Procesul de ștanțare a matriței de transfer: Reguli de proiectare Ingineri Miss

Ce este ștanțarea matrițelor de transfer și de ce există

Imaginați-vă că încercați să desenați în adâncime-o vasă mare de ulei auto în timp ce piesa de prelucrat este încă legată de o bandă de metal. Banda de transport ar flamba, distorsiona și înfometează cavitatea de formare a materialului. Acest scenariu surprinde exactde ce există ștanțarea matriței de transfer.

Definirea matriței de transfer

Ștanțarea matriței de transfer este un proces de formare a metalului cu mai multe-stații în care un semifabricat este mai întâi separat de banda brută, apoi mutat printr-o serie de stații de matriță independente printr-un sistem de transfer mecanic sau robotizat, fiecare stație efectuând o operație de formare dedicată pe piesa de prelucrat-plutitoare liberă.

Expresia cheie aici este „separat de bandă”. În ștanțarea progresivă cu matriță, piesa rămâne atașată de o bandă de transport pe măsură ce avansează prin stații. În ștanțarea prin transfer, semifabricatul devine agent liber în momentul în care este tăiat. Un sistem coordonat de șine, prinderi sau degete preia acel semifabricat și îl transportă de la o stație la alta cu o mare precizie de poziție.

De ce contează separarea goală

Când o piesă de prelucrat rămâne conectată la materialul de bază, fiecare operație de formare este constrânsă. Adâncimea de desenare este limitată deoarece materialul poate curge doar din părțile laterale încă atașate la bandă. Geometriile pieselor mari riscă să deformeze suportul. Formarea cu mai multe-axe devine aproape imposibilă.

Separarea spațiului liber elimină toate aceste restricții. Materialul poate curge liber în cavitatea matriței din orice direcție, permițând trageri adânci cu grosime uniformă a peretelui și contururi 3D complexe. Obțineți libertatea de a ridica, roti și repoziționa piesa între stații, ceea ce deschide geometrii care matrițe și configurațiile de ștanțare legate de o bandă pur și simplu nu pot realiza.

Unde ștanțarea matrițelor de transfer se potrivește în formarea metalului

Ștanțarea cu matriță de transfer ocupă spațiul dintre ștanțarea progresivă și presele dedicate cu o singură operațiune{0}}. Se ocupă de piese care sunt prea mari, prea adânci sau prea complexe din punct de vedere geometric pentru o matriță progresivă, dar totuși au nevoie de repetabilitate și de volumul de formare automată prin presare. Gândiți-vă la carcasele stingătoarelor de incendiu, stâlpii structurali pentru automobile sau tamburele aparatelor unde adâncimea depășește diametrul și toleranțele rămân strânse.

Compartimentul-este viteza. O presă de ștanțare cu transfer rulează de obicei la 15 până la 45 de curse pe minut, comparativ cu peste 100 pentru o configurare progresivă. Dar libertatea geometrică și economiile de material fac adesea ca acel ciclu mai lent să fie alegerea mai economică în general.

Înțelegerea a ceea ce poate și nu poate face o matriță de transfer începe cu înțelegerea modului în care funcționează mecanismul de transfer în sine, deoarece profilul de mișcare al acelor prinderi dictează totul, de la aspectul stației până la sincronizarea presei.

Cum sistemul de transfer mută fizic piesele între stații

Mecanismul de transfer este inima oricăruipresă de ștanțare transfer. Dictează timpul ciclului, precizia piesei și ce geometrii puteți produce. Cu toate acestea, cele mai multe descrieri ale procesului trece peste el cu o singură propoziție. Iată ce se întâmplă de fapt între fețele matrițelor.

Tipuri de mecanisme de transfer

Sistemele de transfer se împart în trei categorii în funcție de axele de mișcare pe care le oferă. Alegerea corectă depinde de complexitatea piesei, greutatea și viteza țintă.

Un sistem cu două-axe se mișcă într-un singur plan, de obicei ridică și avansează (X-Z). Două șine pe lungimea matriței se ridică pentru a ridica piesa de pe matrița inferioară, o avansează cu un pas până la următoarea stație și o coboară pe locatoare. Deoarece mișcarea este simplă, sculele de transfer cu două-axe acceptă viteze de cursă mai mari, dar nu pot prinde sau orienta piesele care s-ar putea deplasa în timpul deplasării.

Un sistem cu trei-axe adaugă o mișcare de prindere. Șinele se ridică, se fixează spre interior pe piesă, avansează, coboară și eliberează. Acestmișcare cu trei-axe în planurile X-Y{-Zpermite ca piesa de prelucrat să fie ridicată suficient de sus de pe matriță și plasată cu precizie în limitele perimetrului-la următoarea stație. Sistemele cu trei-axe sunt de obicei montate pe plăci-sau prin presa-, cu unelte cu degete concepute pentru a curăța oțelurile-inferioare ale matriței, camele și componentele de ghidare pe calea de întoarcere.

Transferul robotizat înlocuiește șinele mecanice cu roboți articulați poziționați între prese individuale într-un aranjament de presă-pentru-presă. Fiecare robot folosește cupe de vid sau dispozitive-de capete magnetice pentru a alege, muta și plasa piesele. Timpii tipici de ciclu variază de la 1,5 la 3 secunde pe transfer, făcând sistemele robotizate mai lente, dar mult mai flexibile pentru repoziționarea complexă, rotația pieselor sau rotația între stații.

Design de scule de prindere și degete

Clemele, sau degetele, sunt singurele componente care intră în contact fizic cu piesa de prelucrat în timpul transferului matriței. Designul lor afectează direct calitatea pieselor și fiabilitatea transferului.

Într-un sistem mecanic cu trei-axe, degetele sunt montate pe șinele de transfer la fiecare pas de stație. Acestea sunt personalizate-profilate pentru a se potrivi cu geometria piesei în acea etapă specifică de formare. Un prim-deget de stație care prinde un semifabricat plat nu seamănă deloc cu un al cincilea-deget de stație care ține o cupă-adâncă. Designerii trebuie să se asigure că degetele oferă suficientă forță de strângere pentru a fixa piesa în timpul mișcărilor cu accelerație mare-fără a marca suprafețele cosmetice sau a deforma pereții subțiri.

Poziționarea după eliberare este la fel de critică. Sistemele cu două-axe se bazează pe știfturi cu arc apăsați în matrița inferioară pentru a menține orientarea până când matrița se închide. Sculele de presă de transfer cu trei-axe utilizează o combinație de geometrie a piesei, blocuri de imbricare și știfturi de localizare pentru a menține locația odată ce degetele se retrag. Pentru sistemele robotizate, cupele de vid sau magneții prind piesa, necesitând ca piesa de prelucrat să plutească cu cel puțin 1 mm deasupra matriței inferioare pentru a preveni scurgerea forței magnetice în oțelul matriței.

Lungimea terenului contează și el. Distanțele mai mari de pas forțează accelerații mai mari în timpul cursei de transfer, ceea ce poate crea vibrații și mișcare instabilă a pieselor, în special în cazul materialului cu ecartament-subțire, care nu are rigiditate. Piesele de prelucrat mai grele necesită șine și degete mai puternice, cu o masă mai mare, crescând sarcinile de inerție și necesitând adesea o viteză de operare redusă.

Sincronizarea mișcării de transfer cu cursa de apăsare

Fiecare mișcare de transfer trebuie să se finalizeze în fereastră când presa este deschisă. Imaginează-ți secvența de sincronizare: berbecul ajunge la punctul mort superior și zarul se deschide. Ridicatoarele de piese ridică piesa de prelucrat de pe suprafața inferioară a matriței. Șinele de transfer se închid în interior, clemele cuplează marginile pieselor, iar șinele ridică semifabricatul liber de toate componentele matriței. Ansamblul avansează cu un pas orizontal, coboară piesa pe locatoarele următoarei stații, se eliberează și se retrage în poziția de pornire, totul înainte ca berbecul să înceapă cursa de lucru în jos.

