0,0001 palce pro vodicí součásti. Ale hromadí se tolerance. Pokud použijeme analýzu nejhoršího-případu, pokud pět složek přispívá +/-0,0001 palce, celková potenciální odchylka dosáhne +/-0,0005 palce. - již významného, ​​když vámi navržená vzdálenost od razníku k matrici může být 0,002 palce na stranu u tenkých materiálů.

Statistické metody (RSS analýza) nabízejí realističtější obrázek pro produkční scénáře. Stejný pěti{1}}řetězec složek o +/-0,0001 palce, každý vytváří kombinovanou variaci přibližně +/-0,00022 palce za předpokladů normálního rozdělení. To je důvod, proč sady vysoce přesných lisovacích nástrojů specifikují přísnější tolerance na vodicích součástech než na méně kritických prvcích - vodicí systém je umístěn na vrcholu vyrovnávacího řetězce a jakákoliv odchylka se tam šíří do každé řezací a tvarovací stanice v matrici.

Praktické strategie pro řízení tohoto nahromadění-zahrnují:

• Určení užších tolerancí pro jeden nebo dva rozměry, které nejvíce přispívají k celkové variaci (typicky vrtání pouzdra a průměr vodícího čepu)
• Snížení délky řetězu montáží vodicích pouzder přímo do čelisti matrice spíše než prostřednictvím mezidesek
• Použití spárovaných sad - brusných vodicích kolíků a pouzder jako párů, nikoli podle nezávislých specifikací
• Kontrola smontovaného vyrovnání (skutečná vůle mezi kolíky-k{1}}objímce měřená v hotové matrici) spíše než spoléhání se pouze na certifikace jednotlivých součástí

Vodicí systém, který začíná na hraně přijatelného vyrovnání kvůli akumulaci tolerancí, přejde do nepřijatelného území mnohem dříve než systém s toleranční rezervou. Tato zrychlená degradace se projevuje zvyšující se výškou otřepů v průběhu času, nekonzistentními rozměry otvorů-k{2}}otvorům a zkrácenými intervaly mezi odstávkami údržby.

Zarovnání je pouze polovina toho, co udržuje materiál pod kontrolou během cyklu lisování. Druhá polovina -, která fyzicky drží pás naplocho a čistě ho zbavuje děrovačů -, závisí na zcela jiném strukturálním subsystému s vlastními kompromisy v designu-a integračními problémy.

Návrhy stripovacích systémů a strukturální integrace

Stripovač udělá dvě práce při každém tahu. Na cestě dolů upne pás naplocho proti bloku matrice, aby se zabránilo zvednutí nebo vybočení během operací vysekávání. Na cestě nahoru odtlačuje materiál z děrovačů, takže pás může čistě postupovat. Tyto dvě funkce - přidržení-stisknuté a odizolování - kladou na strukturu matrice konkurenční požadavky. Podržení-vyžaduje včasné zapojení a pevný tlak. Odstraňování vyžaduje trvalou sílu po celou dobu vytahování razníku. Systém, který zvolíte, abyste dodali tuto sílu, formuje fyzický design horní sestavy způsobem, který se vlní každým dalším komponentem lisovací formy.

Pružinové stripery vs. dusíkové plynové pružiny vs. uretanové systémy

V aplikacích lisovacích nástrojů a lisovacích nástrojů dominují tři systémy, z nichž každý se integruje do struktury lisu jinak:

Mechanické odstraňovače vinutých pružinjsou nejběžnější volbou pro progresivní matrice. Pružiny se montují do kapes s válcovým zahloubením obrobených přímo do horní desky nebo držáku děrovače, přičemž stírací deska plovoucí na blocích nebo cívkách dole. Jsou jednoduché, levné a snadno vyměnitelné. Strukturální požadavek je jasný: hloubka kapsy musí pojmout plné stlačení pružiny plus pracovní dráhu a horní deska musí mít dostatek průřezu-zbývajícího po opracování kapsy, aby unesla zatížení lisu bez praskání. Jak doporučuje průmyslová směrnice, držáky nebo cívky poskytují lepší tuhost a vedení než stahovací šrouby, které mají tendenci se ohýbat pod vysokým tlakem na stahování.

Odstraňovače dusíkových plynových pružingenerovat dvojnásobnou až trojnásobnou sílu vinuté pružiny při zhruba stejné stopě. Jejich téměř-konstantní výstupní síla během zdvihu je činí zvláště cennými pro operace, kde stálý přítlak-zabraňuje problémům s formováním lisování, jako je zvrásnění nebo posun materiálu během kreslení. Konstrukčně vyžadují dusíkové láhve přesné -vrtané montážní otvory s úzkými tolerancemi soustřednosti a horní deska musí být dostatečně silná, aby pojala celé tělo láhve. Praktické pravidlo: omezte zdvih pístu na 85 procent jmenovitého maxima, abyste prodloužili životnost válce, což znamená, že konstruktér matrice musí zohlednit tento snížený zdvih při nastavování zdvihu podložky.

