Metāla štancēšanas presformu izgatavošana: no neapstrādāta tērauda līdz pirmajam hitam

Ko īsti nozīmē metāla štancēšanas formas izgatavošana

Kad meklējat informāciju parmetāla štancēšanas presformu izgatavošana, jūs parasti nokļūstat vienā no divām galējībām: hobijs izdara caurumus plānās loksnēs vai blīvu mācību grāmatas nodaļu, kas piepildīta ar vienādojumiem. Šis raksts aizpilda plaisu starp šīm pasaulēm, iepazīstinot jūs ar to, kā patiesībā izskatās profesionāla presformu konstrukcija, sākot no neapstrādāta tērauda līdz pirmajam ražošanas hitam.

Kas ir štancēšanas matrica un kas ir tās izgatavošanā

Tātad, kas ir mirst ražošanā? Štancēšanas presforma pamatā ir precīzs instruments, kas sastāv no divām savienojošām pusēm, kas sagriež, saliek vai veido lokšņu metālu gatavā formā, izmantojot presēšanas spēku. Augšējā un apakšējā daļā ir perforatori, matricu dobumi, noņēmēji, piloti un vadotnes, kas darbojas kopā, lai atrastu materiālu, veiktu darbības un atbrīvotu gatavo daļu. Vienkārša štancēšanas definīcija: liela-spēka process, kas pārveido plakanu loksni trīs-dimensiju komponentos ar ražošanas ātrumu.

Bet šeit ir atšķirība, ko lielākā daļa satura neievēro. Darbinot štancēšanas veidni, tas ir jāievieto presē un jādarbina daļas. Tā izveide nozīmē katras detaļas izstrādi, sākot no instrumenta tērauda bloka, apstrādājot to līdz mikronu-līmeņa pielaidēm, sacietējot un pierādot, ka tas ražo pieņemamas detaļas, pirms tās nonāk ražošanā. Kas ir štancēšanas prese bez pareizi uzbūvētas presformas? Tikai liela tonnāža, kur nav lietderīgi iet.

Šī raksta darbības joma ir pilnībā vērsta uz konstrukcijas pusi: projektēšanu, apstrādi, termisko apstrādi, pārbaudi un validāciju. Ja jautā, kas ir presformas un kā tās tiek izgatavotas, jūs esat īstajā vietā.

Kāpēc mirt{0}}Precizitāte nosaka detaļu kvalitāti

Katrs apzīmogotās daļas izmērs tieši norāda uz to, kā tika ražotas tās štancēšanas presformas. Perforators-līdz-preču klīrenss kontrolē urbuma augstumu. Dobuma ģeometrija nosaka materiāla plūsmu. Formēšanas tēraudu virsmas apdare nosaka, vai daļas tīri atbrīvojas, vai arī pūš un pielīp. Kad pielaides novirzās pat par dažām collu tūkstošdaļām, lūžņu skaits pieaug, palielinās preses dīkstāves laiks un pieaug izmaksas par vienu sitienu.

Matrica ir katras apzīmogotās daļas DNS. Ikviens virsmas apdares defekts, izmēru kļūda vai izspiedums norāda uz veidnes izgatavošanu.

Praktiskā līmenī saprast, kas ir metāla štancēšana, nozīmē atzīt, ka metāla štancēšanas presformas nav vispārīgi instrumenti. Tie ir pēc pasūtījuma izgatavoti-instrumenti, kuros katra dizaina izvēle, materiālu izvēle un apstrādes darbība atbilst katras ražotās daļas kvalitātei, ilgmūžībai un ekonomiskumam. Nākamajās sadaļās ir precīzi norādīts, kā tas notiek, sākot ar digitālās inženierijas fāzi, kas notiek pirms mikroshēmu griešanas.

Die Design darbplūsma no CAD modelēšanas līdz CAM programmēšanai

Pirms jebkura instrumenta tērauda griešanas štancēšanas presforma pilnībā pastāv kā digitālā ģeometrija. Sākotnējā-inženierijas fāze ir vieta, kur lielā mērā tiek noteiktas izmaksas, precizitāte un ražošanas veiktspēja, tomēr tas ir solis, ko lielākā daļa diskusiju par presformu konstrukciju izlaiž.Mūsdienīgs štancēšanas formas dizainsbalstās uz trim savstarpēji saistītām digitālajām disciplīnām: 3D CAD modelēšana, lai definētu katru komponentu, CAE simulācija, lai apstiprinātu formēšanas uzvedību, un CAM programmēšana, lai ģenerētu instrumentu celiņus, kas apstrādās katru daļu. Pareizi izpildiet šo posmu un samazināsiet izmēģinājuma cilpas, lūžņus un pārstrādāšanu. Izdari to nepareizi, un tu maksā par šīm tērauda kļūdām.

3D CAD modelēšana štancēšanas un štancēšanas ģeometrijai

Metāla štancēšanas formas dizains sākas ar gatavās apzīmogotās daļas 3D parametru modeli. Inženieri importē daļas ģeometriju, parasti kā STEP vai vietējo CAD failu, un sāk strādāt atpakaļ no galīgās formas, lai noteiktu, kā tas ir jāveido. Šī apgrieztā-inženierijas pieeja ir vieta, kur lokšņu metāla štancēšanas dizains atšķiras no vispārējās mehāniskās konstrukcijas. Jūs ne tikai modelējat cietas sastāvdaļas; jūs modelējat negatīvo telpu un kustību, kas radīs daļu miljoniem reižu.

Parametriskā modelēšana nozīmē, ka katru dimensiju nosaka attiecības. Mainiet perforatora rādiusu, un savienojošās formas dobums, noņēmēja atvere un pamatnes plāksnes kabata tiek automātiski atjauninātas. Šī asociativitāte novērš neatbilstības, kas rada traucējumus montāžas laikā. Perforatori tiek modelēti ar to griešanas profiliem, zemes garumiem un bīdes leņķiem. Formēšanas bloki saņem dobuma ģeometriju ar atbilstošiem attālumiem konkrētajam materiālam un apzīmogojamajam biezumam. Noņēmēji, piloti, vadošās tapas un papēžu bloki iegūst formu vienā montāžas modelī, nodrošinot, ka katra sastāvdaļa darbojas kā koordinēta sistēma.

Sloksnes izkārtojums ir būtiska šīs modelēšanas fāzes daļa. Dizainers nosaka, kā plakanā sloksne tiks ievietota, cik daudz materiāla atrodas starp daļām, kur savienojas nesēja cilnes un kāds attālums atdala stacijas. Labi-izplānots sloksnes izkārtojums līdzsvaro materiāla izmantošanu pret formēšanas spēka sadalījumu un padeves stabilitāti. Slikta ligzdošanas materiāla izšķērdēšana. Slikta secība rada nelīdzsvarotus spēkus, kas nevienmērīgi nolieto matricu.

CAE simulācija, lai prognozētu veidošanās uzvedību

Iedomājieties, ka izspiežat sarežģītu formu no augstas -izturības tērauda un atklājat, ka vilkšanas siena kļūst plānāka līdz plaisāšanai, taču tikai pēc tam, kad esat jau apstrādājis presformas dobumus. Šāds scenārijs bija izplatīts. Mūsdienās CAE simulācija paredz šīs atteices pirms jebkāda fiziska instrumenta pastāvēšanas, padarot to par vienu no vērtīgākajām metāla štancēšanas metodēm, kas pieejamas štancēšanas inženieriem.

Galīgo elementu analīze modelē visu formēšanas procesu: sagataves turētāja kontaktu, perforatora gājienu, materiāla ieplūšanu dobumos un tam sekojošo elastīgo atjaunošanos. Simulācija identificē krokošanos neatbalstītās vietās, retināšanu šauros rādiusos un plaisāšanu, ja deformācija pārsniedz materiāla robežas. Tas arī paredz atspērienu, kas ir veidotā metāla tendence daļēji atgūt formu, kad tiek noņemts presēšanas spēks. Augstas -stiprības tēraudiem atspere var būt pietiekami spēcīga, lai pilnībā izstumtu daļas no pielaides.Uzlaboti simulācijas rīkitagad aprēķiniet atsperes lielumu visā daļas virsmā, ļaujot inženieriem proaktīvi kompensēt presformas ģeometriju, nevis meklēt korekcijas izmēģinājuma laikā.

Šī kompensācija darbojas, apzināti modificējot matricas virsmu, lai daļa atgūtu pareizo galīgo formu. Bez simulācijas inženieri paļāvās uz fizisku izmēģinājumu-un-kļūdām, liekot lietā minējumus un atkārtojot dārgas stangas korekcijas. Zīmogošanas tehnoloģija ir attīstījusies tiktāl, ka metāla štancēšanas prototipu var apstiprināt digitāli, pirms tiek veikts stingrs instruments, samazinot nedēļas no izstrādes termiņiem un izslēdzot visas fiziskās paraugu ņemšanas kārtas.

CAM programmēšana un rīku ceļu stratēģija

Ja ģeometrija ir bloķēta un simulācija ir apstiprināta, CAM programmēšana pārvērš dizainu mašīnas instrukcijās. Katrai kontūrai, kabatai un profilam uz katras veidnes sastāvdaļas ir nepieciešams darba ceļš, kas līdzsvaro virsmas apdari, izmēru precizitāti un cikla laiku. Šeit štancēšanas dizaina lēmumi atbilst ražošanas realitātei.

