Dlaczego Twój zestaw stempli działa słabiej i jak to naprawić

Co to jest zestaw stempli i dlaczego jest to ważne

Kiedy prasa do tłoczenia wykonuje cykle setki razy na minutę, co utrzymuje górną i dolną połowę oprzyrządowania w idealnym ułożeniu? Nie sama geometria matrycy. Nie taran prasowy. Jest to zestaw stempli - stanowiący szkielet konstrukcyjny odpowiedzialny za prowadzenie każdego skoku z powtarzalną precyzją przez miliony cykli.

Zestaw matryc do tłoczenia to zespół górnych i dolnych ślizgów matrycy, słupków prowadzących i tulei prowadzących, który utrzymuje dwie połówki matrycy w precyzyjnym ułożeniu podczas całego suwu prasy. Nie tnie ani nie formuje materiału, - zapewnia, że ​​komponenty, które to robią, są za każdym razem dokładnie ustawione.

Pomyśl o tym w ten sposób: zestaw matryc to szkielet, a szczegóły cięcia lub formowania to mięśnie. Bez sztywnego, dobrze-dopasowanego szkieletu nawet najostrzejsze stemple i matryce pozwolą uzyskać niespójne części.

Co właściwie robi zestaw stempli

Zestaw stemplisłuży jednemu podstawowemu celowi - utrzymaniu wyrównania pomiędzy stemplem (górna połowa) a blokiem matrycy (dolna połowa) pod wpływem ogromnej siły. Górne i dolne ślizgi matrycy równomiernie rozkładają obciążenie prasy, zapobiegając miejscowemu ugięciu. Słupki prowadzące i tuleje ograniczają ruch boczny, więc krawędzie tnące stykają się z luzami często mierzonymi w dziesiątych tysięcznych cala. Ten system prowadzenia umożliwia matrycom wytwarzanie identycznych części niezależnie od tego, czy pracujesz w cyklu dziesiątym, czy cyklu dziesięciomilionowym.

Zestawy matryc pochłaniają również i przekierowują nacisk boczny powstający podczas operacji formowania. Bez tego szkieletu konstrukcyjnego niezrównoważone siły przyspieszyłyby zużycie, pogorszyłyby tolerancje części i ostatecznie uszkodziłyby samą prasę.

Zestaw matryc vs blok matrycy - Kluczowe rozróżnienie

W tym miejscu często wkrada się zamieszanie. Zestaw komponentów matrycy obejmuje podkładki, słupki i tuleje - infrastrukturę wyrównującą. W blokach matrycy znajdują się natomiast rzeczywiste krawędzie tnące, profile formujące i geometria przebijania. Można zamieniać różne bloki matryc na ten sam zestaw matryc, jeśli wymiary się zgadzają, dlatego właśnie standardowe zestawy matryc zmniejszają koszty oprzyrządowania w różnych rodzinach produktów.

To rozróżnienie ma znaczenie, ponieważ słabe wyniki często wynikają z zestawu, a nie z samej kości. Zużyte tuleje, zbyt małe nakładki lub niewłaściwa konfiguracja słupka obniżą jakość części niezależnie od tego, jak precyzyjnie szlifowana jest geometria cięcia. Opcje konfiguracji - układ słupka, typ łożyska, materiał klocka i dobór wymiarowy - bezpośrednio określają dokładność współosiowości, osiągalną trwałość narzędzia i zgodność z używanym sprzętem prasowym. Każda z tych zmiennych ma wpływ na wielkość produkcji, co sprawia, że ​​wczesne decyzje dotyczące architektury zestawu matryc stanowią jeden z-największych wyborów w dowolnym programie tłoczenia.

Podstawowe komponenty wewnątrz każdego zestawu matryc

Każdyelement tłocznikaodgrywa specyficzną rolę inżynieryjną w utrzymaniu sprawności narzędzi i dokładności części. Jednak większość źródeł po prostu wymienia części bez wyjaśnienia, dlaczego mają one znaczenie pod obciążeniem. Kiedy zrozumiesz, co właściwie robi każdy element - i co się dzieje, gdy zawiedzie -, możesz prześledzić problemy z jakością aż do ich pierwotnej przyczyny, zamiast szukać symptomów.

Wyjaśnienie górnych i dolnych butów matrycowych

Stopy matrycy stanowią podstawę całego zespołu matrycy. Na górnym ślizgu (zwanym również uchwytem stempla) znajdują się elementy tnące i formujące, które poruszają się wraz z tłokiem prasy. Dolny klocek (uchwyt matrycy) jest przymocowany do stołu prasy i podtrzymuje płytę matrycy, guziki i dowolną geometrię formującą zamontowaną pod listwą.

Wyobraź sobie, że przyciskasz dłoń płasko do stołu, - siła rozkłada się równomiernie po całej dłoni. Buty Die działają w ten sam sposób. Rozdzielają skoncentrowany tonaż prasy na szerokim obszarze, dzięki czemu żaden pojedynczy obszar matrycy nie ulega destrukcyjnemu, miejscowemu ugięciu. Grubość buta została zaprojektowana w oparciu o oczekiwany tonaż: jest zbyt cienki, a but ugina się w połowie-skoku, zmieniając prześwity pomiędzy stemplami matrycowymi a współpracującymi z nimi guzikami. To wygięcie może wynosić tylko kilka tysięcznych cala, ale w ciągu milionów cykli przyspiesza zużycie krawędzi i powoduje wzrost zadziorów na wytłoczonych częściach.

Większość ślizgów matryc jest obrabiana maszynowo z blachy stalowej lub żeliwa, a następnie szlifowana na płasko i równolegle. Płaskość i równoległość mają kluczowe znaczenie. - Każde odchylenie przekłada się bezpośrednio na błąd wyrównania pomiędzy górną i dolną połową narzędzia.

Słupki prowadzące, tuleje i systemy wyrównywania

Słupki prowadzące to precyzyjnie-szlifowane cylindry ze stali hartowanej, wciskane lub zaciskane w jednej stopie matrycy. Przesuwają się przez pasujące tuleje prowadzące zamontowane w przeciwległym bucie, ograniczając ruch boczny do określonych tolerancji0,0001 calaJest to mechanizm, dzięki któremu stempel-do-matrycy jest wyrównany, skok za uderzeniem.

Istnieją dwa główne style tulei. W tulejach ciernych (łożyskach ślizgowych) stosuje się tuleje z brązu lub aluminium-brązu, czasem z osadzonymi grafitowymi korkami w celu smarowania. Tuleje łożysk kulkowych poruszają się na łożyskach kulkowych z koszykiem, zapewniając niemal-zerowy luz i łatwiejsze oddzielanie matrycy. Wybór między nimi wpływa na precyzję, okresy międzyobsługowe i skuteczność zestawu w wytrzymywaniu ciągu bocznego -, temat omówiony szczegółowo w dalszej części tego artykułu.

Średnica i długość słupka również mają znaczenie. Niewymiarowe słupki uginają się pod obciążeniem bocznym, natomiast zbyt krótkie słupki pozwalają koszykowi kulkowemu wyjść z tulei podczas skoku, uszkadzając łożyska i pogarszając z czasem dokładność wyrównania.

Komponenty pomocnicze, które uzupełniają zespół

Oprócz ślizgów i systemów prowadzących, kilka elementów nośnych utrzymuje zespół matrycy razem i chroni go przed uszkodzeniem:

• Płyty podkładowe- płytki ze stali hartowanej umieszczone za stemplami i guzikami, aby zapobiec wbijaniu się główek stempli w bardziej miękki materiał obuwia pod wpływem powtarzających się uderzeń.
• Bloki pięty- stalowe bloki przykręcone do górnych i dolnych klocków za pomocą hartowanych płyt ścieralnych, które pochłaniają nacisk boczny. Zapobiegają przesunięciom bocznym, gdy siły skrawania lub formowania są niezrównoważone.
• Kołki ustalające- Precyzyjne-bolce uziemiające, które ustalają sekcje matrycy, elementy ustalające i bloki w dokładnym położeniu na bucie. Śruby przytrzymują elementy; kołki utrzymują je na miejscu.
• Sprężyny matrycowe- sprężyny naciskowe-o dużej sile (z cewką mechaniczną lub azotem), które zapewniają siłę zdzierającą, nacisk podkładki lub siłę powrotną krzywki w narzędziu.
• Otwory na trzpień lub zacisk- mechaniczny interfejs mocujący górny klocek do siłownika prasy. Mniejsze matryce wykorzystują trzpień wciśnięty w środek buta; większe matryce opierają się na szczelinach zaciskowych wykonanych wzdłuż krawędzi buta.

Każda część pomocnicza jest potencjalnym punktem awarii. Pęknięta płytka tylna umożliwia wbicie grzybka w but. Zużyty blok pięty umożliwia postępujący dryf boczny. Zepsuty kołek umożliwia przesunięcie sekcji matrycy na tyle, aby zrzucić luzy zaślepiające.

W tej tabeli zauważysz pewien wzór: każdy wskaźnik awarii ma ten sam skutek: - utratę wyrównania. Dzieje się tak, ponieważ każdy element matrycy tłoczącej ma na celu zachowanie relacji przestrzennej pomiędzy górną i dolną połówką matrycy. Kiedy jakikolwiek pojedynczy element ulegnie pogorszeniu, system prowadzenia kompensuje to do momentu, w którym nie jest to możliwe, a jakość spada cicho, dopóki ktoś nie zauważy uszkodzonych części w dalszej części procesu.

