Scopul crestăturilor de ocolire în matrițele de ștanțare: Opriți definitiv blocajele de benzi

Ce sunt crestăturile de ocolire în matrițele de ștanțare

Când o bandă de tablă trece printr-o matriță progresivă, fiecare operație de formare creează o geometrie care se lipește în sus sau în jos din planul benzii. Aceste caracteristici proeminente trebuie să meargă undeva pe măsură ce banda avansează la următoarea stație. Tocmai aici intervin crestăturile de ocolire.

Definiția tehnică a crestăturilor de ocolire

O crestătură de ocolire este o tăietură de relief realizată în materialul de benzi - sau un buzunar de degajare prelucrat în oțelul matriței - care permite elementelor formate anterior, cum ar fi tragerile, lăncile și reliefurile să treacă peste sau prin componentele matriței din aval fără ciocniri. Scopul crestăturilor de ocolire a matrițelor de ștanțare se referă strict la spațiul liber: ele previn interferența fizică între geometria tri-dimensională deja ștanțată în bandă și sculele care trebuie încă să acționeze asupra acesteia.

Aceasta nu este același lucru cu crestarea generală în formarea metalului. Standardoperațiuni de crestaretăiați materialul de pe marginea unei benzi pentru a crea profilul dorit sau pentru a facilita îndoirea. Crestăturile de ocolire, dimpotrivă, nu servesc niciunui scop geometriei-parte. Ele există în întregime pentru a menține banda în mișcare liberă prin matriță.

În cadrul ierarhiei de proiectare a matrițelor, crestăturile de ocolire se află la nivelul de dispunere a benzii - planificat în primele etape ale dezvoltării matrițelor progresive, alături de proiectarea suportului, plasarea pilotului și secvențierea stației. Nu sunt o idee ulterioară sau o soluție de încercare. Sunt o decizie inginerească deliberată introdusă în aspectul benzii din prima zi.

De ce contează ocolirea crestăturilor în ștanțarea progresivă a matrițelor

Imaginați-vă o fâșie care tocmai a avut o ceașcă mică desenată la stația trei. Acea cupă iese acum sub planul benzii. La stația patru, banda trebuie să coboare pe blocul matriței pentru următoarea operație. Fără spațiu liber pentru acea cupă, se lovește de oțel solid pentru scule. Rezultatul: o bandă blocată, o matriță deteriorată și producția se oprește.

Crestături de ocolire în formarea tableirezolvați acest lucru prin eliminarea suficientă a materialului - sau oferind suficientă adâncime a buzunarului în matriță -, astfel încât caracteristica formată să elibereze fiecare stație ulterioară în timpul avansării benzii. Într-o matriță progresivă în care banda trece prin zeci de stații secvențial, o singură operațiune de formare poate necesita spațiu liber de ocolire în fiecare locație din aval.

Crestăturile de ocolire există dintr-un singur motiv: pentru a menține progresia neîntreruptă a benzii prin matrițe cu mai multe-stații, împiedicând ciocnirea elementelor formate cu sculele din aval.

Scopul de formare a tablei cu crestături de bypass devine și mai critic la viteze mari de presare. Când o bandă circulă cu sute de mișcări pe minut, chiar și o fracțiune de milimetru de interferență se poate transforma în cascadă într-o defecțiune catastrofală a sculei. Înțelegerea exactă a modului în care funcționează aceste caracteristici de degajare în timpul fiecărei curse - și ce se întâmplă atunci când sunt subdimensionate sau lipsesc - separă sculele de producție fiabile de matrițele predispuse la blocaj-.

Clarificarea terminologiei pentru tipurile de crestături în proiectarea matrițelor

Cuvântul „crestătură” este folosit în mod liber pe podea. Un producător de matrițe ar putea spune o „crestătură” într-o revizuire a aspectului benzii, iar trei persoane de la masă imagine trei caracteristici diferite. Această ambiguitate provoacă o confuzie reală -, în special pentru profesioniștii mai noi de instrumente și de matrițe care încearcă să citească desene vechi sau să interpreteze intenția de aranjare a benzilor. Crestăturile de ocolire, crestăturile de pas, crestăturile de relief și crestăturile de tăiere îndepărtează materialul din bandă, dar există din motive complet diferite.

Înțelegerea acestor distincții contează deoarece identificarea greșită a unui tip de crestătură în timpul revizuirii sau întreținerii designului poate duce la modificări incorecte. Lărgirea a ceea ce considerați că este o crestătură de ocolire - când este de fapt o crestătură de pas - ar putea distruge înregistrarea benzii și strica fiecare parte care urmează.

Crestături de ocolire vs Crestături de pas

Crestăturile de pas (uneori numite crestături franceze) controlează lungimea de alimentare a benzii și oferă o primă-oprire de lovire solidă în timpul configurării matriței. CaArt Hedrick explică în The Fabricator, o crestătură cu pas este o mică secțiune de material tăiată dintr-una sau ambele margini ale benzii la stațiile de început ale unei matrițe progresive. Sarcina sa este de a preveni supraalimentarea, de a elimina cambra marginii și de a oferi operatorului o referință precisă pentru poziționarea inițială a benzii, astfel încât piloții să poată localiza banda corect.

Crestăturile de ocolire, pe de altă parte, nu au nimic de-a face cu controlul alimentării sau cu înregistrarea benzilor. Acestea oferă spațiu liber pentru geometria formată - trageri, reliefuri, lănci sau orice caracteristică care iese din planul benzii -, astfel încât banda să poată avansa pe lângă stațiile matriței din aval fără interferențe. O crestătură de pitch întreabă: „Cât de departe a parcurs banda?” O crestătură de ocolire întreabă: „Poate caracteristica formată să curețe următorul bloc de matriță?”

Confuzia dintre aceste două este obișnuită deoarece ambele apar ca decupaje pe marginea benzii sau pe interior și ambele sunt planificate în timpul amenajării benzii. Dar driverele lor de design sunt fundamental diferite. Geometria crestăturii pasului este determinată de pasul de avans și locația pilotului. Geometria crestăturii de ocolire este determinată de înălțimea caracteristicii formate și de spațiul liber al matriței din aval.

Crestături de ocolire vs crestături de relief și crestături de tăiere

Crestăturile de relief se referă la stresul material, nu la distanța fizică. Când îndoiți tabla într-un colț sau de-a lungul unei margini care se intersectează, concentrațiile de tensiuni pot provoca ruperea sau crăparea. O crestătură de relief -, de obicei, o mică decupare la intersecția a două linii de îndoire - îndepărtează materialul din zona de tensiune, astfel încât piesa să se poată forma curat, fără a se despica. Le veți găsi în piese-formate de frână la fel de des ca și în cele-ștanțate.

Crestăturile de tăiere servesc încă unui alt scop: separarea deșeurilor. Sunt tăieturi plasate în bandă pentru a facilita îndepărtarea curată a pieselor sau eliminarea melcilor la stațiile finale. Fără crestături de tăiere adecvate, este posibil ca piesa să nu se separe curat de suport, provocând bavuri, agățați sau blocaje de resturi în matriță.

Crestăturile de transport sunt o caracteristică conexă care merită remarcată. Acestea sunt decupaje concepute special pentru a menține conexiunea benzii de transport la fiecare semifabricat, permițându-i totuși să se îndoaie în timpul alimentării. Ele echilibrează rigiditatea benzii cu capacitatea de a absorbi forțele de formare fără flambaj.

Fiecare dintre acești termeni apare în referințele de instrumente și conversația din magazin, uneori interschimbabil. Pentru orice producător de matrițe care lucrează la crestături de bypass negative și pozitive într-o matriță de ștanțare din tablă, menținerea corectă a terminologiei previne comunicarea greșită costisitoare în timpul proiectării, construcției și întreținerii.