Odstraňovače uretanupoužívejte polyuretanové elastomerové podložky nebo knoflíky, které vytvářejí progresivní odpor - čím více se stlačují, tím silněji se zatlačují zpět. Vyžadují zadržovací kapsy opracované do horní sestavy, aby se zabránilo bočnímu vyboulení při zatížení. Uretan poskytuje vysokou hustotu síly v kompaktních prostorech, takže je užitečný tam, kde je omezený vertikální prostor. Omezením je tepelná citlivost: vysokorychlostní operace, které generují třecí teplo, časem zhoršují odolnost uretanu a snižují konzistenci stripování.

Strukturální integrace a výpočty sil

Bez ohledu na typ systému musí stěrač vyvinout dostatečnou sílu, aby překonal sevření materiálu na každém razníku současně. Tato rukojeť pochází z tření a elastického odpružení - stejných sil, které způsobují, že raznice občas následují razník nahoru. Standardní výpočet začíná v10 až 20 procent celkové řezné sílys minimálně 30procentním bezpečnostním faktorem navíc. U stahovačů používaných také jako upínače při tváření ztrojnásobte teoretický tlak pružiny, abyste zabránili nežádoucímu pohybu materiálu během práce.

Když konstrukční montáž nezvládne tyto síly - únava šroubů, deformace desek, praskliny v rozích pružin -, výsledky se na dílech okamžitě projeví. Nekonzistentní stahování způsobuje chyby posuvu v progresivních lisovnicích, vytváří rozměrové odchylky způsobené nesprávnou registrací pásu a urychluje opotřebení lisovníku tím, že umožňuje materiálu táhnout proti povrchům lisovníku během vytahování.

Výběr správného systému spočívá v přizpůsobení požadavků aplikace strukturálním omezením:

• Tloušťka materiálu- Silnější pažba svírá údery tvrději, vyžaduje vyšší odizolovací sílu a tužší montážní prostředky
• Počet piercingových úderů- Více úderů znamená větší celkovou stahovací sílu; počet a umístění pružin musí toto zatížení rozložit rovnoměrně po celé stírací desce
• Způsob podávání pásu- Vzduchové podávání a vysokorychlostní-rolovací podávání vyžadují rychlé uvolnění pásu; opožděné stahování ze slabých pružin způsobuje chybné podávání při rychlosti
• Požadovaná odizolovací síla versus dostupný prostor- Když vinuté pružiny nedokážou vyvinout dostatečnou sílu v dostupné hloubce kapsy, je navzdory vyšším nákladům nutné použít dusíkové láhve nebo uretan

Dobře{0}}integrovaný odstraňovací systém je během výroby neviditelný. Špatně integrovaná se oznámí prostřednictvím zářezů protahujících se matricí, přilepení dílů k razidlům a charakteristickým třeskem zpožděného stahování, který zkušení operátoři lisovacích nástrojů a lisovacích nástrojů okamžitě poznají. Tyto příznaky vycházejí z konstrukčních rozhodnutí učiněných během návrhu: jak velká síla, kde působí a zda ji montáž dokáže udržet po neomezenou dobu bez únavy.

Design stripperu je jednou osou strukturálních variací v matrici. Další hlavní osou je samotný typ matrice - jednoduché, složené, progresivní a přenosové konfigurace, z nichž každá přeskupuje tyto stejné součásti do zásadně odlišných konstrukčních uspořádání, aby se vyřešily různé výrobní problémy.

Jak se mění struktura u různých typů matric

Stejné součásti - razidla, bloky matric, odstraňovače, vodicí systémy - se vyskytují téměř v každé lisovnici na kov. To, co se mezi typy zápustek nemění, nejsou součásti samotné, ale to, jak jsou uspořádány, kolik stanic existuje a jaká strukturální opatření jsou přidána pro pohyb materiálu nástrojem. Každý typ lisovacího nástroje představuje jinou odpověď na stejnou otázku: jak organizujete mechanickou strukturu, abyste vyrobili konkrétní díl v cílovém objemu a nákladech?

Berte to jako evoluční vývoj. Jednoduché raznice řeší nejzákladnější problém s minimální strukturou. Každý následující typ zvyšuje složitost, aby bylo možné zvládnout více operací, přísnější tolerance nebo větší objemy výroby. Pochopení toho, co se strukturálně mění - a proč -, činí rozhodnutí o výběru mnohem intuitivnějším.

Jednoduchá struktura matrice

Jednoduchá matrice provede jednu operaci na zdvih lisu: jeden polotovar, jeden průpich nebo jeden ohyb. Jeho struktura je minimální. Jeden razník, jeden otvor matrice, základní vodicí systém a stírací deska. Horní a spodní sestava odrážejí základní rozložení popsané dříve, ale bez dalších funkcí potřebných pro více-operaci.

Konstrukční jednoduchost má své výhody. Méně součástí znamená kratší dobu výstavby, nižší náklady na nástroje a jednoduchou údržbu. Ale kompromisem-je propustnost. Pokud součást potřebuje pět operací, musí projít pěti samostatnými jednoduchými matricemi na pěti samostatných lisech -, z nichž každý vyžaduje vlastní nastavení, zarovnání a manipulační krok. Tento přístup funguje pro nízko-objemovou produkci nebo pro skutečně základní geometrie. U čehokoli složitého nebo velkého-objemu se strukturální investice přesouvají směrem k lisovacím nástrojům, které konsolidují operace.