Această coregrafie este guvernată de comutatoare cu came rotative sau profile electronice ale camelor care emit semnale la poziții precise ale unghiului-manivelei. O presă obișnuită de ștanțare cu transfer folosește trei sau mai multe semnale de came: apăsați-în-funcționare, apăsați-la-poziția de acasă-și comanda de descărcare-. Dacă ciclul de transfer nu se poate finaliza în timpul de deschidere disponibil, viteza presei trebuie să încetinească. În practică, timpul de transfer, nu forța de formare, este factorul care limitează rata de producție.

Software-ul de simulare a mișcării de transfer-i ajută pe ingineri să proiecteze profiluri de mișcare care echilibrează inerția, vibrația și viteza. Prin optimizarea curbelor de accelerație, puteți crește ratele ciclului fără a sacrifica precizia pozițională sau a risca instabilitatea pieselor în timpul tranzitului.

Cu mecanica mișcării pieselor înțeleasă, următoarea întrebare devine ce se întâmplă de fapt cu semifabricatul la fiecare stație pe care o vizitează, de la extragerea inițială până la ejectarea finală.

Proces-cu-pas cu pas de la crearea goală până la piesa finită

O bobină brută de oțel intră într-un capăt al presei. O parte finită, cu precizie dimensională, iese din cealaltă. Între aceste două puncte, o secvență de operații bine coregrafiată transformă foaia plată într-o geometrie tri--complexă, câte o stație. Iată exact ce se întâmplă în fiecare etapă.

Creare goală și procesare bandă

Totul începe cu o bobină, uneori cântărind câteva tone, montată pe un desfăşurător. Banda trece printr-un dispozitiv de îndreptat care îndepărtează setul de bobine (memoria de curbură de la înfășurare) și livrează material plat la presă. Planeitatea constantă contează deoarece orice arc rezidual sau undă de margine se va propaga în blanc și compromite precizia formării în aval.

La prima stație din interiorul presei, o matriță de tăiere forfecă piesa de prelucrat de pe bandă. Acesta este momentul definitoriu al procesului de ștanțare a matriței de transfer: piesa își pierde legătura fizică cu materialul de bază și devine un semifabricat-plutitor liber. Forma goală nu este întotdeauna un simplu cerc sau dreptunghi. Inginerii proiectează adesea semifabricate dezvoltate cu contururi optimizate, uneori festonate sau crestate, pentru a controla fluxul de material în timpul tragerii ulterioare și pentru a minimiza deșeurile de tăiere ulterior.

În unele configurații de producție, semifabricatele sunt produse offline pe o presă de golire separată, stivuite și apoi introduse în presa de transfer printr-un de-stivuitor automat. Această abordare decuplă viteza de decuplare de viteza de formare, ceea ce este util atunci când operația de decupare este mai rapidă decât ciclul de transfer sau când mai multe forme semifabricate sunt introduse în aceeași presă.

Secvență de formare mai multe-stații

Odată ce semifabricatul este creat, mecanismul de transfer îl prinde și începe să-l transfere printr-o serie de stații de matriță independente. Fiecare stație deține unelte proprii, efectuând una sau două operații dedicate pe piesa de prelucrat-liberă. Secvența este concepută pentru a modela piesa în mod incremental, fără a depăși niciodată limitele de formabilitate ale materialului într-o singură lovitură.

Iată progresul tipic-cu-stație pentru o operație de ștanțare cu matriță de precizie:

1. Desen- Semifabricatul este forțat într-o cavitate a matriței printr-un pumn, formând forma inițială a cupei sau a carcasei. Un suport semifabricat controlează fluxul de material și previne încrețirea flanșei. Această stație stabilește geometria primară.
2. Re-desen- Când adâncimea necesară depășește ceea ce poate obține o singură tragere (în general, dincolo de un raport de tragere de 1,5:1 până la 2:1), una sau mai multe stații de tragere-reduc diametrul în timp ce măresc adâncimea. Fiecare re-desenare adâncește progresiv cochilia fără a subția pereții dincolo de limitele acceptabile.
3. Tunderea- Excesul de material de flanșă rămas de la operația de desenare este tăiat. Stațiile de tăiere produc un perimetru curat, precis dimensional. Restul scade prin matriță și este transportat din presă.
4. Piercing- Perforațiile creează găuri, fante sau alte caracteristici interne. Piercingul este poziționat după desen, deoarece găurile perforate într-un semifabricat plat s-ar distorsiona în timpul formării ulterioare. Plasarea aici păstrează precizia locației găurii.
5. Flansare- Marginile sunt îndoite sau rulate pentru a crea buze, flanșe de montare sau nervuri de rigidizare. Stațiile de flanșare folosesc perforații de formă sau glisiere cu came-pentru a îndoi materialul în unghiuri în raport cu direcția cursei presei.
6. Coining sau RestrikingCompresia cu - tonaj ridicat-rafinează dimensiunile critice, clarifică razele, aplatizează suprafețele sau imprimă detalii. Coinarea atinge toleranțe mai strânse decât formarea standard, deoarece materialul este deformat plastic împotriva suprafețelor rigide ale matriței sub presiune extremă.

Numărul de stații variază în funcție de complexitatea părții. O carcasă desenată simplă poate necesita patru sau cinci stații. O componentă structurală auto complexă cu mai multe modele de găuri, flanșe în unghiuri diferite și indicații dimensionale strânse ar putea folosi zece sau mai multe. Spre deosebire de procesul de ștanțare progresivă a matrițelor, în care banda dictează distanța dintre stații, matrițele de transfer amenajează stațiile spațiale pentru a găzdui cel mai mare profil al piesei la fiecare etapă, plus spațiul liber pentru sculele cu degete.

Ceea ce face această secvență puternică este că matrița și sculele de ștanțare ale fiecărei stații pot fi optimizate independent. O stație de tragere se concentrează în întregime pe fluxul de material. O stație de tăiere se concentrează în întregime pe forfecarea curată. Nu există nici un compromis forțat prin legarea piesei de stațiile învecinate printr-o bandă de transport.

Operații finale și ejectarea pieselor

Ultimele stații din secvență se ocupă de lucrările de finisare și de operațiuni secundare care altfel ar necesita mașini separate și manipulare suplimentară. Aici ștanțarea matrițelor de transfer oferă un decalaj de capacitate pe care puțini ingineri îl exploatează pe deplin.

În-operațiunile secundare pot include:

• Capete de batere care taie fire direct în găuri perforate
• Unități de sudură prin proiecție care atașează piulițe, console sau știfturi
• Alimentatoare automate care introduc bucșe, garnituri sau sub{0}}componente
• Stații de marcare sau gravare pentru identificarea pieselor

Integrarea acestor operațiuni elimină manipularea în aval, reduce stocul de lucru-în-în desfășurare și elimină riscul de calitate care vine cu transferul pieselor între celulele de producție separate. O piesă care ar necesita în mod tradițional ștanțare, apoi transportată la o stație de filetare, apoi transportată la o celulă de sudură, în schimb iese din presă complet terminată.

După stația finală de formare sau asamblare, mecanismul de transfer mută piesa finalizată într-o poziție de ejectare. De acolo, un transportor, un mecanism de stivuire sau un sistem robotizat de preluare-și-așezare îndepărtează piesa din presă. Piesele pot fi stivuite direct în containere de transport sau plasate pe benzi transportoare de inspecție pentru-verificarea calității în linie.

Întregul ciclu, de la alimentarea bobinei până la evacuarea finală, se repetă la fiecare 2 până la 4 secunde, în funcție de viteza presei și de complexitatea transferului. Fiecare cursă produce o piesă finită, iar cadența continuă neîntreruptă în serii de producție care se pot întinde pe sute de mii de piese.

Desigur, atingerea acestui nivel de debit depinde în mare măsură de potrivirea presei în sine la cerințele secvenței de formare. Tonajul, dimensiunea patului, lungimea cursei și sistemele de pernă trebuie să se alinieze cu geometria piesei și cu materialul care se formează.

