Crestături de ocolire Design matriță de ștanțare din tablă Scop: Nu mai ghiciți

Ce sunt crestăturile de ocolire și de ce sunt importante în designul matrițelor

Când auzi pe cineva întreabă "ce este ștampilarea„În contextul matrițelor progresive, răspunsul se întoarce întotdeauna la o singură realitate: o bandă de material se mișcă prin mai multe stații, iar fiecare caracteristică tăiată sau formată la o stație trebuie să treacă în siguranță prin fiecare stație care urmează. Există crestături de ocolire pentru a face acest lucru.

Ce sunt crestăturile de bypass în benzile de matriță progresivă

Crestăturile de ocolire sunt îndepărtari mici, deliberate de material, în anumite locații de-a lungul benzii de transport. Sarcina lor este simplă: permiteți zonelor tăiate anterior, perforate sau formate ale benzii să curețe componentele matriței - perforații, butoanele matriței, dispozitivele de ridicare și geometria formată - pe măsură ce banda avansează cu o lungime de pas înainte.

Imaginați-vă o matriță de ștanțare progresivă cu opt stații. Fiecare cursă de apăsare avansează banda cu o distanță fixă. Caracteristicile create la stația a doua trebuie să treacă fizic prin stațiile trei, patru, cinci și mai departe, fără să se ciocnească de scule. Crestăturile de ocolire creează calea liberă care face acest lucru posibil.

O crestătură de ocolire este o tăietură de relief în banda purtătoare a unei matrițe de ștanțare progresivă care împiedică elementele prelucrate anterior să interfereze cu sculele din aval pe măsură ce banda avansează.

De ce fiecare matriță progresivă are nevoie de crestături de ocolire

Rațiunea de bază a ingineriei se rezumă la prevenirea interferențelor. La ștanțarea tablei, banda suport - acel material suplimentar care ține părțile împreună în timp ce se deplasează de la stație la stație - trebuie să rămână solidă din punct de vedere structural în timp ce trece curat prin fiecare stație de matriță. Fără crestături de ocolire, banda se ciocnește cu perforații sau cu geometria formată în stațiile adiacente, provocând greșeli de alimentare, flambaj, tragere de melci sau deteriorare totală a matriței.

O definiție simplă de ștanțare a problemei: banda merge înainte, materialul prelucrat anterior intră în spațiul ocupat de scule active și ceva se rupe. Scopul crestăturilor de ocolire a matrițelor de ștanțare este de a elimina acea coliziune înainte de a începe.

CaArt Hedrick notează în The Fabricator, alimentarea slabă a benzilor în matrițe progresive duce la deteriorarea matriței și a presei, deșeuri, pericole de siguranță și timpi de nefuncționare. Crestăturile de ocolire sunt unul dintre instrumentele principale de proiectare care previn aceste defecțiuni în etapa de aranjare a benzilor - cu mult înainte ca matrița să ruleze vreodată în producție.

Ce este ștanțarea metalului fără o progresie fiabilă a benzii? Este deșeuri, reparații și scule sparte. Obținerea designului crestăturii de ocolire chiar de la început elimină o categorie de probleme pe care nicio ajustare a presei nu le poate rezolva după fapt.

Cum Bypass Crestăturile controlează progresia benzii în matrițele progresive

Fiecare matriță progresivă funcționează pe un principiu ne-negociabil: banda se deplasează înainte pe o distanță fixă ​​- pasul - și fiecare caracteristică deja tăiată sau formată trebuie să treacă prin fiecare stație din aval fără să lovească nimic. Theproces de ștanțare a metalelorse bazează pe acel ritm. Când o rupi, spargi zarul.

Crestăturile de bypass sunt mecanismul care păstrează acel ritm intact. Ele îndepărtează materialul de pe banda de transport în locații precise, astfel încât geometria prelucrată anterior să elibereze sculele din aval. Logica este simplă, dar execuția necesită o analiză atentă a anvelopei sculelor fiecărei stații în raport cu traseul de deplasare a benzii.

Mecanica de alimentare a benzii și degajarea stației

În procesul de ștanțare, alimentatorul de bobine avansează banda cu exact o distanță de pas pe cursă de presare. Acea pasă este distanța-la-centru dintre părțile adiacente în aspectul benzii. De fiecare dată când banda se indexează înainte, fiecare caracteristică din amonte - găuri pilot, deschideri goale, file formate, cupe trase - mută cu o stație mai aproape de ieșire.

Aici este punctul critic: o caracteristică formată creată la stația trei va ocupa fizic spațiu la stația patru în timpul următoarei lovituri de apăsare, stația cinci pe lovitură după aceea și așa mai departe. Dacă orice stație din aval are un poanson, buton de matriță sau șină de ridicare care ocupă același spațiu vertical sau lateral ca acea caracteristică din amonte, banda nu poate trece fără coliziune.

În timpul planificării planificării benzilor, proiectantul matrițelor trasează anvelopa sculelor la fiecare stație - spațiul tri{-dimensional pe care îl ocupă perforarea, oțelurile de formare și plăcuțele de presiune în timpul cursei complete de presare. Oriunde materialul în bandă care intră se suprapune cu acel plic, există o zonă de interferență. Fiecare zonă de interferență necesită o crestătură de ocolire.

Lățimea benzii de transport joacă un rol direct aici. Suporturile mai largi oferă mai mult material de crestat fără a sacrifica integritatea structurală, dar consumă mai mult stoc de bobine. Purtătorii mai îngusti limitează cât de adânc se poate extinde o crestătură înainte de a slăbi capacitatea benzii de a se hrăni. Procesul matriței echilibrează aceste constrângeri la începutul secvenței de proiectare.

Cum crestăturile de ocolire previn flambajul benzii și alimentarea greșită

Ce se întâmplă când crestăturile de ocolire lipsesc sau sunt subdimensionate? Modurile de defecțiune se compun rapid:

• Ridicarea benzii de pe lifters.Când materialul se ciocnește de un buton de poanson sau de matriță din aval în timpul alimentării, banda este împinsă în sus sau în lateral. Se ridică de pe șinele de ridicare, pierzându-și calea ghidată prin matriță.
• Flambare între stații.Alimentatorul împinge banda înainte, dar banda nu poate trece prin obstacol. Materialul se comprimă și se prinde între linia de alimentare și punctul de blocare. După cum explică Art Hedrick înFabricatorul, dispozitivele de ridicare rotunde care nu reușesc să susțină banda în mod corespunzător îi permit să se încline și să se plieze pe ea însăși - un efect amplificat atunci când spațiul de ocolire este insuficient.
• Slug tragere.Interferența parțială poate trage melci tăiați în sus în timpul cursei de avans. Aceste melci ajung pe fața matriței și sunt ștanțate în părțile ulterioare, dăunând atât sculelor, cât și produsului.
• Erori progresive de feed.O mică interferență la o stație creează un flux ușor scurt-. Acea eroare continuă și se combină la fiecare stație ulterioară, determinând alinierea greșită a găurilor pilot, nepotrivirea tăierilor și elementele formate care să aterizeze-ținta. În operațiunile de ștanțare prin transfer, se aplică un principiu similar - piesele trebuie să curețe sculele între stații, deși mecanismul de transport diferă.

Aceste eșecuri apar rareori ca un singur accident dramatic. Mai des, ele apar ca bavuri în creștere treptată, alarme intermitente de alimentare greșită sau variații inexplicabile ale dimensiunilor pieselor - toate simptomele interferenței pe care proiectarea corectă a crestăturii de ocolire le-ar fi eliminat.

Logica de plasare în procesul de aranjare a benzilor

Determinarea unde aparțin crestăturile de ocolire este un exercițiu de inginerie secvențial. Nu o puteți scurta. Procesul de decizie funcționează prin stația de amplasare a benzilor stație cu stație, verificând fiecare componentă de scule în raport cu profilul benzii de intrare.