Cu aceste definiții separate, următoarea întrebare logică este mecanică: cum interacționează exact o crestătură de ocolire cu banda pe măsură ce se ridică, avansează și coboară în timpul fiecărei mișcări de apăsare? Răspunsul constă în succesiunea evenimentelor de clearance pozitive și negative care au loc de fiecare dată când ram-ul circulă.

Cum funcționează crestăturile de ocolire în timpul progresiei benzii

Imaginează-ți o bobină de tablă care se alimentează într-o matriță progresivă. Cu fiecare lovitură de apăsare, banda avansează exact cu o pasă - o stație-la-distanța stației - și o operațiune diferită acționează asupra ei: străpungerea la stația unu, crestarea la stația a doua, formarea la stația trei, trasarea la stația patru și tăierea aproape de sfârșit. Banda rămâne conectată printr-o bandă purtătoare peste tot. Atâta timp cât fiecare caracteristică rămâne în planul benzii, avansarea este simplă. În momentul în care o operație de formare sau de desenare împinge geometria deasupra sau sub acel plan, interferența devine inevitabilă la fiecare stație din aval.

Aici crestătura de ocolire își câștigă locul în aspectul benzii. Este planificat în mod special să gestioneze realitatea tri-dimensională a unei piese care este parțial formată, dar care încă se deplasează printr-un mediu de matriță plat.

Avansarea benzii și interferența caracteristicilor formate

Fiecare lovitură de apăsare urmează un ritm mecanic precis. Când berbecul se ridică, dispozitivele de ridicare a stocului împing banda în sus de pe suprafața inferioară a matriței -, de obicei, suficient pentru a îndepărta blocurile de matriță și orice caracteristică de localizare. Alimentatorul avansează apoi banda cu exact o distanță de pas. Piloții intră în găurile lor pentru a înregistra banda în poziția adevărată, alimentatorul se eliberează și banda coboară înapoi pe matriță pentru următoarea operație.

Sună simplu când banda este plată. Dar luați în considerare ce se întâmplă după ce stația trei formează o cupă sau o lance cu fața în jos-. Această caracteristică atârnă acum sub planul benzii. Pe măsură ce banda se ridică și avansează către stația patru, cupa trebuie să treacă peste blocul de zaruri de la stația-patru zaruri fără să se prindă de ea. Dacă înălțimea dispozitivului de ridicare nu oferă suficient spațiu vertical - și, în multe cazuri, nu poate fără a încetini presa -, cupa se trage sau se lovește de oțel solid pentru scule.

Crestăturile de ocolire rezolvă acest lucru prin îndepărtarea unei ferestre de material din banda din jurul caracteristicii formate sau prin furnizarea unui buzunar de relief prelucrat în blocul matriței în sine. Geometria formată trece liber prin gol, mai degrabă decât să se ciocnească de scule. Într-o matriță cu douăsprezece sau mai multe stații, o singură tragere formată la stația patru poate necesita o distanță de ocolire la stațiile cinci până la unsprezece - fiecare dimensionată cu grijă pentru a se adapta caracteristicii în timp ce se deplasează prin matriță.

Mecanica de crestătură de bypass pozitivă și negativă

Nu toate caracteristicile formate ies în aceeași direcție și nu toate soluțiile de ocolire sunt tăiate din bandă. Aici devine critică distincția dintre crestăturile de bypass negative și pozitive în matrițele de ștanțare a tablei.

O crestătură de bypass pozitivă este materialul îndepărtat din banda în sine. Atunci când o caracteristică iese în sus - un relief, o lancea sau partea superioară a unui perete trasat -, riscă să se ciocnească de componentele matriței superioare, cum ar fi plăcile de stripare, plăcuțele de presiune sau suporturile de perforare din stațiile din aval. Tăierea materialului de bandă adiacent caracteristicii în sus îi oferă spațiu pentru a trece sub acele componente superioare fără contact. Forța de curgere a arcului de stripare ar apăsa în caz contrar banda plată împotriva geometriei care nu se poate conforma fizic.

O crestătură negativă de ocolire este un buzunar de degajare prelucrat direct în oțelul matriță inferioară. Atunci când o trăsătură formată iese în jos - o tragere de cupă, o adâncitură cu monedă sau o lance în jos - trebuie să meargă undeva pe măsură ce banda coboară pe fiecare bloc de matriță următor. În loc să îndepărteze mai mult material de bandă (care ar putea slăbi suportul), proiectantul matriței prelucrează o cavitate de relief în blocul matriței în locul exact în care se va așeza caracteristica în jos.

Multe piese necesită ambele tipuri simultan. Imaginează-ți o piesă cu un relief în sus și o cupă în jos la aceeași secțiune-transversală. Pe măsură ce acea secțiune a benzii avansează, relieful are nevoie de un spațiu de bypass pozitiv deasupra, în timp ce cupa are nevoie de un buzunar de bypass negativ dedesubt. Crestăturile de bypass negative și pozitive în matrițele de ștanțare care formează tablă coexistă adesea la aceeași stație, fiecare adresându-se o direcție proeminentă diferită.

Secvența completă de ocolire în timpul unui singur ciclu de apăsare urmează această ordine:

1. Operația de formare sau desenare creează o geometrie care iese deasupra sau sub planul benzii.
2. Berbecul se ridică, iar dispozitivele de ridicare de stoc ridică banda de pe suprafața inferioară a matriței.
3. Alimentatorul avansează banda cu un pas complet până la următoarea stație.
4. Crestătura de ocolire (decupaj pentru bandă sau buzunar pentru matriță) permite caracteristicii formate să curețe blocul de matriță, decuplatorul sau sculele superioare ale următoarei stații fără interferențe.
5. Piloții își angajează găurile pentru a înregistra banda în poziție adevărată.
6. Banda coboară pe matriță, cu caracteristica formată sprijinindu-se în interiorul buzunarului de bypass negativ sau trecând liber prin deschiderea de bypass pozitiv.
7. Următoarea operație se execută pe banda înregistrată corespunzător.

Acest ciclu se repetă la fiecare stație din aval de operația de formare. Fiecare locație de ocolire trebuie să fie dimensionată individual în funcție de înălțimea caracteristicii, ridicarea disponibilă și geometria componentelor matriței la acea stație specifică. O crestătură de ocolire care asigură un spațiu liber adecvat la stația cinci poate fi subdimensionată la stația opt dacă blocul de matriță al acelei stații este mai sus sau placa sa de stripare atârnă mai jos.

Precizia acestei secvențe explică de ce planificarea crestăturii de ocolire nu poate fi amânată pentru încercare. Fiecare punct de degajare trebuie anticipat în timpul proiectării benzilor -, deoarece odată ce oțelul pentru scule este întărit și asamblat, adăugarea de relief de bypass înseamnă dezasamblare, re-prelucrare și pierderea timpului de producție. Consecințele greșirii se unduiesc cu mult dincolo de o singură bandă blocată.

Consecințele omiterii sau subdimensionării crestăturilor de ocolire

Un strip jam nu se anunță politicos. O singură lovitură presa merge bine. Următoarea, o caracteristică formată prinde un bloc de matriță, cataramele benzii, piloții se forfecă, iar operatorul aude scrâșnirea inconfundabilă a oțelului care se ciocnește de oțel. Ceea ce urmează nu este doar o singură parte defectuoasă -, ci o cascadă de daune care poate scoate o matriță din producție zile întregi.

Când spațiul de ocolire lipsește sau este subdimensionat, fiecare ciclu de apăsare devine un eveniment potențial de coliziune. Geometria formată care iese din bandă nu are loc să treacă, așa că își forțează trecerea prin - sau nu trece deloc. Oricare dintre rezultat costă timp, unelte și piese.