Prawdziwym pytaniem nie jest zatem tylko to, co znajduje się w zestawie matryc -, ale sposób rozmieszczenia tych elementów. Rozmieszczenie, liczba i konfiguracja słupków określają, w jaki sposób sztywność i dostępność idą w parze, a właściwy układ zależy całkowicie od operacji, jakie musi wykonać Twoje narzędzie.

Typy konfiguracji zestawu matryc i kiedy ich używać

Umieszczenie wkładu nie jest kwestią przemyślenia -. To decyzja projektowa, która pozwala na osiągnięcie kompromisu pomiędzy sztywnością, precyzją wyrównania i fizycznym dostępem do przestrzeni matrycy. Cztery standardowe konfiguracje obejmują zdecydowaną większość zastosowań zestawów matryc prasowych, jednak większość inżynierów dziedziczy układ, zamiast wybierać go celowo. Wybranie niewłaściwej konfiguracji dla danej operacji powoduje problemy z wyrównaniem, których nie rozwiąże żadna ilość podkładek lub wymiana tulei.

Konfiguracje tylnego i środkowego słupka

Zestawy słupków tylnych ustawiają oba słupki prowadzące wzdłuż tylnej krawędzi klocków matrycy, pozostawiając przód i boki całkowicie otwarte. Jest to najpopularniejszy układ w przypadku matryc progresywnych i taśmowych,-ponieważ otwarty przód zapewnia niezakłócone podawanie pasków, usuwanie złomu i widoczność dla operatora. Jeśli korzystasz z tłocznika wykrawającego przeznaczonego do wykrawania lub przekłuwania przy użyciu surowca-z cewką, punktem wyjścia jest prawie zawsze słupek tylny.

Kompromis? Dwa słupki z tyłu zapewniają asymetryczne prowadzenie. Pod wpływem dużych sił skrawania przód ślizgacza matrycy jest niepodparty i bardziej podatny na ugięcie -, szczególnie w przypadku szerszych matryc, gdzie rozpiętość między osią słupka a obszarem roboczym jest duża. W przypadku wąskich,-szybkich narzędzi progresywnych rzadko ma to znaczenie, ale w przypadku szerokich matryc z ciężkimi stanowiskami formowania w pobliżu przedniej krawędzi zestawy słupków tylnych mogą pozwolić na wystarczające przechylenie klocka, aby przesunąć stempel-w-centrum matrycy.

Zestawy słupków środkowych rozwiązują ten problem, umieszczając dwa słupki prowadzące po przeciwnych stronach - pośrodku lewej i prawej strony - tak, aby obszar roboczy znajdował się pomiędzy nimi ze zrównoważonym podparciem. Ta geometria równomiernie rozkłada siły boczne, dzięki czemu zestawy stempli środkowych są lepszym wyborem w przypadku symetrycznych operacji wykrawania, gdzie boczne obciążenia wzdłużne są równe we wszystkich kierunkach. Wadą jest ograniczony dostęp z obu stron, co komplikuje podawanie pasków i utrudnia ręczne ładowanie części.

Konfiguracje diagonalne i czterosłupkowe

Zestawy słupków ukośnych ustawiają dwa słupki w przeciwległych rogach -, zazwyczaj z tyłu-lewego i przedniego-prawego. Umożliwia to dostęp z dwóch sąsiednich stron, dzięki czemu dobrze-nadają się do operacji, w których części lub półwyroby są-ręcznie ładowane od przodu lub z boku. Zestawy ukośne znajdziesz w operacjach drugorzędnych, takich jak nacinanie lub formowanie, gdzie automatyzacja nie jest uzasadniona, a liczy się zasięg operatora.

Zestawy czterech słupków umieszczają słupek prowadzący w każdym rogu buta matrycy. Zapewnia to maksymalną odporność na ugięcie i najbardziej równomierne prowadzenie na całej powierzchni buta. Kiedy tonaż wkracza na obszar prasy hydraulicznej, należy ustawić - głębokie tłoczenie, ciężkie formowanie lub formowanie-z dużą siłą - konfiguracje z czterema słupkami zapobiegają przechylaniu się klocka i miejscowemu zginaniu, któremu nie są w stanie sprostać układy z dwoma- słupkami. Kompromis jest oczywisty: dostęp jest ograniczony ze wszystkich czterech stron, więc podawanie pasków wymaga otworów szczelinowych wykonanych w ślizgach, a konserwacja matrycy wymaga większego wysiłku podczas demontażu.

Jak dopasować konfigurację do swojej działalności

Wybór odpowiedniego układu sprowadza się do trzech pytań: Jak dużej sztywności wymaga Twój proces? Gdzie materiał wchodzi i wychodzi z matrycy? A jak operatorzy i automatyka będą współdziałać z narzędziem podczas produkcji?

Standardowa matryca do-szybkiego stemplowania progresywnego prawie zawsze wykorzystuje układ słupka tylnego, ponieważ dostęp podawania przewyższa marginalny wzrost sztywności dodatkowych słupków. I odwrotnie, ciężka matryca do formowania pracująca w prasie hydraulicznej wymaga czterech słupków, ponieważ najważniejsza jest kontrola ugięcia, a dostęp do taśmy nie ma znaczenia. Konfiguracje ze słupkiem ukośnym i środkowym służą do operacji średniotonowych - o umiarkowanym tonażu, gdzie wymagania dotyczące dostępu wykluczają skrajności.

Należy zauważyć, że zestawy matryc do zastosowań prasowych o masie poniżej około 100 ton rzadko uzasadniają konfiguracje z czterema-kolumnami -, ponieważ dodatkowe koszty i zmniejszona dostępność nie są równoważone znaczącym wzrostem sztywności przy niższych tonach. Gdy jednak siły formujące wygenerują znaczny nacisk boczny lub rozpiętość buta przekroczy wartość, którą mogą ustabilizować dwa słupki, zwiększenie liczby słupków do czterech eliminuje ryzyko odchylenia-wywołanego ugięciem, które w cichy sposób pogarsza jakość części w trakcie cyklu produkcyjnego.

Konfiguracja określa granice możliwości systemu naprowadzania. Jednak w dowolnej konfiguracji typ układu łożyskowego - łożysko kulkowe lub ślizgowe - określa, jak dokładnie słupki i tuleje utrzymują współosiowość pod obciążeniem oraz jak odporny jest zestaw, gdy warunki nie są idealne.

Łożyska kulkowe a systemy prowadnic łożysk ślizgowych

Konfiguracja postu wyznacza ramy strukturalne. Jednak układ łożysk wewnątrz tych słupków i tulei określa, jak dokładnie rama faktycznie działa pod obciążeniem - i jak szybko karze zaniedbania. W oprzyrządowaniu matrycowym dominują dwie filozofie łożysk: łożysko kulkowe (element toczny) i łożysko ślizgowe (tarcie). Obydwa produkują doskonałe części. Obydwa zawodzą inaczej. Wybór między nimi nie polega na tym, który jest „lepszy” -, ale na tym, który odpowiada rzeczywistym warunkom Twojej operacji.

Systemy prowadnic z łożyskami kulkowymi i zalety precyzji

W systemach prowadnic z łożyskami kulkowymi zastosowano łożyska kulkowe z koszykiem, poruszające się pomiędzy zewnętrzną średnicą słupka prowadzącego a wewnętrzną średnicą tulei. Elementy te działają wstan wstępnie załadowany- pasowanie na wcisk walcowy z ujemnym luzem, często sięgającym od 0,0001 do 0,0021 cala, w zależności od producenta i średnicy słupka. Ten niemal-zerowy luz zapewnia precyzję wyrównania, której wymaga stemplowanie z wąską-tolerancją.

Wyobraź sobie różnicę pomiędzy przesuwaniem szuflady na drewnianych szynach a przesuwaniem jej na łożyskach kulkowych. Ruch obrotowy eliminuje drgania-, zmniejsza gromadzenie się ciepła podczas ciągłej pracy na rowerze i utrzymuje spójne ustawienie przy prędkościach przekraczających 200 uderzeń na minutę. W przypadku precyzyjnych operacji matrycowych i tłoczenia -wysokiej-wykrawania z dużą-prędkością z odstępem-od stempla-mierzonym w częściach dziesiątych - prowadzenie na łożyskach kulkowych zyskuje na wartości.

Haczyk? Systemy łożysk kulkowych wymagają dyscypliny. Nie tolerują zanieczyszczeń, nieostrożnego obchodzenia się lub niespójnego smarowania. Pojedyncze zacięcie, które powoduje wstrząs-na matrycy, może spowodować przebicie bieżni, tworząc wgniecenia, które powodują „karbowany” ruch i postępujące odchylenie wyrównania. Sprężone powietrze nawiewane nieostrożnie wokół układu prowadnicy wprowadza piasek na ścieżkę toczenia, gdzie jest on raczej toczony, a nie osadzany, - przyspieszając uszkodzenia, zamiast je pochłaniać. Awarie te często maskują zużycie stempla lub problemy z luzem, co powoduje, że pracownie narzędziowe muszą frustrować się przy rozwiązywaniu problemów.

Zalecanym środkiem smarnym jest rafinowany olej mineralny z dodatkami-odnoszącymi się do ekstremalnie wysokich ciśnień. - Nigdy nie należy smarować, ponieważ wychwytuje on zanieczyszczenia w zespole z-luzem ujemnym i utrudnia prawidłowy obrót łożyska.