Cerințe de presă și specificații materiale pentru ștanțarea matrițelor de transfer

O secvență de formare funcționează la fel de bine ca și presa din spatele ei. Puteți proiecta aspectul perfect al stației, dar dacă mașina de ștanțare a matriței nu are un tonaj pentru ambutii adânci, cursă pentru degajarea părții sau zona patului pentru degajarea șinei, procesul se blochează înainte ca primul semifabricat să lovească o cavitate. Specificarea presei potrivite este una dintre deciziile cele mai importante în orice proiect de ștanțare a presei de transfer și este, de asemenea, una dintre cele mai frecvent sub-proiectate.

Cerințe privind tonaj și dimensiunea patului

Ștanțarea cu matriță de transfer necesită, în general, un tonaj mai mare decât o presă de ștanțare progresivă comparabilă care are caracteristici de dimensiuni similare. Motivul este simplu: semifabricatele sunt mai mari, tragerile sunt mai adânci și sarcina de formare a fiecărei stații se stivuește pe aceeași glisă. O presă cu matriță progresivă poate gestiona o familie de caracteristici mici de la 200 la 400 de tone. O presă de transfer care formează o înveliș-adâncă dintr-un semifabricat gros funcționează în mod obișnuit în intervalul de 600 până la 2.000 de tone, cu piese structurale mari pentru automobile împingând pe teritoriul de 2.500 până la 3.000 de tone.

Dimensiunea patului este la fel de critică și adesea trecută cu vederea. Suportul trebuie să găzduiască toate stațiile de matriță independente aranjate în secvență, plus spațiu liber pe ambele părți pentru șinele de transfer. Oprin-sistemul de-fereastră de transferpoziționează șinele în interiorul ferestrei de presă, dar în afara suportului, consumând lățimea ferestrei care altfel ar putea transporta bobină mai lată. Sistemele frontal-și-spate mențin șinele în întregime în afara presei, permițând lățimea completă a ferestrei pentru semifabricate și scule. În ambele cazuri, inginerii trebuie să țină cont de raza de măturare a sculelor cu degete, cursa clemei și spațiul de întoarcere dintre degete și componentele matriței inferioare atunci când dimensionează patul.

Pe măsură ce piesele devin din ce în ce mai complexe și OEM-urile fac eforturi pentru mai puține componente per ansamblu, așteptați-vă la mai multe stații per set de matrițe. Această tendință indică spre suporturi mai mari și sisteme de presă--coat lângă-multiple care pot funcționa individual sau se pot sincroniza într-o singură linie lungă de transfer atunci când sunt necesare stații suplimentare.

Considerații privind lungimea cursei și viteza

Mulți ingineri stabilesc lungimea cursei doar pe baza adâncimii de formare. Asta este o greșeală. Cursa presei trebuie, de asemenea, să asigure un unghi suficient de manivelă pentru ca mecanismul de transfer să își finalizeze ciclul complet de mișcare în timp ce matrița este deschisă. Un ghid dovedit de la specialiștii presei de transfer este un raport de 4:1: dacă o piesă necesită 6 inchi de cursă de lucru, specificați o presă cu o cursă totală de cel puțin 24 de inci. Această călătorie suplimentară cumpără gradele de rotație a manivelei de care transferul are nevoie pentru a ridica, avansa, coborî și retrage fără a grăbi profilul de mișcare.

Viteza este locul în care ștanțarea prin presă de transfer diferă cel mai puternic de la prelucrarea cu matriță progresivă. O presă cu matriță progresivă rulează în mod obișnuit între 40 și 100-plus de mișcări pe minut, deoarece banda avansează un pas fix cu complexitate mecanică minimă. O presă de transfer rulează de obicei între 10 și 30 SPM. Factorul limitativ nu este forța de formare sau comportamentul materialului. Este timpul de transfer. Presa trebuie să țină deschisă până când prinderile își încheie ciclul complet. Cu dispozitivele de presare cu mișcare de legătură, fereastra de transfer disponibilă se micșorează și mai mult, deoarece berbecul se află în punctul mort superior pentru mai puține grade de manivelă decât o unitate excentrică standard.

Presele servo-oferă o soluție. Mișcarea de alunecare programabilă poate rămâne în punctul mort superior, oferind sistemului de transfer milisecunde suplimentare pentru a-și finaliza mișcarea fără a reduce rata generală a ciclului. Această flexibilitate face ca presele servo să devină din ce în ce mai populare pentru aplicațiile de transfer în care timpul de ciclu este un factor de diferențiere competitiv.

Sisteme de perne și cerințe de precizie

Stațiile de tragere adâncă-din interiorul unei matrițe de transfer se bazează pe sisteme hidraulice sau de pernă de azot încorporate în suportul presei. Aceste perne acționează ca suporturi pentru semifabricat în timpul cursei de tragere, aplicând presiune controlată pe flanșa semifabricatului pentru a regla fluxul de material în cavitatea matriței. Fără un tonaj adecvat al pernei, se formează riduri. Cu prea multă presiune, materialul se rupe.

Controlul pernei în mai multe-puncte este standard la presele moderne de transfer. Mai degrabă decât o singură forță uniformă, cilindrii individuali de sub matriță aplică presiuni diferite în diferite locații pe semifabricat. Aceasta compensează geometriile asimetrice ale pieselor în care debitele de material variază de la o parte la alta.

Precizia-centrul-de jos (BDC) este o altă specificație care separă o presă de transfer capabilă de una inadecvată. Deoarece fiecare stație realizează formarea la toleranțe strânse, orice variație a poziției berbecului la BDC se traduce direct în variație dimensională a piesei. BDC consecvent în plus sau minus 0,025 mm este tipic pentru munca de transfer de calitate. Expansiunea termică a cadrului presei în timpul perioadelor lungi de producție poate influența BDC, astfel încât sistemele hidraulice de suprasarcină și compensarea automată a înălțimii de închidere-sunt măsuri standard de protecție.

Selecția materialului se leagă direct de capacitatea presei. Ștanțarea matriței de transfer se ocupă de calibre mai groase, de obicei de la 1,0 mm la 6,0 mm, deoarece semifabricatul liber-plutitor și designul stației independente se potrivesc cu forțele de formare mai mari cerințe de stoc groase. Oțelul moale, oțelul-scăzut-aliat (HSLA) și oțelul inoxidabil sunt cele mai comune substraturi. Aliajele de aluminiu din seriile 5000 și 6000 funcționează bine pentru aspirări adânci, dar necesită o reglare atentă a pernei datorită marjelor de ductilitate mai mici. Cuprul și alama sunt folosite în carcasele electrice și schimbătoarele de căldură, unde conductivitatea contează, deși costul lor mai mare al materialelor îi împinge pe ingineri către unelte progresive pentru piese mai mici din cupru sau alamă.

Temperaturile mai moi, cum ar fi condițiile recoapte sau semi-dure, se potrivesc lucrărilor de transfer-adânci, deoarece permit o deformare plastică mai mare înainte de rupere. Temperaturile mai dure reduc formabilitatea și măresc backback-ul, necesitând adesea stații suplimentare de restabilire pentru a atinge dimensiunile finale. Potrivirea temperamentului materialului cu secvența de formare la începutul proiectării previne adăugarea de stații costisitoare după construirea matriței.

Cu parametrii de presă și materiale blocați, adevărata provocare inginerească se schimbă la geometria piesei în sine: ce forme puteți forma, cât de adânc puteți desena și ce reguli de spațiere păstrează caracteristicile intacte pe întreaga secvență a stației.

Reguli de proiectare și constrângeri geometrice pentru piesele matrițelor de transfer

A ști ce poate oferi presa este jumătate din ecuație. Cealaltă jumătate este să știți ce necesită geometria piesei dvs. și dacă rămâne în limitele de formabilitate la fiecare stație. Regulile de proiectare de mai jos le oferă inginerilor praguri concrete de evaluat din timp, înainte ca oțelul pentru scule să fie tăiat și înainte ca numărul stațiilor să treacă peste buget.