1. Cartografiați plicul de instrumente al fiecărei stații.Pentru fiecare stație de matriță, documentați întregul spațiu 3D ocupat de toate poansonurile, butoanele matriței, oțelurile de formare, dispozitivele de ridicare și plăcuțele de presiune pe parcursul întregii curse de presare - nu doar în punctul mort inferior.
2. Suprapuneți profilul benzii la fiecare poziție de alimentare.Urmăriți cum apare banda de transport, cu toate caracteristicile ei tăiate și formate anterior, pe măsură ce ajunge la fiecare stație. Includeți lățimea completă a benzii, decupările existente și orice geometrie formată care se extinde deasupra sau sub planul benzii.
3. Identificați zonele de interferență.Oriunde profilul benzii de intrare se suprapune cu plicul de scule al stației, marcați o zonă de interferență. Acordați atenție conflictelor atât laterale (pe lățimea benzii), cât și verticale (deasupra și sub planul de alimentare).
4. Definiți geometria crestăturii pe zonă de interferență.Pentru fiecare conflict identificat, determinați cantitatea minimă de material necesară pentru a asigura autorizarea. Adăugați o marjă de siguranță pentru a ține cont de toleranța de alimentare, deplasarea laterală a benzii și orice supracurgere legată de-viteza-apăsării.
5. Verificați integritatea benzii suport.După ce ați plasat toate crestăturile de ocolire, confirmați că materialul suport rămas este suficient din punct de vedere structural pentru a trece banda prin matriță fără flambaj sau deformare excesivă.
6. Atribuiți tăierea crestăturii unei stații adecvate.Decideți care stație din amonte va tăia fiecare crestătură de ocolire. Operația de ștanțare prin perforare care creează crestătura trebuie să aibă loc înainte ca banda să ajungă la stația unde este nevoie de spațiu liber -, ideal în prima sau a doua stație a matriței.

Acest flux de lucru se aplică indiferent dacă proiectați o matriță cu zece-stații pentru un suport simplu sau o matriță cu trei-stații pentru un conector auto complex. Procesul de fabricație de ștanțare necesită ca fiecare decizie de plasare a crestăturii să fie validată în raport cu traseul complet de deplasare a benzii, nu doar cu stația imediat adiacentă.

Geometria este însă doar jumătate din poveste. Forma și dimensiunea fiecărei crestături - dreptunghiulare, unghiulare sau razate - depind de profilul de interferență specific, de materialul care este ștanțat și de cerințele structurale ale benzii de suport în acea locație.

Tipuri de crestături de ocolire și când să le folosiți fiecare

Nu toate zonele de interferență arată la fel, așa că nici toate crestăturile de ocolire ar trebui să arate la fel. Geometria fiecărei crestături - profilul său, orientarea și tratamentul marginii - afectează în mod direct comportamentul de avans al benzii, integritatea benzii suport și durata de viață-lungă a sculei. Cu toate acestea, printre diferitele tipuri de matrițe de ștanțare discutate în literatura de scule, clasificarea crestăturilor de ocolire primește rareori atenția pe care o merită.

Trei profiluri de crestătură primare acoperă marea majoritate a aplicațiilor de matriță progresivă: dreptunghiulară, unghiulară (în formă de V-) și radiată. Stratificată deasupra acelei alegeri de geometrie este o decizie de configurare - dacă crestătura este pozitivă sau negativă în raport cu banda purtătoare. Fiecare combinație rezolvă o problemă diferită.

Profiluri dreptunghiulare versus unghiulare

Crestăturile de ocolire dreptunghiulare sunt calitățile de lucru ale designului benzilor. Acestea prezintă pereți drepti, paraleli, orientați perpendicular pe direcția de alimentare, creând o decupare curată, în formă de cutie-, în banda de transport. Le veți găsi în majoritatea matrițelor de ștanțare, unde zona de interferență are un profil simplu și uniform - gândiți-vă la un poanson cilindric sau un buton de matriță cu față plat-care necesită spațiu liber pe o lățime constantă.

De ce sunt atât de comune? Crestăturile dreptunghiulare sunt ușor de prelucrat în oțeluri matrițe, ușor de inspectat dimensional și previzibile în comportamentul lor de joc. Poansonul care le creează este o geometrie simplă, fără suprafețe unghiulare de menținut sau ascuțit. Pentru nevoile de degajare standard în care obstrucția este bine-definită și materialul benzii este indulgent, un profil dreptunghiular realizează treaba cu o complexitate minimă a sculelor.

Crestăturile unghiulare sau în formă de V-au un scop diferit. Atunci când geometria de interferență este direcțională -, de exemplu, o linie formată care se extinde la un unghi în raport cu traseul de alimentare sau o situație în care spațiul liber este necesar doar pe o parte a suportului -, o crestătură unghiulară oferă o relief țintit fără a îndepărta mai mult material decât este necesar. Pereții înclinați, de asemenea, distribuie tensiunea mai treptat decât colțurile abrupte ale unei decupaje dreptunghiulare, reducând riscul de inițiere a fisurilor la limita crestăturii.

Gândește-te astfel: crestăturile dreptunghiulare răspund la întrebarea „de cât spațiu am nevoie?” în timp ce crestăturile unghiulare răspund „în ce direcție am nevoie de acel spațiu?” Când lățimea benzii este strânsă și fiecare milimetru de material suport contează, eficiența direcțională a unei crestături în formă de V{0}}poate păstra integritatea structurală pe care o decupaj dreptunghiular complet ar compromite-o.

Configurații de ocolire pozitive și negative

Dincolo de forma profilului, crestăturile de ocolire se încadrează în două configurații fundamentale care descriu modul în care se obține spațiul liber față de banda de suport în sine.

Crestăturile de ocolire negative sunt ceea ce majoritatea inginerilor imaginează mai întâi: - materialul este îndepărtat din interiorul benzii de transport pentru a crea o deschidere prin care sculele pot trece. Banda ajunge la o stație cu o decupare deja prezentă, iar componenta poansonului sau matriței din aval ocupă acum acel-spațiu gol în timpul cursei presei. Crestăturile negative sunt abordarea implicită atunci când apar interferențe în amprenta existentă a benzii.

Crestăturile de bypass pozitive funcționează în sens invers. În loc să îndepărteze materialul din suport, aspectul benzii include material suplimentar - proeminențe sau file care se extind dincolo de conturul necompletat nominal -, în special pentru a direcționa suportul în jurul unei obstacole. Banda este mai lată sau are o formă diferită în acea locație, permițându-i să parcurgă o cale care evită în întregime zona de interferență.

Când alegi unul în detrimentul celuilalt? Crestăturile de bypass negative și pozitive din matrițele de ștanțare din tablă servesc aceleiași funcție de degajare, dar scenariile de proiectare care le favorizează pe fiecare diferă semnificativ:

• Crestături negativefuncționează cel mai bine atunci când zona de interferență este mică în raport cu lățimea benzii de transport, iar îndepărtarea materialului nu va compromite stabilitatea alimentării. Sunt mai simplu de implementat și nu adaugă lățime suplimentară a benzii.
• Crestături pozitivedevin necesare atunci când zona de interferență este mare sau situată central, făcând imposibilă îndepărtarea materialului fără a distruge suportul. Acestea necesită o lățime suplimentară a bobinei - care crește costul materialului -, dar păstrează continuitatea purtătorului.
• Utilizarea materialuluiadesea sfătuiește decizia. În producția de-volum mare, unde costul bobinei domină, designerii preferă crestăturile negative pentru a menține lățimea benzii minimă. Pentru piesele complexe în care integritatea suportului este critică, configurațiile cu crestături pozitive justifică materialul adăugat.

Înțelegerea crestăturilor de ocolire negative și pozitive în matrițele de ștanțare pentru formarea tablei este esențială pentru luarea deciziilor informate privind aspectul benzilor. Alegerea nu este niciodată pur geometrică -, ci reflectă un echilibru între costul materialului, rezistența suportului și obstacolul specific care necesită degajare.

Geometrie crestătură radială pentru reducerea tensiunii

Colțurile interioare ascuțite sunt inamicul alimentării cu bandă de viteză mare-. Fiecare colț abrupt dintr-o crestătură de ocolire acționează ca o creștere a tensiunii - un punct în care încărcarea ciclică în timpul alimentării rapide-și-oprirea mișcării se concentrează până când materialul se obosește și se crapă. În timpul încercării la viteze mici de apăsare, aceste colțuri supraviețuiesc foarte bine. La 600 de curse pe minut în producție, acestea devin puncte de inițiere a fracturii.

Tranzițiile radiale la colțurile crestăturii distribuie acest stres pe o suprafață mai mare, prelungind dramatic durata de viață la oboseală a benzii la viteză. Raza nu trebuie să fie mare - chiar și un mic filet la fiecare colț intern poate multiplica numărul de cicluri de alimentare înainte de eșec. Raza specifică depinde de grosimea materialului, rezistența la tracțiune și viteza presei, dar principiul este universal: nu lăsați niciodată un colț interior ascuțit pe o crestătură de ocolire care va funcționa la ritmul de producție.

Geometria radială îmbunătățește, de asemenea, ejectarea melcului din perforatorul cu crestătură, reduce formarea de bavuri la marginile crestăturii și prelungește durata de viață a perforației prin eliminarea colțurilor ascuțite care se uzează cel mai repede pe unealta de tăiere.