Systemy łożysk ślizgowych i ich zalety w zakresie trwałości

Zestawy łożysk ślizgowych zastępują elementy toczne tulejami z brązu,-impregnowanego olejem lub stalą-, które podtrzymują słupek prowadzący poprzez smarowaną powierzchnię ślizgową. Pomiędzy słupkiem a tuleją występuje mierzalny luz -, zwykle od kilku dziesiątych do pełnych tysięcznych -, co oznacza mniejszą precyzję niż w przypadku systemów łożysk kulkowych, ale znacznie większą wybaczalność.

Jakie znaczenie ma to przebaczenie? Wszędzie warunki nie są idealne. Łożyska ślizgowe tolerują zanieczyszczenia, ponieważ cząstki stałe osadzają się w bardziej miękkim materiale tulei, a nie przedostają się przez strefę styku. Wytrzymują obciążenia boczne i obciążenia udarowe bez katastrofalnego uszkodzenia bieżni, które kończy żywotność układu łożysk kulkowych. Wytrzymują nieostrożne obchodzenie się z maszynami podczas zmiany matryc na ruchliwej hali prasowej. Ciągle eliminują przerwy w smarowaniu, które mogą spowodować zatarcie zespołu-elementów tocznych.

W przypadku zastosowań matryc i narzędzi obejmujących-ciężkie formowanie niecentryczne, działanie krzywki lub środowiska z unoszącym się w powietrzu piaskiem i niespójnymi procedurami konserwacyjnymi, awarie łożysk ślizgowych są bardziej przewidywalne. Kiedy już się zużyją, objawem jest stopniowy wzrost luzu, - który jest mierzalny, możliwy do śledzenia i możliwy do skorygowania, zanim ucierpi jakość. Już sama ta przewidywalność sprawia, że ​​są one preferowanym wyborem w przypadku wielu precyzyjnych matryc w operacjach formowania i ciągnienia, gdzie nacisk boczny jest stałą rzeczywistością.

Handel kosztami jest prosty: zestawy łożysk ślizgowych są tańsze w zakupie i wymianie, ale zużyte słupki prowadzące mogą powodować powstawanie zarysowań lub stożków, co wymaga bardziej skomplikowanej korekty niż zwykła wymiana tulei.

Kiedy konfiguracje hybrydowe mają sens

Niektóre zastosowania matryc narzędziowych nie mieszczą się w jednej kategorii. Matryca progresywna może wymagać ścisłego wyrównania w kierunku podawania (gdzie najważniejsze jest dopasowanie stempla do-pilotu), ale występuje znaczny nacisk boczny prostopadły do ​​zasilania ze stacji formujących. Konfiguracje hybrydowe rozwiązują ten problem, kierując łożyskami kulkowymi na osi krytycznej i łożyskami ślizgowymi na osi-obciążonej wzdłużną-, zapewniając precyzję tam, gdzie się liczy, i eliminując nadużycia tam, gdzie jest to nieuniknione.

Wybrany system prowadzenia określa, co toleruje zestaw tłoczników -, ale nie działa on samodzielnie. Prawdziwy test wydajności następuje, gdy dopasujesz konfigurację i typ łożyska do konkretnej operacji tłoczenia, którą musi wykonać Twoje narzędzie. Wykrawanie, przekłuwanie, formowanie i ciągnienie stawiają zasadniczo różne wymagania dotyczące sztywności zestawu matryc i dokładności wyrównania.

Dopasowywanie zestawów matryc do określonych operacji tłoczenia

Różne operacje tłoczenia wymagają nie tylko różnych stempli i matryc -, wymagają one zupełnie innego zachowania strukturalnego niż matryce znajdujące się pod nimi. Wygaszacz pracujący z szybkością 400 uderzeń na minutę stawia wymagania w zakresie wyrównania, które nie mają nic wspólnego z tym, co napotyka narzędzie do głębokiego tłoczenia przy 15 uderzeniach na minutę. Jednak wielu inżynierów wybiera konfigurację zestawu matryc w oparciu o przyzwyczajenia lub dostępność, a nie rzeczywistą fizykę procesu.

Oto praktyczny sposób myślenia: każda operacja mieści się gdzieś w spektrum wymagań dotyczących sztywności. Niektóre wymagają ekstremalnej dokładności pozycjonowania przy minimalnej sile. Inne wymagają ogromnej wytrzymałości konstrukcyjnej z większymi tolerancjami. Miejsce, w którym Twoja operacja mieści się w tym spektrum, powinno mieć wpływ na każdą decyzję dotyczącą zestawu matryc - liczba słupków, typ łożyska i grubość klocka.

Zestawy matryc do operacji wygaszania i przebijania

Wykrawanie i przekłuwanie to procesy ścinania. Stemple i matryce nie tworzą materiału -, łamią go czysto, wbijając krawędź tnącą w arkusz z ściśle kontrolowanym luzem ze wszystkich stron. Luz ten, zwykle wynoszący 5–10% grubości materiału na stronę w przypadku stali miękkiej, określa jakość krawędzi, wysokość zadziorów i kontrolę przed powstawaniem zadziorów. Kiedy zestaw tłoczników pozwala na przesunięcie boczne nawet o kilka dziesiątych podczas suwu cięcia, luzy te stają się nierówne. Jedna strona zaciska się, podczas gdy druga strona otwiera się, tworząc zwężające się kawałki, które wbijają się w otwór matrycy i części z nierównymi zadziorami.

To dlatego operacje progresywnego wygaszania w przeważającej mierze faworyzują zestawy słupków tylnych z prowadnicami na łożyskach kulkowych. Układ tylnego słupka zapewnia niezakłócone podawanie taśmy od przodu, co ma znaczenie w przypadku podawania kręgów z dużą prędkością i z automatycznym podawaniem. Prowadzenie na łożyskach kulkowych zapewnia wyrównanie z luzem bliskim-zero, dzięki czemu każda stacja wykrawania jest precyzyjnie rejestrowana względem pilotów taśmy, skok za skokiem.

W przypadku typowego zestawu stempli i matryc do blachy wykonujących-szybkie wykrawanie, system wyrównywania musi utrzymywać dokładność pozycjonowania w granicach połowy luzu matrycy. Jeśli odstęp między stemplem a-matrycą wynosi 0,003 cala na stronę, dryf systemu naprowadzania powyżej 0,0015 cala zaczyna powodować widoczne pogorszenie jakości. Zestawy łożysk kulkowych rutynowo to osiągają. Zestawy łożysk ślizgowych mogą pracować w przypadku grubszych materiałów z większymi luzami, ale brakuje im powtarzalności pozycjonowania, jakiej wymaga-wyślepienie cienkiej grubości.

Zatrzymywanie ślimaków to kolejny czynnik. Kiedy luz ulega przesunięciu, ślimaki nie są uwalniane prawidłowo -, klinują się w otworze matrycy lub wciągają z powrotem na powierzchnię taśmy. W matrycach do progresywnego tłoczenia blachy zakleszczony ślimak na trzeciej stacji oznacza złom z każdej dalszej stacji. Zmniejszenie sztywności spowodowane utratą wyrównania zwiększa się w całym układzie pasków.

Zestawy matryc do operacji formowania i ciągnienia

Operacje formowania i rysowania rządzą się różnymi zasadami. Zamiast kruszyć materiał, matryce formujące wyginają go, rozciągają i ściskają, uzyskując nową geometrię. Dominujące siły zmieniają się z pionowego ścinania na nacisk boczny, gdy materiał przepływa przez promienie formujące, do wnęk i na podkładki dociskowe. To boczne pchnięcie najbardziej agresywnie karze zestawy kości.

Rozważ operację głębokiego pobierania. Gdy stempel wpycha materiał do wnęki pobierającej, uchwyt półwyrobu wywiera nacisk na kołnierz, podczas gdy materiał przepływa do wewnątrz. Jakakolwiek asymetria kształtu półwyrobu, smarowania lub grubości materiału powoduje powstanie niezrównoważonych sił poziomych, które próbują przesunąć górny klocek względem dolnego. Według badań przeprowadzonych przezInstytut Technologii Obróbki Plastycznej MetaliSterowanie przepływem blachy pomiędzy spoiwami bez marszczenia i pękania wymaga zarówno precyzyjnej kontroli ciśnienia uchwytu półfabrykatu, jak i konstrukcji matrycy wystarczająco sztywnej, aby utrzymać równomierną szczelinę spoiwa pod obciążeniem.

Konfiguracje z czterema słupkami są standardem w przypadku głębokiego tłoczenia, ponieważ wytrzymują nacisk boczny ze wszystkich kierunków jednocześnie. Prowadnice z czterema-narożnikami zapobiegają przechylaniu się butów niezależnie od tego, skąd pochodzą siły ciągu, co ma znaczenie, ponieważ przepływ materiału w nieregularnych ciągach rzadko powoduje obciążenie symetryczne. Ciężkie ślizgacze matrycowe - często od 25% do 50% grubsze niż w przypadku równoważnych wykrojników - pochłaniają moment zginający powstający w wyniku sił ciągu, nie odkształcając się na tyle, aby zmienić stosunek stempla-do-wnęki w połowie-skoku.