Rate de desen și limite de adâncime

Raportul de tragere, relația dintre diametrul semifabricatului și diametrul poansonului, este cel mai important număr în orice proiectare a matriței de transfer la-deep draw. Depășiți limita materialului și cupa se fracturează la raza poansonului. Stai bine înăuntrul ei și risipiți stațiile cu conservatorism inutil.

Pentru o singură operație de tragere, rapoartele maxime de tragere depind în mare măsură de substrat. Orientările DFM publicate oferă aceste limite în condiții de lubrifiere optimă și forță a suportului semifabricat:

Când adâncimea de tragere depășește de aproximativ 1,5 ori diametrul perforației, planificați cel puțin o stație de re-retragere. Fiecare reducere ulterioară nu trebuie să depășească 20-25% din diametrul carcasei anterior pentru oțel de calitate tragere. Calibrele mai subțiri și temperaturile mai dure reduc aceste procente și mai mult. Caprincipii de design-deep drawsubliniați, tot materialul necesar pentru forma finală a piesei trebuie să fie prezent în prima extragere, astfel încât dimensionarea golului este angajată în avans și nu se poate modifica după acea stație inițială.

Subțierea peretelui în timpul desenului urmează un model previzibil. Peretele mijlociu-se întinde cu 5-15% mai subțire decât cel original. Colțul de jos de la raza perforației se subțiază cu până la 20%, făcându-l zona critică de defecțiune. Între timp, zona flanșei se îngroașă cu 10-20% din compresia circumferențială. Specificați o grosime minimă a peretelui pe desene, mai degrabă decât o grosime nominală pentru a reflecta modul în care se comportă de fapt piesele desenate.

Reguli pentru spațierea caracteristicilor și lățimea web

Găurile, fantele și decupările nu pot merge oriunde pe o piesă de transfer-motrice. Caracteristicile plasate prea aproape de margini sau unele de altele compromit pânza de material care ține totul împreună, mai ales în timpul transferului cu accelerație mare-între stațiile în care dispozitivele de prindere exercită forță de strângere pe pereții piesei.

Iată regulile de spațiere pe care inginerii ar trebui să le aplice:

• Distanța-la-margine:Grosimea materialului de minim 2,0 ori pentru stoc de până la 3,0 mm; crește la 2,5 t pentru calibre mai groase. Caracteristicile dreptunghiulare necesită 2,5 t până la 3,0 t datorită concentrării mai mari a tensiunilor la colțuri.
• Spațiere-la-găuri:Distanța minimă-la-centre de 2,0 ori grosimea materialului cu scule standard; 1,5 t cu pumni-ghidate de precizie. Spațierea mai apropiată riscă să se prăbușească în timpul perforației.
• Distanța-la-îndoire:Cel puțin 2,0 t plus raza interioară de îndoire (2,0 t + R) pentru oțel moale; crește la 2,5t + R pentru inox. Găurile mai apropiate decât aceasta distorsionează, ovalizează sau dezvoltă fisuri de margine în timpul flanșării.
• Diametrul minim al gaurii:1,0 ori grosimea materialului cu scule standard. Sub acest prag, durata de viață a pumnului scade de 3-5 ori, iar cerințele de ghidare cresc substanțial.
• Lungimea minimă a flanșei:de 4 ori grosimea materialului. Flanșele mai scurte nu pot fi formate în mod fiabil fără scule speciale cu came.
• Zone de contact cu prinderea:Mențineți cel puțin 5 mm de suprafață plană, neformată, la marginile părților unde degetele de transfer se vor prinde. Caracteristicile din zona de prindere creează instabilitate la manipulare și marcarea suprafeței.

Aceste valori se aplică pe scară largă pentru tipurile de matrițe de ștanțare utilizate în lucrările de transfer. Rețineți că materialele de ștanțare progresivă, cum ar fi alama de ecartament-subțire sau benzile de cupru, folosesc adesea reguli de spațiere mai strânse, deoarece banda suport oferă suport structural de care lipsește un semifabricat liber-plutitor. La ștanțarea progresivă cupru sau la ștanțarea progresivă din alamă, piesele rămân legate, astfel încât integritatea benzii în timpul transferului nu este o problemă. Părțile matriței de transfer trebuie să fie auto-suportante în fiecare etapă, ceea ce face ca distanța dintre caracteristici să nu fie-negociabilă.

Cum geometria conduce numărul stațiilor

Fiecare trăsătură geometrică din partea ta se mapează la cel puțin o stație din matriță. Înțelegerea acestei relații vă permite să estimați costul sculelor și dimensiunea presei înainte de a începe chiar proiectarea detaliată a matriței.

Câteva reguli de bază pentru suportul de ștanțare a matrițelor pentru piese mari:

• Fiecare reducere de remiză adaugă o stație.O piesă cu un raport final de tragere de 3,5:1 din oțel DC04 are nevoie de tragere inițială plus două stații de re-retragere cel puțin.
• Piercing după formare adaugă o stație pentru fiecare grup de modele de găuri.Găurile la orientări sau cote diferite pot necesita stații separate sau unități cu came{0}}acționate.
• Fiecare unghi unic de îndoire sau direcție de flanșă adaugă o stațiecu excepția cazului în care mai multe flanșe pot fi formate simultan printr-o glisă compusă.
• Tăierea necesită de obicei o singură stație, deși liniile complexe de tăiere împărțite în două lovituri reduc forța de tăiere și îmbunătățesc calitatea muchiei.
• Cointarea sau restabilirea pentru toleranțe strânse adaugă o stație.Orice dimensiune menținută sub ±0,08 mm pe o suprafață formată necesită probabil o restrângere dedicată.

O ceașcă simplă desenată cu o flanșă tăiată și patru găuri perforate ar putea avea nevoie de cinci stații. Un suport structural pentru automobile cu două reduceri de tragere, flanșe asimetrice, modele de găuri multiple la altitudini diferite și o stație de monede ar putea necesita zece sau mai multe. În ștanțarea progresivă din oțel, multe dintre aceste operațiuni au loc pe aceeași bandă cu pas minim, dar constrângerile de geometrie ale capacului benzii suport atrag adâncimea și dimensiunea piesei, împingând piesele complexe și mari direct în teritoriul de transfer.

Aceste reguli geometrice stabilesc dacă o piesă aparține unei matrițe de transfer. Următorul pas este înțelegerea modului în care ștanțarea matriței de transfer compară cap-la-cap cu ștanțarea progresivă în întreaga gamă de factori de decizie, de la volum și viteză la cost și complexitate.

matriță de transfer vs ștanțare matriță progresivă

Regulile de proiectare geometrică vă spun dacă o piesă poate fi formată într-o matriță de transfer. Dar cea mai frecventă întrebare cu care se confruntă inginerii nu este „poate fi format”, ci „ar trebui să fie format într-o matriță de transfer sau o matriță progresivă?” Răspunsul depinde de modul în care geometria, volumul, viteza și costul interacționează pentru piesa dumneavoastră specifică. Iată o comparație care trece dincolo de generalități și în logica deciziei care conduce de fapt strategia de instrumentare.

Geometrie și constrângeri de dimensiune comparate

Ce este un mor progresiv? Este un singur bloc de matriță care conține mai multe stații integrate prin care o bandă continuă de metal avansează cu un pas pe cursă de presă, fiecare caracteristică fiind adăugată secvențial în timp ce piesa rămâne atașată la o bandă purtătoare. Acea bandă de transport este atât puterea, cât și limitarea ștanțarii cu matriță progresivă. Acesta oferă un mecanism de transport-încorporat, motiv pentru care ștanțarea progresivă oferă o viteză extremă. Dar, de asemenea, constrânge fiecare operație de formare la ceea ce poate tolera banda atașată fără a se flamba, ruperea sau deformarea stațiilor adiacente.