Compound Die Struktura

Složené lisování řeší specifický problém: jak vyříznete vnitřní prvky a vnější obrysy v dokonalé soustřednosti? Odpovědí je strukturální inverze. Ve složené matrici je vysekávací razník umístěn ve spodní sestavě, zatímco otvor vysekávací matrice se pohybuje do horní poloviny. Propichovací razníky se montují také do spodní matrice s jejich odpovídajícími otvory matrice v horní sestavě. Vše řeže současně jedním tahem.

Toto obrácené uspořádání přidává strukturální složitost. Spodní sestava nyní obsahuje jak zaslepovací, tak propichovací razníky, které musí udržovat přesné vzájemné polohové vztahy. Horní sestava drží jak zaslepovací kroužek, tak tlačítka prorážecí matrice. V horní polovině je vyžadován vylamovací nebo oddělovací mechanismus pro vytlačení hotového polotovaru z prstence matrice po každém zdvihu - součást, kterou jednoduché matrice nikdy nepotřebují.

Strukturální přínos je rozměrová přesnost. Vzhledem k tomu, že všechny řezné hrany zabírají s materiálem jediným tahem z jedné upnuté polohy, je soustřednost otvorů-k{2}}hranu lepší, než čeho lze dosáhnout jakoukoli sekvenční operací. Omezení je stejně strukturální: složené matrice dobře zvládají operace řezání, ale nemohou prakticky zahrnovat tvářecí stanice. Jejich rozložení neponechává žádný prostor pro ohýbání nebo kreslení geometrie.

Progresivní struktura matrice

Proces progresivního lisování má zcela odlišný strukturální přístup. Namísto toho, aby se vše dělalo na jedné stanici, rozděluje operace na více stanic uspořádaných podél lineární dráhy pásu. Kovová cívka prochází matricí jako souvislý pás - pás matrice se posune o jednu délku na jeden zdvih a každá stanice provádí svou určenou operaci na části pásu umístěné pod ní.

Strukturálně to výrazně znásobuje složitost. Progresivní pásová matrice může obsahovat osm, dvanáct nebo dvacet stanic, z nichž každá má svůj vlastní děr-a{2}}sadu matric, vlastní odstraňovače a vlastní pilotní kolíky pro registraci pásů. Délka čelisti roste úměrně s počtem stanic. Progresivní matrice s dvanácti{5}}stanicemi může měřit 36 ​​palců nebo více ve směru posuvu, ve srovnání se šesti palci u jednoduché matrice provádějící jedinou operaci.

Mezi další konstrukční prvky, které jednoduché a složené raznice nikdy nepotřebují, patří:

• Pilotní kolíky na každé stanici- Každá stanice vyžaduje nezávislé umístění pásu, protože kumulativní chyba podávání napříč dvanácti výškami by jinak zničila přesnost-k{2}}prvku.
• Zvedače pásů- Odpružené-prvky ve spodní matrici, které mezi tahy zvednou pás nad povrch matrice, což mu umožňuje postupovat bez přetahování přes řezné hrany nebo tvarované prvky.
• Průběžné nebo segmentové stripovací desky- Jedna stripovací deska po celé délce matrice nebo jednotlivé stripery na každé stanici, v závislosti na provozních požadavcích.
• Průvodci skladem- Kolejnice, které omezují boční pohyb pásu podél celé dráhy podávání.

Proces progresivního lisování vytváří hotový díl každým tahem, jakmile pás zaplní všechny stanice -, což z něj činí nejrychlejší výrobní metodu pro malé až střední díly se složitými funkcemi. Tato rychlost vyžaduje úměrně větší strukturální tuhost. S řeznými a tvářecími silami působícími současně na více stanicích musí patka matrice odolávat průhybu po celé své délce a vodicí systém musí udržovat vyrovnání po celé rozpětí.

Struktura přenosové matrice

Přenosové lisování se podobá progresivnímu lisování v konceptu - více stanic, sekvenční operace -, ale liší se v jednom základním strukturálním aspektu. Část je oddělena od pásu na první stanici. Od tohoto bodu dopředu se jednotlivé polotovary pohybují mezi stanicemi pomocí mechanických přenášecích prstů spíše než jízdou na nosném pásu.

Tím se podstatně mění konstrukční požadavky. Forma musí obsahovat přenosové kolejnice a prstové mechanismy, které zasahují do každé stanice, zvednou součást, přesunou ji do další polohy a uvolní ji -, to vše synchronizovaně se zdvihem lisu. Zápustky jsou širší než progresivní zápustky, aby poskytovaly prostor pro přenosový hardware na obou stranách. Každá stanice funguje spíše jako nezávislá matrice s vlastní kompletní sestavou razidla-a{5}}propojky, která je k sousedním stanicím připojena pouze přenosovým mechanismem, nikoli souvislým pásem.