Prowadzenie na łożyskach ślizgowych często przewyższa w tym przypadku łożyska kulkowe. Utrzymujące się obciążenia boczne podczas suwu formującego z biegiem czasu spowodują, że bieżnie łożysk kulkowych Brinella, podczas gdy tuleje z brązu pochłaniają ten nacisk na całej powierzchni styku bez katastrofalnych uszkodzeń. W przypadku matryc do tłoczenia metali wykonujących duże obciążenia zginania lub ciągnienia przewidywalny wzór zużycia łożysk ślizgowych jest w rzeczywistości zaletą - można mierzyć wzrost luzu i planować wymiany, zanim jakość części ulegnie zmianie.

Jak przepływ materiałów wpływa na decyzje konfiguracyjne

Poza wielkością siły sposób, w jaki materiał wchodzi, przemieszcza się i wychodzi z matrycy, ogranicza w ogóle możliwe konfiguracje. Szerokość listwy określa, czy układ tylnych słupków zapewnia wystarczającą powierzchnię buta do zamontowania słupków prowadzących za przestrzenią roboczą. Kierunek podawania określa, które strony muszą pozostać otwarte, aby zapewnić dostęp do cewki i kontrolę pętli. Ścieżki usuwania złomu -, gdzie spadają ślimaki i jak wychodzą szkielety przycinania -, wymagają przejrzystych kanałów, które nie będą blokować słupków prowadzących.

W progresywnych matrycach do tłoczenia metalu pasek przesuwa się o jeden skok na skok, pozostając przymocowany do nośnika. Uformowane elementy na dalszych stacjach wystają powyżej i poniżej płaszczyzny pasa, wymagając odstępu w miarę podnoszenia i przesuwania się pasa. Zestawy słupków tylnych z łatwością to umożliwiają, ponieważ otwarty przód umożliwia przejście uformowanych elementów bez zakłóceń. Zestawy czterech słupków zablokowałyby ścieżkę listwy, chyba że w płozach zostaną wykonane szczeliny przelotowe -, co zwiększy koszty i potencjalnie osłabi konstrukcję wybraną ze względu na sztywność.

Matryca formująca z operacjami bocznymi uruchamianymi krzywką-wymaga dostępu z określonych kierunków dla suwaków krzywki i ich mechanizmów powrotnych. Często sprawdzają się tutaj zestawy słupków ukośnych, ponieważ otwierają dwie sąsiednie strony do montażu krzywkowego, jednocześnie zapewniając prowadzenie z przeciwległych narożników. Charakterystyka przepływu materiału - niezależnie od tego, czy obrabiany przedmiot rozciąga się, ściska czy ślizga się podczas formowania - również wpływa na decyzje dotyczące grubości buta. Operacje wymagające znacznego ściskania materiału, takie jak walcowanie, generują większą siłę pionową na jednostkę powierzchni, co wymaga grubszych podkładek, aby zapobiec miejscowemu ugięciu pod pracującą stalą.

Poniższy ranking pomaga określić, w jaki sposób wymagania dotyczące sztywności zestawu matryc rosną w typowych operacjach:

1. Proste przekłucie- najniższe zapotrzebowanie; małe obwody cięcia, minimalny nacisk boczny, cienki materiał. Tylny słupek z prowadzeniem na łożyskach kulkowych radzi sobie z większością zastosowań.
2. Wygaszanie- umiarkowany popyt; większe siły skrawania, kontrola ślimaka ma kluczowe znaczenie. Tylny słupek lub środkowy słupek z prowadzeniem na łożyskach kulkowych.
3. Pochylenie się- umiarkowany-wysoki popyt; Siły niecentralne- tworzą miejscowy ciąg. Słupek środkowy lub słupek ukośny z łożyskami ślizgowymi lub hybrydowymi.
4. Formowanie (tłoczenie, zaginanie)- wysoki popyt; przepływ materiału generuje trwałe obciążenia boczne. Preferowane cztery stanowiska; łożyska ślizgowe wytrzymują ciągły ciąg.
5. Głęboki rysunek- najwyższy popyt; duży nacisk boczny wynikający z asymetrycznego przepływu materiału, duże siły uchwytu półfabrykatu, długie skoki robocze. Wymagane są cztery słupki z ciężkimi butami i prowadzeniem na łożyskach ślizgowych.

Każdy krok w górę tej listy zwiększa złożoność siły bocznej. Wykrojnik znajdujący się na dole spektrum odnosi sukces lub porażkę w oparciu prawie wyłącznie o precyzję wyrównania w pionie. Matryca formująca na górze kończy się powodzeniem lub niepowodzeniem w zależności od zdolności zestawu do wytrzymywania utrzymujących się obciążeń poziomych bez uginania się. Zrozumienie, gdzie w tym spektrum mieści się Twoja operacja - i odpowiednie dobranie zestawu matryc -, to różnica między narzędziem, które dostarcza stałe części przez lata, a narzędziem, które zaczyna zmieniać się w ciągu kilku miesięcy.

Sztywność i konfiguracja pozwalają znaleźć się na właściwym boisku. Jeśli jednak zestaw matryc fizycznie nie pasuje do prasy, będzie on - dopasowany do wymiarów łóżka, wysokości zamknięcia, długości skoku i warunków mocowania - żaden z tych wyborów projektowych nie ma znaczenia. Proces weryfikacji rozmiaru i zgodności to miejsce, w którym wiele programów się zawiesza.

Jak dobrać rozmiar zestawu matryc pod kątem zgodności z prasą

Idealnie skonfigurowany zestaw matryc z właściwymi słupkami, łożyskami i materiałem buta nadal zawodzi, jeśli fizycznie nie pasuje do prasy, do której jest przypisany. Błędy wymiarowania należą do najkosztowniejszych błędów w oprzyrządowaniu do tłoczenia -. Występują na późnym etapie procesu kompilacji, opóźniają próby, a czasami wymuszają kosztowną przeróbkę już hartowanych i szlifowanych komponentów. Rozwiązanie jest proste: sprawdź każdy krytyczny wymiar przed złożeniem zamówienia.

Obliczanie wymiarów buta matrycy z przestrzeni matrycy

Rozmiar buta matrycy zaczyna się od obwiedni roboczej - obszaru zajmowanego przez wszystkie aktywne komponenty matrycy, w tym sekcje tnące, stal formującą, piloty, elementy podnoszące i urządzenia do cięcia złomu. Ale but nie może po prostu pasować do tego śladu. Prześwit poza obszarem roboczym jest potrzebny z kilku powodów: dostępu do elementów złącznych (śrub z łbem gniazdowym i kołków ustalających), miejsc montażu słupków prowadzących, umieszczenia bloku piętowego i przejścia podawania pasków.

Praktyczna zasada: dodaj minimum 2 do 3 cali poza obszarem aktywnej matrycy z każdej strony, w której nie zostaną umieszczone słupki prowadzące, oraz 3 do 4 cali po bokach, w których montowane są słupki. W przypadku matryc progresywnych krawędzie-w kierunku podawania wymagają dodatkowej długości, aby uwzględnić lokalizacje pilota poza ostatnią stacją roboczą i wszelkie szyny prowadzące taśmę. Zbyt małe wymiary buta w celu zaoszczędzenia materiału to fałszywa oszczędność, - powoduje to, że elementy są zbyt blisko siebie, co utrudnia dostęp do konserwacji i pozostawia niewystarczającą ilość metalu pomiędzy otworami montażowymi, co osłabia but pod obciążeniem.

Szerokość i głębokość również muszą odpowiadać wymiarom stołu prasy. Ślad buta musi mieścić się w obszarze podparcia z wystarczającym marginesem na zaciski lub łby śrub-. Jeśli but wystaje poza podporę podporową, niepodparte krawędzie uginają się pod wpływem nacisku, tworząc ten sam miejscowy wygięcie, które rujnuje dokładność części.

Zgodność wysokości zamknięcia i skoku

Wysokość zamknięcia to miejsce, w którym najczęściej zawodzi kompatybilność matrycy prasy. Koncepcja wydaje się prosta, ale terminologia wprawia w zakłopotanie nawet doświadczonych inżynierów, ponieważ wysokość zamknięcia prasy i wysokość zamknięcia matrycy to różne pomiary, które należy pogodzić.

Wysokość zamknięcia prasy to odległość od dolnej powierzchni siłownika do górnej części łoża prasy, mierzona przy siłowniku w dolnym martwym punkcie i ustawieniu regulacji w pozycji całkowicie podniesionej. Jest to maksymalna przestrzeń w pionie, jaką oferuje maszyna. Wysokość matrycy - przestrzeń użytkowa dla Twojego oprzyrządowania - jest mniejsza: odejmij grubość płyty wzmacniającej od wysokości zamknięcia prasy, aby uzyskać maksymalną wysokość matrycy. Odejmij zakres regulacji tłoka od tej liczby, aby uzyskać minimalną wysokość matrycy.

Wysokość zamkniętej kości (całkowity stos-w pozycji zamkniętej, od dołu dolnego buta do góry górnego buta) musi mieścić się pomiędzy wartościami minimalnymi i maksymalnymi. Jeśli matryca jest wyższa niż maksymalna wysokość matrycy, fizycznie się nie zamknie. Jeśli jest krótsza niż minimalna wysokość matrycy, regulacja siłownika nie będzie w stanie jej osiągnąć - i będziesz potrzebować równoległych bloków lub pionów, aby zrekompensować różnicę, co zwiększa niepewność-ułożenia stosu i konieczność wykonywania czynności konserwacyjnych.