CAM programmētāji definē rupjmašīnas stratēģijas, kas ātri noņem beztaras materiālu, atstājot krājumus pus{0}}apdarei un apdarei. Tie izvēlas griezēju ģeometrijas, kas atbilst konkrētām iezīmēm: lodīšu-galu frēzes kontūrveida dobumiem, plakanas gala frēzes plakanām virsmām un maza-diametra instrumentus šauriem stūriem. Tādas darba ceļa stratēģijas kā ātrgaitas-apstrāde ar nemainīgu skaidu slodzi samazina griešanas spēkus un pagarina instrumenta kalpošanas laiku, kam ir nozīme, ja pēc termiskās apstrādes apstrādājat rūdītu instrumentu tēraudu ar 60+ HRC.

Sarežģītiem presprofiliem ar saliktām līknēm un iegriezumiem 5 asu vienlaicīga programmēšana nodrošina, ka griezējs ir optimāli orientēts uz virsmu, samazinot ķemmīšgliemeņu augstumu un līdz minimumam samazinot roku pulēšanu. Vienkāršākām plakanām ģeometrijām var būt nepieciešams tikai 3 asu darbs. Programmētājs pieņem šos lēmumus pa komponentiem, pamatojoties uz ģeometrijas sarežģītību un pielaides prasībām.

Tipiskā metāla štancēšanas projektēšanas darbplūsma no koncepcijas līdz mašīnas{0}}gatavām programmām notiek noteiktā secībā:

1. Daļu ģeometrijas importēšana un priekšizpēte
2. Joslu izkārtojums, ligzdošana un darbību secība
3. Komponentu modelēšana ar pilnu parametru asociativitāti
4. Veidošanas simulācija, atsperes prognozēšana un kauliņu sejas kompensācija
5. Rīku ceļa ģenerēšana, simulācijas verifikācija un pēc{0}}apstrāde CNC

Katrs solis baro nākamo. Simulācijas izlaišana, lai ietaupītu laiku, gandrīz vienmēr maksā vairāk par pārstrādi. Ātra CAM programmēšana noved pie sliktas virsmas apdares, kas prasa pārmērīgu roku darbu. Digitālā fāze ir vieta, kur disciplīna atmaksājas, jo, tiklīdz jūs sākat griezt tēraudu, izmaiņas kļūst eksponenciāli dārgākas. Šī pāreja no digitālā modeļa uz fizisku metālu, faktiskā presformas detaļu apstrāde ir vieta, kur konstrukcijas sarežģītība visspilgtāk atklājas.

Štancēšanas presformu veidi un konstrukcijas atšķirības

Ne visas štancēšanas presformas ir izgatavotas vienādi, un konstrukcijas sarežģītība krasi atšķiras atkarībā no veida. Vienai-stacijai var būt nepieciešama apstrāde dažas nedēļas. 20 staciju progresīvā prese automobiļu štancēšanas presformai var aizņemt vairākus mēnešus ilga precīza darba ar desmitiem savstarpēji saistītu komponentu. Izpratne par štancēšanas presformu veidiem palīdz izskaidrot, kāpēc būvniecības stratēģijas, pielaides un izmaksas projektos tik ļoti atšķiras.

Vienotās{0}}stacijas un saliktās formas

Vienas{0}}stacijas presformas ir vienkāršākā lokšņu metāla štancēšanas presformu kategorija. Katrs nospiešanas sitiens veic vienu darbību: sagatavi, caurduršanu vai vienu formu. Būvniecība ir salīdzinoši vienkārša, jo jūs veidojat vienu savienošanas rīku komplektu ar vienu izlīdzināšanas problēmu. Ar vienkāršām presformām var veikt pamata darbus, piemēram, griezt paplāksnes vai caurdurt montāžas caurumus iekavās.

Saliktās formas palielina sarežģītību. Tie veic vairākas griešanas darbības vienā gājienā vienā stacijā. Tipiska saliktā presforma var iztukšot ārējo profilu un vienlaikus caurdurt iekšējos caurumus. Būvniecības izaicinājums šeit ir koncentriskums. Katram perforatoram un presformas atvērumam ir precīzi jāsakrīt, jo tie visi vienā mirklī saskaras ar materiālu. Pielaides tiek pievilktas, un presformas izgatavotājam ir jāņem vērā izliece vienlaicīgu griešanas spēku ietekmē.

Kombinētās presformas iet soli tālāk, sajaucot griešanu un formēšanu vienā gājienā. Varat iztukšot formu un vienā nospiešanas ciklā ievilkt to krūzē. Lai tos izveidotu, presformas izgatavotājam ir jāpārvalda gan bīdes atstarpes, gan formēšanas rādiusi vienā instrumentā, kas prasa rūpīgu uzmanību tam, kā materiāls plūst kombinētās darbības laikā. Tomēr tie visi ir vienas-stacijas rīki. Patiesā uzbūves sarežģītības saasināšanās notiek, pārejot uz skatuves instrumentiem, kas apstrādā joslu vairākās stacijās.

Progresīvā štancēšanas konstrukcija un staciju secība

Progresīvās formas ir liela{0}}apjoma štancēšanas darba zirgs. Viņi veic virkni darbību vairākās stacijās ar katru nospiešanas gājienu, pakāpeniski pārveidojot metāla sloksni gatavā daļā. Kā apraksta žurnāls MetalForming Magazine, progresīvā prese veic būtiskas lokšņu metāla darbības divās vai vairākās stacijās vienlaikus, sloksnei pārvietojoties iepriekš noteiktu attālumu katra gājiena laikā, izmantojot automatizētu padeves sistēmu.

Principā izklausās vienkārši. Praksē tā izgatavošana ir viens no sarežģītākajiem uzdevumiem instrumentu un presformu ražošanā. Lūk, kāpēc:

• Stacijas{0}}uz-staciju saskaņošana:Katrai stacijai ir jāsaglabā pozīcija attiecībā pret visām pārējām mikronu robežās. Kumulatīvā nobīde pat 0,01 mm desmit stacijās rada detaļas, kas neatbilst pielaidei. Presformas izgatavotājs apstrādā visas stacijas funkcijas no parastajiem atskaites punktiem un pārbauda izlīdzināšanu visā veidņu komplektā.
• Augstuma kontrole:Solis ir fiksēts attālums, ko josla virzās uz priekšu starp sitieniem. Katram objektam katrā stacijā jābūt izvietotiem precīziem augstuma reizinājumiem. Ja perforators trešajā stacijā atrodas 0,02 mm attālumā no formas instrumenta astotajā stacijā, šie elementi netiks izlīdzināti uz gatavās daļas.
• Sloksnes vadība un pacelšana:Sloksnei vienmērīgi jāplūst cauri visām stacijām, neaizķerot izveidojušās iezīmes vai nesaslīdot starp pacēlājiem. Stieņu pacēlājiem, pamatnes vadotnēm un reljefa kabatām starp stacijām ir nepieciešama precīza apstrāde, lai uzturētu līdzenu padeves plakni.
• Starpstaciju laiks:Piloti ievada iepriekš caurdurtos caurumos, lai reģistrētu sloksnes pozīciju pirms katras darbības aktivizēšanās. Šiem pilotiem ir jāiekāpj un jāatkāpjas, saskaņojot ar noņēmējiem un pacēlājiem. Laika kļūdas izraisa sloksnes bojājumus vai nokavētu reģistrāciju.

Negatīvo un pozitīvo apvedceļa iegriezumu izmantošanai lokšņu metāla štancēšanas presformās arī ir nozīme progresīvā veidņu konstrukcijā. Šie iegriezumi sloksnes malā nodrošina fiziskus atskaites punktus slīpuma atrašanās vietai un ļauj sensoriem noteikt īsu vai garu padevi, pirms tie rada bojājumus. Izciršanas stacijas izveidošana ar pareizu ģeometriju un pozīciju ir viena no pirmajām -kritiskajām operācijām veidnē.

Tērauda štancēšanas presformu konstrukcija progresīviem lietojumiem arī prasa izcilu konsekvenci komponentu ražošanā. Katram perforatoram, matricas ieliktnim un atbalsta plāksnei jābūt noslīpētai plakaniski un paralēli. Vadošajām tapām un buksēm dinamiskās presēšanas slodzēs jānotur augšējie un apakšējie apavi vienā virzienā. Progresīvais kauliņš nav tikai staciju kolekcija; tā ir koordinēta mehāniska sistēma, kurā katrs komponents ietekmē katra cita veiktspēju.

Lielu vai dziļi{0}}ievilktu detaļu pārneses veidnes

Pārsūtīšanas štancēšanai tiek izmantota cita pieeja. Tā vietā, lai detaļas būtu piestiprinātas pie nesējsloksnes, atsevišķas sagataves tiek izgrieztas brīvi pirmajā stacijā un mehāniski pārvietotas starp nākamajām stacijām, izmantojot satvērējus vai atspoles mehānismus. Šī metode ir piemērota lielām daļām, dziļi-ievilktām čaulām un ģeometriskām formām, kuras formēšanas laikā nevar palikt savienotas ar sloksni.

Pārvietošanas matricu celtniecība rada savu sarežģītību. Katra stacija darbojas kā neatkarīgs rīks, taču visiem ir jābūt precīzi saskaņotam ar pārsūtīšanas sistēmu. Satvērēja novietojumam, detaļu orientācijai un attālumam no stacijas-līdz-stacijai precīzi jāatbilst mehāniskajam pārsūtīšanas mehānismam. Automobiļu štancēšanas presformas strukturālajiem virsbūves paneļiem, durvju iekšpusēm un dziļi{5}}izvilktiem korpusiem parasti izmanto pārneses konfigurācijas, jo daļas izmērs un vilkšanas dziļums pārsniedz to, ko var uzņemt progresīvā sloksne.