Přenášecí zápustky zvládají díly, které progresivní zápustky konstrukčně nemohou: velké panely, hlubokotažené skořepiny a geometrie, které by při tváření zničily nosný pás. Panely karoserie, konstrukční držáky a trubkové součásti se běžně používají v přenosových systémech. Strukturální kompromis-je v tom, že přenosové mechanismy rychlosti - mají limity fyzického zrychlení, které udržují rychlost cyklu pod tím, čeho dosahují progresivní razidla.

Strukturální postup od jednoduchého k přenosovému se řídí jasnou logikou: každý typ přidává fyzickou složitost, aby překonal specifické omezení typu před ním. Jednoduché raznice nemohou kombinovat operace. Složené matrice kombinují řezy, ale nemohou tvarovat. Progresivní matrice kombinují vše podél dráhy pásu, ale nezvládnou velké nebo hluboce tvarované díly. Přenášecí nástroje zvládají tyto díly výměnou pásu za mechanický transport - za cenu přidané struktury, synchronizace a investic.

Výběr správného typu je nakonec rozhodnutím strukturální ekonomiky. Větší složitost znamená vyšší náklady na nástroje, delší dobu výstavby a větší údržbu -, ale také vyšší propustnost, lepší konzistenci dílů a nižší náklady na-kus při objemu. Tato kalkulace nákladů-přínosů závisí na tom, jak přesně si konstrukce matrice vede po dobu své životnosti, což vede diskusi k měřitelným výsledkům, které volby konstrukčního návrhu buď umožňují, nebo podkopávají.

Jak konstrukční návrh řídí výkon matrice a kvalitu dílů

Každá vada lisování má strukturálního předka. Otřepy, nesprávně zarovnané prvky, předčasné selhání razníku, vytažení střely - to nejsou náhodné události. Jsou to předvídatelné důsledky specifických strukturálních podmínek v matrici. Rozdíl mezi matricí, která produkuje čisté díly na 2 miliony zdvihů, a matricí, která vyžaduje přepracování po 200 000, spočívá v tom, jak dobře si struktura udržuje své navržené vztahy při opakovaném dynamickém zatížení.

Pochopení těchto příčin-a{1}}důsledků změní údržbu razicích kostek z reaktivní přestřelky na předvídatelné technické cvičení. Když víte, který strukturální stav způsobuje kterou vadu, můžete vysledovat jakýkoli problém s kvalitou zpět k jeho hlavní příčině - a vpřed ke konkrétnímu zásahu, který jej trvale opraví.

Strukturální příčiny běžných vad ražení

Zvažte nejčastější chyby kvality při přesném lisování a jejich strukturální původ:

Otřepy způsobené nadměrným nebo nerovnoměrným úderem-k-výrazu zápustky.Otřepy jsou vyvýšené ostré hrany na řezných prvcích -, což je nejčastější vada ražení. Vznikají, když se lomové zóny iniciované hranou průbojníku a hranou matrice nedotýkají čistě v tloušťce materiálu. Strukturální hlavní příčinou je téměř vždy problém se zarovnáním. Opotřebovaná vodicí pouzdra umožňují boční posunutí horní sestavy, což vytváří nerovnoměrnou vůli po obvodu razníku. Jedna strana je těsná (způsobuje silné smykové opotřebení a opotřebení nástroje), zatímco opačná strana je volná (způsobuje převrácení a otřepy). Jak ukazuje výzkum Dayton Lamina, i když je počáteční vůle nastavena správně, strukturální tuhost určuje, zda tato vůle zůstane konzistentní při výrobním zatížení - flexibilní čelist nebo degradovaná vedení změní během provozu efektivní vůli.

Předčasné opotřebení razníku v důsledku nedostatečné tvrdosti nosné desky.Když je opěrná deska příliš měkká nebo příliš tenká pro příslušnou tonáž, děrovací hlavy se postupně zapouštějí do povrchu desky. To vytváří dva problémy současně: razník ztrácí svou vertikální orientaci (účinně se časem zkracuje, což mění hloubku průniku) a hřibovitá kapsa umožňuje boční vůli, která nebyla nikdy zamýšlena. Oprava je problém se strukturální specifikací - nosné desky musí být vytvrzeny na alespoň 58-60 HRC a dostatečně silné, aby rozložily bodové zatížení od děrovacích hlav bez poddajnosti.

Vytahování slimáků z nesprávné vůle matrice nebo chybějící retenční prvky.K vytahování slimáků dochází, když odříznuté slimáky následují razník zpět nahoru skrz otvor matrice, místo aby padaly volně. Strukturálně k tomu dochází, když je vůle zápustky příliš těsná (vytváří efekt vakua, když se razník vytahuje) nebo když blok zápustky postrádá funkce pro zadržení zářezů, jako jsou důlky, úhlový reliéf nebo podtlakové -kanály. U lisovacích lisů z plechu běžících vysokou rychlostí je vytahování slug obzvláště nebezpečné - vytažený slug, který dopadne na povrch pásu, bude vyražen do dalšího dílu, čímž vznikne defekt nazývaný stopa po slugu nebo otisk matrice.