W przypadku matryc pras hydraulicznych o dłuższych skokach i profilach zmiennych prędkości należy również sprawdzić, czy długość skoku zapewnia wystarczającą ilość otwartego światła dziennego do podawania taśmy, wyrzucania części oraz powrotu krzywki lub suwaka. Stempel prasy, który wchodzi w materiał przed całkowitym rozwinięciem krzywek, zniszczy zarówno oprzyrządowanie, jak i przedmiot obrabiany.

Weryfikacja Naciśnij-aby-umrzeć-Ustawić dopasowanie

Zanim zdecydujesz się na zakup zestawów matryc do pras w swoim zakładzie, zapoznaj się z poniższą listą kontrolną weryfikacji. Każdy znajdujący się na niej wymiar można potwierdzić z tabliczki znamionowej prasy, instrukcji technicznej maszyny lub z bezpośredniego pomiaru:

• Obszar wzmocnienia- potwierdź, że ślad buta mieści się w wymiarach podparcia, z luzem do mocowania na wszystkich zabezpieczonych krawędziach
• Wzór i rozmiar szczeliny T-- sprawdź, czy odstępy i szerokość szczelin odpowiadają preferowanej metodzie mocowania (śruby T-, zaciski taśmowe lub zaciski hydrauliczne)
• Maksymalna wysokość matrycy- wysokość zamknięcia po wciśnięciu minus grubość podparcia; twój zamknięty stos kości musi być mniejszy niż ta wartość
• Minimalna wysokość matrycy- maksymalna wysokość matrycy minus zakres regulacji tłoka; Twój zamknięty stos matryc musi przekraczać tę wartość
• Długość skoku- wystarczający prześwit dla wysokości podawania materiału, wyrzucania części i powrotu krzywki w pozycji całkowicie otwartej
• Ocena tonażu- całkowita siła cięcia i formowania musi pozostać poniżej znamionowej wydajności prasy, z marginesem bezpieczeństwa wynoszącym 20–30%, uwzględniającym zmienność materiału i zużycie narzędzia
• Połączenie RamuŚrednica chwytu - odpowiada otworowi tłoka (w przypadku mniejszych matryc do pras wykrawających) lub odstęp między szczelinami zaciskowymi jest wyrównany z rowkami T- stempla (w przypadku większych narzędzi)
• Usuwanie złomu- otwory we wzmocnieniach lub prześwit pod dolnym butem umożliwiają przedostawanie się ślimaków i ścinków bez gromadzenia się
• Wysokość podawania- Otwarte światło dzienne w górnej części skoku pozwala dostosować wysokość linii zasilającej cewkę i spełnić wszelkie wymagania pętli
• Specyfikacja równoległości- równoległość powierzchni tłoka prasy i powierzchni podparcia mieści się w specyfikacji; zużyte prasy zwiększają wszelkie problemy z wyrównaniem zestawu matryc

Inżynierowie często przeoczają jeden szczegół: dostępność zacisków. Wymiary buta mogą pasować do podpory, ale jeśli słupki prowadzące, bloki pięt lub cylindry azotowe blokują strefy mocowania wzdłuż obwodu buta, nie będzie można prawidłowo zabezpieczyć matrycy. Przed ostatecznym określeniem wymiarów buta naszkicuj położenie zacisków względem wszystkich zamontowanych komponentów.

Potwierdź również, że wykrojniki do pras w Twoim zakładzie mają w miarę możliwości znormalizowane wysokości zamknięcia. Standaryzacja wysokości matrycy dla narzędzi pracujących na tej samej prasie minimalizuje regulację tłoka podczas zmiany ustawień, skracając czas konfiguracji i eliminując błędy ponownej-kalibracji, które pojawiają się, gdy operatorzy wielokrotnie przełączają się między bardzo różnymi ustawieniami.

Zgodność wymiarowa umożliwia umieszczenie matrycy w prasie. Kiedy jednak już tam jest, materiały, z których wykonane są te buty, słupki i tuleje, określają, jak zespół zachowuje się pod powtarzającym się obciążeniem -, niezależnie od tego, czy utrzymuje wyrównanie przez miliony cykli, czy też stopniowo dryfuje w miarę odkształcania się i deformacji komponentów.

Wybór materiału i sztywność konstrukcyjna

Nawet jeśli zestaw matryc jest odpowiednio dobrany do prasy i skonfigurowany z odpowiednim układem słupków, materiały, z których wykonane są te elementy, ostatecznie kontrolują to, co dzieje się pod wielokrotnym obciążeniem. But o odpowiednich wymiarach, wykonany z niewłaściwego materiału, wygina się w sposób, który powoli pogarsza jakość części. Na słupku prowadzącym bez odpowiedniej twardości powstają wzorce zużycia, które powodują zwiększenie luzu w ciągu pierwszych kilku serii produkcyjnych. Wybór materiału nie jest efektowny, ale w tym przypadku-długoterminowa dokładność stemplowania jest albo zablokowana, albo po cichu zatracona.

Materiały obuwnicze i ich kompromisy w zakresie wydajności

W konstrukcji butów matrycowych dominują trzy rodziny materiałów, z których każda ma odrębny profil wydajności, który pasuje do określonych scenariuszy produkcji.

Płyta stalowajest ustawieniem domyślnym dla większości matryc do pras metalowych. Stal-niskowęglowa (zwykle AISI 1020 lub 1030) zapewnia wysoką sztywność, łatwą obróbkę skrawaniem i łatwość naprawy. Jeśli otwór na śrubę lub kołek wyląduje w niewłaściwym miejscu, mogą to być stalowe butypodłączone i spawanebez naruszania integralności strukturalnej. Moduł sprężystości stali - około 30 milionów psi - wytrzymuje zginanie pod wpływem tonażu lepiej niż jakakolwiek alternatywa o porównywalnej grubości. W przypadku stalowych matryc do tłoczenia, których wielkość produkcji sięga setek tysięcy lub milionów, blacha stalowa jest bezpiecznym i opłacalnym-fundamentem.

Lane żelazobuty zamieniają pewną sztywność na doskonałe tłumienie wibracji. Mikrostruktura grafitu w żeliwie szarym pochłania energię uderzenia generowaną podczas zatrzaśnięcia wygaszającego-poprzez - nagłe uwolnienie zmagazynowanej energii, gdy stempel przebija materiał. Tłumienie to zmniejsza hałas, wydłuża żywotność stempla i minimalizuje cykliczne zmęczenie, które z czasem rozprzestrzenia się w postaci mikropęknięć w hartowanych stalach narzędziowych. Większe matryce samochodowe często korzystają z precyzyjnie prowadzonych-żeliwnych fundamentów dostosowanych do każdej konkretnej części, a nie z płaskich płytek.

Aluminiumbuty ważą mniej więcej-jedną trzecią tego, co stal, a maszyna jest znacznie szybsza. Specjalne stopy, takie jak QC-7 i QC-10, zapewniają wytrzymałość na ściskanie przewyższającą wytrzymałość stali nisko-węglowej, dzięki czemu nadają się do produkcji, - a nie tylko do prototypowania. Aluminium doskonale sprawdza się w zastosowaniach-wykrawania z dużą prędkością, gdzie zmniejszona masa matrycy przekłada się na mniejszą bezwładność tłoka prasy, szybszą pracę cykliczną i niższy poziom hałasu. Materiał ten skuteczniej rozprasza ciepło niż stal, co jest korzystne w przypadku operacji generujących wzrost temperatury związany z tarciem. Wady są jednak realne: aluminiowe nakładki są droższe, trudniejsze do naprawy w przypadku nieprawidłowego umiejscowienia otworów i brak im długoterminowej odporności na zużycie stali w zastosowaniach związanych z formowaniem ciężkim.

Grubość buta ma znaczenie tak samo, jak wybór materiału. Kiedy matryca do blachy działa, a klocek opiera się na równoległych - podniesionych blokach, które tworzą prześwit dla spadającego złomu -, niepodparta rozpiętość między równoległościami zachowuje się jak belka pod obciążeniem. Cienki klocek na dużej rozpiętości odchyla się w środku, dynamicznie zmieniając luz stempla-na-matrycę podczas każdego uderzenia. To ugięcie może mierzyć zaledwie kilka dziesiątych części tysięcznej, ale w ciągu milionów cykli przyspiesza asymetrycznie zużycie krawędzi, powodując wzrost zadziorów po jednej stronie wytłoczonej części, podczas gdy przeciwna krawędź pozostaje czysta. Skumulowanym efektem jest spadek jakości części, który stopniowo się pogarsza, aż do przekroczenia tolerancji i wzrostu ilości złomów.

Nie ma jednego wzoru na idealną grubość buta, ponieważ zmienne są złożone: tonaż, szerokość przęsła, warunki podparcia, sztywność materiału oraz to, czy obciążenie jest skoncentrowane (przebijanie), czy rozłożone (formowanie). Zasada jest jednak taka, że ​​- buty o zbyt małym rozmiarze uginają się, ugięcie powoduje zmianę luzów, a przesunięcie luzów z czasem pogarsza jakość części. Jeśli widzisz postępujący dryft wymiarowy w matrycy z blachy, która przeszła wstępną próbę bez problemów, jedną z głównych przyczyn, które należy zbadać, jest niewystarczająca grubość lub sztywność buta.

Specyfikacje materiału słupka prowadzącego i tulei

Słupki prowadzące wytrzymują wyczerpujący cykl pracy: wytrzymują nacisk boczny, pochłaniają obciążenia udarowe podczas-przebijania się i utrzymują pasowanie ślizgowe dzięki tulejom przez miliony cykli. Wybór materiału bezpośrednio określa, jak długo system prowadzenia utrzymuje wyrównanie, zanim wzrost luzu wymusi wymianę.