În practică, majoritatea matrițelor de ștanțare de producție combină aceste abordări. Un aspect cu o singură bandă poate folosi crestături negative dreptunghiulare pentru degajări simple de perforare, crestături unghiulare în care lățimea benzii este restrânsă și colțuri razate pe toate pentru a supraviețui în viteză. Tipul de crestătură nu este o decizie globală - este o stație-cu-stație, interferență-prin-apel de judecată de interferență determinată de geometria specifică pe care fiecare crestătură trebuie să curgă.

Selectarea profilului de crestătură și a configurației potrivite vă oferă spațiu liber. Dar degajarea în sine nu reprezintă imaginea de ansamblu - dimensiunile fiecărei crestături, toleranțele asupra poziției sale și relația sa cu găurile pilot și limitele stației determină dacă acel spațiu liber funcționează cu adevărat în mod fiabil în milioane de curse de presare.

Geometria crestăturii de ocolire și parametrii dimensionali explicați

Clearance-ul fără precizie este doar o presupunere. O crestătură de ocolire care este aproximativ în locul potrivit și aproximativ dimensiunea potrivită ar putea supraviețui încercării -, dar producția rapidă pedepsește aproximarea. Fiecare parametru geometric de pe o crestătură de ocolire există dintr-un motiv de inginerie și obținerea greșită a oricăruia dintre ele vă costă lovituri pe minut, integritatea benzii sau ambele.

În proiectarea matrițelor de ștanțare, specificația dimensională a crestăturilor de ocolire urmează o logică legată direct de zona de interferență pe care o deservesc, de materialul prin care decupează și de sistemul de poziție care păstrează totul în înregistrare. Iată ce controlează fiecare parametru și de ce contează.

Dimensiuni și toleranțe critice pentru proiectarea crestăturii de bypass

Trei dimensiuni principale definesc fiecare crestătură de ocolire: adâncimea, lățimea și raza colțului. Fiecare răspunde la o constrângere inginerească diferită și fiecare are o consecință diferită atunci când este subdimensionat.

Adâncimea crestăturiise măsoară perpendicular pe direcția de alimentare - cât de departe se extinde crestătura de la marginea benzii în banda de suport. Această dimensiune trebuie să elibereze punctul cel mai larg al zonei de interferență plus o marjă de siguranță care ține cont de mișcarea laterală a benzii în timpul hrănirii. Dacă banda se depărtează chiar și ușor de centru-(și o va face), o crestătură cu margine zero devine o crestătură care nu se evidențiază complet. Practica tipică adaugă o marjă dincolo de învelișul maxim al sculei, scalată pentru viteza presei și precizia alimentatorului. Presele mai rapide și alimentatoarele mai puțin precise necesită marje de adâncime mai mari.

Cu toate acestea, adâncimea este limitată de lățimea benzii suport. În designul matriței de ștanțare a metalului, suportul trebuie să rețină suficient material de-secțiune transversală după crestare pentru a fi alimentat fără flambaj sau ruptură. O instrucțiune generală: adâncimea crestăturii nu trebuie să depășească 60-70% din lățimea benzii suport, deși limita reală depinde de grosimea materialului, rezistența la tracțiune și numărul de crestături de-a lungul lungimii benzii.

Lățimea crestăturiimerge paralel cu direcția de avans. Trebuie să fie suficient de lat pentru ca obstrucția să elibereze crestătura pe toată cursa de avans -, inclusiv orice supracursă. Toleranța de alimentare este variabila cheie aici. Dacă alimentatorul depășește cu o cantitate mică la orice cursă dată, crestătura trebuie să ofere totuși spațiu complet la depășirea maximă. Lățimea trebuie, de asemenea, să țină cont de dimensiunea fizică a componentei sculelor care este ocolită, măsurată de-a lungul axei de avans.

Luați în considerare un poanson care ocupă 8 mm de-a lungul direcției de avans. Lățimea crestăturii trebuie să acopere acei 8 mm plus de două ori toleranța de alimentare (o dată pentru potențial supra-alimentare, o dată pentru potențial sub-alimentare pe cursa anterioară) plus orice marjă suplimentară pentru acumularea de bavuri sau reziduuri pe suprafața poansonului.

Raza colțuluila tranzițiile interioare de crestătură previne fisurarea de oboseală. CaGhidul de proiectare a ștampilei Xometrynote, toate colțurile unui model necompletat ar trebui să includă o rază de cel puțin jumătate din grosimea materialului. Pentru crestăturile de ocolire, se aplică același principiu - colțurile interne ascuțite concentrează stresul ciclic în timpul-alimentării cu viteză mare, inițiind fisuri care se propagă până când banda purtătoare se rupe. Raza minimă acceptabilă crește odată cu grosimea materialului și rezistența la tracțiune și scade odată cu ductilitatea.

Orientare unghiularăse aplică profilurilor non-dreptunghiulare. Când se folosește o crestătură în formă de V sau în unghi, unghiul pereților crestăturii în raport cu direcția de avans determină jocul efectiv în diferite puncte de-a lungul cursei de avans. Orientarea corectă asigură că spațiul liber maxim coincide cu momentul în care obstacolul trece prin crestătură.

Iată care sunt parametrii geometrici cheie pe care fiecare inginer de scule ar trebui să-i definească pentru specificațiile crestăturii de ocolire în matrițele lor de ștanțare a tablei:

• Adâncime (perpendiculară pe alimentare):Oferă spațiu lateral dincolo de cea mai largă zonă de interferență, inclusiv marginea pentru deplasarea benzii.
• Lățimea (paralelă cu alimentarea):Asigură spațiu complet pe întreaga cursă de avans, inclusiv depășirea și toleranța de alimentare.
• Raza interioară a colțului:Previne concentrarea stresului și fisurarea prin oboseală la viteze de producție. Cel puțin jumătate din grosimea materialului.
• Orientare unghiulara:Aliniază distanța direcțională cu traseul de mișcare a obstacolului față de bandă.
• Raportul adâncime-la-purtător-lățime:Menține integritatea structurală a benzii de transport după îndepărtarea materialului. Limitele variază în funcție de calitatea materialului.
• Starea marginilor și finisarea suprafeței:Controlează dimensiunea bavurilor și calitatea muchiei la limita crestăturii, prevenind punctele de agățare în timpul alimentării.

Relații de poziție cu găurile pilot și limitele stației

O crestătură perfect dimensionată într-o locație greșită nu face nimic. Precizia poziționării crestăturilor de ocolire face referire la două ancore în fiecare dispoziție progresivă a benzilor de matriță: centrele găurilor pilot și liniile centrale ale stației.

Găurile pilot sunt datele principale pentru întreaga bandă. Fiecare caracteristică - deschideri goale, geometrie formată și crestături de ocolire - este poziționată în raport cu centrele găurilor pilot. Acest lucru contează deoarece pinii pilot trag fizic banda în înregistrare exactă la fiecare cursă de apăsare. Dacă o crestătură de ocolire se deplasează din poziția intenționată în raport cu orificiul pilot, aceasta se deplasează în raport cu sculele pe care ar trebui să o degajeze.

În practică, toleranțele de poziție pe crestăturile de ocolire sunt mai strânse decât v-ați aștepta pentru o caracteristică care „doar” oferă spațiu liber. Motivul se leagă de managementul marjei. Dacă marginea adâncimii crestăturii este proiectată la o anumită valoare presupunând o poziție perfectă, iar poziția crestăturii variază chiar și cu o fracțiune din acea marjă, jocul efectiv se micșorează sub pragul de siguranță pe un anumit procent de curse.

Plasarea stației-la-stații urmează o logică similară. Fiecare crestătură de ocolire trebuie să fie amplasată astfel încât să elibereze complet obstrucția țintă pe întreaga cursă de avans. Aceasta înseamnă că marginea anterioară a crestăturii (în direcția de alimentare) trebuie să treacă complet dincolo de obstrucție înainte ca banda să se oprească, iar marginea de fugă nu trebuie să ajungă la obstacol înainte ca banda să înceapă să se miște. Plasarea-direcției feedului ține cont de distanța nominală de pas plus toleranța maximă de alimentare în ambele direcții.

După cum s-a discutat înAnaliza benzilor revistei MetalForming, momentul inadecvat de alimentare-eliberare poate face ca banda să alunece înainte sau înapoi după ce mânerul se deschide. Aceasta înseamnă că lățimea crestăturii de ocolire trebuie să țină cont nu doar de deplasarea mecanică, ci și de potențialul de deplasare după-eliberare înainte de angajarea pilotului. Dacă crestătura este prea îngustă, acea derivă momentană plasează materialul purtător înapoi în zona de interferență în timpul înainte ca pinii pilot să blocheze banda în poziția finală.