Înlăturați blocajele și deteriorarea matriței din lipsa spațiului de ocolire

Secvența defecțiunii este mecanică și previzibilă. O caracteristică în jos-proeminentă - o tragere de ceașcă, un buzunar cu monedă, o filă de lance - cade pe un bloc de zar care nu are un buzunar de relief. Banda nu poate coborî în poziție. Alimentatorul, încă încercând să avanseze materialul, împinge stocul suplimentar într-o bandă care nu se mai mișcă liber. Materialul se prinde între stații, comprimându-se în spațiul dintre ridicători și suprafețele matriței.

Acea flambă nu rămâne locală. Se propagă în amonte, deplasând banda la stațiile anterioare unde piloții încă încearcă să înregistreze poziția. Știfturile pilot, concepute pentru a intra în găuri preperforate cu doar 0,002 până la 0,003 inchi de spațiu liber, întâlnesc o bandă care s-a deplasat lateral sau s-a ridicat de pe fața matriței. Pilotul fie se îndoaie, fie se forfecă complet. După cum notează Art Hedrick, dacă piloții nu pot localiza banda cu acuratețe înainte ca tamponul de presiune să se blocheze, fiecare operațiune ulterioară aterizează într-o poziție greșită.

Daunele se compun de acolo. Blocurile de matriță pot crăpa acolo unde o caracteristică formată impactează un colț interior ascuțit al oțelului pentru scule. Perforațiile de la stațiile adiacente se pot ciobi deoarece banda greșit înregistrată prezintă materialul într-un unghi neașteptat, creând sarcini de forfecare inegale. Șinele de ghidare se încorporează pe măsură ce banda cu cataramă trage pe suprafețele lor întărite. În cazurile severe, placa de stripare se deformează de la absorbția sarcinilor de impact pe care nu a fost concepută niciodată să le suporte.

Materialul în sine suferă întărire prin deformare în zona de coliziune. Stocul de bandă care trece în mod repetat forțat să treacă de o obstrucție dezvoltă margini întărite și crește tensiunea de curgere localizată în acele zone. Acest lucru face banda mai rigidă și mai puțin previzibilă la stațiile de formare din aval - chiar și după ce blocajul imediat este eliminat și producția repornește.

Defecte de calitate a piesei legate de proiectarea inadecvată a bypass-ului

Nu orice defecțiune de bypass provoacă un blocaj dur. Uneori, interferența este marginală - caracteristica formată abia zboară blocul de matriță sau trage peste el doar suficient pentru a menține banda în mișcare. Aceste condiții de aproape-scădere sunt fără îndoială mai rele decât oprirea, deoarece produc piese defecte în mod intermitent, mai degrabă decât închiderea imediată a matriței.

Iată ce face clearance-ul marginal de ocolire asupra calității pieselor. Banda se trage pe o suprafață a matriței la fiecare câteva mișcări, zgâriind partea inferioară a elementelor formate. Variația dimensională apare pe măsură ce banda se înregistrează ușor -poziția - nu suficientă pentru a forfea un pilot, dar suficient pentru a schimba locațiile orificiilor sau a îndoi liniile cu zecimi de milimetru. Întărirea prin muncă se acumulează la marginile de contact, unde banda răzuie în mod repetat pe lângă oțelul matriță, modificând proprietățile mecanice locale ale materialului și afectând comportamentul de formare ulterioară.

Crestăturile de ocolire și formarea de bavuri în ștanțare sunt conectate direct. Când banda se distorsionează din cauza târârii sau flambajului parțial, se prezintă la stațiile de tăiere într-un unghi inconsecvent sau cu prindere neuniformă. Spațiul liber-la-matriță - calculat cu atenție pentru material plat, înregistrat corespunzător - devine efectiv asimetric. O parte a tăieturii foarfece curat, în timp ce cealaltă se rupe, producând bavuri care depășesc specificațiile. Tensiunea de curgere a zonei întărite prin lucru din jurul punctului de interferență de ocolire poate diferi semnificativ de materialul de bază, destabilizand și mai mult tăietura.

Aceste probleme de calitate au o caracteristică frustrantă: intermitența. Ele apar în câteva părți la sută, nu în fiecare parte. Operatorii văd un vârf de bavuri la o cursă, dar nu la următoarea. Verificările dimensionale trec timp de o oră, apoi ies din toleranță pentru douăzeci de părți înainte de a reveni la specificații. Analiza cauzei principale urmărește adesea lubrifierea, uzura perforației sau variația lotului de materiale - toți suspecții rezonabili -, în timp ce adevăratul vinovat este o crestătură de ocolire care oferă spațiu liber în 90% din timp, dar permite interferența la fiecare a zecea cursă din cauza inconsecvenței ridicării benzii sau a expansiunii termice în timpul rulajelor lungi.

Lista completă a modurilor de defecțiune legate de designul de bypass inadecvat include:

• Blocaj de benzi - oprire completă care necesită curățare manuală și inspecție a matriței
• Forfecare pilot - pierderea preciziei de înregistrare a benzii la toate stațiile
• Fisurarea blocurilor de matriță - reparație costisitoare sau înlocuire a oțelului de scule întărit
• Deformarea piesei - a format elemente zdrobite sau deplasate de forțele de coliziune
• Formarea bavurilor - tăiere asimetrică din bandă greșită sau distorsionată
• Deriva dimensională - pierderea progresivă a preciziei de poziție între stații
• Rata de deșeuri crescută - piese care nu au fost inspectate din cauza defectelor de suprafață, dimensionale sau de formă

Fiecare dintre aceste rezultate provine din aceeași cauză principală: o caracteristică formată care nu avea încotro. Remedierea este aproape întotdeauna mai ieftină de implementat în timpul proiectării benzilor decât depanarea pe podeaua presei -, ceea ce ridică întrebarea cu privire la modul în care diferitele tipuri de matrițe și proprietățile materialelor influențează decizia de degajare a ocolirii în primul rând.

Ocoliți cerințele de crestătură pentru diferite tipuri de matrițe

Nu orice matriță de ștanțare mută materialul în același mod. Metoda pe care o folosește o matriță pentru a transporta piesa de prelucrat între operații se schimbă în mod fundamental dacă sunt necesare crestături de ocolire, unde merg și cât de complex devine designul lor. Un profesionist de scule și matriță care lucrează pe diferite platforme de matriță va întâlni cerințe de ocolire extrem de diferite, în funcție de dacă aplicația necesită o configurare progresivă, de transfer sau compusă.

Diferențele se rezumă la o singură întrebare: banda rămâne conectată și parcurge fiecare stație secvențial sau piesa de prelucrat este separată devreme și manipulată independent? Acest răspuns dictează întreaga strategie de eliminare a ocolirii.

Crestături de ocolire în matrițe progresive

Matrițele progresive necesită cea mai extinsă planificare a crestăturii de bypass de orice tip de matriță. Motivul este structural. Într-o matriță progresivă, piesa de prelucrat rămâne atașată de banda de metal de la început până la sfârșit - este separată doar la stația finală. Fiecare operație de formare care are loc la stația trei, patru sau cinci creează o geometrie care trebuie să treacă prin stațiile șase, șapte, opt și mai departe, pe măsură ce banda avansează câte un pas.

Acest lucru creează un efect de amestecare. O singură remiză la stația patru nu are nevoie doar de autorizare la stația cinci. Are nevoie de spațiu liber la fiecare stație din aval prin care trece banda înainte ca piesa să fie tăiată. Într-o matriță cu douăzeci de-stații, acea operațiune de formare unică ar putea necesita degajare de ocolire în cincisprezece sau mai multe locații. Adăugați o a doua stație de formare la stația șapte, iar planul de ocolire se dublează în complexitate - deoarece acum două elemente, la înălțimi și poziții diferite, ambele au nevoie de spațiu liber la toate stațiile dincolo de punctele lor de formare respective.