W branży narzędzi metalowych i matryc do słupków prowadzących dominują dwie metody hartowania:

• Stal hartowana-- rdzeń o niskiej-węglowości (zwykle 8620 lub podobny) nawęglany w celu wytworzenia powłoki o twardej powierzchni (58-62 HRC) na twardym, plastycznym wnętrzu. Twarda obudowa jest odporna na zużycie powierzchniowe i zadrapania, a miękki rdzeń pochłania uderzenia bez kruchego pękania. Słupki nawęglane są standardem dla większości matryc do formowania metalu, ponieważ równoważą odporność na zużycie z wytrzymałością.
• Całkowicie hartowana stal narzędziowa- średnio-stal stopowa (np. O1 lub A2)-obrobiona cieplnie do uzyskania jednakowej twardości w całym przekroju (58-60 HRC). Hartowane na wskroś słupki zapewniają nieco większą sztywność pod obciążeniem bocznym, ponieważ cała sekcja jest w równym stopniu odporna na ugięcie. Są przeznaczone do zastosowań precyzyjnych wymagających najwęższych tolerancji prowadzenia, ale są bardziej kruche pod wpływem uderzenia i droższe w produkcji.

Materiał tulei musi być bardziej miękki niż słupek, na którym opiera się -, co zapewnia skupienie zużycia w wymiennej tulei, a nie w droższym słupku. Typowe stopy tulei obejmują:

• Brąz (C93200 lub C93700)- doskonała odporność na zużycie i naturalna smarowność dzięki zawartości cyny. Dobra przewodność cieplna pomaga rozproszyć ciepło powstałe w wyniku tarcia. Standardowy wybór dla zestawów matryc do łożysk ślizgowych.
• Brąz-impregnowany olejem- brąz spiekany o połączonych porach nasycony olejem smarowym. Porowata struktura uwalnia olej pod ciśnieniem i pod wpływem ciepła, zapewniając samosmarowanie-podczas pracy. Idealny do zastosowań, w których okresy smarowania ręcznego są nieregularne.
• Brąz-na podłożu stalowym- cienka warstwa nośna z brązu połączona ze stalową powłoką. Stalowy podkład zapewnia wytrzymałość konstrukcyjną, podczas gdy powierzchnia z brązu zapewnia właściwości zużycia i tarcia. Stosowany w zastosowaniach-pod dużym obciążeniem, gdzie tuleja z litego brązu może odkształcić się pod wpływem siły ściskającej.
• Grafit-zaślepiony brąz- tuleje z litego brązu z osadzonymi grafitowymi wtyczkami, które zapewniająciągłe samosmarowanie. Najlepiej nadaje się do środowisk-o wysokiej temperaturze lub do zastosowań, w których płynny smar mógłby zanieczyścić obrabiany przedmiot.

Obróbka powierzchniowa wydłuża żywotność komponentów poza to, co zapewniają same właściwości materiału podstawowego. Azotowanie słupków prowadzących po utwardzeniu powoduje utworzenie cienkiej, niezwykle twardej warstwy-z rozproszonym azotem (powierzchnia do 70 HRC), która jest odporna na zacieranie i zużycie adhezyjne bez zmiany właściwości rdzenia. Chromowanie zwiększa odporność na korozję i zmniejsza współczynniki tarcia na powierzchniach ślizgowych. W przypadku zastosowań matryc metalowych w środowiskach korozyjnych lub gdy problemem jest zanieczyszczenie smaru, taka obróbka powierzchni może podwoić lub potroić odstęp między kolejnymi wymianami.

Specyfikacje obróbki cieplnej zasługują na uwagę podczas zakupów. Wsporniki, które nie zostały odpowiednio odpuszczone po hartowaniu, zachowują naprężenia wewnętrzne, które z czasem ustępują, - powodując zmiany wymiarowe, które zmieniają ustawienie prowadnic po tym, jak matryca jest już w produkcji. Zawsze sprawdzaj, czy słupki zostały poddane podwójnej lub potrójnej hartowaniu zgodnie z zaleceniami producenta stali i potwierdź wartości twardości podczas kontroli, zamiast ufać samej dokumentacji.

Wybór materiałów wpływa na cały okres produkcji. Stalowa stopka w połączeniu ze słupkami-utwardzonymi dyfuzyjnie i tulejami z brązu-impregnowanymi olejem zapewnia miliony niezawodnych cykli w większości zastosowań związanych z tłoczeniem. Jeśli jednak wymagania dotyczące środowiska, tonażu lub precyzji wykraczają poza standardowe warunki, modernizacja nawet jednego komponentu - grubszej podstawy,-utwardzonych słupków lub grafitowych-zatykanych tulei - może wyeliminować tryb awaryjny, który po cichu skraca żywotność matrycy. Kluczem jest wiedza, który element ogranicza Twój system, a to wymaga zrozumienia wzorców zużycia i wskaźników awarii, jakie wykazuje każdy materiał w warunkach eksploatacyjnych.

Konserwacja zestawu matryc i rozwiązywanie problemów

Wzorce zużycia nie ogłaszają się alarmami. Rozwijają się powoli - tutaj o kilka dziesiątych wzrostu luzu, tam słaby ślad -, aż skumulowany efekt w końcu wyjdzie na jaw w postaci dryfu wymiarowego w wytłoczonych częściach. Do tego czasu uszkodzenia nałożyły się kaskadowo: zużyte tuleje umożliwiły niewspółosiowość, co przyspieszyło uszkodzenie krawędzi stempla, co zwiększyło siły skrawania, co jeszcze bardziej negatywnie wpływało na system prowadzenia. Przerwanie tego cyklu wymaga zdyscyplinowanej procedury kontroli, która wcześnie wykryje degradację, zanim przełoży się ona na kosztowne awarie narzędzi matrycowych lub nieplanowane przestoje prasy.

Wskaźniki zużycia i metody pomiaru

Luz słupka prowadzącego i tulei to najbardziej wymowny pomiar stanu matrycy. Gdy zestaw jest nowy, luz roboczy pomiędzy tuleją łożyska ślizgowego a współpracującym czopem wynosi zwykle od 0,0003 do 0,001 cala. -, co jest wystarczające do wytworzenia filmu smarnego bez zauważalnego luzu. Przez miliony cykli luz ten rośnie w miarę zużywania się bardziej miękkiego materiału tulei na utwardzonym słupku. Śledzenie tego wzrostu w czasie pozwala dokładnie określić, ile czasu pozostało do wykorzystania.

Oto jak to zmierzyć: po wyjęciu zestawu matryc z prasy zamontuj czujnik zegarowy na dolnym ślizgu i ustaw tłok na górnym ślizgu w pobliżu słupka prowadzącego. Zastosuj boczny nacisk dłoni na górny but i odczytaj całkowity ruch wskaźnika. To jest Twój luz funkcjonalny -, na który pozwala system prowadzenia podczas pracy. Porównaj ten odczyt z oryginalną specyfikacją z protokołu budowy matrycy.

Progi wymiany zależą od wymagań dotyczących tolerancji części, ale praktyczna wskazówka jest następująca: gdy zmierzony luz przekracza trzykrotnie pierwotną specyfikację, należy zaplanować wymianę tulei w następnym zaplanowanym oknie konserwacji. Gdy przekroczy pięciokrotność wartości oryginalnej, natychmiast wycofaj matrycę z produkcji - wykorzystujesz pożyczony czas, a jakość części już się pogarsza, nawet jeśli kontrola jeszcze tego nie zauważyła.

Poza pomiarem luzu, sprawdź wizualnie słupki prowadzące pod kątem następujących wskaźników:

• Pionowe linie nacięcia lub zatarcia- wskazują brak smarowania lub zanieczyszczenie interfejsu przesuwnego
• Polerowane opaski- pokaż, gdzie tuleja styka się pod obciążeniem; nierówne paski wskazują, że słupek ugina się lub buty nie są równoległe
• Znaki śledzenia piłki- w układach łożysk kulkowych rowki zużyte w średnicy zewnętrznej słupka lub średnicy wewnętrznej tulei ujawniają nadmierne obciążenie boczne, które przenosi się na poszczególne elementy kulkowe stykające się punktowo
• Stożek średnicy- mierzalny mikrometrem w górnej, środkowej i dolnej części strefy zaczepienia słupka; zbieżność powyżej 0,0002 cala wskazuje, że sam słupek wymaga wymiany, a nie tylko tuleja

Powierzchnie obuwia wymagają własnego protokołu kontroli. Przeprowadź prostą krawędź po powierzchniach montażowych i sprawdź, czy nie ma lekkich szczelin wskazujących na miejscowe odkształcenie -, szczególnie pod hartowanymi sekcjami matrycy, gdzie z biegiem czasu skoncentrowane obciążenia stempla wbijały się w bardziej miękki materiał buta. Ślady cierne (drobny, rdzawy-proszek na stykach współpracujących) sygnalizują, że skręcane elementy-poruszają się mikropod wpływem cyklicznego obciążenia, ścierając materiał podstawowy i poluzowując pasowanie. Zacieranie się powierzchni stykowych klocków piętowych wskazuje, że żywotność płytek ścieralnych przekroczyła ich żywotność, a siły boczne uszkadzają obecnie sam but.