Ștanțarea matriței de transfer elimină complet această constrângere. Deoarece semifabricatul plutește liber-, fiecare stație poate aplica forță de formare din orice direcție, la orice adâncime, fără a vă face griji cu privire la modul în care acea forță se propagă printr-o bandă purtătoare în părțile învecinate. Această distincție creează o divizare clară a geometriei:

• Adâncimea desenului:Filierele progresive limitează de obicei adâncimea de tragere la 1,0-1,5 ori diametrul poansonului înainte ca banda să devină instabilă. Motoarele de transfer ating în mod obișnuit 3,5:1 sau mai adânc cu stațiile de retragere.
• Dimensiunea piesei:Ștanțarea progresivă a metalului funcționează cel mai bine pentru piesele care se încadrează într-o lățime a benzii de aproximativ 25 mm până la 500 mm. Motoarele de transfer mâneresc semifabricate de la 150 mm până la 1.500 mm sau mai mari.
• Formare cu mai multe-axe:Matricele progresive se formează în principal în direcția cursei presei. Motoarele de transfer permit rotația, răsturnarea și acțiunile laterale conduse de came-la fiecare stație, deoarece nimic nu conectează piesa de bandă.
• Acces la funcții:Modelele de matrițe de ștanțare progresivă trebuie să păstreze toate caracteristicile accesibile de sus sau de jos în raport cu planul benzii. Configurațiile de transfer pot forma caracteristici pe toate părțile piesei de prelucrat, inclusiv subtăieri care ar fi imposibile cu un semifabricat legat.

O regulă practică de la inginerii de scule cu experiență: dacă piesa poate fi imbricată economic sub formă de bandă și nu depășește adâncimi moderate de tragere, matrițele progresive câștigă de obicei. Dacă piesa necesită libertate totală de formare la 360 de grade, cupe adânci sau o amprentă care nu se potrivește eficient cu un aspect al benzii, transferul este calea viabilă.

Compensații privind viteza și volumul

Viteza de producție este locul în care ștanțarea progresivă are cel mai clar avantaj. Un proces de ștanțare progresivă rulează continuu, deoarece banda se alimentează automat cu fiecare cursă de apăsare. Nu există transfer mecanic de așteptat, nici cuplare a prinderii, nici ridicare-și-ciclu de avans care consumă unghiul manivelei. Rezultatul sunt rate de cursă de 40 până la 100-plus SPM pentru matrițele progresive tipice, cu configurații progresive de mare viteză care depășesc 200 SPM pentru părțile mici ale conectorului.

Ștanțarea cu matriță de transfer funcționează în intervalul 10 până la 30 SPM pentru majoritatea aplicațiilor. Gâtul de strângere nu formează forță, ci timp de transfer: presa trebuie să țină deschisă până când prinderile își încheie ciclul complet de mișcare. Chiar și în cazul preselor servo-care se află în punctul mort superior, realitatea mecanică a mișcării unei piese-libere care plutește prin spațiu limitează cât de repede poate funcționa sistemul.

Acest interval de viteză se îngustează pe măsură ce piesele cresc. O matriță progresivă care rulează un suport mare la lățimea benzii de 300 mm ar putea atinge doar 30-40 SPM, deoarece lungimea de avans pe cursă este substanțială, iar tonajul solicită încetinirea presei. O matriță de transfer care rulează aceeași piesă la 20-25 SPM cu o capacitate de formare mai profundă ar putea produce de fapt mai multe piese utilizabile pe oră, odată ce luați în considerare operațiunile secundare de care versiunea progresivă ar avea nevoie în aval.

Pragurile de volum iau în considerare, de asemenea, matrițele de ștanțare progresivă justifică complexitatea lor de inginerie inițială mai mare atunci când volumele anuale ajung la 500.000 de bucăți sau mai mult. Motoarele de transfer au sens economic la volume mai mici, uneori chiar de la 50.000 la 100.000 anual, deoarece instrumentele lor sunt modulare și stațiile individuale costă mai puțin de modificat atunci când apar modificări de proiectare.

Diferențele de investiții în costuri și scule

Costul sculelor nu este o simplă comparație „unul este mai ieftin”. Structura costurilor diferă fundamental între cele două abordări.

Matricele progresive concentrează toate operațiunile într-un singur bloc de matrițe integrat. Acest lucru face ca instrumentul în sine să fie complex de proiectat și construit, necesitând o aliniere strânsă în toate stațiile, dispoziții complicate ale benzilor și pilotare de precizie. Costul inițial al sculei pentru o matriță de ștanțare progresivă este de obicei mai mare, deoarece orice eroare dintr-o stație poate compromite întreaga unealtă. Cu toate acestea, odată construit și validat, costul per-piesă scade dramatic la scară, deoarece durata ciclului este rapidă, iar conținutul de forță de muncă per bucată este minim.

Matricele de transfer folosesc seturi separate, independente de matrițe la fiecare stație. Uneltele fiecărei stații sunt mai simple în mod izolat, dar investiția totală include mai multe seturi de matrițe plus mecanismul de transfer și sculele cu degete. Costul combinat depășește adesea o matriță progresivă pentru o complexitate echivalentă a piesei. Compartimentul-constă în flexibilitate: dacă o stație are nevoie de modificare, schimbați doar acea stație fără a atinge restul. Modificările tehnice după începerea producției costă mai puțin într-o configurație de transfer, deoarece modularitatea conține impactul.

Utilizarea materialului este o altă pârghie de cost. Matrițele progresive generează un schelet de bandă purtătoare care devine deșeuri după ce piesele sunt tăiate liber. În funcție de geometria piesei, deșeurile de schelet pot consuma 30-50% din materialul primit. Matricele de transfer scoate piesa de prelucrat cu contururi optimizate care se pot fixa strâns pe bandă, obținând adesea 75-85% de utilizare a materialului pentru piesele rotunde sau aproape rotunde. Când domină costul materialului (oțel inoxidabil, aliaje de nichel, stoc de grosime), acel avantaj de utilizare poate compensa investiția mai mare în scule.

Calea de mijloc există pentru piesele care ar putea funcționa din punct de vedere tehnic în oricare dintre procese. Un suport moderat adânc cu modele standard de găuri și flanșe simple poate ștampila progresiv sau într-o matriță de transfer. Atunci când ambii sunt realizabili, factorii de răsturnare sunt volumul anual (volumul mare favorizează progresul), sensibilitatea costului materialului (aliajele scumpe favorizează transferul pentru o utilizare mai bună) și schimbările anticipate de proiectare (designurile instabile favorizează modularitatea transferului). O echipă de inginerie de ștanțare capabilă evaluează cerințele de imprimare, material, volum și asamblare în aval înainte de a recomanda o cale față de cealaltă.

Această comparație clarifică ce proces se potrivește unei piese date. Dar alegerea procesului potrivit este doar începutul. Validarea faptului că designul matriței de transfer alese va produce de fapt piese conforme, fără încercări costisitoare-și-iterații de eroare pe oțel de scule călit, necesită un set diferit de instrumente de inginerie: simulare și prototipare.

Simulare și prototipare în proiectarea matrițelor de transfer

Alegerea procesului potrivit și stabilirea constrângerilor geometrice pe hârtie este un lucru. Demonstrarea acestor alegeri va produce piese conforme înainte de a dedica șase cifre pentru oțelul de scule călit este cu totul altceva. Aici simularea și prototiparea creează o punte între intenția de proiectare și realitatea producției.

Simulare de formare și validare FEA

Analiza cu elemente finite le permite inginerilor să urmărească fluxul de material digital, stație cu stație, înainte ca orice metal să fie tăiat. Software-ul prezice exact unde subțierea se va apropia de limitele de defecțiune, unde se vor forma riduri sub presiune insuficientă a suportului pentru semifabricat și cât de mult va prezenta piesa odată ce presa se deschide.