Tālāk esošajā tabulā ir salīdzināts, kā konstrukcijas prasības atšķiras šiem štancēšanas presformu veidiem:

Pāreja no vienas{0}}stacijas uz progresīvu vai pārsūtīšanas konstrukciju nav tikai staciju pievienošanas jautājums. Tās ir būtiskas izmaiņas, kā jūs plānojat, apstrādājat un apstiprināt matricu. Katra papildu stacija reizina kritisko dimensiju skaitu, to komponentu skaitu, kuriem nepieciešama sub-mikronu precizitāte, un mijiedarbību skaitu, kurām jādarbojas saskaņoti. Precizitātes prasību palielināšanās nosaka materiālu izvēli, ar ko saskaras presformu ražotāji, izvēloties instrumentu tēraudus, kas veidos katras sastāvdaļas mugurkaulu.

Instrumentu tērauda izvēle, pamatojoties uz to, ko štancējat

Presforma ir tikpat izturīga kā tērauds, no kura tas ir izgatavots, un pareizā šķira gandrīz pilnībā ir atkarīga no tā, kādu lokšņu metālu plānojat apzīmogot. Maigs tērauds, nerūsējošais tērauds, alumīnijs un augstas -stiprības sakausējumi instrumentiem rada atšķirīgu slodzi. Dažas malas pakāpeniski nodilst noberšanās rezultātā. Citi rada asas triecienslodzes, kas sadala trauslus tēraudus. Metāla štancēšanas materiālu izvēle štancēšanai, štancēšanas blokiem un ieliktņu veidošana, neņemot vērā apzīmogoto materiālu, ir kā riepu izvēle, nezinot ceļa segumu.

Instrumentu tērauda markas un to štancēšanas pielietojumi

Piecas materiālu kategorijas aptver lielāko daļu presformas sastāvdaļu, ko izmanto ražošanas štancēšanai. Katrs no tiem ieņem atšķirīgu pozīciju cietības-izturības spektrā, un katrs ir piemērots noteiktam atteices režīmam.

D2 instrumentu tēraudsir noklusējuma izvēle, ja abrazīvais nodilums ierobežo instrumenta kalpošanas laiku. Tā augstais hroma karbīda saturs nodrošina griešanas šķautnes asas ilgu ražošanas ciklu laikā. Liela -apjoma apzīmogotā tērauda un pārklātu materiālu apgriešanai un caurduršanai D2 nodrošina vislabāko malu noturību. Tomēr tai trūkst izturības, lai izturētu smagu triecienu, tāpēc tas nav ideāli piemērots biezu{5}}gabarīta formēšanas stacijām, kurās dominē triecienslodze.

A2 instrumentu tēraudsdarbojas vislabāk, ja nepārprotami dominē neviens atteices režīms. Tas līdzsvaro nodilumizturību ar pietiekami stingrību, lai izturētu mērenu triecienu, padarot to par praktisku izvēli progresīvām presformām, kur vairākas stacijas saskaras ar jauktiem nodiluma, slodzes un ciklisku triecienu apstākļiem. Vidēja-apjoma produkcijai, kas mazāka par 1 000 000 trāpījumiem, A2 bieži nodrošina visrentablāko veiktspēju.

S7 instrumentu tēraudsstingrība ir prioritāte pāri visam. Kad atkārtota trieciena rezultātā tiek caurdurtas skaidas vai plaisas, īpaši smagas-gabarīta štancēšanas stacijās vai stacijās ar agresīvu caurduršanas slodzi, S7 absorbē ciklisko spriegumu, kas varētu saplīst augstākas-karbīda pakāpes. Tas darbojas ar zemāku cietību (56-58 HRC), bet iztur noguruma plaisāšanu daudz labāk nekā D2 vai M2.

M2 ātrgriezējs{1}}tēraudsaizpilda plaisu, kur gan nodilums, gan spiedes slodze veicina atteici. Perforatori, kuriem jāsaglabā malu ģeometrija augsta ilgstoša spiediena apstākļos, gūst labumu no M2 cietības (60-65 HRC) un spiedes stiprības kombinācijas. Salīdzinot ar D2, tas labāk iztur deformāciju. Salīdzinot ar S7, tam ir ilgāk asāka mala.

Volframa karbīdsieliktņi nodrošina nodilumizturību līdz pat 30 reizēm lielāku nekā parastajam instrumentu tēraudam. Tie saglabā izmēru precizitāti miljoniem ciklu, kas padara tos par vienīgo praktisko iespēju īpaši-liela-apjoma lietojumiem vai ļoti abrazīvu materiālu štancēšanai. Kompromiss: karbīds ir trausls, dārgs, un tā formai nepieciešama specializēta slīpēšana vai EDM. Tas nevar absorbēt lielas sānu slodzes vai triecienus bez katastrofāla lūzuma riska.

Kā apzīmogotais materiāls maina dizaina izvēli

Metāla loksne, kas iet cauri matricai, nosaka, kuras kategorijas ir kādās pozīcijās. Apsveriet trīs izplatītus scenārijus:

Nerūsējošā tērauda štancēšanarada dubultu izaicinājumu. Austenīta markas, piemēram, 304 un 316, ir gan abrazīvas, gan pakļautas līmes nodilumam. Materiāla darbs-strauji sacietē formēšanas laikā, kas palielina griešanas spēkus un paātrina malu nolietošanos. Nerūsējošā tērauda štancēšanai ir nepieciešami augstas -cietības instrumenti, parasti D2 vai karbīda ieliktņi griešanas stacijās, kopā ar pulētām virsmām un pret-nogremdēšanu pārklājumiem, lai novērstu materiāla uzsūkšanos, veidojot tēraudus.

Alumīnija štancēšanašķiet, ka to vajadzētu viegli apstrādāt, jo materiāls ir mīksts. Praksē alumīnija štancēšanas process rada savas problēmas. Alumīnijam ir spēcīga tendence pielipt pie tērauda instrumentu virsmām, veidojoties uz perforatoru virsmām un presēšanas rādiusiem, līdz pasliktinās detaļu kvalitāte. Strādājot ar apzīmogotu alumīnija lokšņu metālu, presformu dizaineri par prioritāti uzskata virsmas apdari un pārklājuma izvēli, nevis neapstrādātu cietību. A2 ieliktņi ar DLC vai TiN-pārklājumu bieži pārspēj cietākus, nepārklātus tēraudus, jo tie iztur adhezīvu nodiluma mehānismu, ko izmanto alumīnijs.

Augstas{0}}izturības tērauds(stiepums virs 590 MPa) vienlaikus prasa gan cietību, gan stingrību. Materiāla lielie formēšanas spēki saspiež instrumenta komponentus, savukārt tā atsperes tendencei ir nepieciešama stingrāka presformas ģeometrija. M2 vai karbīda{4}}perforatori ar uzgali iztur abrazīvo slodzi griešanas stacijās, savukārt S7 var labāk kalpot formēšanas stacijās, kur dominē trieciens.

Kad karbīda ieliktņi attaisno savas augstākās izmaksas, salīdzinot ar-rūdīto instrumentu tēraudu? Lēmums parasti ir atkarīgs no apjoma un materiāla abrazivitātes. Ražošanas sērijām, kas pārsniedz vienu miljonu detaļu, vai štancējot nerūsējošos vai augstas stiprības sakausējumus, kas ātri patērē D2 malas, karbīda kopējās īpašumtiesību izmaksas nokrītas zem tērauda, ​​jo ​​tas novērš vairākus atkārtotas asināšanas ciklus un ar tiem saistīto dīkstāvi. Darbiem, kas mazāki par 100 000 detaļām vai štancējot mīkstāku metālu, -rūdīts instrumentu tērauds joprojām ir ekonomiska izvēle.

Materiālu izvēle nosaka posmu, taču tā nodrošina pilnu vērtību tikai pēc tam, kad pareiza apstrāde un termiskā apstrāde aktivizē šīs materiāla īpašības. Nākamais būvniecības solis ir šo neapstrādātu instrumentu tērauda bloku pārveidošana par precīzas formas komponentiem, izmantojot rūpīgi secīgu CNC apstrādes darbību sēriju.

CNC apstrādes procesi, kas veido katru presformas sastāvdaļu

D2 vai M2 bloks, kas atrodas uz paletes, ir tikai neapstrādāts potenciāls. Lai to pārvērstu par funkcionējošu presformas sastāvdaļu, ir nepieciešama apzināta CNC apstrādes darbību secība, no kurām katra tiek veikta noteiktā posmā noteikta iemesla dēļ. Pasūtījumam ir tikpat liela nozīme kā pašām operācijām. Pārāk agresīvi raupja, un jūs ieviešat iekšēju spriegumu, kas deformē daļu termiskās apstrādes laikā. Pabeidziet pirms sacietēšanas, un jūs zaudējat savu precizitāti, kad tērauds kustas dzēšanas laikā. Katrs metāla štancēšanas rīks un štancēšanas cehs ievēro apstrādes loģiku, kas balstīta uz vienu principu: noņemiet lielāko daļu, kamēr tērauds ir mīksts, nocietiniet to un pēc tam sasniedziet galīgo izmēru, kamēr tas ir ciets.