Pentru componente complexe ale matriței de ștanțare, cum ar fi came, oțeluri de formare cu fețe unghiulare sau poansoane cu mai multe-nivele, relația de poziție dintre crestătură și obstrucție devine tri-dimensională. Crestătura trebuie să elibereze cea mai lată secțiune transversală-a componentei la poziția verticală specifică pe care o ocupă banda în timpul cursei de avans -, care este determinată de înălțimea dispozitivului de ridicare, nu de geometria punctului mort inferior. Inginerii care dimensionează spațiul de ocolire a crestăturii față de matriță la închiderea completă, mai degrabă decât la cota planului de alimentare, ajung să aibă crestături care arată adecvat pe hârtie, dar interferează în practică.

Acești parametri dimensionali și poziționali formează coloana vertebrală cantitativă a fiecărei specificații de crestătură de ocolire. Dar cifrele singure nu țin cont de modul în care diferitele materiale răspund la crestătură - un set de parametri care funcționează perfect în oțelul moale poate crăpa-oțelul de înaltă rezistență sau aluminiul fierbinte la marginile crestăturii.

Material-Considerații specifice de proiectare a crestăturii de ocolire

O crestătură dimensionată pentru oțel moale nu se va comporta la fel în oțel cu două faze-sau aluminiu. Calitatea materialului, grosimea și proprietățile mecanice modifică în mod direct modul în care banda de suport reacţionează la îndepărtarea materialului -, cum se alimentează, cum se obosește și cum rezistă marginile tăiate peste sute de mii de curse. Tratarea tuturor materialelor la fel este una dintre cele mai rapide moduri de a transforma un aspect solid al benzilor într-o durere de cap de producție.

Fiecare material aduce propria sa combinație de ductilitate, rezistență la tracțiune, comportament la întărire{0}}și caracteristicile suprafeței. Aceste proprietăți dictează razele minime ale colțurilor, marginile de adâncime, cerințele privind starea marginilor și chiar finisajul de suprafață necesar pentru sculele cu crestătură în sine. Iată cum se schimbă parametrii între cele mai comune materiale în ștanțarea tablei de oțel și nu numai.

Parametrii crestături din oțel moale și oțel laminat la rece

Oțelul moale și oțelul standard laminat la rece pentru ștanțare (CRS, cum ar fi 1008, 1010, 1018) sunt cele mai tolerante materiale pentru proiectarea crestăturii de ocolire. Combinația lor de rezistență moderată la tracțiune, ductilitate bună și comportament previzibil la forfecare înseamnă că regulile standard de proiectare funcționează fără acomodare specială.

Pentru ștanțarea oțelului carbon în aceste clase comune, parametrii de bază se aplică în mod curat:

• Raza interioară minimă a colțului:0,5x grosimea materialului. Acest raport standard, bine-stabilit în liniile directoare ale industriei de crestare, previne concentrarea stresului fără a necesita fileuri generoase care consumă spațiu suplimentar.
• Marja de adâncime a crestăturii:Marjele de siguranță standard dincolo de învelișul sculelor sunt suficiente. Oțelul moale nu se întoarce agresiv, astfel încât banda se așează previzibil pe șinele de ridicare în timpul alimentării.
• Stare marginea:O forfecare curată cu înălțime normală a bavurilor este acceptabilă. Oțelul moale nu se crăpă și se propagă ușor de la o margine forfecată standard.
• Tratarea suprafeței sculelor:Oțelurile de scule standard (D2, A2) cu finisare convențională a suprafeței se ocupă de aceste clase fără acoperiri speciale.

Oțelul moale servește drept bază, deoarece este previzibil. Viteza de întărire-de lucru este moderată, alungirea înainte de rupere este generoasă, iar materialul nu te luptă la limitele crestăturii. Dacă vă proiectați primul aspect al benzilor și doriți să validați logica crestăturii de ocolire, oțelul ștanțat din aceste grade va expune erorile de aspect, fără a adăuga complicații de comportament-materiale.

Considerații privind oțelul de înaltă-rezistență și AHSS

Oțelurile avansate de{0}}înaltă rezistență modifică semnificativ calculul. Materiale precum Dual-Phase (DP600, DP780, DP980), oțelurile TRIP și gradele martensitice au o rezistență la tracțiune substanțial mai mare, dar alungire și ductilitate reduse. Banda de suport se comportă mai rigid, obosește mai repede la ridicările de tensiune și pedepsește geometria ascuțită pe care oțelul moale ar tolera-o.

Ce modificări se modifică pentru designul crestăturii de ocolire?

Razele colțului trebuie să crească.Acolo unde oțelul moale acceptă o rază de 0,5x grosimea materialului, AHSS necesită mult mai mult - adesea de 1,0x până la 1,5x grosime ca minim. După cum sa observat în cercetarea crestăturii auto, AHSS necesită raze generoase de colț pentru a preveni despicarea pieselor în timpul ciclurilor de oboseală. Același principiu se aplică crestăturilor benzii suport: colțurile interioare ascuțite care supraviețuiesc la nesfârșit în oțelul moale vor iniția fisuri în mii de curse în DP980.

Lățimea crestăturii necesită extindere.AHSS revine mai agresiv după fiecare ciclu de alimentare-și-oprire. Banda nu se așează la fel de plat pe șinele de ridicare, iar comportamentul său pozițional este mai puțin previzibil. Crestăturile de bypass mai largi compensează această consistență pozițională redusă, asigurând spațiu chiar și atunci când banda nu este așezată perfect.

Este posibil ca lățimea benzii suport să fie nevoie să crească.Deoarece AHSS este mai puțin ductil, banda purtătoare este mai predispusă la rupere în locurile cu crestături sub încărcarea ciclică a alimentării cu viteză mare-. Pentru a menține aceeași integritate structurală pe care o oferă oțelul moale la o lățime dată de suport, amenajările benzilor AHSS necesită adesea un suport mai lat -, ceea ce înseamnă mai mult stoc de bobine și costuri de material mai mari. Este un compromis direct între fiabilitatea benzii și utilizarea materialului.

Uzura sculelor se accelerează.Sarcina de șoc mai mare la perforarea crestăturilor AHSS degradează marginile de perforare mai repede. Oțelurile din metalurgie pulbere sau poansonele cu vârf-de carbură devin necesare pentru stațiile de crestătură care taie material-înalt de rezistență la volumele de producție.

Adaptări din aluminiu și oțel inoxidabil

Aluminiul și oțelul inoxidabil introduc fiecare provocări unice pe care oțelul blând și chiar AHSS nu le prezintă.

Aluminiueste mai moale și mai ductil decât oțelul, ceea ce pare că ar trebui să ușureze designul crestăturii. Nu. Procesul de ștanțare a aluminiului aduce o problemă specifică de-interacțiune cu suprafața: uzura. Cercetările de la Centrul de Producție și Materiale Avansate de la Universitatea Oakland au demonstrat că particulele de aluminiu aderă la suprafețele matriței în timpul contactului de alunecare, provocând zgârieturi pe piesa de prelucrat și uzură adezivă pe scule. În locațiile cu crestături de ocolire, unde marginea tăiată a benzii alunecă în mod repetat pe lângă componentele matriței în timpul alimentării, uzura formează depuneri care reduc spațiul efectiv în timp.

Prevenirea necesită suprafețe lustruite pentru scule și, adesea, acoperiri de-crom dur sau TiCN pe componentele matriței adiacente zonelor crestături. Cercetarea a constatat că rugozitatea suprafeței influențează direct pragul de uzură - suprafețele matrițelor mai netede (cum ar fi fonta dur-cromată D6510) au rezistat la uzură la presiuni de contact semnificativ mai mari decât alternativele mai aspre. Pentru sculele cu crestături de ocolire din aluminiu, aceasta înseamnă că poansonul care decupează crestătura și orice suprafață a matriței pe care alunecă banda crestătă trebuie să mențină un finisaj mai fin de suprafață decât cer aplicațiile din oțel.

Razele colțurilor de pe crestăturile din aluminiu ar trebui să fie generoase nu din cauza crăpăturii de oboseală (aluminiul este suficient de ductil la grosimi tipice), ci pentru că colțurile ascuțite creează bavuri și rupturi care generează particulele libere responsabile de uzura în aval.