Równoległość buta - płaskość pomiędzy górną i dolną powierzchnią montażową - należy sprawdzić za pomocą czujnika zegarowego przesuniętego po powierzchni na granitowej płytce referencyjnej. Gdy odchylenie równoległości przekracza 0,001 cala na szerokości klocka, klocki wymagają ponownego-szlifowania na szlifierce do płaszczyzn, aby przywrócić precyzję, od której zależą matryce obróbcze i sekcje tnące w celu uzyskania równomiernego luzu.

Typowe tryby awarii i przyczyny źródłowe

Większość usterek zestawu matryc ma jedną z trzech głównych przyczyn: awarię smarowania, przeciążenie lub niewspółosiowość. Sam tryb awarii jest objawem. - Naprawienie go bez zajęcia się podstawową przyczyną gwarantuje powtórzenie zdarzenia. Każdy technik warsztatu powinien być w stanie rozpoznać te wzorce i prześledzić je do źródła.

Zwróć uwagę na wzór: każde działanie naprawcze obejmuje zarówno natychmiastową naprawę, jak i etap dochodzenia. Wymiana zatartej tulei bez sprawdzenia dostarczania smaru to po prostu planowanie kolejnego zatarcia. Narzędzia do wytwarzania matryc, takie jak średniceomierze, czujniki zegarowe i płytki powierzchniowe, istnieją specjalnie po to, aby obiektywnie określać ilościowo te warunki. - Opierając się wyłącznie na kontroli wizualnej, nie zauważają-wczesnego etapu degradacji, którą ma wychwycić przewidywalna konserwacja.

Harmonogram konserwacji zapobiegawczej

Częstotliwość konserwacji powinna być skalowana wraz z wielkością produkcji. Matryca wykonująca 50 000 cykli między przeglądami-w fabryce motoryzacyjnej o dużej produkcji potrzebuje innego rytmu niż ten, który produkuje 5000 części na cykl w warsztacie. Poniższa struktura poziomów zapewnia podstawowe okresy regulacji - w oparciu o rzeczywiste trendy pomiarów zużycia i dane dotyczące jakości części.

Poziom 1: Każda seria produkcyjna (lub każde 10 000–25 000 uderzeń)

• Wytrzyj do czysta słupki prowadzące i tuleje; sprawdź, czy nie ma zadrapań, odbarwień pod wpływem ciepła lub suchych powierzchni
• Nałóż określony smar na wszystkie styki słupka prowadzącego i tulei
• Sprawdź płytki ścieralne bloku pięty pod kątem zatarcia lub nagromadzenia zanieczyszczeń
• Sprawdź, czy wszystkie śruby mocujące buty są dokręcone momentem zgodnym ze specyfikacją
• Sprawdź, czy kołki ustalające nie są poluzowane, wizualnie i poprzez próbę lekkiego dotknięcia
• Usuń osady i odpadki z obszarów przeznaczonych do czyszczenia butów

Poziom 2: Co 50 000–100 000 uderzeń

• Zmierz luz między słupkiem prowadzącym- a-tuleją metodą czujnika zegarowego; wartości rekordowe i trendowe
• Sprawdź powierzchnie mocowania buta pod kątem występowania freonów, zatarć lub odkształceń
• Sprawdź płyty nośne pod kątem pęknięć, wgłębień lub wybrzuszeń
• Sprawdź wysokość wolnych sprężyn względem oryginalnych specyfikacji; wymienić wszystkie wykazujące utratę wysokości większą niż 5%.
• Sprawdź powierzchnie słupków prowadzących za pomocą mikrometru w trzech punktach pod kątem zmniejszenia zbieżności lub średnicy
• Sprawdź koszyki łożysk kulkowych (jeśli dotyczy) pod kątem pękniętych elementów ustalających lub brakujących kulek

Poziom 3: co 250 000-500 000 uderzeń (lub co roku w przypadku zastosowań związanych z obróbką matryc o małej objętości)

• Wycofaj zestaw matryc z użytku w celu przeprowadzenia kompleksowej kontroli na stanowisku badawczym
• Sprawdź równoległość butów na granitowej płycie powierzchniowej; przeszlifuj ponownie, jeśli odchylenie przekracza 0,001 cala.
• Wymień wszystkie tuleje wykazujące luz przekraczający trzykrotność oryginalnej specyfikacji
• Wymień wszystkie słupki prowadzące wykazujące mierzalną zbieżność, zarysowania poniżej specyfikacji wykończenia powierzchni lub zmniejszenie średnicy powyżej 0,0005 cala.
• Sprawdź wszystkie otwory kołków ustalających pod kątem wydłużenia; rozwiercić i w razie potrzeby założyć zbyt duże kołki
• Sprawdź, czy grubość buta w-obszarach dużego obciążenia nie zmniejszyła się w wyniku odkształcenia powierzchni
• Po-ponownej ocenie płaskości i równoległości buta po każdej operacji ponownego szlifowania

Kryteria przejścia na emeryturę:Zestaw matryc powinien zostać wycofany z produkcji, jeśli pęknięcia klocka wykraczają poza miejscową naprawę,-jeśli ponowne szlifowanie zmniejszyło grubość klocka poniżej minimalnej wymaganej dla danego tonażu, gdy miejsca otworów słupków prowadzących zużyły się do tego stopnia, że ​​standardowe słupki nadwymiarowe nie są w stanie przywrócić pierwotnego ustawienia lub gdy skumulowane odkształcenie przesunęło geometryczną zależność między elementami montażowymi w stopniu wykraczającym poza to, co może skompensować podkładka podkładkowa. W tym momencie zestaw osiągnął zamierzony okres użytkowania -, a każdy dodatkowy skok jest ryzykowną katastrofą.

Konsekwentna konserwacja zmienia zestaw matryc z materiału eksploatacyjnego w-długowieczny zasób kapitału. Ale konserwacja zachowuje tylko to, co zostało poprawnie określone w pierwszej kolejności. Prawidłowe uzyskanie oryginalnej specyfikacji - przekazywanie dostawcy prawidłowych wymiarów, tolerancji i wymagań eksploatacyjnych - to moment, w którym ostatni element układanki trafia na swoje miejsce.

Jak określić i zamówić odpowiedni zestaw matryc

Konserwacja utrzymuje wydajność zestawu matryc -, ale nie może naprawić zestawu, który został błędnie określony od pierwszego dnia. Zamawianie zestawu wykrojników bez przekazania dostawcy odpowiednich danych jest jak poproszenie mechanika o wycięcie części bez wydruku. Otrzymasz coś w zamian, ale prawdopodobnie nie będzie ono pasować do Twojej prasy, nie będzie pasować do Twojego procesu lub nie wytrzyma całej wielkości produkcji. Na etapie specyfikacji inżynierowie zajmujący się narzędziami ograniczają wydajność lub nieświadomie wprowadzają ograniczenia.

Informacje potrzebne przed określeniem zestawu matryc

Przed skontaktowaniem się z producentem tłoczników należy zebrać następujące dane. Brak choćby jednego może spowodować, że zestaw będzie wymagał przeróbek lub w ogóle nie będzie pasował do Twojej prasy:

• Ocena tonażu prasy- określa gatunek materiału buta i minimalną grubość, aby wytrzymać ugięcie pod maksymalnym obciążeniem
• Wymiary bolca (szerokość x głębokość)- ogranicza maksymalny ślad buta i lokalizacje stref mocowania
• Zakres wysokości zamknięcia (minimalny i maksymalny)- definiuje pionową obwiednię, w której musi mieścić się zamknięty stos matryc
• Długość skoku- wpływa na długość zaangażowania posta przewodnika; słupki muszą pozostać w tulejach przez cały czas pełnego otwarcia
• Kierunek podawania i szerokość paska- określa, które strony muszą pozostać wolne od słupków prowadzących i bloków pięt
• Oczekiwana wielkość produkcji- wpływa na decyzje dotyczące wyboru materiału, typu łożyska i obróbki powierzchni
• Koperta przestrzeni matrycy (wymiary obszaru roboczego)- ustawia minimalną powierzchnię buta potrzebną do zamontowania wszystkich aktywnych komponentów matrycy z odstępem na elementy złączne
• Wzór i rozmiar szczeliny T-- zapewnia prawidłowe zamocowanie buta zarówno do podpory, jak i do siłownika
• Wymagania dotyczące tolerancji części- określa, czy odpowiednie jest prowadzenie na łożysku kulkowym czy ślizgowym
• Środowisko operacyjne- kurz, mgła płynu chłodzącego lub ekstremalne temperatury mają wpływ na materiał tulei i specyfikacje smarowania

Brzmi jak dużo? Jest to -, ale każda pozycja na tej liście odpowiada wymiarowi lub wyborowi materiału, którego dokona w Twoim imieniu Twój dostawca, jeśli tego nie określisz. Przejęcie kontroli nad tymi decyzjami z góry odróżnia kość niestandardową, która działa, od tej, która po prostu pasuje.

Zestawy matryc standardowych i niestandardowych oraz względy kosztowe

Wielkość produkcji jest głównym czynnikiem decydującym o wyborze-standardu-niestandardowego. Standardowe katalogowe zestawy matryc - zbudowane według typowych wymiarów, z wcześniej określonymi rozmiarami słupków, lokalizacjami i grubością podstawy - zapewniają szybką dostawę i niższy koszt jednostkowy dzięki korzyściom skali. Jak pokazuje doświadczenie branżowe, większość zakładów nie jest w stanie wyprodukować-jednostkowego zestawu matryc tak-tak opłacalnie, jak dostawca specjalizujący się w produkcji matryc specjalistycznych działający na dużą skalę. Zestawy standardowe zapewniają również wymienność: komponenty są zgodne ze standardami wymiarowymi NAAMS lub JIS, co oznacza, że ​​zamienne słupki, tuleje i podkładki można pozyskać od wielu producentów matryc bez obróbki niestandardowej.