Nesouosost způsobená degradací vodícího systému.Vodicí pouzdra se opotřebovávají miliony cyklů. Když se průměr vrtání pouzdra zvětší dokonce o 0,0002 až 0,0003 palce, získává horní sestava vůli, která se přímo promítá do kolísání vůle v každé řezací stanici. Podle průmyslové analýzy vad lisování patří opotřebené vodicí kolíky nebo pouzdra mezi hlavní příčiny chybného podávání, rozměrových nepřesností a progresivního nesouososti prvků ve velko-sériové výrobě.

Zásady čištění zápustek vázané na konstrukci

Vůle se obvykle vyjadřuje jako procento tloušťky materiálu na stranu - mezery mezi řeznou hranou razníku a otvorem matrice. Tradiční praxe používala zhruba 5 procent na stranu jako univerzální základní linii. Tento přístup už neplatí. U ocelí s vyšší{5}}pevností a pokročilých materiálů, které jsou nyní běžné, musí být vůle vybrána na základě pevnosti v tahu a tloušťky materiálu, nikoli pouze podle typu materiálu. Silnější plechy a vyšší-pevnostní třídy vyžadují progresivně větší vůli, aby bylo možné zvládat zatížení nástroje a předcházet poruchám vylamování.

Zde je strukturální spojení, které většina inženýrů postrádá: vůle není jen číslo, které nastavíte v době stavby. Je podmínkou, že struktura matrice musí aktivně udržovat v průběhu milionů cyklů. Patka, která se při zatížení vychýlí o 0,001 palce, účinně mění vůli na jedné straně řezu a zároveň ji zmenšuje na straně druhé. Opotřebovaná vodicí pouzdra vytvářejí podobnou asymetrii. Dokonce i tepelná roztažnost během dlouhých výrobních sérií může posunout efektivní vůli, pokud konstrukční součásti nejsou navrženy s ohledem na tepelné řízení.

Účel obtokových zářezů v lisovacích nástrojích přidává další strukturální rozměr kontrole materiálu. Negativní a pozitivní obtokové zářezy v lisovacích nástrojích plechu slouží k řízení tahu pásu a zabraňují zvedání mezi stanicemi. Pozitivní obtokové zářezy - malé vyvýšené prvky na pásu - se dotýkají povrchu matrice a omezují pohyb pásu směrem dolů. Negativní obtokové zářezy - malé řezné prvky - poskytují úlevu, která zabraňuje vyboulení materiálu, když pás prochází kompresí mezi tvářecími stanicemi. Pochopení toho, jak negativní a pozitivní obtokové zářezy v lisovacích nástrojích pro tváření plechu interagují s vůlí a chováním pásu, je zásadní pro progresivní aplikace lisů, kde materiál musí předvídatelně protékat dvanácti nebo více stanicemi bez zvednutí, vybočení nebo nesprávné registrace.

Prakticky to znamená, že strukturální tuhost není luxusní specifikací -, je to strategie údržby vůle. Každá tisícina palce, kterou čelist lisovnice, vodicí systém nebo opěrná deska dovolí při vychýlení nebo vůli, je tisícina, která se odečte (nebo přičte) od vámi navržené vůle. Postupem času strukturální degradace posune vůli mimo své optimální okno a podle toho stoupá i četnost defektů.

Prodloužení životnosti matrice prostřednictvím strukturálních voleb

Životnost matrice - měřená ve zdvihech mezi údržbovými zásahy - je přímou funkcí toho, jak dobře konstrukční součásti odolávají silám, které absorbují každý cyklus. Tři kategorie strukturální volby řídí životnost:

Specifikace materiálu.Třída a tvrdost nástrojové oceli určují, jak rychle se řezné hrany opotřebovávají a jak dobře desky odolávají deformaci. Mezi běžné možnosti patří nástrojová ocel D2 (58{4}}62 HRC, vynikající odolnost proti opotřebení pro řezné aplikace), rychlořezná ocel M2- (64-66 HRC pro malé razníky vyžadující maximální tvrdost), rázuvzdorná ocel S7 pro tvářecí operace a A2, kde na houževnatosti záleží více než na špičkové tvrdosti. Volba je strukturální, protože určuje, jak dlouho si každá součást zachová své navržené rozměry při opakovaném zatížení.

Povrchové úpravy.Iontová/plazmová nitridace se ukázala jako zvláště účinná úprava pro prodloužení životnosti matrice, zejména u pokročilých-ocel s vysokou pevností. Na rozdíl od chromování -, které nanáší tenkou povrchovou vrstvu, která se může odlupovat nebo odlupovat pod vysokým Hertzovým napětím -, vytváří nitridace vytvrzenou difúzní vrstvu přesahující hloubku 0,010 palce přímo v materiálu substrátu.Studie ukazujíže nitridované povrchy vydrží více než 850 000 zásahů ve srovnání s přibližně 600 000 zásahy u pochromovaných-povrchů při stejné aplikaci, přičemž jeden případ dosáhl 1,2 milionu zásahů do dutiny matrice podlahové pánve. PVD povlaky, jako je nitrid chromu (CrN) a nitrid titanu a hliníku (TiAlN), zvyšují odolnost proti opotřebení při aplikaci na nitridované substráty na menších břitových destičkách a razidlech.