Oţel inoxidabilprezintă o provocare-de lucru. Fiecare ciclu de alimentare deformează plastic banda de transport ușor la limitele crestăturii. În oțelul moale, această deformare minoră se stabilizează rapid. În clasele de inox austenitic (304, 316), fiecare ciclu de deformare crește duritatea și fragilitatea locală la marginea crestăturii. Pe o serie de sute de mii de curse, marginile crestăturii se fragilizează progresiv până când se formează și se propagă micro-fisuri.

Proiectarea crestăturilor de ocolire pentru oțel inoxidabil înseamnă luarea în considerare a acestei întăriri cumulate. Raze mai mari încetinesc viteza de întărire la colțuri. Poansonele cu crestături lustruite și acoperite produc margini de forfecare mai curate, cu mai puține daune inițiale pentru întărire. Iar marginile de adâncime ar trebui să țină cont de faptul că marginile crestăturii întărite prin lucru-se comportă diferit la cursa 500.000 decât la cursa 5.000.

Modelul tuturor acestor materiale este consecvent: cu cât un material se abate mai mult de la comportamentul oțelului moale -, fie prin rezistență mai mare, tendințe de aderență sau întărire-la lucru -, cu atât trebuie să fie mai conservatori parametrii crestăturii de ocolire. Raza crește, marjele cresc, cerințele de finisare a suprafeței se restrâng, iar costurile cu scule cresc în consecință.

Obținerea corectă a-parametrilor specifici materialului menține alimentarea curată a benzii. Dar chiar și o crestătură perfect parametrizată va cauza probleme dacă designul conține una dintre mai multe greșeli de inginerie obișnuite care apar în mod repetat la etajele de producție - erori care sunt ușor de evitat atunci când știi la ce să urmărești.

Greșeli obișnuite de notch de ocolire și consecințele producției lor

A cunoaște parametrii potriviți și a ști ce nu merge bine atunci când îi ignori sunt două tipuri diferite de cunoștințe. Primul locuiește în biroul de proiectare. Al doilea locuiește la etajul de producție la ora 2 dimineața, când presa declanșează o alarmă de greșeală pentru a treia oară în acel schimb. Majoritatea defecțiunilor de ocolire nu se anunță în timpul încercării. Ei așteaptă până când presa atinge viteza de producție și banda a funcționat suficient de mult pentru uzură, expansiune termică și eroare cumulativă pentru a expune fiecare decizie de degajare marginală.

Greșelile de mai jos apar în mod repetat în operațiunile de ștanțare producând totul, de la suporturi pentru automobile până la aplicații de ștanțare cu matriță de precizie pentru conectori. Fiecare urmează același model: o alegere de design care pare acceptabilă pe hârtie sau cu viteză mică creează un mecanism de defecțiune care se activează numai în condiții reale de producție.

Crestături subdimensionate și scenarii de accidentare a morților

Adâncimea sau lățimea insuficientă a crestăturii este cea mai frecventă eroare de ocolire - și una dintre cele mai scumpe. Mecanismul de eșec este înșelător de gradual. O crestătură subdimensionată nu provoacă un accident imediat. În schimb, creează interferențe parțiale: marginea benzii abia dacă atinge un buton de perforare sau matriță din aval în timpul progresiei alimentării. Fiecare lovitură lasă o urmă mică de martor, formează un ușor depozit de bavuri pe suprafața de interferență și deplasează banda lateral cu o fracțiune de milimetru.

Peste sute sau mii de lovituri, acel depozit de bavuri crește. Compușii deplasării laterale. Banda începe să se alimenteze scurt-cu o cantitate prea mică pentru a declanșa senzorul de blocare, dar suficient de mare pentru a degrada înregistrarea găurii pilot. Piesele de ștanțare din aval încep să arate o deviere dimensională -, un unghi de perete se modifică, o gaură se schimbă, o dimensiune a muchiei iese din toleranță.

Apoi se întâmplă accidentul. Eroarea de poziție acumulată atinge un punct de răsturnare în care banda nu mai poate avansa dincolo de obstrucție. Alimentatorul împinge, banda se prinde, iar presa antrenează matrița superioară într-o masă de material cu cataramă. Rezultatul: poansoane sparte, butoane de matriță deteriorate, oțeluri de formare înțepate și ore de oprire neplanificată pentru dezasamblare, inspectare și reparare.

Ceea ce face ca această defecțiune să fie deosebit de frustrantă este faptul că eșecurile progresive ale matriței rareori încep cu un singur eveniment catastrofal -, care se dezvoltă prin uzură cumulată și instabilitatea benzii. O crestătură de bypass subdimensionată accelerează exact această progresie. Remedierea este simplă în timpul proiectării: adăugați o marjă de adâncime adecvată dincolo de învelișul sculelor și o marjă de lățime dincolo de toleranța de avans. Remedierea după un accident este costisitoare: reparați matrița, revalidați spațiul liber și, eventual, reparați instrumentele stației de crestătură.

Eșecuri de concentrare a stresului la viteze mari de producție

Colțurile interioare ascuțite ale crestăturilor de ocolire sunt a doua greșeală cea mai frecventă și cea care creează cele mai dramatice eșecuri de producție. Iată de ce supraviețuiesc încercării, dar ucid ciclurile de producție: în timpul încercării cu matriță, presa rulează la 20-40 de mișcări pe minut. Banda se alimentează lent, decelerează ușor și suferă un stres ciclic minim la colțurile crestăturii. Totul pare bine. Banda se alimentează curat, piesele ies conform specificațiilor, iar matrița este aprobată pentru producție.

La viteza de producție - 200, 400, 600 de mișcări pe minut -, fizica se schimbă complet. Fiecare ciclu de alimentare accelerează și decelerează întreaga masă a benzii într-o fracțiune de secundă. Acea încărcare ciclică se concentrează la fiecare colț intern ascuțit al fiecărei crestături de ocolire, la fiecare cursă. Mecanismul este defectarea clasică la oboseală: micro-fisurile inițiază la punctele de concentrare a tensiunii, se propagă o cantitate mică în fiecare ciclu și, în cele din urmă, ating o lungime critică. Banda se fracturează.

Atunci când banda de suport se rupe la o crestătură de ocolire în timpul unei rulări de producție, consecințele se înregistrează instantaneu. Porțiunea din aval a benzii - încă atașată la componentele metalice de ștanțare parțial finalizate - se oprește din mișcare. Porțiunea din amonte, încă împinsă de alimentator, se prinde în matriță. Presa poate parcurge încă una sau două curse înainte ca monitorul de tonaj sau senzorul de alimentare greșită să reacționeze, antrenând perforații în materialul poziționat greșit și potențial spulberând inserțiile din carbură.

Legătura dintre colțurile ascuțite și fisurarea în ștanțarea cu viteză mare-este bine stabilită - un design necorespunzător al matriței cu colțuri ascuțite sau modificări bruște-secțiunii transversale creează puncte de concentrare a tensiunilor care duc la fisuri. Colțurile crestăturii de ocolire nu fac excepție. Soluția este o tranziție radială la fiecare colț interior, dimensionată în funcție de grosimea materialului și rezistența la tracțiune, așa cum este detaliat în capitolul de geometrie de mai sus. O investiție mică în șlefuirea cu rază în timpul construcției matriței previne ruperea catastrofală a benzii în producție.

Slăbirea benzii de transport și instabilitatea alimentării

Extrema opusă crestăturilor subdimensionate este la fel de periculoasă: crestături prea adânci în raport cu lățimea benzii suport. Când un proiectant se confruntă cu o zonă mare de interferență și răspunde prin tăierea unei crestături agresive care consumă cea mai mare parte a secțiunii transversale-suportului, materialul rămas poate să nu aibă rigiditatea structurală pentru a fi alimentat în mod fiabil.

După cum remarcă The Fabricator, benzile de transport care sunt prea slabe pentru a suporta greutatea benzii nu pot fi alimentate fără probleme, iar dacă banda nu poate fi alimentată fără probleme, probabil va rezulta o prăbușire a matriței. Crestăturile de ocolire care îndepărtează prea mult material creează exact această condiție - secțiuni slăbite la nivel local care se afundă între șinele de ridicare, oscilează în timpul alimentării rapide sau se flexează lateral suficient pentru a pierde angajarea pilotului.

Simptomele slăbirii purtătorului sunt subtile la început. Piloții se angajează inconsecvent, provocând ușoare variații în dimensiunile piesei ștanțate. Senzorii de alimentare se pot declanșa intermitent fără un model clar. Urme de ridicare apar pe bandă în locații neașteptate, pe măsură ce secțiunile slăbite cad pe suprafețele matriței în timpul alimentării. De-a lungul timpului, secțiunile de purtător slăbite dezvoltă fisuri de oboseală din flexia repetată, în cele din urmă fracturând - același rezultat final ca eșecul concentrației tensiunii, dar dintr-o cauză principală complet diferită.