Fluxul de lucru urmează o secvență logică:

1. Import geometrie CADpentru suprafețele suportului de perforare, matriță și semifabricate ale fiecărei stații.
2. Definiți proprietățile materialuluiinclusiv limita de curgere, curbele de întărire{0}}, coeficienții de anizotropie și valorile de frecare pentru aliajul specific și lubrifiantul utilizat.
3. Simulați fiecare stație secvenţial, transportând starea de stres și deformare de la o operație înainte ca condiție de intrare pentru următoarea. Această înlănțuire secvențială este critică, deoarece tensiunile reziduale de la tragere afectează comportamentul de tăiere, care, la rândul său, afectează precizia de flanșare.
4. Analizați rezultateleîmpotriva formării de diagrame limită (FLD), ținte dimensionale și specificații de subțiere{0}}peretelui.

Platforme de simulare de formare concepute pentru procese de ștanțare, ca aceleadescris de Keysight, oferiți un mediu virtual de presă-linie în care orice proces de matriță de transfer poate fi definit, testat și optimizat cu mult înainte ca instrumentele fizice să fie produse. Această abordare detectează defecte precum despicarea, subțierea excesivă și deviația dimensională în stadiul de concept, când modificările costă ore de timp de inginerie, mai degrabă decât săptămâni de reprelucrare a matriței. Spre deosebire de sculele cu matriță progresivă în care continuitatea benzii adaugă complexitate simulării, simularea matriței de transfer tratează fiecare stație ca un eveniment de formare independent pe un semifabricat liber, făcând analiza secvențială mai simplă.

Abordări de prototipare fizică

Simularea prinde majoritatea problemelor de formare, dar validarea fizică contează încă pentru confirmarea calității suprafeței, verificarea comportamentului materialului la margini și construirea încrederii înainte de investiția completă în producție. Inginerii au mai multe căi de prototipare, în funcție de buget și calendar:

• Probe de scule moi:Kirksite (aliaj de zinc) sau matrițe din oțel moale prelucrate la -geometria de producție. Aceste unelte supraviețuiesc la sute până la mii mici de loviri, suficient pentru a valida adâncimea de tragere, fluxul de material și formabilitatea generală fără timpul de livrare sau costul setului de scule progresive întărite și seturi de matrițe.
• Inserții de matriță imprimate-3D:Cercetare validată deAsnafi și colab. (2019)a demonstrat că inserțiile din oțel maraging imprimate 3D-produse prin fuziunea cu strat de pulbere pe bază de laser-a supraviețuit la 50.000 de curse de formare și 100.000 de curse de tăiere pe oțel DP600 de 2 mm cu o suprafață de calitate aprobată. Pentru validarea formularelor și producția în tiraj-scurte, inserțiile imprimate 3D-reduc timpul de livrare aproximativ la jumătate în comparație cu fabricarea de instrumente convenționale, egalând în același timp performanța.
• Formare incrementală:Pentru volume foarte mici sau dovezi timpurii-a-lucrărilor de concept, formarea incrementală CNC a tablei produce o geometrie reprezentativă a piesei fără matrițe dedicate. Nu poate reproduce exact traseele de deformare a producției, dar confirmă dacă forma de bază este realizabilă în materialul ales.

Fiecare abordare servește la o etapă diferită de pregătire. Sculele moi confirmă că secvența de formare funcționează. 3D-inserțiile imprimate validează comportamentul la uzură și finisarea suprafeței în condiții apropiate de-producție. Formarea incrementală răspunde la întrebarea fundamentală dacă geometria este fezabilă.

Reducerea schimbărilor de inginerie prin analiză inițială

Modificările tehnice după construirea matriței sunt costisitoare. O modificare a unei singure stații pe oțel de scule călit poate costa între 15.000 USD și 50.000 USD și poate adăuga săptămâni la calendarul proiectului. Înmulțiți-l pe mai multe stații dintr-o matriță de transfer, iar modificările-târzii amenință viabilitatea proiectului.

Simularea comprimă acest risc în faza de proiectare, unde iterațiile sunt ieftine. Experiența din industrie confirmă că identificarea concentrațiilor de stres, a problemelor termice și a punctelor de oboseală în faza virtuală permite tranziții mai ușoare la producție și limitează întreruperile în aval. În special pentru ștanțarea matriței de transfer, simularea secvențială a stației detectează probleme precum materialul insuficient în etapele de re-retragere sau acumularea de retur prin mai multe lovituri, probleme care apar numai atunci când secvența completă de formare rulează în ordine.

Furnizorii experimentați de ștanțare a matrițelor de transfer înțeleg acest ciclu de validare și îl includ în cronologia proiectelor lor.YICHEN, de exemplu, acceptă analiza de fezabilitate și validarea procesului pentru formarea în mai multe-stații, ajutând inginerii din producție să evalueze dacă ștanțarea prin transfer este viabilă pentru geometria lor specifică a pieselor înainte de a se angaja la investiția completă în scule. Abordarea lor de a transfera designul matrițelor de ștanțare subliniază repetabilitatea stabilă de la simulare până la producție, ceea ce înseamnă mai puține surprize în timpul încercării fizice și o cale mai scurtă de la concept la instrumentul validat.

Pentru inginerii care evaluează serviciile de ștanțare progresivă a metalelor cu matriță față de abordările matrițelor de transfer, simularea oferă date obiective pentru a sprijini decizia. Rulați ambele configurații digital, comparați utilizarea materialelor, numărul de stații și riscul de defect estimat și lăsați rezultatele să ghideze investiția în scule, mai degrabă decât intuiția singură.

Simularea și prototiparea riscă-construcția instrumentelor. Dar chiar și un zar perfect validat se poartă în cele din urmă. Înțelegerea modului în care matrițele de transfer se degradează în timp și cum să gestionați această degradare în mod proactiv, determină dacă un instrument oferă piese consistente pentru 200.000 de mișcări sau două milioane.

Limitări și când NU trebuie utilizat ștanțarea matrițelor de transfer

Simularea poate confirma că o piesă se va forma corect. Nu vă poate spune dacă ștanțarea matriței de transfer este cea mai economică modalitate de a o produce. Fiecare proces are granițe, iar inginerii care înțeleg unde acesta este insuficient, fac investiții mai bune în scule decât cei care îl folosesc implicit, deoarece geometria se potrivește.

Viteza de producție și limitări de volum

Cea mai tangibilă limitare este viteza. Ștanțarea matriței de transfer rulează de obicei la 10 până la 30 de curse pe minut. O configurație de ștanțare progresivă cu matriță de mare viteză care produce conectori sau brațe mici funcționează la 40 până la 100-plus SPM, cu unele configurații depășind 200 SPM. Acest decalaj nu este o problemă de reglare. Este structural. Presa trebuie să țină deschisă în timp ce clemele se ridică, avansează, coboară și se retrag. Nicio optimizare nu elimină fizica mișcării unui semifabricat care plutește liber prin spațiu.

Pentru piesele în care cererea anuală depășește un milion de piese și geometria rămâne în limitele matriței progresive, penalizarea de viteză face ca ștanțarea transferului să fie o alegere greșită. Plătiți pentru libertatea geometrică de care nu aveți nevoie în timp ce lăsați timpul ciclului pe masă.

Dincolo de viteză, structura mai largă a costurilor se strânge diferit decât se așteaptă mulți ingineri. Presele de transfer consumă mai mult spațiu pe podea datorită suprafețelor mai mari ale patului și a spațiului șinei. Comenzile sunt mai sofisticate, deoarece mișcarea de transfer trebuie să se sincronizeze precis cu cursa presei. Cerințele de întreținere cresc deoarece gestionați atât matrițele de formare, cât și un sistem de transfer mecanic cu propriile elemente de uzură: șine, degete, mecanisme cu came și servomotor.