Konstrukční dimenzování a tuhost.Poddimenzovaná patka matrice, která se při zatížení vychyluje, nutí prorážet řezné hrany, aby absorbovaly boční napětí, pro která nebyly nikdy navrženy, urychluje vylamování hran a zkracuje intervaly přebrušování. Správně dimenzované konstrukční součásti - patky dostatečně silné, aby omezily průhyb pod 0,0005 palce, dostatečně tvrdé opěrné desky, aby zabránily zapuštění děrovací hlavy, vodicí součásti s dostatečnou nosnou plochou pro rozložení bočního tahu - prodlužují interval mezi odstávkami údržby tím, že udržují všechny součásti v jejich navrženém provozním rozsahu.

Vztah je multiplikativní. Zápustka se správnou nástrojovou ocelí, správně ošetřenými povrchy a správně dimenzovanými konstrukčními prvky bude mezi údržbou běžet pětkrát až desetkrát déle než zápustka, kde je některý faktor podhodnocen. Frekvence údržby lisovacích nástrojů není primárně řízena tím, jak tvrdě pracují lisovníky -, je řízena tím, jak dobře okolní konstrukce tyto lisovníky chrání před silami a průhyby, které by nikdy neměly zažít.

Pro inženýry pracující na těchto strukturálních rozhodnutích - optimalizace vůle pro konkrétní materiály, návrh geometrie obtokového zářezu pro řízení pásu nebo výběr povrchových úprav tak, aby odpovídaly cílům objemu výroby -, mohou být interakce mezi proměnnými složité. Zdroje jakoVlastní řešení lisovacích nástrojů YICHENnabídnout{0}}specifické technické konzultace pro týmy, které se v těchto kompromisech orientují-, zejména v oblasti kontroly otřepů, řízení toku materiálu a optimalizace vůle, kde standardní pokyny postrádají řešení jedinečných geometrií součástí.

Konstrukční volby, které prodlužují životnost matrice a zabraňují defektům, jsou v konečném důsledku bez kontextu nesmyslné. Správná třída materiálu, typ vodítka a specifikace vůle, to vše závisí na aplikaci -, jaký materiál lisujete, kolik dílů potřebujete a jaké tolerance vyžaduje hotový produkt. Shoda struktury s aplikací je tam, kde inženýrský úsudek nahrazuje obecné pokyny.

Výběr správné struktury matrice pro vaši aplikaci

Vědět, jak struktura ovlivňuje výkon, je cenné. Vědět, jakou strukturu specifikovat pro vaši konkrétní cílovou součást, materiál a objem je to, co ve skutečnosti projekt rozběhne. Rozdíl mezi pochopením typů lisovacích nástrojů a sebevědomým výběrem jednoho spočívá v porovnání několika proměnných aplikace se strukturálními možnostmi, které každá konfigurace nabízí.

Přizpůsobení struktury matrice požadavkům aplikace

Rozhodnutí o konstrukční konfiguraci pro jakýkoli projekt lisování kovů řídí pět faktorů:

Složitost dílů.Spočítejte prvky - díry, ohyby, rýhy, reliéfy. Díl se dvěma děrovanými otvory a jedním ohybem může běžet v kombinované matrici. Díl s patnácti prvky v několika fázích tváření potřebuje progresivní nebo přenosové uspořádání. Každá další funkce přidává stanici, která přidává délku čelisti, rozpětí vodícího systému a složitost odstraňovače.

Typ a tloušťka materiálu.Materiál určuje požadavky na tonáž, specifikace vůlí a někdy i strukturální tuhost potřebná v samotné čelisti lisu. Vyšší-oceli vyžadují těžší konstrukční prvky a tvrdší třídy nástrojových ocelí na břitech. Výrobní proces lisování kovů se zásadně změní, když přejdete z měkké oceli na nerez nebo hliníkové slitiny.

Roční objem.Pod 10 000 dílů za rok mají jednoduché nebo složené raznice obvykle ekonomický smysl. Mezi 50 000 a 500 000 díly, progresivní matrice ospravedlňují jejich vyšší cenu nástrojů dramaticky nižší cenou za-kus. Více než 500 000, prémiové konstrukční prvky - karbidové destičky, kuličková-vodítka ložisek, odstraňovače dusíku - se vyplatí v prodloužené době provozu mezi přestávkami v údržbě.

Požadavky na toleranci.Díly s kritickými vlastnostmi-k-rozměru pod +/-0,05 mm{5}}požadují systémy vedení ložisek, přesné-bloky zápustek a strukturální tuhost, která zabraňuje jakémukoli kolísání vůle způsobené průhybem. Volnější tolerance umožňují jednodušší a méně nákladné konstrukční přístupy.

Sekundární operace.Pokud váš současný proces vede díly přes tři samostatné matrice pro děrování, tvarování a ořezávání, konsolidace do jediné progresivní matrice eliminuje manipulaci, zlepšuje zarovnání prvků a snižuje podlahovou plochu -, ale pouze v případě, že objem opravňuje strukturální investici.