De asemenea, matrițele progresive rulează la viteze mari, adesea sute de curse pe minut. Banda se ridică, avansează și coboară în milisecunde. Operatorul nu are timp să ajusteze sau să corecteze o problemă de degajare marginală. Fie crestătura de ocolire oferă suficient spațiu pentru ca caracteristica formată să treacă curat, fie nu. La 400 de lovituri pe minut, o jumătate de-milimetru de spațiu liber insuficient produce 400 de ciocniri pe minut - și un zar distrus în secunde.

Acesta este motivul pentru care designerii experimentați de scule și matrițe petrec mult timp în timpul planificării planificării benzilor pentru a mapa fiecare caracteristică formată față de fiecare stație din aval. Locațiile, dimensiunile și tipurile crestăturilor de ocolire (decupaje pozitive ale benzilor versus buzunare negative ale matriței) sunt determinate înainte de tăierea oricărui oțel. Dispunerea benzii este, în esență, un plan de degajare de ocolire, atât de mult cât este o secvență de producție de piese.

Considerații de ocolire în matrițele de transfer și compuse

Motoarele de transfer manipulează materialul diferit. În loc să păstrați piesa de prelucrat atașată la o bandă continuă, transferați ștanțarea matrițeisepară piesa de prelucrat de banda de metalla începutul procesului. Semnele individuale sunt apoi mutate între stații prin mecanisme de transfer mecanic - prindere, degete sau șine care preiau fizic fiecare piesă și o plasează în următoarea stație a matriței.

Acest lucru elimină nevoile de ocolire a crestăturii? În sensul benzii, da. Nu există un transportator continuu care călătorește prin mai multe stații, așa că nu există crestături de ocolire tăiate în materialul de benzi. Dar problema de clearance-ul de bază nu dispare -, ci doar își schimbă forma. Când un mecanism de transfer plasează un semifabricat parțial format în următoarea stație, orice geometrie care iese din acel semifabricat mai trebuie să meargă undeva. Blocul de matriță de la acea stație trebuie să aibă buzunare de relief prelucrate în el, astfel încât semifabricatul să se poată așeza corespunzător fără ca elementele formate să ajungă la fund pe oțelul pentru scule.

Gândiți-vă la asta ca la aceeași problemă de inginerie rezolvată într-o locație diferită. În matrițele progresive, jocul de ocolire trăiește în bandă și în matriță. În matrițele de transfer, trăiește în întregime în componentele matriței. Uneltele și constructorul de matrițe prealează cavități de degajare în blocul de matriță al fiecărei stații pentru a se adapta la orice geometrie venită de la operațiunea anterioară. Motoarele de transfer beneficiază, de asemenea, de faptul că fiecare stație este independentă din punct de vedere mecanic - semifabricatul este ridicat de toate sculele în timpul transferului, oferind un spațiu vertical inerent pe care benzile progresive nu îl pot obține fără dispozitive de ridicare.

Filierele compuse ocupă capătul opus al spectrului. O matriță compusă efectuează mai multe operații - tăiere, perforare, formare - într-o singură mișcare de apăsare la o singură stație. Piesa este finalizată și scoasă dintr-o lovitură. Nu există nicio progresie a benzii, nicio călătorie cu mai multe-stații și nicio interferență în aval de care să vă faceți griji. Crestăturile de ocolire pur și simplu nu sunt relevante. Piesa nu trebuie să treacă niciodată peste un alt bloc de matriță pentru că nu se mută niciodată în altă stație. Operațiuni precum hidroformarea și formarea prin centrifugare produc piese în mod similar în medii cu o singură etapă-sau matrițe închise-în care progresia benzii nu se aplică.

Tabelul de mai jos rezumă modul în care cerințele de bypass diferă între aceste trei tipuri de matrițe:

Pentru producătorii care evaluează ce tip de matriță se potrivește unei anumite piese, complexitatea bypass-ului este un factor real de cost. O piesă cu embotire adânci și mai multe reliefuri poate fi ușor de produs într-o matriță de transfer în care fiecare stație pur și simplu își prelucrează propriul buzunar de relief. Aceeași parte dintr-o matriță progresivă ar putea necesita zeci de crestături de ocolire pe structura benzii, slăbind suportul și cerând un echilibru atent între spațiu liber și rigiditatea benzii. Decizia tipului matriței modelează strategia de ocolire -, iar strategia de ocolire, la rândul său, influențează modul în care proprietățile materialului și grosimea interacționează cu proiectarea spațiului liber.

Material și factori de grosime în proiectarea crestăturii de bypass

O crestătură de ocolire dimensionată perfect pentru oțel moale de 1,0 mm va eșua catastrofal pe faza duală-980 de 1,5 mm. Materialul care trece prin matrița dvs. progresivă nu afectează doar forțele de formare și uzura la perforare -, ci determină în mod direct cât de înalte ies caracteristicile formate din planul benzii, cât de mult răspund materialul după formare, cât de mult răspund și îndepărtează materialul după formare. Fiecare decizie de autorizare a ocolirii este, în esență, o decizie metalurgică.

Două benzi cu geometrie identică a piesei, dar materiale diferite pot necesita modele de crestături de ocolire radical diferite. Înțelegerea de ce se reduce la trei variabile care interacționează: grosimea, limita de curgere și modulul de elasticitate.

Cum afectează grosimea și rezistența materialului spațiul de ocolire

Grosimea materialului este factorul cel mai direct al cerințelor de degajare a ocolirii. Când un poanson de formare trage o cupă sau împinge un relief în bandă, înălțimea acelei caracteristici este o funcție de grosimea materialului și de geometria tragerii. Materialul mai gros produce elemente formate mai înalte - o bandă de 2,0 mm trasă în aceeași geometrie a poansonului ca o bandă de 1,0 mm va produce o caracteristică cu înălțime mai mare a peretelui și proeminență mai adâncă sub planul benzii. Acea proeminență mai adâncă necesită un buzunar de degajare de ocolire mai adânc corespunzător în blocurile de matriță din aval.

Relația este aproximativ proporțională, dar nu liniară. Materialele mai groase rezistă, de asemenea, mai bine la încrețire și flambaj în timpul formării, ceea ce înseamnă că tind să producă înălțimi mai curate și mai previzibile ale caracteristicilor. Materialele mai subțiri pot produce adâncimi ușor inconsecvente din cauza întinderii localizate sau subțierii materialului la razele de tragere -, iar inconsecvența în înălțimea caracteristicii înseamnă că spațiul de ocolire trebuie să țină cont de cel mai rău caz, nu de medie.

Limita de curgere introduce un al doilea strat de complexitate. Materialele cu limită de curgere mai mare - oțelurile avansate-de înaltă rezistență (AHSS) cum ar fi DP590, DP980 și clasele martensitice - prezintă o revenire semnificativ mai mare după formare. După cum explică Art Hedrick, dacă nu aplicați suficientă tensiune pentru a depăși limita de curgere a materialului în timpul formării, are loc o recuperare elastică. Caracteristica formată revine parțial către starea sa plată inițială.

Ce înseamnă springback pentru designul crestăturii de ocolire? Înseamnă că este posibil ca caracteristica formată să nu se așeze complet în adâncimea dorită. O cupă care a fost proiectată să tragă o adâncime de 8 mm ar putea atinge doar 7,2 mm de deformare permanentă într-un grad de rezistență înalt-, restul de 0,8 mm revenind elastic. Acea caracteristică parțial-arcurizată se află mai sus în planul benzii decât intenționat -, iar crestătura de ocolire care a fost dimensionată pentru o cupă de 8 mm complet-așezată are acum o marjă de degajare mai mică decât era planificată.

Când se evaluează forța de curgere față de rezistența la tracțiune pentru planificarea ocolirii, limita de curgere este valoarea mai relevantă. Rezistența la tracțiune vă spune când materialul se rupe, dar limita de curgere definește pragul în care începe deformarea plastică permanentă. Materialele cu raporturi ridicate de curgere-la-la tracțiune - comune în clasele AHSS, unde magnitudinele de elasticitate cresc proporțional pe măsură ce rezistențele la tracțiune ajung la 980 MPa și peste - stochează mai multă energie elastică în timpul formării și o eliberează ca elastic. Acest lucru crește direct înălțimea efectivă a proeminenței pe care trebuie să o găzduiască crestăturile de ocolire.