Când matrițele progresive sau compuse sunt mai bune

Nu orice piesă ștanțată are nevoie de libertatea de formare pe care o oferă o matriță de transfer. Mai multe scenarii comune favorizează în mod clar instrumentele alternative:

• Piese plate mici cu golire și perforare simplă:O matriță compusă le produce într-o singură cursă, cu planeitate și concentricitate excelente. Ștanțarea cu matriță compusă elimină în totalitate nevoia de mai multe stații, reducând atât costul sculelor, cât și timpul ciclului pentru șaibe, lame, laminate și geometrii plane similare.
• Piese cu volum mare-cu adâncimi de tragere moderate:Dacă piesa se potrivește pe o bandă de transport și adâncimea de tragere rămâne sub 1,5:1, ștanțarea progresivă și fabricarea asigură un cost pe-buc mai mic la volume de peste 500.000 anual. Scula progresivă gestionează formarea, perforarea și tăierea într-o matriță integrată fără mecanisme de transfer.
• Piese care necesită planeitate extrem de strânsă:O matriță compusă aplică forțele de decuplare și formare simetric într-o singură lovitură, producând piese mai plate decât transferul cu mai multe-stații, unde manipularea cumulativă introduce ușoare distorsiuni.
• Volume anuale foarte mici (sub 10.000 buc):Prelucrarea CNC, tăierea cu laser cu formare prin presă frână sau hidroformarea pot produce piese mai economic, deoarece evită în totalitate investiția în matriță dedicată.
• Forme simetrice simple, fără caracteristici secundare:Cupele-aprofundate fără găuri, fără flanșe și fără toleranțe strânse pot funcționa pe presele de tragere cu o singură acțiune-cu încărcare manuală la o fracțiune din costul sculelor de transfer.

Firma comună în aceste scenarii este că geometria piesei nu necesită libertate de formare a axe multiple-pe un semifabricat liber-plutitor. Când serviciile de ștanțare progresivă cu matriță pot oferi caracteristicile necesare în limitele-basate pe benzi, ruta respectivă aproape întotdeauna câștigă la costul pe bucată la scară.

Considerații privind timpul de configurare și schimbarea

Schimbările matrițelor de transfer durează mai mult decât schimbările progresive ale matriței. Acolo unde schimbarea progresivă a sculei poate dura între 30 și 90 de minute pe o presă- bine organizată, o schimbare a matriței de transfer implică schimbarea mai multor stații de matriță independente, re-realinierea șinelor de transfer, schimbarea sculelor cu degete la fiecare pas și re-sincronizarea profilului de mișcare de transfer cu noul aspect al stației. Timpii totale de schimbare de 2 până la 4 ore sunt obișnuiți. Configurațiile complexe cu mai multe-stații se pot extinde dincolo de o tură completă.

Mai mulți factori determină această durată. Matrița fiecărei stații trebuie să fie înșurubat individual, aliniat și aliniat. Degetele de transfer trebuie modificate pentru a se potrivi cu noua geometrie a piesei la fiecare etapă de formare. Este posibil ca pasul șinei să aibă nevoie de ajustare dacă noua lucrare utilizează distanțe diferite între stații. Metodologia SMED ajută prin separarea activităților de configurare interne și externe: montarea matrițelor următoare-lucrării în scenă, pre-asamblarea sculelor cu degete pe un set de șine de rezervă și pre-încărcarea parametrilor de presă, toate au loc în timpul executării lucrării curente.

Strategiile care reduc impactul schimbării includ înălțimi standardizate ale matrițelor pentru toate uneltele din stație pentru a elimina ajustările înălțimii de închidere, sistemele de prindere cu schimbare rapidă-care înlocuiesc conexiunile cu șuruburi și comenzile de presă programabile care stochează seturi complete de parametri pentru fiecare număr de piesă. Producătorii care efectuează schimbări frecvente ar trebui să ia în considerare, de asemenea, dedicarea preselor familiilor de produse cu dimensiuni similare de semifabricate și număr de stații similare, reducând la minimum schimbările șine și degete care consumă cel mai mult timp.

Pentru magazinele care desfășoară ștanțare și fabricare progresivă alături de lucrări de transfer, contrastul este puternic. O unealtă progresivă este o unitate integrată care pică în presă ca un singur ansamblu. O matriță de transfer este un sistem de componente independente care trebuie instalate și sincronizate individual. Această complexitate este prețul libertății geometrice și are sens din punct de vedere economic doar atunci când piesa o cere cu adevărat.

Aceste limitări definesc condițiile limită pentru alegerea matriței de transfer. Dar atunci când procesul este potrivit, maximizarea rentabilității investiției respective în scule depinde de cât de bine gestionați uzura matriței și întreținerea pe durata de viață a sculei.

Întreținerea sculelor și managementul ciclului de viață al matrițelor

Molele de transfer câștigă păstrarea lor peste sute de mii, uneori milioane, de lovituri. Dar libertatea geometrică care le face valoroase creează, de asemenea, modele unice de uzură, care diferă fundamental de ceea ce ați vedea la uneltele progresive care rulează aceleași materiale. Înțelegerea acestor modele și gestionarea lor proactiv este ceea ce separă o matriță care livrează piese consistente timp de cinci ani de una care iese din toleranță în câteva luni.

Modele comune de uzură în matrițele de transfer

Matricele de transfer concentrează forțele de formare la stații independente, fiecare supusă unor profile de tensiuni diferite. Semnăturile de uzură urmează modele previzibile:

• Desenați eroziunea razelor:Raza de intrare pe stațiile de tragere și re{0}}extragere vede cel mai mare flux de material. Uzura abrazivă rotunjește treptat profilul razei, schimbând caracteristicile fluxului de material și crescând subțierea pereților. Aceasta este de obicei prima stație care necesită atenție.
• Tocitura marginii poansonului:Stațiile de perforare și tundere își pierd progresiv marginile de tăiere. Datele din industrie sugerează că peste 60% dintre defectele dimensionale ale pieselor ștanțate se datorează uzurii sculei, degradarea-de tăiere fiind principalul factor care contribuie la formarea bavurilor.
• Uzura degetelor prindere:Spre deosebire de setările de instrumente de ștanțare progresivă, în care banda asigură propriul transport, matrițele de transfer se bazează pe degete care cuplează piesa de mii de ori pe schimb. Uzura suprafețelor de contact, forța de strângere se degradează și precizia pozițională se deplasează. Uzura degetelor este unică pentru sistemele de transfer și adesea trecută cu vederea în timpul inspecției de rutină a matriței.
• Uzurirea suprafeței suportului gol:Stațiile de tragere care prelucrează oțel inoxidabil sau aluminiu dezvoltă uzură adezivă pe suprafețele plăcuțelor de presiune, unde materialul piesei de prelucrat se leagă de fața matriței și scorează piesele ulterioare.

Avantajul structural al matrițelor de transfer este că fiecare stație se poartă independent. O stație de tragere care prelucrează fluxul de material greu se degradează mai repede decât o stație de perforare din aval, văzând doar forța de forfecare localizată. Puteți trage și întreține o singură stație de uzură mare- fără a demonta întreaga unealtă, ceva imposibil cu o mașină de ștanțat progresivă integrată, în care toate operațiunile împart un singur bloc de matriță.

Programarea întreținerii preventive

Programarea eficientă a matrițelor de transfer urmează declanșatorii-numărării cursei, mai degrabă decât intervalele calendaristice, deoarece stațiile se uzează la viteze diferite, în funcție de operațiunea pe care o efectuează. O stație de tragere ar putea avea nevoie de inspecție a razei la fiecare 50.000 de lovituri, în timp ce o stație de monedă are toleranță pentru 200.000.

• Fiecare ciclu de producție:Verificarea vizuală a calității pieselor la fiecare stație, verificarea angajării gripei și confirmarea sistemului de lubrifiere.
• La fiecare 25.000-50.000 de lovituri:Desenați măsurarea razelor față de specificațiile inițiale, inspecția-de vârf la mărire, verificarea forței de strângere cu degetul de prindere și verificarea cuplului de fixare în stațiile cu șoc-înalt.
• La fiecare 100.000-250.000 de lovituri:Dezasamblarea completă a pozițiilor cu uzură ridicată-, reașarea suprafeței razelor de tragere, înlocuirea poansonului la stațiile de tăiere și perforare și verificarea alinierii șinei de transfer.
• La fiecare 500,000+ lovituri:Demontarea completă a tuturor stațiilor, refacerea suprafeței saboților matriței, înlocuirea sistemului de ghidare și revizuirea mecanismului de transfer, inclusiv rectitudinea șinei, sculele cu degete și calibrarea cu came sau servomotor.