Neapstrādāta frēzēšana un pus{0}}apdare pirms termiskās apstrādes

Presformas komponenti sāk savu apstrādes laiku atlaidinātā vai iepriekš{0}}cietinātā stāvoklī, parasti aptuveni 20–30 HRC. Ar šo maigumu materiāls viegli griežas, instrumenti kalpo ilgāk, un materiāla noņemšanas ātrums saglabājas augsts. Rupjdarbībā tiek likvidēta lielākā daļa lieko materiālu, atstājot 0,5 līdz 1,0 mm materiāla uz visām kritiskajām virsmām kā "apdares pielaidi" vēlākām darbībām.

Kāpēc atstāt šo pabalstu? Divi iemesli. Pirmkārt, termiskā apstrāde izraisa izmēru kustību. Pat vakuum-rūdīts instrumentu tērauds nedaudz mainās, jo tā kristāla struktūra rūdīšanas laikā mainās. Otrkārt, pats rupjmaiņas process rada atlikušo spriegumu no griešanas spēkiem un lokālā siltuma. Ja šajā posmā apstrādātu līdz galīgajam izmēram, jūs redzētu, kā šie izmēri mainās pēc sacietēšanas.

Starp rupjo apstrādi un termisko apstrādi spriedzes{0}}atslodzes cikls aptuveni 600-650 grādi pēc Celsija atslābina iekšējos spriegumus, ko rada agresīva griešana. Pēc tam pus-apstrādes kārtas tuvina virsmas galīgajiem izmēriem, parasti 0,2-0,3 mm robežās, vienlaikus saglabājot vienmērīgu materiāla stāvokli, kas nodrošina vienmērīgu siltuma iekļūšanu nākamā sacietēšanas cikla laikā. CNC virpošana šajā posmā apstrādā apaļas detaļas, piemēram, vadošās tapas, bukses un apaļos perforatorus, veidojot gandrīz tīkla formas ģeometriju pirms tērauda transformācijas.

Slīpēšana un ātrgaitas{0}}frēzēšana pēc sacietēšanas

Kad termiskā apstrāde nodrošina komponentu darba cietību 58-65 HRC, materiāls uzvedas pavisam citādi zem griezēja. Tagad tas ir abrazīvs cietoksnis, kas iztur tradicionālo apstrādi. Divas apdares stratēģijas tiek galā ar šo izaicinājumu: precīza slīpēšana un ātrgaitas cietā frēzēšana.

Virsmas slīpēšana nodrošina plakanu detaļu, piemēram, presēšanas plātņu, pamatnes plātņu un nodiluma sloksņu galīgo biezumu ar līdzenuma pielaidēm +/- 0.005 mm vai labāku. Cilindriskā slīpēšana noapaļo detaļas līdz diametra pielaidēm mikronos. Slīpēšana ir izcila, nodrošinot ģeometrisku pilnību uz pieejamām virsmām. Kāprecīzās apstrādes speciālisti atzīmē, ja konstrukcijai ir nepieciešams līdzenums vai paralēlisms +/- 0.002 mm robežās, slīpēšana ir vienīgā loģiskā izvēle, nodrošinot virsmas apdari līdz Ra 0,1 mikrometram.

Liela{0}}ātruma cietā frēzēšana ir kļuvusi par spēcīgu slīpēšanas papildinājumu. Izmantojot karbīda vai PCBN instrumentus pie lieliem vārpstas apgriezieniem, šajā procesā tiek izmantota adiabātiskā bīde: instrumenta saskares laiks ir tik īss, ka lielākā daļa siltuma pāriet mikroshēmā, nevis apstrādājamā detaļā. Rezultāts ir efektīva materiāla noņemšana no rūdīta tērauda bez termiskiem bojājumiem komponenta virsmai. Cietā frēzēšana var noņemt materiālu pat piecas reizes ātrāk nekā slīpēšana, vienlaikus radot spiedes atlikušo spriegumu uz virsmas, kas faktiski uzlabo noguruma kalpošanas laiku štancēšanas instrumentos, kas pakļauti cikliskām slodzēm.

Praktiskais sadalījums starp šīm metodēm ir vienkāršs. Slīpēšana apstrādā plakanus nulles punktus, paralēlas virsmas un vienkāršus cilindriskus profilus. Cietā frēzēšana risina 3D kontūras, kabatas ģeometrijas un sarežģītus dobumu profilus, kurus slīprips fiziski nevar sasniegt. Lielākajai daļai presformas komponentu ir nepieciešamas gan zemējuma atskaites virsmas montāžas pielāgošanai, gan cietas -frēzētas kontūras ģeometrijas veidošanai. Šī hibrīdā pieeja ir standarta prakse metāla štancēšanas instrumentu ražošanā, jo katrs process aptver ģeometrijas, kuras otrs nevar.

5 asu CNC kompleksiem die profiliem

Ne katru veidnes sastāvdaļu var pabeigt ar 3 asu darbu. Ja formēšanas perforatoram ir saliktas līknes vai presformas dobumā ir dziļas sienas ar ievilktām virsmām un stingriem rādiusiem, 3 asu frēzēšanas spēki ir kompromisi. Instrumentam var tuvoties tikai no augšas, un tam ir nepieciešami garāki griezēji, kas slodzes ietekmē novirzās un atstāj ķemmīšgliemeņu pēdas uz slīpām virsmām, kurām nepieciešama pārmērīga roku pulēšana.

5 asu apstrāde to atrisina, sasverot instrumentu vai sagatavi, ļaujot griezējam saglabāt optimālu orientāciju attiecībā pret griežamo virsmu. Saskaņā arapstrādes iespēju salīdzinājumi, 5 asu frēzes sasniedz +/- 0.0005 collas pielaides ar virsmas apdari līdz Ra 0,4 mikrometriem, un tās vienā iestatījumā apstrādā sarežģītas 3D virsmas, kurām būtu nepieciešamas vairākas maiņas 3 asu mašīnā.

Instrumentu un presformu štancēšanas lietojumiem 5 asu iespējai ir vislielākā nozīme šādās situācijās:

• Dziļi ievelk štancēšanas dobumusar saliktām -izliektām sienām, kurām nepieciešami īsi, stingri instrumenti, kas orientēti normāli pret virsmu
• Progresīvās formas formēšanas stacijasar leņķiskām iezīmēm, kuras nevar sasniegt no vertikālas pieejas
• Sarežģīti štancēšanas profilikur ir jāapstrādā vairākas zemākas detaļas bez{0}}piestiprināšanas

Tomēr ne katrs komponents attaisno 5-ass laiku. Vienkāršas plakanas presēšanas plāksnes, atbalsta plāksnes un taisnsienu{5}}sienu ieliktņi efektīvi tiek apstrādāti ar 3-ass aprīkojumu ar zemākām stundas likmēm. Lēmums ir atkarīgs no ģeometrijas: ja funkcijai ir nepieciešama pārvietošana vai liela attāluma instrumenti 3 asu mašīnā, 5 ass parasti nodrošina labāku precizitāti ar zemākām kopējām izmaksām, neskatoties uz augstāku mašīnas ātrumu. Būvējot presformas, kas paredzētas ātrdarbīgai metāla štancēšanas iekārtai, izmēru precizitāte, kas sasniedzama ar 5 asu apdari, tieši nozīmē stingrākas detaļu pielaides un garākus apkopes intervālus.

Pilna apstrādes secība tipiskam presformas komponentam, sākot no neapstrādāta bloka līdz pulētam ieliktnim, kas gatavs montāžai, seko šādai virzībai:

1. Rupjmašīna visas funkcijas mīkstā (atlaidinātā) stāvoklī, atstājot 0,5-1,0 mm masu uz kritiskajām virsmām
2. Sprieguma samazināšana pie 600-650 grādiem pēc Celsija, lai atbrīvotu apstrādes radīto atlikušo spriegumu
3. Pus{0}}apdare līdz 0,2–0,3 mm no galīgajiem izmēriem ar vienmērīgu krājuma pielaidi
4. Nosūtīt uz termisko apstrādi vakuuma sacietēšanai un rūdīšanai, lai sasniegtu mērķa cietību
5. Pabeigt slīpēšanas atsauces virsmas un cietās frēzes kompleksās kontūras līdz galīgajiem izmēriem
6. Galīgās pulēšanas virsmas līdz vajadzīgajām Ra vērtībām materiāla plūsmai un daļas atbrīvošanai

Katrs solis aizver nākamo. Stresa mazināšanas izlaišana pirms termiskās apstrādes rada traucējumus. Stingra frēzēšana pirms pēc-termiskās-apstrādes{3}}apstrādes izmēru pārbaudes tērē mašīnas laiku tai daļai, kas, iespējams, ir pārsniegusi reģenerējamās robežas. Šīs secības disciplīna ir tā, kas atdala profesionālu metāla instrumentu un presformu ražošanu no veikaliem, kas meklē problēmas ar pārstrādi.

Precīza slīpēšana un cieta frēzēšana apstrādā lielāko daļu presformu ģeometriju, taču dažas funkcijas pārsniedz to, ko var sasniegt jebkurš rotējošs griezējs vai abrazīvs disks. Asiem iekšējiem stūriem, šauriem spraugām un sarežģītiem caurlaides{1}}profiliem ir nepieciešams pavisam cits noņemšanas mehānisms, kas griež ar elektrisku dzirksteli, nevis mehānisku spēku.