Úvahy o materiálu a objemu

Výběr materiálu mění konstrukční požadavky způsobem, který inženýry zaskočí. Například proces lisování hliníku vyžaduje větší--vůli razníku než ocel, aby se zabránilo zadření, a povrchy raznic často potřebují povlaky DLC nebo TiCN, aby se zabránilo adhezi materiálu. Nižší modul hliníku znamená přibližně trojnásobné odpružení ve srovnání s ocelí -, která vynucuje blokovací stanice nebo pře-ohýbání geometrie do struktury zápustky, což by bylo u dílů z měkké oceli zbytečné. Konstrukčně mohou hliníkové lisovací nástroje také těžit z tužších lisovacích patek, které kompenzují tendenci materiálu vytvářet méně předvídatelný tok materiálu během tváření.

Automobilová lisovnice pro vysokopevnostní ocelové výztuhy karoserie čelí opačné výzvě: extrémní tonážní zatížení, které vyžaduje silnější opěrné desky, nástrojové oceli odolné proti nárazům, jako je S7 na tvářecích stanicích, a vodicí systémy dimenzované na silný boční tlak. Velkoobjemové-nárazníky pro automobilový průmysl, na které se ročně spotřebuje milion nebo více dílů, ospravedlňují každý prémiový konstrukční prvek --příspěvek k nákladům na díl ve výši 500 000 USD při těchto objemech klesá pod 0,50 USD, takže pokročilé funkce jsou ve srovnání s náklady na neplánované odstávky ekonomicky triviální.

Porovnejte to s-malým objemem prototypování nebo krátkodobou-produkcí. Zde se strukturální investice řídí jinou logikou. Měkké nástroje, jednoduché konfigurace matrice a standardní vodicí součásti udržují počáteční náklady zvládnutelné a zároveň akceptují vyšší ceny za-díl a kratší životnost matrice. Plechová matrice pro 2 000-kusů ročně nepotřebuje karbidové vložky ani plynové pružiny s dusíkem – je třeba ji postavit rychle, spolehlivě fungovat pro svou omezenou životnost a dodržet rozpočet.

Kdy investovat do pokročilých konstrukčních prvků

Pokročilé funkce jsou dražší předem, ale snižují celkové náklady na vlastnictví, když je ospravedlňují výrobní požadavky. Rozhodnutí není o tom, zda je funkce „lepší“ -, ale o tom, zda vaše aplikace generuje dostatek cyklů nebo vyžaduje dostatečnou přesnost, aby se investice vrátila.

• Vodicí systémy s kuličkovými-ložisky- Opodstatněné při běhu nad 150 úderů za minutu nebo při průchodu-k-děrování musí zůstat v rozmezí +/-0,0002 palce během celé výrobní série
• Dusíkové plynové pružiny- Odůvodněné, když je kritické důsledné držení-síla dolů nebo stahování (operace tažení,-vysokopevnostní materiály) a vinuté pružiny nemohou v dostupném prostoru dodat dostatečnou sílu
• Tvrdokovové destičky na břitech- Odůvodněné, když cílová životnost matrice překročí 1 milion zdvihů nebo při lisování abrazivních materiálů, jako je nerezová ocel nebo laminace ze silikonové oceli
• V-ustanovení o detekci- Opodstatněné pro automobilové lisovací raznice a další bezpečnostní-kritické aplikace, kde-monitorování chybného podávání, krátkého podávání nebo vytažení v reálném čase zabraňuje chybám následné montáže
• PVD nebo nitridační povrchové úpravy- Odůvodněné, když intervaly údržby musí překročit 500 000 zdvihů mezi přebroušením, zejména na tvářecích površích, které jsou vystaveny opotřebení lepidlem

Tento kontrolní seznam použijte při určování struktury matrice pro nový projekt:

• Definujte roční objem a očekávanou životnost matrice (celkové zdvihy během životnosti)
• Spočítejte všechny vlastnosti součástí a určete minimální počet stanic
• Identifikujte typ materiálu, tloušťku a pevnost v tahu pro stanovení vůle a tonáže
• Určete kritické tolerance a určete třídu přesnosti vodícího systému
• Vyhodnoťte, zda díl může zůstat na nosném pásu (progresivní) nebo vyžaduje individuální manipulaci (přenos)
• Vypočítejte požadavky na stahovací sílu na základě počtu děrovačů a sevření materiálu
• Určete, zda operace tváření vyžadují stálou sílu (dusík) nebo stačí základní síla pružiny
• Posoudit přístup k údržbě - poběží matrice v zařízení s-vlastní nástrojárnou?
• Nastavte hranice rozpočtu pomocí{0}}analýzy rovnoměrného rozložení oproti plánovanému objemu

Inženýři, kteří procházejí tímto kontrolním seznamem, systematicky dospívají ke konstrukční specifikaci, která odpovídá jejich skutečným potřebám, - nikoli k příliš-přestavěné matrici, která plýtvá kapitálem, a nikoli k nedostatečně sestavené- matrici, která předčasně selže. U projektů, kde se-kompromisy stávají složitými -, optimalizace vyvažování, návrh zvedáku, řízení toku materiálu a výběr komponent v rámci více vzájemně se ovlivňujících proměnných - urychluje proces rozhodování spolupráce se zkušenými nástroji.Tým inženýrů zakázkových lisovacích nástrojů YICHENpodporuje tuto fázi propojením konstrukčního návrhu s nástroji připravenými k výrobě-, zejména pro aplikace, kde standardní katalogová řešení nedosahují jedinečné geometrie nebo materiálových problémů.