Senzorii matrițelor și sistemele de-monitorizare în presă accelerează trecerea de la întreținerea bazată pe timp-la întreținere bazată pe-condiție. Senzorii de forță încorporați în stațiile de tragere detectează fluajul de tonaj care semnalează uzura razei. Senzorii de proximitate de pe șinele de transfer semnalizează deplasarea pozițională înainte ca aceasta să producă piese defecte. Cercetările de întreținere preventivă confirmă că declanșatoarele bazate pe-număr{7}}de curse, calibrate în funcție de datele reale de uzură, mai degrabă decât de intervale arbitrare, depășesc în mod constant programele fixe în reducerea atât a timpului neplanificat, cât și a evenimentelor de service inutile.

Extinderea vieții morților prin management proactiv

Managementul ciclului de viață al matriței începe în faza de proiectare, nu după prima defecțiune. Inginerii care plănuiesc uzura încă de la început specifică oțeluri de scule mai dure la stațiile de-debit mare, aplică acoperiri PVD pentru a trasa razele și proiectează inserții modulare care pot fi înlocuite fără re-prelucrarea întregului bloc de matriță.

Practici cheie care prelungesc durata de viață a matrițelor de transfer:

• Proiectați inserții înlocuibile la toate razele de tragere și suprafețele de contact cu uzură mare-, astfel încât reașarea sau înlocuirea să nu necesite demontarea completă a stației.
• Specificați tratamente de suprafață (TiCN, CrN sau nitrurare) pe stațiile care prelucrează oțel inoxidabil sau aluminiu pentru a rezista la uzura adezivului.
• Mențineți seturi de scule dedicate pentru degete pentru fiecare lucrare, astfel încât schimbarea să nu forțeze reutilizarea clemelor uzate.
• Urmăriți datele de uzură pentru fiecare stație în mod independent, construind un istoric care prezice intervalele de service cu o precizie crescândă în timp.
• Documentați fiecare acțiune de întreținere cu numărul de lovituri, constatări și pași corectivi pentru a crea un ciclu de îmbunătățire-închis.

Lucrul cu un furnizor experimentat de matrițe de transfer face o diferență măsurabilă aici.YICHENproiectează matrițe de ștanțare prin transfer cu gestionarea uzurii integrată în arhitectura sculelor încă de la început, ținând cont de modul în care piesele metalice mai mari și mai complexe care necesită transfer robotic se vor degrada pe parcursul duratei de producție. Accentul lor pe repetabilitate stabilă înseamnă că intervalele de întreținere sunt mai degrabă predictibile decât reactive, iar inginerii pot planifica ferestre de service în jurul programelor de producție în loc să se amestece după o deviere neașteptată a calității.

Concluzia: întreținerea matriței de transfer nu este mai grea decât întreținerea sculelor progresive, dar este diferită. Modularitatea care vă oferă libertate geometrică vă oferă și o capacitate de întreținere țintită. Folosește-l. Uzura șenilelor pe stație, deserviți stațiile care au nevoie de ea și lăsați restul să funcționeze. Acea granularitate-la nivel de stație este avantajul managementului ciclului de viață care face ca matrițele de transfer să fie un activ de producție pe termen lung-decât un consumabil-de scurtă durată.

Întrebări frecvente despre ștanțarea matrițelor de transfer

1. Care este diferența dintre ștanțarea matriței de transfer și ștanțarea matriței progresive?

Diferența de bază constă în modul în care piesa de prelucrat se deplasează prin stațiile de formare. La ștanțarea matriței de transfer, semifabricatul este separat de banda de metal și deplasat de prinderi mecanice sau roboți prin stații de matriță independente ca o parte-plutitoare liberă. La ștanțarea cu matriță progresivă, piesa rămâne atașată la o bandă de transport pe parcursul tuturor operațiunilor. Această distincție înseamnă că matrițele de transfer se ocupă de aspirații adânci de peste 3,5:1, piese de până la 1.500 mm și formarea cu mai multe axe, în timp ce matrițele progresive oferă viteze de ciclu mai rapide de 40-100+ SPM, dar limitează adâncimea de tragere la aproximativ 1,0-1,5 ori diametrul perforației.

2. Cât de repede funcționează o presă de ștanțare cu matriță de transfer în comparație cu alte metode de ștanțare?

Presele de ștanțare cu matriță de transfer funcționează de obicei la 10 până la 30 de curse pe minut (SPM), în funcție de dimensiunea piesei și tipul mecanismului de transfer. Sistemele cu două-axe ating 25-45 SPM pentru piese mai simple, sistemele cu trei-axe rulează 15-30 SPM, iar liniile de transfer robotizate funcționează la 8-20 SPM. Gâtul de viteză nu formează forță, ci timpul necesar ca dispozitivele de prindere să își finalizeze ciclul de ridicare-avans-coborâre-retragere. Presele servo-acționate pot îmbunătăți acest lucru prin locuirea în punctul mort superior, oferind sistemului de transfer milisecunde suplimentare fără a reduce producția totală.

3. Ce tipuri de piese sunt cele mai potrivite pentru ștanțarea matriței de transfer?

Ștanțarea matrițelor de transfer excelează cu piesele prea mari, prea adânci sau prea complexe din punct de vedere geometric pentru matrițe progresive. Candidații ideali includ carcase adânci-adsorbite, cum ar fi corpurile stingătoarelor de incendiu, stâlpi structurali mari pentru automobile, tamburi pentru aparate, rezervoare de ulei și orice componentă la care adâncimea de tragere depășește de 1,5 ori diametrul golului. Piesele care necesită formare cu mai multe axe, rotație între stații sau operațiuni secundare în-matriță, cum ar fi filetarea și sudarea, beneficiază de asemenea. Procesul gestionează grosimi de materiale de la 1,0 la 6,0 mm în aliaje de oțel, aluminiu, inoxidabil, cupru și alamă.

4. Care sunt principalele reguli de proiectare pentru piesele ștanțate cu matriță de transfer?

Regulile cheie de proiectare includ menținerea distanțelor orificii-{-de cel puțin 2,0 ori grosimea materialului, distanțe-la-găuri de minim 2,0t și distanțe dintre orificii-{-de 2,0t plus raza de îndoire. Diametrul minim al găurii trebuie să fie egal cu grosimea materialului. Lungimea flanșei necesită cel puțin 4 t, iar zonele de contact ale gripei necesită 5 mm de suprafață plană neformată la marginile părților. Pentru operațiunile de tragere, rapoartele de tragere unice-maximum de aproximativ 2,0:1 pentru oțel de ambutisare-profundă, fiind necesare stații de tragere-de extragere atunci când adâncimea depășește de 1,5 ori diametrul perforației. Fiecare re-desenare ar trebui să reducă diametrul cu cel mult 20-25%.

5. Cum mențineți matrițele de transfer pentru a le maximiza durata de viață?

Întreținerea matriței de transfer urmează declanșatorii-contorării curselor, mai degrabă decât intervalele calendaristice, fiecare stație fiind urmărită independent. Razele de tragere trebuie inspectate la fiecare 25.000-50.000 de curse, dezasamblarea completă a pozițiilor de uzură-înaltă are loc la 100.000-250.000 de curse și demontările complete au loc peste 500.000 de curse. Punctele critice de uzură includ eroziunea razelor de tragere, ștergerea marginii poansonului și degradarea degetelor de prindere. Proiectarea de inserții înlocuibile pe suprafețe cu uzură ridicată-, aplicarea de acoperiri PVD pentru materiale abrazive și utilizarea senzorilor de forță în presa pentru monitorizarea bazată pe condiții prelungesc semnificativ durata de viață a matriței. Furnizori precum YICHEN design includ managementul uzurii în arhitectura sculelor încă de la început.