Două greșeli suplimentare compun aceste erori primare și merită atenție. Ignorarea returului materialului în calculele degajării crestăturii - deosebit de comună la trecerea unui design de matriță de la oțel moale la AHSS - are ca rezultat crestături care oferă un spațiu liber static adecvat, dar un spațiu dinamic insuficient atunci când banda revine după fiecare ciclu de alimentare. Și nerespectarea direcției bavurilor la poziționarea crestăturilor creează un scenariu în care crestăturile de ocolire, formarea de bavuri, marginile de ștanțare sunt orientate către componentele matriței, prinzând și trăgând în timpul alimentării. Bavurile se formează întotdeauna pe o parte a marginii tăiate; dacă acea parte se confruntă cu obstrucția pe care crestătura a fost proiectată să o elimine, spațiul liber efectiv este redus de înălțimea bavurilor - uneori suficient pentru a provoca interferențe.

Iată un rezumat rapid-de referință pentru fiecare greșeală asociată cu consecințele sale de producție:

• Adâncimea crestăturii insuficientă:Acumularea progresivă a bavurilor, deplasarea graduală a poziției, eventuala prăbușire a matriței de la flambajul benzii.
• Lățimea crestăturii insuficientă:Interferență parțială în timpul depășirii, alarme intermitente de alimentare greșită, înregistrare inconsecventă a pilotului.
• Colțuri interioare ascuțite:Fisurarea oboselii ciclice la viteza de producție, fractura catastrofală a benzii, deteriorarea în cascadă a mai multor stații de matriță.
• Adâncime excesivă a crestăturii (slăbirea purtătorului):Scurgerea benzii între ridicători, instabilitatea alimentării, variația dimensională intermitentă, eventuala fractură de oboseală.
• Ignorând backback în spațiu liber:Interferență dinamică la revenire, rezistență crescută a benzii, uzură accelerată a pumnului la stațiile adiacente.
• Orientare greșită a bavurilor:Sculele pentru bavuri-cu fața laterală reduc spațiul liber efectiv, creează rezistență în timpul alimentării și accelerează uzura componentelor matriței.
• Fără rază pe colțurile perforate cu crestătură:Defectarea prematură a marginilor perforate, creșterea bavurilor pe marginile crestăturii, durata de viață redusă la oboseală a benzii din cauza calității slabe a muchiei.

Privind aceste exemple de ștanțare de eșec, apare un model: fiecare greșeală implică fie îndepărtarea prea puțin de material (crearea interferențelor), îndepărtarea prea multor material (distrugerea integrității suportului) sau îndepărtarea materialului cu geometrie greșită (crearea unor ridicări de tensiune sau probleme de bavuri). Provocarea de proiectare este găsirea punctului de mijloc - și acea zonă de mijloc se schimbă în funcție de modul în care crestătura de ocolire interacționează cu alte caracteristici progresive ale matriței, cum ar fi găurile pilot, dispozitivele de ridicare și sistemele de gestionare a deșeurilor.

Cum se integrează crestăturile de ocolire cu alte caracteristici ale matriței progresive

O crestătură de ocolire nu există niciodată izolat. Se află într-un sistem de caracteristici interdependente - găuri pilot care localizează banda, dispozitive de ridicare care o ridică, benzi de transport care o transportă și căi de gestionare a deșeurilor care îndepărtează deșeurile în mod curat. Schimbați una dintre aceste caracteristici și cerințele de ocolire a crestăturii se schimbă odată cu ea. Această interconexiune este ceea ce face ca matrițele de ștanțare metalice să fie mai mult decât o colecție de poansonuri și butoane de matriță - sunt sisteme mecanice integrate în care fiecare componentă se referă la una pe cealaltă.

Proiectarea crestăturilor de ocolire fără a lua în considerare vecinii lor este ca și cum ați dimensiona o fundație fără a cunoaște clădirea de deasupra acesteia. În ștanțarea metalelor industriale, unde matrițele progresive rulează milioane de cicluri la viteză mare, acest tip de gândire compartimentată produce matrițe care funcționează în teorie și eșuează în practică.

Crestături de ocolire și coordonare a găurii pilot

Găurile pilot sunt coloana vertebrală pozițională a întregului aspect al benzii. Fiecare caracteristică de pe banda - deschideri goale, geometrie formată și crestături de ocolire - își derivă locația din data găurii pilot. Când știfturile pilot cuplează banda la fiecare cursă de apăsare, ei corectează inexactitățile minore de alimentare și trag totul într-o aliniere precisă înainte de a avea loc orice tăiere sau formare.

Aceasta înseamnă că crestăturile de ocolire trebuie ordonate astfel încât înregistrarea pilotului să aibă loc înainte ca orice problemă legată de crestătură-poate acumula erori. Dacă o crestătură este tăiată la stația 1 și orificiul pilot nu este perforat până la stația 2, orice inexactitate a avansului de pe prima cursă nu este corectată - și crestătura aterizează ușor în afara poziției intenționate. Acea eroare de poziție se manifestă prin fiecare stație ulterioară, reducând potențial spațiul liber efectiv pe care crestătura a fost concepută pentru a oferi.

Regula practică: găurile pilot ar trebui să fie perforate la cea mai devreme stație posibilă, în mod ideal la aceeași stație sau înainte de orice tăiere a crestăturii de bypass. Când ambele caracteristici concurează pentru spațiu în prima stație, gaura pilot are prioritate. După cum se menționează în practica de proiectare progresivă a matrițelor, piloții aliniază banda înainte de fiecare operațiune - fără acestea, se acumulează erori minore de alimentare și creează o deviere a toleranței între stații. Precizia pozițională a crestăturii de ocolire depinde în întregime de faptul că înregistrarea pilotului este stabilită mai întâi.

În plus, distanța fizică dintre o crestătură de ocolire și cea mai apropiată gaură pilot afectează rigiditatea locală a benzii la punctul de înregistrare. Dacă o crestătură adâncă se află imediat lângă o gaură pilot, materialul de transport dintre ele se poate îndoi sub forța de cuplare a pilotului. Acest lucru creează o condiție în care pilotul înregistrează cu precizie în propria locație, dar crestătura - aflată la doar milimetri distanță în materialul slăbit - se abate ușor în poziție-. Inginerii de scule și matrițe cu experiență mențin o distanță minimă între marginile crestăturii și găurile pilot, de obicei nu mai puțin de două ori grosimea materialului.

Interacțiunea cu ridicătorii și stabilitatea benzii

Ridicatorii ridică banda deasupra suprafeței matriței între cursele de apăsare, permițându-i să avanseze liber la următoarea poziție de pas. Amplasarea lor trebuie să țină cont de locul unde crestăturile de ocolire au îndepărtat materialul de transport -, deoarece un dispozitiv de ridicare poziționat sub o decupare a crestăturii nu are nimic de susținut.

Imaginați-vă o șină de ridicare poziționată direct sub o crestătură de ocolire negativă adâncă. Când banda se îndreaptă înainte, secțiunea crestă trece peste acel dispozitiv de ridicare cu un contact minim sau fără material. Banda se lasă în acel punct, pierzându-și elevația ghidată. Dacă se lasă suficient de mult, elementele formate pe bandă se pot trage pe suprafețele matriței în timpul alimentării, cauzând zgârieturi, acumulare de bavuri sau - la viteză mare - suficientă frecare pentru a scurt-alimentarea benzii.

Coordonarea proiectării funcționează în ambele direcții:

• Distanța între ridicători trebuie să se potrivească cu secțiunile suport structural solide.După ce toate crestăturile de ocolire sunt plasate, mapați materialul purtător solid rămas de-a lungul căii de alimentare. Ridicatoarele aparțin sub acele secțiuni solide, niciodată sub deschideri cu crestături.
• Este posibil ca locațiile crestăturilor să necesite ajustare pentru suportul ridicătorului.Dacă o zonă de interferență coincide cu singura poziție disponibilă a dispozitivului de ridicare, proiectantul se confruntă cu un compromis - fie relocați dispozitivul de ridicare (ceea ce poate afecta stabilitatea benzii în altă parte), fie modifica geometria crestăturii pentru a lăsa o punte de sprijin îngustă la punctul de contact al ridicătorului.
• Greutatea bandă între ridicători creează deviație.În matrițele cu pas lung-cu benzi de transport grele, distanța dintre dispozitive de ridicare determină cât de mult se înclină banda sub propria greutate. Crestăturile de ocolire care reduc secțiunea transversală-carorului măresc acea deviere. Pentru matrițele de ștanțare auto cu distanțe mari de pas, această înclinare poate deveni suficient de semnificativă pentru a afecta consistența înălțimii de alimentare.