Niestandardowe matryce do tłoczenia metali zarabiają więcej, gdy Twoja aplikacja wykracza poza parametry katalogowe. Niestandardowe-rozstawy słupków, zbyt duże ślizgi do formowania o dużym-tonażu, nietypowe wymagania dotyczące prześwitu-kierunku podawania lub potrzeba zintegrowanych bloków piętowych i kieszeni do mocowania azotu – wszystko to skłania Cię do zakupu niestandardowego zestawu matryc zaprojektowanego dokładnie według Twoich specyfikacji. Różnica w kosztach polega na tym, że rzeczywiste - rozwiązania niestandardowe wymagają poświęconego czasu inżynierii, unikalnych konfiguracji i często dłuższych czasów realizacji -, ale podobnie jest z różnicą w wydajności, gdy zestaw katalogowy wymusza kompromisy w układzie matrycy.

Istnieje również droga środka. Niektórzy inżynierowie kupują standardowy zestaw, a następnie w-domu - obrabiają niestandardowe elementy, dodatkowe otwory montażowe, kieszenie przelotowe lub zmodyfikowane lokalizacje słupków. To hybrydowe podejście może skrócić czas, ale wymaga możliwości obróbki i wiedzy specjalistycznej, aby utrzymać dokładność pozycjonowania pomiędzy otworami słupków prowadzących, od których zależy wydajność zestawu matryc. Obróbka wszystkich krytycznych elementów przy jednym-ustawieniu, zgodnie z praktyką-dostawców skupiających się na precyzji, eliminuje błędy pozycjonowania, które powstają, gdy ślizgacz matrycy przemieszcza się między wieloma ustawieniami maszyny.

Planowanie czasu realizacji również ma znaczenie. Standardowe zestawy matryc często są wysyłane w ciągu kilku dni. Zamówienia na niestandardowe matryce do tłoczenia metali trwają zazwyczaj od dwóch do sześciu tygodni, w zależności od złożoności, dostępności materiałów i zaległości dostawcy. W przypadku uruchomienia produkcyjnego z ustalonymi terminami uwzględnij ten czas realizacji w harmonogramie programu narzędziowego - nie jako refleksję, ale jako kluczowy-element ścieżki umożliwiający wypróbowanie i weryfikację.

Współpraca z właściwym dostawcą zestawów matryc

Zebrane dane specyfikacji przynoszą rezultaty tylko wtedy, gdy dostawca wie, co z nimi zrobić. Poszukaj producentów matryc, którzy zadają właściwe pytania - na temat Twojego procesu, stanu prasy i oczekiwań w zakresie tolerancji -, zamiast po prostu cytować rysunek. Najlepsi dostawcy działają jako partnerzy inżynieryjni, wychwytując luki w specyfikacji, zanim staną się błędami konstrukcyjnymi.

W przypadku projektów obejmujących złożone struktury matrycy - specyfikacje małych prześwitów, zoptymalizowany przepływ materiału, niestandardowe stemple, podnośniki lub geometrię karbu obejściowego - współpraca z dostawcą, który łączy zamierzenia projektowe z rzeczywistością produkcyjną, pozwala zaoszczędzić cykle iteracji. Na przykład YICHEN łączy inżynierów zajmujących się narzędziaminiestandardowe rozwiązania w zakresie matryc do tłoczeniaktóre od samego początku rozwiązują-ciężkie wyzwania projektowe, takie jak kontrola zadziorów, integracja komponentów i optymalizacja prześwitu, zamiast pozostawiać te szczegóły do ​​rozwiązania podczas prób.

Niezależnie od tego, którego dostawcę wybierzesz, przed podjęciem decyzji potwierdź jego możliwości:-własną obróbkę z próbną weryfikacją kluczowych wymiarów, udokumentowane raporty jakości pokazujące rzeczywiste osiągnięte tolerancje oraz chęć współpracy przy udoskonalaniu specyfikacji zamiast po prostu budowania do druku. Zestaw matryc do tłoczenia to precyzyjny przyrząd, który określa jakość części na lata. - Proces zamawiania zasługuje na taki sam rygor, jaki stosuje się przy określaniu specyfikacji innych inwestycji w narzędzia kapitałowe.

Często zadawane pytania dotyczące zestawu matryc do tłoczenia

1. Jaka jest różnica pomiędzy zestawem matryc a blokiem matrycy?

Zestaw matryc to szkielet konstrukcyjny składający się z górnych i dolnych ślizgów matrycy, słupków prowadzących i tulei prowadzących, który utrzymuje wyrównanie pomiędzy dwiema połówkami narzędzia do tłoczenia. Z drugiej strony bloki matrycowe zawierają rzeczywiste krawędzie tnące, profile formujące i geometrię przebijania. Można zamieniać różne bloki matryc na ten sam zestaw matryc, o ile wymiary są zgodne, dlatego standardowe zestawy matryc pomagają obniżyć koszty oprzyrządowania w różnych rodzinach produktów. Kiedy jakość części ulega pogorszeniu, podstawową przyczyną często jest zużyty system prowadzenia zestawu matryc, a nie sama geometria bloku matrycy.

2. Jak wybrać pomiędzy systemem prowadnic z łożyskami kulkowymi a ślizgowymi dla mojego zestawu matryc?

Wybór zależy od warunków pracy. Systemy łożysk kulkowych zapewniają wyrównanie z prawie zerowym luzem, idealne do-wygaszania z dużą{2}}prędkością i przebijania z małą-tolerancją, ale wymagają czystego środowiska, stałego smarowania olejem mineralnym i nie tolerują obciążeń udarowych ani zanieczyszczeń. W układach łożysk ślizgowych zastosowano tuleje z brązu, które znacznie lepiej wytrzymują napór boczny, brudne środowisko i niespójną konserwację, dzięki czemu nadają się do ciężkiego formowania, głębokiego tłoczenia i-ciągarek krzywkowych. W przypadku matryc progresywnych wymagających zarówno precyzji, jak i ciągu, skutecznym kompromisem są konfiguracje hybrydowe z łożyskami kulkowymi na krytycznej osi posuwu i łożyskami ślizgowymi na-osi obciążonej wzdłużnie.

3. Kiedy należy wymienić tuleje prowadzące w zestawie tłoczników?

Zaplanuj wymianę tulei, gdy zmierzony luz pomiędzy-tuleją-przekracza trzykrotnie pierwotną specyfikację z protokołu budowy matrycy. Jeśli luz osiągnie pięciokrotność pierwotnej wartości, należy natychmiast wycofać matrycę z produkcji, ponieważ jakość części już się pogarsza. Zmierzyć luz, montując czujnik zegarowy na dolnym kloszu, umieszczając tłok na górnym kloszu w pobliżu słupka prowadzącego i odczytując całkowity ruch wskaźnika pod bocznym naciskiem dłoni. Śledź te odczyty w miarę upływu czasu, aby przewidzieć częstotliwość wymiany i uniknąć nieplanowanych przestojów.

4. Jaka konfiguracja zestawu matryc jest najlepsza do tłoczenia progresywnego?

Konfiguracje słupków tylnych są standardem w przypadku stemplowania progresywnego, ponieważ ustawiają oba słupki prowadzące wzdłuż tylnej krawędzi, pozostawiając przód i boki całkowicie otwarte w celu podawania pasków, usuwania złomu i widoczności dla operatora. W połączeniu z prowadzeniem na łożyskach kulkowych zestawy słupków tylnych zapewniają powtarzalność pozycjonowania, której wymaga-szybkie progresywne wygaszanie i przekłuwanie. Jeśli jednak matryca progresywna zawiera ciężkie stacje formujące w pobliżu przedniej krawędzi szerokiego buta, asymetryczne prowadzenie dwóch tylnych słupków może pozwolić na wystarczające ugięcie, aby zmienić wyrównanie. W takich przypadkach rozważ przejście na układ z czterema-słupkami lub dodanie bloków na piętę, aby absorbować nacisk boczny.

5. Jak określić prawidłową grubość stopki matrycy dla mojego zastosowania?

Grubość buta musi być odporna na ugięcie w zależności od konkretnego tonażu, szerokości przęsła i warunków podparcia. Kiedy but opiera się na równoleżnikach w celu usunięcia złomu, niepodparte przęsło zachowuje się jak obciążona belka. Zbyt cienki klocek ugina się w środku, dynamicznie przesuwając stempel-w-matrycę, usuwając odstęp przy każdym uderzeniu, powodując postępujący wzrost zadziorów i przesunięcie wymiarowe. Chociaż nie ma jednego wzoru na wszystkie przypadki, zasada jest spójna: większy tonaż, szersze rozpiętości bez podparcia i skoncentrowane obciążenia przebijające wymagają grubszych butów. Jeśli zaobserwujesz postępujący spadek jakości w matrycy, która przeszła wstępną próbę, jedną z pierwszych przyczyn, które należy zbadać, jest niewystarczająca grubość buta. Dostawcy tacy jak YICHEN mogą pomóc inżynierom w optymalizacji wymiarów obuwia w odniesieniu do określonych wymagań dotyczących tonażu i prześwitu.