Materialele mai moi prezintă preocuparea opusă. Aliajele de aluminiu, cuprul și oțelurile pentru ambutișare cu conținut scăzut de carbon-au un modul elastic mai mic în comparație cu clasele de-rezistență ridicată. Modulul de elasticitate prezentat de metale determină rigiditatea lor - modulul aluminiului este de aproximativ o-treime din cel al oțelului. Un modul mai mic înseamnă că banda este mai flexibilă și mai susceptibilă la deformarea localizată din forțele pe care materialele mai dure le-ar ridica din umeri. Dacă o crestătură de ocolire este plasată prea aproape de o caracteristică formată într-o bandă moale de aluminiu, banda subțire de material dintre crestătură și caracteristică se poate deforma sau deforma permanent sub forțele de stripare în timpul fiecărei curse de presare. Geometria caracteristicii distorsionează, piesa eșuează inspecția și cauza principală nu este deloc stația de formare - este amplasarea crestăturii de ocolire.

Lățimea benzii și proprietățile de tracțiune în planificarea ocolirii

Lățimea benzii creează o constrângere dură cu privire la cantitatea de material pe care o puteți îndepărta pentru spațiul de ocolire fără a compromite suportul. Într-o bandă largă cu margini generoase ale suportului, crestăturile de ocolire pot fi dimensionate generos - există multă secțiune transversală-pentru a menține rigiditatea în timpul alimentării. Benzile de transport înguste nu oferă un astfel de lux.

Luați în considerare un aspect al benzilor în care banda de transport are doar 8 mm lățime pe fiecare parte. Fiecare crestătură de ocolire tăiată în suportul respectiv își reduce secțiunea transversală efectivă-. Îndepărtați prea mult, iar suportul nu mai poate rezista forțelor de alimentare fără a se îndoi sau flamba. CaCercetările privind designul transportorului arată, suportul trebuie să rămână suficient de puternic pentru a rezista la aproximativ 10% din greutatea părții înmulțită cu numărul de progresii. Crestăturile multiple de ocolire în stații consecutive creează o slăbire cumulativă care poate împinge suportul sub pragul minim de rigiditate.

Acest compromis este deosebit de acut în materialele subțiri,-înalte rezistente. Banda este deja mai subțire -, ceea ce înseamnă un moment de inerție mai mic pentru-secțiunea transversală a purtătorului -, iar oțelul cu deformare la elasticitate prezintă la grade-înalte de rezistență este îngust, lăsând o marjă mică între îndoirea elastică și deformarea permanentă a suportului. Un suport care se flexează elastic în timpul alimentării cu oțel moale se poate îndoi plastic în aceeași geometrie atunci când rulează AHSS, deoarece fereastra de deformare a curgerii este mai strânsă în raport cu solicitarea impusă.

Întărirea prin deformare și întărirea prin lucru lângă marginile crestăturii de ocolire introduc un alt mecanism de defecțiune care apare în principal în aplicațiile cu ciclu înalt-. De fiecare dată când banda este perforată pentru a crea o crestătură de ocolire, zona de forfecare de la marginea tăiată suferă un lucru la rece localizat. Acea bandă îngustă de material-întărit devine mai dură, dar mai fragilă decât banda de bază. Într-o matriță care rulează milioane de cicluri, aceste muchii întărite pot deveni puncte de inițiere a fisurilor -, mai ales dacă geometria crestăturii de ocolire include colțuri interne ascuțite care concentrează stresul.

Implicația practică: razele colțului crestăturii de ocolire contează mai mult în materialele-de înaltă rezistență decât în ​​oțelul moale. Un colț intern ascuțit de 90-de grade care supraviețuiește la nesfârșit într-o bandă cu conținut scăzut de-carbon poate iniția o fisură de oboseală în 500.000 de curse într-o bandă DP780, deoarece marginea întărită la lucru are mai puțină ductilitate pentru a absorbi solicitarea ciclică. Proiectanții care lucrează cu AHSS ar trebui să specifice raze generoase la toate colțurile crestăturii de ocolire și să orienteze geometria crestăturii pentru a minimiza concentratoarele de tensiuni aliniate cu direcția de alimentare a benzii.

Toți acești factori de material - grosimea caracteristică înălțime de antrenare, puterea de curgere care antrenează marginea de retur, modulul elastic de rigiditate a benzii de antrenare și durabilitatea marginii de antrenare pentru întărire la lucru - furnizează într-o singură decizie de dimensionare pentru fiecare locație a crestăturii de ocolire. Provocarea este că ei interacționează. Un material mai gros, mai rezistent produce caracteristici mai înalte (este nevoie de mai mult spațiu liber), limitând în același timp cât de mult material suport puteți îndepărta în siguranță (spațiu liber disponibil). Rezolvarea acestei tensiuni necesită judecată, simulare sau ambele - și ridică întrebarea practică când crestăturile de ocolire sunt soluția potrivită față de când metodele alternative de eliminare au mai mult sens tehnic.

Când să folosiți crestăturile de ocolire vs metode alternative de eliminare

Crestăturile de ocolire nu sunt singura modalitate de a împiedica o trăsătură formată să se ciocnească de sculele din aval. Sunt cea mai comună soluție în matrițele progresive, dar au un cost: fiecare crestătură slăbește banda de transport, fiecare tăietură necesită o componentă de perforare și matriță pentru a fi întreținută, iar fiecare secțiune îndepărtată este un material care nu mai poate susține banda în timpul alimentării. Designerii de matrițe cu experiență tratează crestăturile de ocolire ca pe o unealtă dintr-un set de instrumente de degajare -, nu ca pe valoarea implicită automată pentru fiecare punct de interferență.

Întrebarea adevărată nu este „am nevoie de autorizație?” Răspunsul este întotdeauna da atunci când geometria iese din planul benzii. Întrebarea este: care este cel mai bun mod de a obține acel spațiu liber pentru această piesă specifică, acest material și această cerință de producție?

Arborele de decizie pentru necesitatea de ocolire a crestăturii

Lucrarea cu deciziile de eliminare a ocolirii urmează o secvență logică. La fiecare stație din structura benzii, evaluați dacă banda poate avansa curat - și, dacă nu, care soluție oferă cel mai bun compromis între complexitatea matriței, viteza presei, integritatea suportului și utilizarea materialului.

1. Identificați fiecare operație de formare din structura benzii care creează o geometrie care iese deasupra sau sub planul benzii. Aceasta include desene, reliefuri, lănci, caracteristici inventate și găuri extrudate.
2. Pentru fiecare caracteristică formată, măsurați înălțimea proeminenței - distanța pe care caracteristica se extinde dincolo de suprafața benzii. Luați în considerare returnarea elastică dacă lucrați cu materiale-de înaltă rezistență.
3. Determinați liftul de bandă disponibil la fiecare stație din aval. Aceasta este distanța verticală care ridică banda deasupra suprafeței inferioare a matriței în timpul hrănirii.
4. Comparați înălțimea proeminenței cu ridicarea disponibilă minus jocul matriței. Dacă înălțimea caracteristicii formate depășește spațiul net (înălțimea de ridicare minus înălțimea oricăror componente ale matriței pe care trebuie să treacă banda), vor apărea interferențe.
5. Dacă există interferențe, evaluați dacă ridicarea crescută poate rezolva problema fără o crestătură de ocolire. Dacă ridicarea suplimentară necesară este modestă -, poate fi viabilă creșterea cursei de ridicare cu câțiva milimetri -.
6. Dacă ridicarea crescută introduce penalizări de viteză inacceptabile sau uzura dispozitivului de ridicare, o crestătură de ocolire (decupaj pentru bandă sau buzunar al matriței) devine soluția adecvată.
7. Dacă rotația sau reorientarea părții în cadrul aspectului benzii elimină complet interferența, reproiectați aspectul înainte de a vă angaja să ocoliți crestăturile.