Stiepļu EDM un Sinker EDM sarežģītai die ģeometrijai

Frēzes neatkarīgi no tā, cik mazs ir tā diametrs, katrā iekšējā stūrī atstāj rādiusu, kas vienāds ar tā izmēru. Slīpripa nevar nokļūt šaurā spraugā. Šie fiziskie ierobežojumi nozīmē, ka noteiktiem štancēšanas presformu komponentiem, īpaši sarežģītiem lokšņu metāla perforatoriem un presformām, ir nepieciešams būtiski atšķirīgs materiāla noņemšanas process. Elektriskās izlādes apstrāde noņem metālu ar kontrolētu dzirksteles eroziju, nevis mehānisku griešanas spēku, radot ģeometrijas, kuras nevar atkārtot neviens rotējošs instruments.

Stiepļu EDM precīzajiem štancēšanas un štancēšanas profiliem

Stiepļu EDM izmanto plānu misiņa vai pārklājumu stiepli, kuras diametrs parasti ir no 0,1 līdz 0,3 mm, kā elektrodu, kas griež cauri sagatavei pa CNC-programmētu ceļu. Vads nekad nesaskaras ar materiālu. Tā vietā ātras elektriskās izlādes iztvaiko mikroskopiskas daļiņas, bet dejonizēts ūdens izskalo gružus un atdzesē griezuma zonu. Tā kā stieple pilnībā iziet cauri sagatavei,stieples EDM ražo caur{0}}grieztus profilus, kuru iekšējie rādiusi ir tikpat mazi kā paša stieples diametrs, daudz asāka nekā jebkura frēze var sasniegt.

Lokšņu metāla štancēšanas presformām stiepļu EDM ir vispiemērotākais{0}}process, lai pēc termiskās apstrādes grieztu štancēšanas profilus, presformas atveres un atstarpes caurumus. Jūs ievērosiet, ka tas ir ļoti svarīgi: rūdīta instrumenta tērauda griešana pie 60+ HRC ir parasta stiepļu EDM gadījumā, jo materiāla cietībai ir minimāla ietekme uz dzirksteles eroziju. Procesa iekārtas vienlīdz viegli apstrādā D2, M2 un pat karbīdu. Zīmogu profili, kuriem nepieciešama stingra atstarpes attiecība starp perforatoru un presformas atveri, dažkārt tikai 5–8% no materiāla biezuma katrā pusē, ir atkarīga no stieples EDM spējas kontrolētos apstākļos noturēt pielaides diapazonā +/- 0.005 mm.

Vairākas nosmelšanas ietves pakāpeniski uzlabo precizitāti un virsmas apdari. Apstrādājot rupju griezumu, tiek noņemta lielākā daļa materiāla, pēc tam divas līdz četras apdares kārtas vienlaikus noskūs mikronus, ar katru piegājienu uzlabojot gan izmēru precizitāti, gan virsmas kvalitāti. Tas padara stiepļu EDM ideāli piemērotu štancēšanas presformu komponentu savienojuma profilu griešanai, kur perforators-līdz-piederība nosaka katras štancētās daļas urbuma augstumu.

Sinker EDM dobumiem un sarežģītām kontūrām

Vietās, kur stiepļu EDM izceļas ar caurgrieztiem{0}}profiliem, iegremdējamais EDM apstrādā aklos dobumus, 3D kontūras un teksturētas virsmas, ko stieple fiziski nevar radīt. Procesā tiek izmantots pielāgotas -formas elektrods, kas parasti ir izgatavots no grafīta vai vara un kas "iegrimst" apstrādājamā detaļā dzirksteles erozijas rezultātā. Elektroda forma tieši atbilst jums nepieciešamajai dobuma ģeometrijai, un procesam progresējot tūkstošiem mikro{5}}dzirksteļu sekundē noņem materiālu precīzi, savukārt ogļūdeņraža eļļas dielektriķis pārvalda siltumu un gružus.

Metāla štancēšanas presformu konstrukcijā iegremdētājam EDM ir sava loma, veidojot dobumus ar sarežģītām 3D virsmām, monētu detaļām un reljefu iezīmēm, kuras neviens frēzes nevar sasniegt bez novirzes. Tas arī rada teksturētas virsmas uz spiedogu virsmām, kur kontrolēts raupjums veicina materiāla plūsmu formēšanas laikā. Process nerada mehānisku spēku uz apstrādājamo priekšmetu, kas nozīmē, ka plānas presformas daļas un smalkie elementi apstrādes laikā netiek izkropļoti.

Kompromiss ir ātrums un instrumentu izmaksas. Katram elektrodam ir jābūt pielāgotam-apstrādātam, lai tas atbilstu vēlamajam dobumam, un elektrodi lietošanas laikā nodilst, dažkārt vienai funkcijai ir nepieciešamas vairākas kopijas. Cikla laiki darbojas lēnāk nekā stieples EDM līdzvērtīgiem materiāla apjomiem. Taču rūdīta tērauda aklajiem dobumiem vienīgā praktiskā iespēja ir EDM.

Pārklāšana un pulēšana virsmas kvalitātei

EDM atstāj uz apstrādātām virsmām raksturīgu pārstrādāto slāni — plānu atkārtoti sacietēta materiāla zonu, kas var būt cietāks un trauslāks nekā pamattērauds. Lai grieztu tādus komponentus kā perforatori un presformas atveres, šis slānis parasti ir pieņemams vai pat izdevīgs. Formējot virsmas, kur lokšņu metālam zem spiediena jāplūst vienmērīgi, tas ir jānoņem.

Pārklāšanā izmanto smalkus abrazīvus savienojumus uz plakaniem vai kontūrveida apļiem, lai noņemtu materiālu zem{0}}mikronu līmenī, radot līdzenumu un virsmas apdari, ko ar slīpēšanu vien nevar sasniegt. Tā ir standarta metode lokšņu metāla presformas kritisko savienojošo virsmu ģeometriskajai pilnībai, kas nepieciešama vienmērīgam kontaktam pie presēšanas slodzes.

Speciāli virsmas veidojošo adrešu pulēšana. Kā pieredzējuši die veidotāji plkstRažotāja piezīme, pulēšana metāla plūsmas virzienā samazina berzi un palīdz lokšņu metālam pārvietoties cauri vilkšanas un formēšanas stacijām bez žilbināšanās. Tomēr ne katra virsma gūst labumu no spoguļa apdares. Rupjākas stiepes-kvalitātes tērauds faktiski darbojas labāk pret nedaudz teksturētu instrumentu, jo to mikro-ielejas aiztur smērvielu. Lēmums par to, kur pulēt un kur atstāt kontrolētu tekstūru uz lokšņu metāla štancēšanas presformas, ir atkarīgs no konkrētā štancējamā materiāla un formēšanas darbības veida katrā stacijā.

Kopā EDM un virsmas apdare ļauj presformu ražotājiem kontrolēt ģeometriju un virsmas apstākļus, ko CNC apstrāde viena pati nevar nodrošināt. Šie procesi pabeidz formēšanas fāzi. Taču neapstrādāta ģeometrija un virsmas apdare ir tikai daļa no tā, kas nodrošina štancēšanas presformu detaļu darbību ražošanas slodzēs. Tērauds pats ir jāpārveido, izmantojot termisko apstrādi un aizsargpārklājumus, lai izturētu miljoniem triecienu, abrazīvu ciklu un termisko notikumu, kas nepieciešami ražošanas štancēšanai.

Termiskā apstrāde un virsmas pārklājumi, kas pagarina kalpošanas laiku

Apstrāde dod formas detaļai formu. Termiskā apstrāde piešķir tai mehāniskās īpašības, lai izdzīvotu ražošanā. Bez pienācīgas sacietēšanas un rūdīšanas pat visprecīzāk apstrādātais D2 perforators štancēšanas slodžu ietekmē deformētos tūkstošiem sitienu. Un bez aizsargpārklājumiem adhezīvs nodilums iznīcinātu veidojošās virsmas ilgi pirms noberšanās kļuva par ierobežojošo faktoru. Šīs divas pēcapstrādes darbības, termiskā apstrāde un pārklāšana, ir vieta, kur tiek uzvarēta vai zaudēta stangas ilgmūžība.

Vakuuma cietēšanas un rūdīšanas secības

Vakuuma rūdīšana uzkarsē instrumentu tēraudu līdz tā austenitizācijas temperatūrai zema-spiediena kamerā, pēc tam to atdzesē, izmantojot augstspiediena-inerto gāzi. Vakuuma vide novērš oksidāciju un dekarbonizāciju, saglabājot virsmas integritāti, kas tika rūpīgi izveidota apdares apstrādes laikā. Detaļas ir tīras un izmēru ziņā stabilas, ar minimāliem kropļojumiem, salīdzinot ar metodēm, kuru pamatā ir atmosfēra{4}}.

Viens dzēšanas cikls nekad nav pilns stāsts. Rūdīšana notiek pēc sacietēšanas, parasti divos vai trijos ciklos pie pakāpeniski pazeminātas temperatūras. Katrs rūdījums pārvērš saglabāto austenītu par stabilu martensītu, mazina iekšējo spriedzi no dzēšanas un noregulē galīgo līdzsvaru starp cietību un stingrību. Temperatūras cikla izlaišana atstāj nestabilas mikrostruktūras, kuru izmēri ražošanas laikā var mainīties, izraisot progresējošu tolerances zudumu, ko ir grūti diagnosticēt.