Často kladené otázky týkající se struktury raznice

1. Jaké jsou hlavní součásti konstrukce raznice?

Konstrukce lisovacího nástroje se skládá ze dvou hlavních sestav. Horní sestava obsahuje stopku, horní desku, opěrnou desku, děrovací desku, razníky a vodicí čepy. Spodní sestava obsahuje patku matrice (konstrukční základ), blok matrice (řezání nebo tvarování dutin), vodicí sloupky a pouzdra (zarovnání do 0,0001 palce) a stírací desku. Každá součást plní specifickou roli při distribuci síly, udržování zarovnání nebo řízení chování materiálu. Odstranění nebo nedostatečná specifikace jakéhokoli jednotlivého prvku způsobí předvídatelné následné poruchy -, například přeskočení nosné desky u vysoko-tonážní matrice vede k zapuštění děrovacích hlav do horní desky během tisíců tahů.

2. Jaký je rozdíl mezi progresivní matricí a přenosovou matricí?

Progresivní raznice rozdělují operace na několik stanic podél souvislé dráhy pásu -, kterou kovová cívka prochází jako spojený pás, přičemž se posunuje o jedno stoupání na zdvih. Přenášecí matrice oddělují díl od pásu na prvním stanovišti a poté přesouvají jednotlivé polotovary mezi stanicemi pomocí mechanických přenášecích prstů. Strukturálně vyžadují progresivní raznice delší raznice, pilotní kolíky na každé stanici a zvedače pásu. Přenosové matrice vyžadují širší čelisti matrice pro vůli prstů a synchronizační hardware. Progresivní matrice běží rychleji, ale nezvládnou velké panely nebo hluboké tažení. Přenosové matrice se přizpůsobí těmto geometriím při nižších rychlostech cyklu. Volba závisí na velikosti dílu, hloubce tváření a požadavcích na objem výroby.

3. Jak ovlivní vůli děrování-k-výrazu kvalitu ražení?

Vůle děrování-k-prostřihovačce - mezera mezi hranou děrovače a otvorem matrice - přímo řídí, jak se materiál láme během řezání. Příliš malá vůle způsobuje nadměrné opotřebení nástroje a vylamování. Příliš velká vůle způsobuje otřepy, převalování a špatnou kvalitu hran. Vůle je obvykle 5-10 ​​% tloušťky materiálu na stranu, ale musí být upravena na základě pevnosti materiálu v tahu. Kritickým bodem, který se často opomíjí, je, že vůle není jen statické nastavení – struktura matrice ji musí aktivně udržovat v průběhu milionů cyklů. Průhyb čelisti matrice, opotřebovaná vodicí pouzdra nebo degradované opěrné desky – to vše mění účinnou vůli během provozu, i když byla správně nastavena v době výroby.

4. Kdy zvolit kuličková-vodítka před běžnými pouzdry?

Kuličková{0}}vodítka jsou lepší volbou pro vysokorychlostní-progresivní matrice běžící nad 150 úderů za minutu nebo když vůle-k-děrování musí zůstat v rozmezí +/-0,0002 palce. Používají předinstalované uložení (negativní sklon), které eliminuje veškerou vůli a umožňuje snadné oddělování matrice při rychlosti. Obyčejná bronzová pouzdrová vedení jsou preferována pro těžké tvářecí operace, protahovací nástroje nebo aplikace s významnými bočními silami - jejich spojitý povrchový kontakt zvládá boční tlak lépe než bodový kontakt kuličkových ložisek. Obyčejná pouzdra stojí méně a tolerují větší zneužívání, ale omezují rychlost cyklů kvůli třecímu teplu a ztěžují oddělování matrice u větších nástrojů.

5. Jak vyberete správnou strukturu raznice pro konkrétní aplikaci?

Výběr závisí na pěti primárních faktorech: složitost dílu (počet prvků určuje počet stanic), typ a tloušťka materiálu (ovlivňuje tonáž, světlost a požadavky na tuhost konstrukce), roční objem (odůvodňuje investici do progresivních nástrojů nad 50 000 dílů/rok), požadavky na toleranci (určuje třídu přesnosti vodicího systému) a zda lze operace konsolidovat ze samostatných nástrojů. Inženýři by měli vypočítat celkové zdvihy během životnosti, identifikovat kritické tolerance, vyhodnotit, zda díl může zůstat na nosném pásu nebo zda potřebuje manipulaci s přenosem, a posoudit možnosti údržby. U složitých-obchodů zahrnujících optimalizaci odbavení, tok materiálu a výběr komponent může rozhodování urychlit konzultace se zkušenými nástroji, jako je YICHEN (https://www.yichen-group.com/stamping-die/).