Această secvență nu este pur teoretică. Acesta reflectă procesul iterativ care se desfășoară în timpul dezvoltării aspectului benzilor, adesea susținut de software-ul de imbricare a materialelor pentru analiza duratei utilizării materialelor. Software-ul ajută la vizualizarea modului în care orientarea piesei, lățimea suportului și amplasarea crestăturii de ocolire interacționează cu randamentul total al benzii -, deoarece rotirea unei piese pentru a evita ocolirea poate consuma mai mult material pe bucată, transferând costul de la complexitatea sculelor la deșeuri de materie primă.

Pragul critic din pasul patru merită subliniat. Dacă înălțimea caracteristicii formate depășește ridicarea disponibilă a benzii minus spațiul liber al matriței, este obligatorie o crestătură de ocolire. Nicio cantitate de ajustare a ridicătorului, optimizarea cronometrarii sau reglarea apei nu va schimba fizica. Caracteristica fie șterge blocul de matriță, fie se ciocnește. În cazurile limită - în care caracteristica depășește cu greu spațiul liber disponibil -, proiectanții adaugă oricum o crestătură de ocolire ca asigurare împotriva expansiunii termice în timpul perioadelor lungi de producție, a variației grosimii benzii în limitele toleranței bobinei și a uzurii dispozitivului de ridicare care reduce treptat înălțimea efectivă de ridicare pe durata de viață a matriței.

Alternative la Bypass Notch-urile și compromisurile lor

Când există interferențe, dar crestăturile de ocolire au consecințe inacceptabile - suport slăbit, rigiditate compromisă a benzii sau material insuficient în jurul găurilor pilot - se aplică trei alternative principale. Fiecare rezolvă problema de clearance-ul, dar introduce propriul cost.

Creșterea înălțimii de ridicare a benzii

Cea mai simplă alternativă: ridicați banda mai sus în timpul alimentării astfel formate prezintă blocuri de matriță clare în aval, fără nicio îndepărtare de material. Dispozitivele de ridicare de stoc - indiferent dacă ar fi știfturi cu arc-acționate, ridicători de bară sau șine acționate cu came-- pot fi specificate cu o cursă mai mare pentru a obține un spațiu liber suplimentar.

Penalizarea este viteza presei. O ridicare mai mare înseamnă că banda parcurge o distanță verticală mai mare la fiecare ciclu de cursă. Ridicatorii trebuie să se ridice mai mult, banda trebuie să se stabilizeze la altitudinea mai mare înainte de a se hrăni și trebuie să coboare o distanță mai mare înainte ca piloții să se poată angaja. La viteze mari de cursă, ridicarea excesivă introduce sărirea benzii și vibrații care degradează precizia alimentării. Un senzor de proximitate inductiv care monitorizează poziția benzii la linia de alimentare poate confirma că banda se așează constant la o ridicare mai mare, dar realitatea mecanică este că fiecare milimetru de ridicare suplimentară scade cursele pe minut din rata de producție.

O ridicare mai mare accelerează, de asemenea, uzura dispozitivului de ridicare. Rifăcătorii cu arc-încărcați mai repede printr-o oboseală mai mare de deviere. Ridicatoarele cu came-întâmpină mai multă uzură de contact pe suprafețele lor de acționare. Pe durata de viață de producție a matriței de milioane de curse, costul de întreținere al dispozitivelor de ridicare cu deplasare mai mare-poate depăși costul sculelor pentru adăugarea crestăturilor de ocolire în primul rând.

Orientarea piesei rotative în aspectul benzii

Uneori, interferența există doar din cauza modului în care piesa este orientată în raport cu direcția de alimentare a benzii. O caracteristică formată care iese în jos se poate ciocni cu un bloc de matriță direct în traseul de alimentare -, dar dacă piesa este rotită cu 90 sau 180 de grade în aspect, aceeași caracteristică trece printr-o zonă în care blocul de matriță este mai jos sau lipsește complet.

Rotirea pieselor este elegantă atunci când funcționează. Elimină interferența fără a slăbi banda sau a încetini presa. Dar de multe ori crește consumul de materiale. O parte orientată pentru lățimea minimă a benzii poate să nu se mai cuibărească eficient după rotație. Banda devine mai lată, costul materialului pe piesă crește, iar ratele de deșeuri cresc. Pentru producția de-volum mare, unde costul materialului domină, este posibil ca acest compromis să nu se rezolve -, chiar dacă instrumentul este mai simplu.

Rotația poate introduce și noi provocări de formare. O piesă orientată la un unghi diferit față de direcția de rulare poate prezenta un comportament diferit de înapoiere elastică, caracteristici de întindere anizotrope sau tendințe de împărțire a direcției-granulelor care nu existau în orientarea inițială.

Ridicatoare variabile cu came-

Ridicatoarele standard ridică banda la o înălțime uniformă la fiecare stație. Ridicatoarele variabile acționate de came-permit diferite înălțimi de ridicare la diferite stații - mai înalte acolo unde trebuie curățate adâncimi, mai jos acolo unde geometria plană necesită o înălțime minimă. Această abordare selectivă oferă degajare de ocolire numai acolo unde este necesar, fără a impune o penalizare globală de ridicare pe întregul zar.

Costul este complexitatea mecanică. Dispozitivele de ridicare cu came necesită suprafețe-precisione ale camei, suporturi întărite și o coordonare strânsă a timpului cu cursa presei. Acestea sunt de obicei tăiate folosind prelucrarea cu sârmă EDM pentru a obține precizia profilului cerută de aceste suprafețe cu came. Acestea adaugă componente la matriță, măresc punctele de întreținere și necesită o configurare mai atentă. În matrițele în care doar una sau două stații necesită spațiu suplimentar, ridicătoarele cu came pot fi o soluție eficientă. În matrițele cu interferență la zece sau mai multe stații, complexitatea cumulată a camei poate depăși simplitatea tăierii crestăturilor de ocolire în bandă.

Designerii de matrițe cu experiență evaluează toate aceste alternative în timpul dezvoltării benzilor - înainte de a comanda orice oțel pentru scule. Decizia se rezumă adesea la o analiză cost-beneficiu specifică aplicației: volumul producției, sensibilitatea costurilor materialelor, cerințele privind viteza presei și bugetul de întreținere a matriței. Pentru matrițele progresive complexe în care aceste compromisuri se înmulțesc în zeci de stații, suportul de proiectare colaborativ din partea specialiștilor în scule poate face diferența între o soluție optimizată și un compromis costisitor. Echipele care navighează prin decizii complicate de ocolire - în special pentru aplicații grele de proiectare-care implică structura matrițelor, dispozitive de ridicare și optimizarea fluxului de materiale - pot găsi valoare în lucrul cu parteneri precumSoluțiile personalizate ale matrițelor de ștanțare YICHEN, unde inginerii de scule cu experiență contribuie la aceste decizii critice de aspect la începutul procesului de proiectare.

Metoda de degajare pe care o alegeți la fiecare stație modelează întregul design din aval. Dar, indiferent dacă utilizați o crestătură de ocolire, o ridicare crescută, rotație a părții sau un sistem cu came, locațiile crestăturii care fac parte din aspectul benzii necesită totuși o plasare și o dimensionare precisă - și acele decizii urmează propriul set de reguli de inginerie care echilibrează integritatea benzii cu marja de degajare.

Cele mai bune practici pentru plasarea și dimensionarea crestăturii de ocolire

Alegerea de a adăuga o crestătură de ocolire este doar jumătate din problema de inginerie. Unde îl plasați, cât de mare îl faceți și modul în care interacționează cu toate celelalte caracteristici de bandă - piloți, ridicători, transportatori și stații adiacente - determină dacă această crestătură rezolvă de fapt problema de degajare sau creează trei noi. O crestătură de ocolire într-o locație greșită poate distruge înregistrarea benzii la fel de eficient ca și lipsa de ocolire.