Kriogēnā apstrāde veicina šo transformāciju tālāk. Atdzesējot komponentus līdz aptuveni mīnus 300 grādiem pēc Fārenheita, izmantojot šķidro slāpekli kontrolētā nolaišanās režīmā vairāku stundu laikā, kriogēnā apstrāde pārvērš atlikušo austenītu, ko atstāj standarta rūdīšana. Pētījums, kas publicētsStarptautiskais inženierzinātņu žurnālsdokumentēts, ka zinātniski kontrolēts dziļi kriogēns process vairākos instrumentu lietojumos palielina lietošanas{0}}dzīves ilgumu par vairāk nekā 200 procentiem. Molekulārā-līmeņa izmaiņas, tostarp uzlabots karbīda sadalījums un pilnīga martensīta transformācija, samazina berzes koeficientu un pastāvīgi uzlabo izmēru stabilitāti. Attiecībā uz štancēšanas presformām, kurām paredzēts veikt miljoniem ciklu, kriogēnā apstrāde pēc parastās termiskās apstrādes var divkāršot vai trīskāršot izmantotās formas kalpošanas laiku, pirms kļūst nepieciešama atkārtota asināšana.

PVD un CVD pārklājumi, kas samazina nodilumu un nodilumu

Termiskā apstrāde optimizē beztaras materiālu. Pārklājumi aizsargā virsmu, kur faktiski notiek saskare ar loksni-un{2}}. Fiziskā tvaiku pārklāšana (PVD) un ķīmiskā tvaiku pārklāšana (CVD) uzklāj plānus keramikas slāņus, parasti 2 līdz 5 mikronus biezus, kas ievērojami samazina berzi un pretojas materiāla pārnešanai no apzīmogotās loksnes uz presformas virsmām.

Kāpēc tas ir svarīgi? Apzīmogojot nerūsējošo tēraudu, materiāla tieksme strādāt-sacietēt un sacietēt, rada līmes uzkrāšanos uz presformu virsmām, kas ātri pasliktina detaļu kvalitāti. Izmēģinājums Ford Motor Company štancēšanas rūpnīcā,ziņo Dīkina universitātes pētnieki, atklāja, ka ar TiCN-pārklātu presformu kalpošanas laiks ir palielinājies par vairāk nekā 20 reizēm, salīdzinot ar nepārklātām pulētām virsmām, štancējot materiālus, kuriem ir tendence uz bojātu{2}}. Pārklājums uz nenoteiktu laiku atlika kritisko materiālu{4}}nodošanas posmu izmēģinājuma 20 000 ciklu testa logā.

Katram pārklājuma veidam ir paredzēts īpašs nodiluma mehānisms:

• TiN (titāna nitrīds):Vispārēja-nodiluma aizsardzība ar cietību aptuveni 2000-2500 HV. Izmaksu-efektīva jauktu materiālu štancēšanai mērenā ātrumā un apjomā.
• TiCN (titāna karbonitrīds):Augstāka cietība un zemāka berze nekā TiN. Izcilas pret abrazīviem materiāliem, tostarp nerūsējošā tērauda metāla štancēšanas lietojumiem, kur rūdītas virsmas paātrina malu nodilumu.
• TiAlN (titāna alumīnija nitrīds):Pacieš temperatūru virs 800 grādiem pēc Celsija, karstumā veidojot aizsargājošu alumīnija oksīda slāni. Piemērots ātrdarbīgai-štancēšanai un lietojumiem, kur smērvielas sadalīšanās rada paaugstinātu instrumenta temperatūru.
• DLC (Diamond{0}}Like Carbon):Īpaši zems berzes koeficients aptuveni no 0,1 līdz 0,15, kas novērš līmes materiāla uzsūkšanos. Primārā izvēle alumīnija štancēšanas presformām un alumīnija štancēšanas instrumentiem, kur štancēta alumīnija uzsūkšanās uz presformu virsmām ir dominējošais bojājuma veids, nevis abrazīvs nodilums.

Pārklājuma izvēle savienojas tieši ar apzīmogoto materiālu. 316 nerūsējošā tērauda štancēšanai, kur vienlaikus tiek novērsti nobrāzumi un adhēzijas instrumenti, TiCN vai TiAlN nodrošina cietību un ķīmisko inerci, kas nepieciešama, lai formēšanas stacijās pretotos spiešanai. Alumīnija metāla štancēšanai DLC īpaši-zemā berze neļauj mīkstajam materiālam pielipt pie instrumenta virsmām, saglabājot detaļu virsmas tīras un garus veidņu apkopes intervālus.Veiktspējas salīdzinājumiapstipriniet, ka DLC berzes samazināšana ievērojami samazina griešanas pretestību un novērš skaidu saķeri, apstrādājot vai veidojot mīkstus metālus, piemēram, alumīniju un varu.

Šo lēmumu sarežģītā ietekme ir nozīmīga. Matrica, kas izgatavota no pareizas instrumentu tērauda kvalitātes, kas ir pareizi vakuum-rūdīta ar kriogēno apstrādi un pārklāta ar pareizo keramikas slāni, var darboties trīs līdz piecas reizes ilgāk nekā tāda, kurā tika apdraudēts kāds atsevišķs solis. Šis reizinātājs tieši nozīmē mazāku ražošanas pārtraukumu skaitu, zemākas izmaksas par sitienu un konsekventāku apzīmogotās daļas kvalitāti visā presēšanas kalpošanas laikā. Taču šīs veiktspējas kvantitatīvai noteikšanai ir jāveic stingri mērījumi katrā posmā, sākot no pirmās izmēru pārbaudes pēc termiskās apstrādes līdz izmēģinājuma -apzīmogoto daļu galīgajai pārbaudei.

Kvalitātes kontrole no pirmā griezuma līdz izmēģinājuma štancēšanai

Presformu var apstrādāt no augstākās kvalitātes instrumentu tērauda, ​​nevainojami termiski-apstrādāt un pārklāt ar ideālu keramikas slāni, taču tā joprojām neizdodas ražot, ja neviens nav pārbaudījis izmērus starp fāzēm. Precīzās štancēšanas kvalitātes kontrole nav pēdējais kontrolpunkts. Tā ir vārtu sērija, kas iestrādāta visā ražošanas secībā, un katrs apstiprina, ka komponents ir gatavs virzībai uz priekšu. Izlaidiet vārtus, un jūs riskējat pieļaut agrīnu kļūdu katrā nākamajā darbībā, līdz tā kā lūžņi nokļūst uz preses grīdas.

CMM pārbaude un virsmas raupjuma pārbaude

Koordinātu mērīšanas mašīnas atrodas dimensiju pārbaudes centrā štancēšanas detaļu štancēšanai. CMM zonde pieskaras vai skenē kritiskās funkcijas, tverot XYZ koordinātu datus un salīdzinot tos ar 3D CAD modeli. Formēšanas ieliktņiem, perforatoriem un dobuma blokiem CMM pārbauda urbumu pozicionālo precizitāti, kontūrveida virsmu profila atbilstību un ģeometriskās attiecības, piemēram, plakanumu, paralēlismu un perpendikularitāti, kas nosaka, kā savienojošās daļas savienojas montāžas laikā.

Kad notiek šie mērījumi? Ne tikai beigās. Pārbaudes procesa laikā pēc neapstrādātas apstrādes apstiprina, ka uz visām kritiskajām virsmām pirms spriedzes samazināšanas un pus{2}}apdares paliek pietiekami daudz krājumu. Pēc termiskās apstrādes CMM atkārtoti{4}}pārbaude pārbauda, ​​cik liela izmēra kustība notika sacietēšanas laikā, kas norāda apdares meistaram, cik daudz materiāla ir jānoņem un kur. Pēc-pabeigšanas-slīpēšanas pārbaude ģenerē galīgo atbilstības ziņojumu, kurā katrs komponents tiek izlaists montāžai. Kā Moeller Precision Tool detaļas, precīzo instrumentu ražotāji ievēro 0,0002 collu pielaides, izmantojot CMM ierīces kopā ar optiskajiem salīdzinājumiem un profila mērīšanas sistēmām, lai pārbaudītu atbilstību katrā posmā.

Virsmas raupjuma mērīšana papildina izmēru datus. Profilometrs izseko apstrādāto vai pulēto virsmu un ziņo Ra (vidējais aritmētiskais raupjums) un Rz (vidējais maksimuma-līdz -ielejas augstums). Kāpēc tas ir svarīgi metāla štancēšanas procesam? Tā kā formēšanas tēraudu virsmas apdare kontrolē berzi, materiāla plūsmu un detaļu atbrīvošanu. Formēšanas perforators, kas norādīts pie Ra 0,2 mikrometriem, kas faktiski mēra Ra 0,8, radīs detaļas ar redzamām pretestības pēdām un nekonsekventu sieniņu biezumu. Virsmas raupjuma pārbaude pirms montāžas novērš šo pakārtotās kvalitātes problēmu nonākšanu presē.

Cietības pārbaude ir vēl viens kritisks punkts, īpaši pēc termiskās apstrādes. Rokvela cietības mērījumi vairākās vietās katrā komponentā apstiprina vienmērīgu transformāciju. Perforators, kas rāda 60 HRC pie virsmas, bet 56 HRC pie pamatnes, norāda uz nepilnīgu sacietēšanu, iespējams, nepietiekama uzsūkšanās laika vai dzesēšanas nekonsekvences dēļ. Nozares pārbaudes protokoli nosaka, ka cietības vērtībām ir jāiekļaujas noteiktā diapazonā, jo pārāk -zema cietība izraisa ātru nodilumu, savukārt pārāk-augsta cietība rada trauslumu un lūzumu risku štancēšanas slodžu ietekmē.