Planificarea aspectului procesului descrisă de Art Hedrick în The Fabricator consolidează acest punct. - Rezistența purtătorului trebuie să fie suficientă pentru a muta piesa de la o stație la alta fără flambaj, îndoire gravă sau deformare. Deciziile de plasare a crestăturii de ocolire afectează în mod direct dacă acel prag de rezistență este menținut la fiecare interval de ridicare de-a lungul benzii.

Gestionarea deșeurilor și utilizarea materialelor

Fiecare crestătură de ocolire generează un melc de resturi. Acel melc trebuie aruncat curat din matriță - în jos prin blocul matriței sau lateral de pe fața matriței - fără a se bloca, a reveni sau a interfera cu mișcările de presare ulterioare. Gestionarea deșeurilor nu este o idee ulterioară; este o cerință de proiectare care influențează geometria crestăturii, selecția stației și dispunerea sabotului matriței.

Deșeurile Notch se integrează cu strategia generală de deșeuri de bandă în mai multe moduri:

• Calea de evacuare a melcului.Blocul de matriță de sub fiecare poanson cu crestătură trebuie să aibă o gaură suficient de mare pentru ca melcul să cadă liber. Dacă melcul este prea mare pentru deschiderea liberă disponibilă, este posibil ca geometria crestăturii să fie nevoie să se schimbe - sau melcul să fie tăiat în două operațiuni separate la stațiile adiacente.
• Plasare paralelă a pantofului matriță.Paralelele care susțin sabotul matriței pe suportul presei nu pot fi poziționate sub căile de evacuare a deșeurilor. Locațiile crestăturilor de ocolire afectează locul în care pot merge paralelele, ceea ce, la rândul său, afectează rigiditatea sabotului matriței. După cum notează seria de elemente esențiale a matriței The Fabricator, numai anumite zone pot include paralele pentru a susține sabotul matriței atunci când deșeurile trebuie să cadă liber pe un sistem de colectare.
• Interferență în jgheabul deșeurilor.Mai multe fluxuri de resturi de la operațiunile de golire, perforare și crestătură ies din matriță simultan. Dacă un melc cu crestătură de ocolire și un melc perforator au aceeași zonă de ieșire sub matriță, ele se pot ciocni și se pot bloca -, în special la viteze mari de producție, unde momentul de evacuare a melcului devine critic.

Utilizarea materialului este cealaltă parte a acestei ecuații. Crestăturile de ocolire consumă material care altfel ar putea face parte din produsul finit sau cel puțin minimizează lățimea bobinei. Designul inteligent cu crestătură minimizează deșeurile adăugate fără a compromite funcția de golire. Tehnicile includ:

• Folosind profile cu crestături unghiulare care îndepărtează doar materialul din conul de interferență real, mai degrabă decât o decupare dreptunghiulară completă care oferă spațiu liber în zonele în care nu a fost necesar.
• Combinarea tăierilor de crestătură de ocolire cu operațiunile de deblocare adiacente, astfel încât o singură perforare creează atât profilul piesei, cât și spațiul de ocolire -, eliminând necesitatea unei stații de crestătură separată și reducând deșeurile totale.
• Optimizarea adâncimii crestăturii la distanța minimă necesară plus marja, în loc să se utilizeze în mod prestabilit tăieri cu adâncime completă-care îndepărtează mai mult material purtător decât necesită zona de interferență.

În aplicațiile de-volum mare de scule de ștanțare a metalelor -, în special în sectoarele de automobile și de aparate, - chiar și micile economii de material pe-piesă se combină cu reduceri semnificative ale costurilor la milioane de unități. O crestătură de ocolire care este cu 2 mm mai adâncă decât este necesar pe o bandă care rulează 50 de milioane de părți pe an reprezintă deșeuri măsurabile. Sarcina inginerului de scule de ștanțare este să găsească plicul cu crestătură minimă care să satisfacă spațiul liber, să mențină integritatea suportului și să scoată deșeurile curat.

Pentru inginerii care lucrează prin provocări complexe de amenajare a benzilor în care amplasarea crestăturii de ocolire se intersectează cu coordonarea dispozitivului de ridicare, optimizarea fluxului de materiale și planificarea traseului deșeurilor,Echipa de inginerie a matrițelor de ștanțare YICHENoferă suport de proiectare pentru aplicații de matriță progresivă care necesită soluții integrate pentru toate aceste caracteristici care interacționează.

Fiecare dintre aceste relații - coordonarea pilotului, interacțiunea cu ridicătorul și gestionarea deșeurilor - demonstrează de ce proiectarea crestăturii de ocolire este o activitate la nivel de sistem-. Crestătura nu există în vid. Geometria, poziția și secvența de tăiere depind de deciziile luate cu privire la orice altă componentă a matriței de ștanțare a metalului din structura benzii. A obține nivelul corect înseamnă a obține sistemul corect - și asta necesită un flux de lucru structurat pentru a lua aceste decizii interdependente în ordinea corectă.

Bypass Notch Design Cele mai bune practici pentru inginerii de scule

Înțelegerea-la nivel de sistem este utilă numai dacă se traduce în acțiuni repetabile. Tot ceea ce a abordat până acum - tipuri de crestături, parametri de geometrie, adaptări ale materialelor, integrarea cu ridicători și piloți - se prăbușește într-o singură întrebare practică: cum arată de fapt fluxul de lucru de proiectare de la început până la sfârșit? Răspunsul este o secvență structurată care elimină presupunerile și produce crestături de ocolire pe care se pot baza operațiunile de formare a tablei la viteza maximă de producție.

Pas{0}}cu-Ocoliți fluxul de lucru de proiectare a crestăturii

Indiferent dacă așezați o matriță de suport cu douăsprezece-stații sau un instrument de conectare cu patruzeci-stații, secvența de decizie urmează aceeași logică. Iată fluxul de lucru care produce în mod constant rezultate fiabile în procesul de fabricație a matriței metalice:

1. Finalizați mai întâi imbricarea părților și secvențierea stațiilor.Deciziile de ocolire a crestăturii depind de cunoașterea operațiunilor care au loc la ce stații. Finalizați sarcinile de golire, perforare, formare și stație inactivă înainte de a atinge designul crestăturii.
2. Hartă zonele de interferență la fiecare stație.Pentru fiecare stație de matriță, suprapuneți profilul benzii de intrare (inclusiv toate caracteristicile din amonte) pe întregul plic de scule - poansoane, butoane de matriță, oțeluri de formare și plăcuțe de presiune pe întreaga cursă de presare, nu doar în punctul mort inferior.
3. Selectați tipul de crestătură pentru fiecare zonă de interferență.Alegeți configurații dreptunghiulare, unghiulare sau pozitive/negative în funcție de geometria fiecărei obstacole, lățimea suportului disponibil și gradul materialului. Folosiți profile unghiulare unde lățimea benzii este strânsă; utilizați configurații pozitive în care integritatea purtătorului nu poate tolera îndepărtarea materialului.
4. Dimensionați fiecare crestătură cu marginile adecvate.Setați adâncimea pentru a elimina cel mai larg punct de interferență plus marginea de deplasare laterală. Setați lățimea pentru a acoperi lungimea obstacolului plus toleranța de avans în ambele direcții. Aplicați razele de colț pe baza grosimii materialului și a proprietăților de tracțiune.
5. Verificați integritatea structurală a benzii suport.După ce ați plasat toate crestăturile, asigurați-vă că secțiunile transversale-resutante ale suportului pot susține greutatea benzii între deschiderile de ridicare, fără a se înclina sau îndoi excesiv. Verificați dacă două crestături adiacente nu creează o slăbiciune combinată pe care analiza individuală ar fi ratată.
6. Coordonați cu găurile pilot și cu pozițiile de ridicare.Confirmați că piloții sunt loviti înainte sau simultan cu tăieturi de crestături. Verificați ca dispozitivele de ridicare să se așeze sub secțiunile solide ale suportului, nu sub deschiderile cu crestături.
7. Validați căile de evacuare a deșeurilor.Asigurați-vă că fiecare melc cu crestătură are o cale de picătură liberă prin blocul matriței fără a interfera cu fluxurile de deșeuri adiacente sau cu paralelele de saboți a matriței.
8. Documentați specificațiile crestăturii pe imprimarea matriței.Indicați adâncimea, lățimea, raza, toleranța de poziție de la data pilot și direcția bavurilor pentru fiecare crestătură de ocolire. CaLegile de proiectare ale revistei MetalFormingsubliniați, dacă trebuie făcut, trebuie să fie pe tipărit - fiecare detaliu definit clar, fără loc de interpretare.