Deciziile de plasare și dimensionare sunt strâns legate. O crestătură poziționată mai aproape de caracteristica formată poate fi mai mică (deoarece caracteristica trece prin cea mai largă parte a reliefului). O crestătură poziționată mai departe trebuie să fie mai mare pentru a se potrivi traseului unghiular pe care caracteristica o urmărește pe măsură ce banda se ridică și avansează. Fiecare milimetru de schimbare a poziției modifică dimensiunea necesară - și fiecare milimetru de schimbare a dimensiunii afectează puterea purtătorului. Obținerea corectă necesită o abordare sistematică.

Ocoliți regulile de plasare a crestăturii și integrarea aspectului benzilor

Amplasarea crestăturii de ocolire nu are loc izolat. Dispunerea benzii este un cartier aglomerat: găurile pilot au nevoie de material neobstrucționat pentru înregistrare, ridicătorii au nevoie de suprafețe de contact solide pentru a ridica banda uniform, iar banda de transport are nevoie de secțiune transversală continuă-pentru a rezista forțelor de alimentare. O crestătură de ocolire care se suprapune cu oricare dintre aceste zone creează un conflict mai grav decât problema de interferență inițială.

Iată principiile de bază de plasare pe care le urmează designerii de matrițe experimentați:

• Poziționați crestăturile de ocolire cât mai aproape de caracteristica formată, cât permite integritatea materialului. O amplasare mai apropiată înseamnă mai puțină lățime de crestătură necesară, deoarece caracteristica trece prin crestătură în punctul său cel mai îngust în timpul avansării benzii.
• Mențineți distanța minimă a țesăturii dintre marginea crestăturii de ocolire și orice orificiu pilot. Dacă crestătura încalcă materialul pilot, banda subțire rămasă se deviază sub forța de intrare a pilotului, distrugând precizia de înregistrare. Un ghid general este de a menține de cel puțin 1,5 ori grosimea materialului ca o bandă minimă între marginea crestăturii și marginea găurii pilot.
• Nu așezați niciodată o crestătură de ocolire direct sub punctul de contact al ridicătorului de stoc. Ridicatoarele împing în sus pe suprafața benzii - dacă intră în contact cu o zonă crestă, banda fie nu se ridică uniform, fie știftul de ridicare cade prin deschidere. Hartați toate pozițiile ridicătorului pe aspectul benzii înainte de a finaliza locațiile crestăturilor.
• Orientați geometria crestăturii pentru a minimiza concentrarea tensiunilor. Folosiți raze interne generoase, mai degrabă decât colțuri ascuțite, în special în materialele-de rezistență ridicată, unde limita de curgere a oțelului la marginea tăiată este crescută de la forfecare. O rază de cel puțin o grosime a materialului la colțurile interne prelungește semnificativ durata de viață a suportului la oboseală.
• Luați în considerare slăbirea cumulativă a benzilor atunci când există mai multe crestături de ocolire în stații consecutive. Fiecare crestătură reduce secțiunea-transversală a purtătorului. Trei crestături în cinci stații pot reduce momentul efectiv de inerție al purtătorului cu 40% sau mai mult, împingând materialul rămas peste limita de curgere a oțelului la sarcini normale de alimentare.
• Eșalonați locațiile crestăturii de ocolire între suporturile din stânga și din dreapta, acolo unde este posibil. Crestătura simetrică la aceeași poziție a benzii creează un punct slab uniform - eșalonarea distribuie reducerea tensiunii în diferite poziții de alimentare și menține o rigiditate mai consistentă a benzii.
• Verificați dacă marginile crestăturii de ocolire nu coincid cu liniile de curbură sau zonele de formare la stațiile adiacente. O margine cu crestătură care aterizează pe o linie de îndoire creează o creștere a tensiunii care poate iniția fisurarea în timpul formării.

Un detaliu care este adesea trecut cu vederea: crestăturile de ocolire tăiate la primele stații traversează fiecare stație ulterioară. O crestătură creată la stația doi trece prin stațiile trei, patru, cinci și mai departe. În fiecare dintre acele locații din aval, crestătura nu trebuie să interfereze cu ridicătorii, piloții sau suprafețele de prindere. Aceasta înseamnă că validarea plasării nu se referă doar la stația în care crestătura este tăiată -, ci necesită verificarea amprentei crestăturii în raport cu fiecare stație prin care va trece vreodată.

După cum confirmă referințele practice de proiectare a matrițelor de ștanțare, o crestătură care pare inofensivă în CAD poate deveni o problemă de alimentare atunci când presa funcționează la viteza de producție. Colțurile interioare ascuțite cresc riscul de crăpare, pozițiile incorecte provoacă interferențe cu stația, iar crestăturile supradimensionate slăbesc purtătorii până la punctul de instabilitate.

Instrucțiuni de dimensionare și conexiunea la cerințele de ridicare a benzii

Dimensiunea crestăturii de ocolire este o funcție directă a două variabile: înălțimea proeminenței elementului format și ridicarea benzii disponibilă la fiecare stație din aval. Relația dintre aceste două valori determină cât de largă și adâncă trebuie să fie crestătura pentru a oferi un spațiu adecvat.

Gândește-te la asta geometric. Când banda se ridică și avansează, caracteristica formată urmărește un arc prin spațiu - în sus de la suprafața inferioară a matriței, înaintează cu un pas, apoi în jos pe următorul bloc de matriță. Crestătura de ocolire trebuie să fie suficient de mare pentru a găzdui această caracteristică în fiecare punct de-a lungul arcului său de deplasare la fiecare stație. Dacă ridicarea benzii este mare, caracteristica se ridică cu mult deasupra suprafeței matriței și crestătura poate fi mai îngustă, deoarece caracteristica eliberează majoritatea obstacolelor pe verticală. Dacă ridicarea benzii este scăzută, caracteristica rămâne mai aproape de suprafața matriței în timpul avansării, iar crestătura trebuie să fie mai lată pentru a asigura spațiul orizontal.

Această relație inversă este pârghia cheie de proiectare: dimensionarea corectă a crestăturii de ocolire poate reduce înălțimea necesară de ridicare a benzii. O crestătură mai largă oferă mai mult spațiu orizontal, ceea ce înseamnă că caracteristica nu trebuie să se ridice atât de sus pentru a curăța blocul matriței. Ridicarea mai scăzută se traduce direct în viteze mai mari ale ciclului de presare și uzură redusă a dispozitivului de ridicare - un beneficiu măsurabil al productivității. În aplicațiile cu volum mare-care rulează milioane de curse, chiar și o reducere de 2 mm a înălțimii de ridicare poate adăuga curse semnificative pe minut la rata de producție.

Dar compromisul este real. O crestătură de ocolire mai mare îndepărtează mai mult material purtător. La un moment dat, secțiunea transversală-suportului scade sub pragul minim de rigiditate - punctul în care forțele de alimentare depășesc ceea ce materialul rămas poate rezista fără deformare permanentă. Pentru orice bandă dată, există o dimensiune optimă a crestăturii care echilibrează spațiul liber cu rezistența suportului. Calculul acelui optim necesită cunoașterea limitei de curgere a oțelului pe care îl rulați (pentru că aceasta definește capacitatea portantă de sarcină a suportului-), modulul de elasticitate al oțelului (deoarece acesta determină cât de mult se îndoaie elasticul suportul înainte de cedare) și forța de alimentare aplicată de mecanismul de alimentare al presei.