Funkcionālās piemērotības pārbaudes pabeidz pirms{0}}montāžas verifikāciju. Savienojošie komponenti, piemēram, perforators un tam atbilstošā presformas atvere, tiek fiziski samontēti uz stenda, lai pārbaudītu atstarpes attiecības, slīdošo fiksāciju uz vadotnes elementiem un traucējumu apstākļus presēšanas{2}}pielāgošanas detaļās. Optiskie komparatori pārklāj palielinātus komponentu profilus pret konstrukcijas ģeometriju, lai uztvertu smalkas novirzes, kuras CMM punktu zondēšana var palaist garām. Šīs atbilstības pārbaudes apstiprina, ka atsevišķi komponenti darbosies kā koordinēta sistēma, kad tie būs ieskrūvēti presformu komplektā.

Izmēģinājuma darbības un pirmās{0}}raksta daļas mērījums

Montāžas pārbaude apstiprina, ka matrica izskatās pareizi. Izmēģinājuma zīmogošana pierāda, ka tā darbojas. Gatavā matrica tiek uzstādīta presē, tiek padots sloksnes materiāls, un pirmās daļas atdalās no instrumenta. Šis ir brīdis, kad tiek apstiprināts katrs iepriekšējais lēmums, sākot no CAD ģeometrijas līdz apstrādei un termiskai apstrādei. Veiksmīga izmēģinājuma rezultātā tiek iegūtas metāla štancēšanas detaļas, kas atbilst drukas izmēriem, kurām ir tīras malas un forma bez plaisāšanas, burzīšanās vai pārmērīgas atsperšanās.

Izmēģinājuma darbības notiek saskaņā ar strukturētu protokolu. Matrica tiek iestatīta aprēķinātajā slēgšanas augstumā, tiek padots ar kontrolētu ātrumu un sākotnēji darbojas ar samazinātu tonnāžu, kamēr operatori novēro sloksnes progresēšanu, klausās, vai nav neparasti trokšņi, un vizuāli pārbauda dažas pirmās daļas. Sloksnes padeves stabilitāte, pilota iesaistīšanās un noņēmēja funkcija tiek uzraudzīta reāllaikā. Ja matrica ir progresīva tipa, katras stacijas darbs tiek novērtēts neatkarīgi, pārbaudot daļēji pabeigtas daļas starpstacijās pirms galīgā atdalīšanas griezuma.

Pirmā-izstrādājuma pārbaude veic izmēģinājuma Tiek reģistrēta katra kritiskā dimensija, GD&T norāde un virsmas specifikācija. Iegūtais pārskats vai nu apstiprina atbilstību, vai arī identificē novirzes, kurām nepieciešama veidnes regulēšana. Izplatītākie pielāgojumi ietver formu staciju slīpēšanu, lai koriģētu leņķisko atsperu,{5}}virsmu, kurās redzamas vilkšanas pēdas, atkārtota pulēšana vai perforācijas pielāgošana-, lai -noliktu klīrensu stacijās, kas rada pārmērīgu izliekumu. Kā uzsver presformu izmēģinājumu speciālisti, rūpīga pirmā-izstrādājuma pārbaude nodrošina detalizētus mērījumu pārskatus, fiziskos izmēģinājuma paraugus un dokumentāciju, kas apstiprina, ka presforma ir gatava ražošanai pirms nosūtīšanas.

Katra metāla apzīmogota detaļa, kas iziet no ražošanas preses, manto tās presē iebūvēto kvalitāti. Izmēģinājuma apzīmogošana ir vieta, kur šis mantojums tiek pierādīts. Presforma, kas iztur pirmo-izstrādājuma pārbaudi ar visiem izmēriem pielaides robežās un uz visām virsmām bez defektiem, ir apstiprināts instruments, kas ir gatavs konsekventi ražot štancētas metāla daļas simtiem tūkstošu vai miljonu ciklu laikā.

Pilna pārbaudes vārtu secība, sākot no pirmās mikroshēmas līdz apstiprinātam ražošanas rīkam, seko šādai virzībai:

1. Apstrādes{0}}izmēru pārbaudes pēc neapstrādātas un pus{1}}apstrādes, lai pārbaudītu krājumu pielaidi
2. Pēc-termiskās{1}}apstrādes cietības pārbaude un CMM atkārtota{2}}mērīšana izmēru kustībai
3. Galīgais CMM ziņojums pēc slīpēšanas un cietās frēzēšanas apstiprina visas funkcijas, kas atbilst pielaidei
4. Montāžas atbilstības pārbaude savienojuma komponentiem, klīrensa pārbaude un optiskā profila salīdzinājums
5. Izmēģinājuma štancēšana ražošanas -ekvivalentā presē ar kontrolētiem parametriem
6. Pirmā-izstrādājuma pārbaude, mērot apzīmogotās daļas, salīdzinot ar inženiertehniskajām izdrukām ar pilna izmēra atskaiti

Visiem vārtiem ir jāiet garām pirms darba virzības. Šī disciplīna novērš visdārgāko kvalitātes kļūmi presformu izgatavošanā: problēmas atklāšanu pēc tam, kad ir pabeigtas visas pakārtotās darbības ar bojātu komponentu.

Ražotāji, kas zem viena jumta aptver šo pilno dzīves ciklu, sākot no priekšizpētes un CAE simulācijas līdz precīzai apstrādei, izmēģinājuma braucieniem un CMM pārbaudei, novērš komunikācijas nepilnības, kas rodas, ja pienākumi tiek sadalīti starp vairākiem piegādātājiem.YICHEN štancēšanas štancēšanas processilustrē šo integrēto pieeju, pārbaudot veidnes visos šeit aprakstītajos posmos, lai instrumentu inženieri un piegādes vadītāji saņemtu ražošanai{0}}gatavus instrumentus, kuru pamatā ir dokumentēti pārbaužu dati katrā vārtā. Komandām, kas pāriet no izpētes uz aktīvu piedāvājumu izstrādi, sadarbība ar vienu-avota nodrošinātāju, kam pieder visa kvalitātes kontroles ķēde, samazina risku un ievērojami saīsina laika grafiku.

Pārbaude un validācija noslēdz ražošanas cilpu, taču štancēšanas presformas patiesais mērs ir tas, kā visi šie individuālie lēmumi, sākot ar CAD ģeometriju un beidzot ar materiālu izvēli, apstrādes secību, termisko apstrādi un kvalitātes pārbaudi, tiek apvienoti ar ilgtermiņa{0}}ražošanas veiktspēju.

Visu apvienojot no iespējamības līdz ražošanai

Tagad esat izgājis cauri visām metāla štancēšanas presformas izgatavošanas fāzēm: digitālā projektēšana un simulācija, materiālu izvēle, CNC apstrāde, EDM apstrāde, termiskā apstrāde, pārklāšana un kvalitātes pārbaude. Katra sadaļa aptvēra atsevišķu procesu. Patiesībā šīs darbības nedarbojas neatkarīgi. Tie savienojas. Dizaina lēmums CAD sistēmā virzās uz priekšu, izvēloties materiālu, apstrādes stratēģiju un galu galā uz apzīmogoto detaļu kvalitāti, ko jūsu prese ražo pilnā ātrumā. Izpratne par to, kā šī salikšana darbojas, ir tas, kas atšķir štancēšanas veidni, kas nodrošina 500 000 uzticamu sitienu, no tā, kas degradējas pēc 10 000.

Kā katrs ražošanas lēmums tiek pārveidots par veiktspēju

Padomājiet par die procesu kā reizinātāju ķēdi, nevis papildinājumu secību. Pareizas instrumenta tērauda kategorijas izvēle ne tikai palielina izturību. Tas vairākkārt palielina ieguvumus no katra pakārtotā posma. Labi atlasīta D2 ieliktņa vakuuma-rūdīšana{4}} dod labākus rezultātus nekā vakuuma-rūdīšana ar minimālu pakāpi. TiCN pārklājuma uzklāšana uz pareizi rūdītas un pulētas virsmas nodrošina pilnu berzes{8}}samazināšanas potenciālu. Uzklājiet to pašu pārklājumu uz virsmas ar atlikušo spriegumu no izlaistiem rūdīšanas cikliem, un tas nobirst tūkstošiem sitienu laikā.

Tāda pati loģika darbojas otrādi. Īsceļš jebkurā posmā sadala visu turpmāko darbību. Steidzīga CAE simulācija un atsperes prognozes trūkums nozīmē, ka presformas ģeometrija ir nepareiza, pirms apstrāde pat sākas. Ja instrumenta tērauds ir norādīts nerūsējošā tērauda uzklāšanai, tas nozīmē, ka pārklājumi cīnās zaudētājos pret substrāta deformāciju zem tiem. Sprieguma mazināšanas izlaišana pirms termiskās apstrādes rada deformāciju, ko nevar pilnībā atjaunot pēc slīpēšanas. Katrs kompromiss samazina stangas kalpošanas laiku, detaļu kvalitāti un ražošanas darbības laiku.