Această secvență funcționează deoarece fiecare pas se bazează pe deciziile confirmate de la pasul anterior. Omiterea - crestăturilor de dimensionare înainte de maparea zonelor de interferență sau selectarea tipurilor de crestături înainte de finalizarea secvenței stației - introduce ipoteze care se prăbușesc în timpul încercării.

Proiectare-pentru-Principiile de fabricabilitate aplicate crestăturilor de ocolire

Crestăturile bine-de ocolire fac mai mult decât să prevină interferența. Ele influențează direct trei rezultate din aval care definesc valoarea producției unei matrițe:

• Intervalele de întreținere.Crestăturile cu raze adecvate și margini adecvate reduc uzura sculelor adiacente. Când o bandă se alimentează fără tragere sau contact parțial, marginile poansonului rămân ascuțite mai mult timp, oțelurile formate rămân curate, iar matrița rulează mai mult între opririle de service. Deciziile de proiectare a matriței metalice luate în timpul amenajării stabilesc direct ceasul de întreținere.
• Longevitatea morții.Eșecurile catastrofale - ruptură de bandă, prăbușiri ale matrițelor din material cu catarame - sunt evenimentele care scurtează dramatic viața matriței. Toate cele mai bune practici de mai sus există pentru a preveni aceste evenimente. Un zar care nu se prăbușește niciodată durează ordine de mărime mai mult decât unul care se prăbușește chiar și ocazional.
• Viteza de presare realizabilă.Stabilitatea benzii la viteză este testul suprem al calității crestăturii de bypass. O bandă care se alimentează curat la 400 de mișcări pe minut, dar se fracturează la 500 este limitată de cea mai slabă crestătură. Razele adecvate, integritatea purtătorului adecvată și marginile dimensionale corecte sunt cele care separă o matriță care rulează la viteza țintă de una care trebuie să fie formată înapoi. Tehnicile avansate de ștanțare a metalelor în producția de-viteză mare depind de faptul că aceste detalii sunt chiar de la început.

Scopul de formare a tablei cu crestături de ocolire se rezumă la acesta: ele există pentru a lăsa banda să se miște liber, astfel încât matrița să-și poată face treaba la viteză maximă, fără a se{0}}autodistruge. Fiecare parametru, fiecare rază, fiecare toleranță de poziție servește acel singur obiectiv.

Scopul fiecărei crestături de ocolire este de a asigura îndepărtarea minimă a materialului care să obțină un spațiu liber complet, să mențină integritatea suportului și să supraviețuiască la viteza de producție - nimic mai mult, nimic mai puțin.

Resurse de inginerie pentru provocări complexe de aranjare a benzilor

Regulile standard pentru ocolire acoperă majoritatea aplicațiilor. Dar atunci când amenajările benzilor implică secvențe de formare compusă, geometrii de suport pe mai multe-niveluri, ținte strânse de utilizare a materialului sau clase AHSS care pedepsesc orice scurtătură de proiectare, deciziile devin mai grele. Procesul de fabricație de ștanțare a metalelor la acel nivel necesită experiență specializată cu structura matriței, fluxul de materiale și gestionarea integrată a liberului în zeci de stații.

Pentru provocările de design de ștanțare care depășesc regulile standard -, în special matrițele progresive în care amplasarea crestăturii de ocolire se intersectează cu configurații complexe de ridicare, cerințe de control al bavurilor și obiective agresive de utilizare a materialului -Soluțiile personalizate ale matrițelor de ștanțare YICHENoferiți suport de inginerie pentru aplicații grele de proiectare-. Echipa lor lucrează prin întregul spectru al integrării structurii benzilor: structura matrițelor, componente, poanson, dispozitive de ridicare, optimizare a spațiului liber și analiză a fluxului de material pentru construcții progresive de matriță care necesită mai mult decât răspunsuri manuale.

Indiferent dacă faceți față acestor provocări pe plan intern sau atrageți un partener specializat, principiul rămâne același: designul de ocolire a crestăturii este o disciplină la nivel de sistem-. Obțineți fluxul de lucru corect, documentați fiecare decizie, validați la fiecare pas, iar crestăturile își vor face treaba în mod invizibil -, care este exact modul în care ar trebui să performeze în milioane de lovituri de producție.

Întrebări frecvente despre crestăturile de ocolire în designul matrițelor de ștanțare

1. Care este scopul crestăturilor de ocolire într-o matriță de ștanțare progresivă?

Crestăturile de ocolire sunt îndepărtari intenționate de material din banda de transport care creează spațiu liber pentru ca elementele anterior decupate, perforate sau formate să treacă prin stațiile de matriță din aval fără a se ciocni cu poansoane, butoane de matriță sau dispozitive de ridicare. Fără ele, banda s-ar prinde, s-ar alimenta greșit sau s-ar prăbuși în sculele active pe măsură ce avansează cu o distanță de pas pe cursă de apăsare. Acestea sunt printre primele caracteristici concepute într-un aspect al benzilor, deoarece fiecare post ulterioară depinde de progresia-fără interferențe a benzii.

2. Care este diferența dintre crestăturile de bypass pozitive și negative?

Crestăturile de ocolire negative îndepărtează materialul din interiorul benzii de transport pentru a crea o deschidere prin care trec sculele din aval. Crestăturile de ocolire pozitive adaugă material suplimentar dincolo de conturul gol nominal, direcționând suportul în jurul unei obstacole fără a tăia lățimea existentă a benzii. Crestăturile negative se potrivesc zonelor de interferență mici și mențin lățimea benzii minime, în timp ce crestăturile pozitive păstrează rezistența suportului atunci când zona de interferență este prea mare pentru îndepărtarea în siguranță a materialului. Alegerea depinde de nevoile de integritate a suportului, costul lățimii bobinei și dimensiunea obstrucției.

3. Cum determinați unde să plasați crestăturile de ocolire într-un aspect de bandă?

Plasarea urmează un proces secvenţial: mai întâi mapaţi întregul plic de scule al fiecărei staţii de-a lungul întregii curse a presei, apoi suprapuneţi profilul benzii de intrare la fiecare poziţie de alimentare pentru a identifica locul în care materialul se suprapune cu sculele. Fiecare suprapunere este o zonă de interferență care necesită o crestătură. Crestătura trebuie tăiată la o stație din amonte înainte ca banda să ajungă la punctul de conflict. Amplasarea face referire la datele de referință ale găurii pilot și trebuie să țină cont de toleranța de alimentare, deplasarea laterală a benzii și depășirea cursei. Pozițiile ridicătorului influențează, de asemenea, locațiile crestăturilor, deoarece ridicătorii au nevoie de material suport solid dedesubt pentru sprijin.

4. De ce crestăturile de ocolire au nevoie de colțuri radiate în loc de margini ascuțite?

Colțurile interioare ascuțite acționează ca puncte de concentrare a tensiunii în condiții de încărcare ciclică. În timpul producției cu viteză mare-la sute de curse pe minut, fiecare ciclu de alimentare accelerează și decelerează rapid banda, concentrând stresul la fiecare colț ascuțit. Micro-fisurile inițiază în aceste puncte, se propagă cu fiecare cursă și în cele din urmă provoacă o fractură catastrofală a benzii. Colțurile radiale distribuie stresul pe o suprafață mai mare, prelungind semnificativ durata de viață la oboseală. Raza minimă este de obicei de 0,5x grosimea materialului pentru oțel moale și de 1,0x până la 1,5x pentru oțel-de înaltă rezistență. Inginerii de scule de la firme precum YICHEN (yichen-group.com/stamping-die/) includ razele de colț în fiecare specificație de crestătură ca practică standard pentru fiabilitatea-vitezei de producție.

5. Cum afectează tipul de material parametrii de proiectare a crestăturii de ocolire?

Fiecare material răspunde diferit la eliminarea materialului purtător. Oțelul moale acceptă parametri standard cu raze de colț de 0,5x grosime. Oțelurile de înaltă-rezistență (AHSS) necesită raze mai mari (1,0x-1,5x grosime), crestături mai largi pentru a găzdui spatele elastic și potențial benzi suport mai largi pentru a preveni ruperea prin oboseală. Aluminiul necesită suprafețe de scule lustruite și acoperite pentru a preveni uzura la marginile crestăturii, în timp ce oțelul inoxidabil se întărește progresiv la limitele crestăturii, solicitând raze generoase și o calitate superioară a muchiilor pentru a preveni fragilizarea pe perioade lungi de producție.