O abordare practică a dimensionării funcționează după cum urmează. Începeți cu dimensiunea minimă a crestăturii care oferă spațiu liber la ridicarea maximă a benzii. Apoi evaluați dacă reducerea înălțimii de ridicare - și creșterea corespunzătoare a dimensiunii crestăturii - îmbunătățește productivitatea netă fără a compromite integritatea transportatorului. Limita de curgere a oțelului din secțiunea transportor stabilește limita dura: odată ce solicitarea de încovoiere din forțele de alimentare atinge acel prag, suportul se deformează permanent și precizia de alimentare se degradează.

Pentru materialele în care limita de curgere și limita de curgere sunt apropiate (majoritatea oțelurilor de inginerie), marja de siguranță este ușor de calculat. Pentru materialele cu o tranziție treptată la curgere -, cum ar fi multe aliaje de aluminiu sau materiale întărite-, în care valorile limitei de curgere la curgere diferă în funcție de definiția offsetului -, proiectanții ar trebui să utilizeze ipoteze conservatoare și să valideze cu datele de încercare.

Câțiva factori suplimentari de dimensionare merită atenție în practică:

• Adăugați o marjă de degajare pentru expansiunea termică în timpul perioadelor lungi de producție. Oțelul matriță și materialul de bandă se extind la viteze diferite - ceea ce se curăță la rece poate interfera după o oră de ștanțare continuă.
• Luați în considerare toleranța la grosimea materialului. O bobină la capătul superior al specificației sale de grosime produce caracteristici formate mai înalte decât cele nominale. Crestături de ocolire a dimensiunii pentru grosimea maximă a materialului, nu nominală.
• Includeți alocație pentru uzura dispozitivului de ridicare pe durata de viață a matriței. Pe măsură ce ridicătorii pierd deplasarea din cauza oboselii sau uzurii suprafeței, ridicarea efectivă scade. O crestătură cu dimensiunea zero la cursa inițială a ridicătorului va provoca în cele din urmă interferențe pe măsură ce matrița îmbătrânește.
• Luați în considerare efectul cumulativ al întinderii benzii. La matrițele lungi progresive, o ușoară alungire a benzii sub tensiunea de alimentare poate schimba pozițiile crestăturii de ocolire în raport cu caracteristicile matriței cu zecimi de milimetru - suficient pentru a reduce spațiul liber efectiv la stațiile finale.

Designul cuprinzător al crestăturii de bypass nu se întâmplă în vid. Necesită o coordonare strânsă între planificarea aspectului benzilor - unde locațiile și dimensiunile crestăturilor sunt determinate - ingineria structurii matriței - unde buzunarele de ocolire negative sunt prelucrate în blocuri de matriță - și validarea încercării - unde alimentația reală-confirmă că degajările funcționează în condiții de producție. Pierderea oricăruia dintre aceste puncte de coordonare riscă să descopere probleme de interferență la biroul de presă, unde reparațiile costă de zece ori mai mult decât ar avea în timpul proiectării.

Pentru echipele de scule care lucrează la matrițe progresive complexe în care optimizarea crestăturii de ocolire se intersectează cu structura matriței, dispozitivele de ridicare, controlul bavurilor, spațiul liber și fluxul de material,Soluțiile personalizate ale matrițelor de ștanțare YICHENconectați inginerii la suport de proiectare colaborativă care abordează aceste decizii interdependente ca un sistem, mai degrabă decât variabile izolate.

Crestătura de ocolire - mică de pe desen, critică în producție - reprezintă în cele din urmă intersecția fiecărei discipline majore de proiectare a matrițelor progresive: geometria aspectului benzilor, știința materialelor, dinamica mecanică și economia producției. Așezarea și dimensionarea corectă înseamnă mai puține blocaje, durata de viață mai lungă a matriței, timpi de ciclu mai rapid și calitate constantă a pieselor de la prima cursă până la miliona.

Întrebări frecvente despre crestăturile de ocolire din matrițele de ștanțare

1. Care este diferența dintre o crestătură de bypass și o crestătură de pas într-o matriță progresivă?

O crestătură de pas controlează lungimea de alimentare a benzii și oferă o primă-oprire de lovire pentru configurarea operatorului, asigurând că pinii pilot înregistrează corect banda. O crestătură de ocolire oferă spațiu fizic, astfel încât caracteristicile formate cum ar fi tragerile, reliefurile sau lăncile să poată trece peste blocurile de matriță din aval fără ciocniri. Geometria crestăturii de pas este determinată de distanța de avans și de locația pilot, în timp ce geometria de crestătură de ocolire este determinată de înălțimea caracteristicii formate și de spațiul liber disponibil la fiecare stație din aval. Confuzia celor două în timpul întreținerii sau modificării poate duce la înregistrarea greșită sau la blocarea benzilor.

2. Ce se întâmplă dacă crestăturile de ocolire lipsesc sau sunt subdimensionate într-o matriță de ștanțare?

Fără un spațiu de ocolire adecvat, caracteristicile formate se ciocnesc cu componentele matriței din aval în timpul avansării benzii. Acest lucru declanșează o cascadă de defecțiuni care include blocarea benzilor, forfecarea știftului pilot, fisurarea blocului matriței, zgârierea suprafeței pieselor, formarea de bavuri din tăierea greșită și deviația dimensională progresivă. Interferența marginală este deosebit de problematică deoarece produce defecte intermitente care sunt dificil de urmărit până la distanța de ocolire ca cauză principală, imitând adesea probleme precum uzura perforației sau variația materialului.

3. Moarele de transfer și matrițele compuse necesită crestături de bypass?

Matrițele compuse nu necesită crestături de ocolire, deoarece toate operațiunile au loc într-o singură cursă la o singură stație, fără progresie a benzii. Matrițele de transfer elimină crestăturile de ocolire bazate pe benzi-deoarece semifabricatele individuale sunt deplasate între stații de prindere mecanice. Cu toate acestea, matrițele de transfer au încă nevoie de un spațiu liber echivalent prelucrat direct în blocuri de matriță ca buzunare de relief, astfel încât semifabricatele parțial formate să se poată așeza corect la fiecare stație fără ca elementele formate să ajungă la fund pe oțelul pentru scule.

4. Cum afectează grosimea materialului designul crestăturii de ocolire?

Materialul mai gros produce caracteristici formate mai înalte care ies mai departe din planul benzii, necesitând buzunare mai adânci de relief pentru ocolire sau decupaje mai largi ale benzii. Oțelurile de înaltă-rezistență adaugă complexitate, deoarece înapoierea lor mai mare înseamnă că caracteristicile formate pot să nu se așeze la adâncimea maximă de proiectare, crescând efectiv înălțimea proeminenței peste ceea ce prezice geometria nominală. Materialele mai moi, cum ar fi aluminiul, necesită o amplasare atentă a crestăturii, deoarece modulul lor elastic mai mic face ca banda de bandă rămasă să fie mai susceptibilă la deformare în cazul forțelor de stripare. Designerii trebuie să dimensioneze crestăturile de ocolire pentru-cazul cel mai rău grosimea materialului în limitele toleranței bobinei.

5. Care sunt alternativele pentru ocolirea crestăturilor pentru degajare în matrițele progresive?

Există trei alternative principale. Creșterea înălțimii de ridicare a benzii ridică banda mai sus în timpul alimentării, astfel încât prezintă blocuri de matriță clare pe verticală, dar acest lucru reduce viteza presei și accelerează uzura dispozitivului de ridicare. Orientarea piesei rotative în aspectul benzii poate elimina complet interferența, deși adesea crește consumul de material și poate introduce provocări de formare anizotropă. Ridicatoarele variabile cu came-oferă o ridicare selectivă la anumite stații fără o penalizare globală de viteză, dar adaugă complexitate mecanică și puncte de întreținere. Ingineri de scule cu experiență precum cei de la YICHEN (yichen-group.com/stamping-die/) evaluează toate opțiunile în timpul dezvoltării aspectului benzilor pentru a găsi echilibrul optim pentru fiecare aplicație.