Kas patiesībā atšķir kauliņu, kas izpilda 100,{1}} sitienus, no tā, kas neizdodas agri? Parasti nav viena katastrofāla kļūda, bet gan marginālu lēmumu uzkrāšanās:

• Dizaina saīsnes:Nepietiekamas simulācijas rezultātā tiek veikti izmēģinājuma{0}}un-kļūdu labojumi rūdītam tēraudam, vājinot sastāvdaļas atkārtotas modifikācijas dēļ.
• Materiālie kompromisi:Izvēloties A2, kur D2 vai karbīds ir garantēts, ietaupa sākotnējās izmaksas, bet dubultojas atkārtotas asināšanas biežums un preses dīkstāve
• Apstrādes secības pārkāpumi:Apdare pirms atbilstošas ​​spriedzes samazināšanas rada izmēru nestabilitāti, kas pasliktinās cikliskās presēšanas slodzēs
• Termiskās apstrādes spraugas:Izlaižot rūdīšanas ciklu vai izlaižot kriogēno apstrādi, saglabājas austenīts, kas ražošanas laikā neprognozējami transformējas, izraisot progresīvu pielaides novirzi
• Pārbaudes pārtraukums:Komponentu atbrīvošana, nepārbaudot pēc-termiskās-apstrādes{1}}izmērus, nozīmē veidnes salikšanu no detaļām, kuras, iespējams, jau neatbilst specifikācijām.

Metāla štancēšanas ražošanas process atalgo disciplīnu visos vārtos. Izmaksas un laika prognozes tiek attiecīgi mērogotas. Vienkāršai vienas-stacijas noslīdēšanas veidnei var būt nepieciešamas 4–6 nedēļas un 5000–15 000 ASV dolāru ieguldījumi instrumentos. Mēreni progresīvai kalšanai ar 8 līdz 12 stacijām parasti ir vajadzīgas 8 līdz 12 nedēļas un no 25 000 līdz 60 000 USD. Sarežģītas automobiļu progresīvās vai pārvietošanas presformas ar stingrām pielaidēm, vairākām formēšanas stacijām un augstām -apjoma prasībām var pārsniegt 16 nedēļas un 100 000 $ instrumentu izmaksas. Šie diapazoni atspoguļo ne tikai apstrādes stundas, bet arī kumulatīvo inženierijas, simulācijas, pārbaudes un izmēģinājuma piepūli, kas apstiprina katra instrumenta paredzēto ražošanas laiku.

Katrs solis štancēšanas presformas izgatavošanā, sākot no CAD ģeometrijas līdz galīgajam pārklājumam, ir lēmums, kas palielina vai atņem no presformas kalpošanas laika, detaļu kvalitātes un ražošanas efektivitātes. Presēšanas un štancēšanas būvniecības procesā nav neitrālu izvēles iespēju.

Pāreja no pētniecības uz RFQ{0}}gatavu risinājumu

Ja esat izlasījis tik tālu, jūs, iespējams, ietilpstat vienā no divām kategorijām. Vai nu jūs uzkrājat iekšējās zināšanas, lai efektīvāk novērtētu piegādātājus, vai arī jūs aktīvi vēršaties pie pasūtījuma pēc pasūtījuma metāla štancēšanas presformas un vēlaties saprast, kādus jautājumus uzdot un kādas iespējas pārbaudīt. Abos veidos tiek izmantots viens un tas pats princips: štancēšanas ražošanas process darbojas vislabāk, ja vienam partnerim pieder visa ķēde no iespējamības, izmantojot apstiprinātus ražošanas rīkus.

Sadrumstalota piegāde, kad projektēšana notiek vienā uzņēmumā, apstrāde notiek citā un izmēģinājumi trešajā, rada pārejas risku katrā pārejā. Izmēru nolūks pazūd starp CAD failiem un iekārtu operatoriem. Ērtības labad tiek vienkāršotas termiskās apstrādes specifikācijas. Izmēģinājuma rezultāti netiek efektīvi izmantoti dizaina labojumos. Preses un štancēšanas rīki, kas darbojas vislabāk ilgos ražošanas periodos, gandrīz vienmēr nāk no integrētām programmām, kur katra fāze informē nākamo bez saziņas pārtraukumiem.

Sagādes vadītājiem un instrumentu inženieriem, kuri ir gatavi pāriet no izpētes uz aktīvu kotēšanu, meklējiet partneri, kura iespējas aptver visu šajā rakstā apskatīto dzīves ciklu: priekšizpēte, CAE simulācija formēšanai un atsperei, precīza CNC apstrāde un EDM, kontrolēta termiskā apstrāde, izmēģinājuma štancēšana ražošanā{0}}un CMM{1}reprezentatīvie nosacījumi. pirmo-izstrādājuma apskati.YICHEN pielāgoti štancēšanas presformu risinājumiaptver tieši šo jomu, nodrošinot -līdz-metāla štancēšanas resursus komandām, kurām nepieciešami apstiprināti instrumenti, kas tiek piegādāti gatavus RFQ-, un tos nodrošina dokumentēti kvalitātes dati katrā ražošanas vietā.

Šajā rakstā sniegtās zināšanas sniedz jums vārdu krājumu un sistēmu, lai kritiski novērtētu jebkura presformas piegādātāja procesu. Tagad jūs saprotat, kāpēc noteiktas darbības maksā to, ko tās veic, kāpēc laika grafiki stiepjas pie noteiktiem sarežģītības sliekšņiem un kāpēc lētākais piedāvājums reti nodrošina viszemākās izmaksas par vienu sitienu visā presformas ražošanas laikā. Šī izpratne ir pamats, lai pieņemtu apzinātus lēmumus par iegādi jebkurā noziedēs un apzīmogotu iepirkuma sarunu.

Bieži uzdotie jautājumi par metāla štancēšanas presformu izgatavošanu

1. Cik ilgs laiks nepieciešams, lai izgatavotu metāla štancēšanas veidni?

Laika grafiki ir atkarīgi no sarežģītības. Vienkārša vienas-stacijas iztukšošanas veidne parasti prasa 4–6 nedēļas. Vidēji progresējoša mirst ar 8 līdz 12 stacijām aizņem 8 līdz 12 nedēļas. Sarežģītas automobiļu progresīvās vai pārneses presformas ar stingrām pielaidēm un vairākām formēšanas stacijām var pārsniegt 16 nedēļas. Šie laika grafiki ietver inženierijas, simulācijas, apstrādes, termiskās apstrādes un izmēģinājuma validācijas fāzes.

2. Kādi materiāli tiek izmantoti štancēšanas presformu izgatavošanai?

Štancēšanas presformas galvenokārt ir izgatavotas no instrumentu tērauda kategorijām, kas atlasītas, pamatojoties uz apzīmogojamo lokšņu metālu. Izplatītas izvēles iespējas ietver D2 abrazīvu nodilumizturībai, A2 līdzsvarotai stingrībai un cietībai, S7 triecieniem-smagiem pielietojumiem, M2 lielai spiedes slodzei un volframa karbīda ieliktņus īpaši-lieliem-apjomiem vai ļoti abrazīviem materiāliem, piemēram, nerūsējošajam tēraudam. Katrai pakāpei ir atšķirīga pozīcija cietības-izturības spektrā.

3. Kāda ir atšķirība starp progresīvo matricu un pārneses matricu?

Progresīvās formas saglabā daļas savienotas ar nesēja sloksni, jo tā virzās cauri vairākām stacijām ar katru nospiešanas gājienu, padarot tās ideāli piemērotas mazākiem, liela apjoma{0}}komponentiem, piemēram, savienotājiem un kronšteiniem. Pārneses presformas izgriež sagataves pirmajā stacijā un mehāniski pārvieto tās starp neatkarīgām stacijām, izmantojot satvērējus. Pārnesuma formas ir piemērotas lielām detaļām, dziļi-ievilktām čaulām un ģeometriskām formām, kuras formēšanas laikā nevar palikt piestiprinātas pie sloksnes, piemēram, automašīnu virsbūves paneļiem.

4. Kā termiskā apstrāde ietekmē štancēšanas veidnes veiktspēju?

Termiskā apstrāde instrumentu tēraudu no apstrādājama stāvokļa pārvērš par rūdītu darba instrumentu, kas spēj izturēt miljoniem presēšanas ciklu. Vakuuma sacietēšana, kam seko vairāki rūdīšanas cikli, rada stabilu martensīta struktūru. Kriogēnās apstrādes pievienošana var palielināt diegu kalpošanas laiku par vairāk nekā 200 procentiem, pārveidojot saglabāto austenītu un uzlabojot karbīda sadalījumu. Bez atbilstošas ​​termiskās apstrādes pat precīzi apstrādātas detaļas ražošanas štancēšanas slodžu ietekmē deformētos vai ātri nodiltos.

5. Kas var izgatavot pilnīgu štancēšanas presformu no projektēšanas līdz ražošanas apstiprināšanai?

Integrēti presformu ražotāji, kuriem pieder visa procesa ķēde, sākot no priekšizpētes un CAE simulācijas līdz CNC apstrādei, EDM, termiskai apstrādei, izmēģinājuma štancēšanai un CMM pārbaudei, nodrošina visuzticamākos rezultātus. YICHEN piedāvā šīs iespējas-līdz{2}} pielāgotiem štancēšanas presformu risinājumiem, nodrošinot dokumentētu kvalitātes verifikāciju katrā ražošanas vārtā, lai piegādes vadītāji un instrumentu inženieri saņemtu ražošanai-gatavus instrumentus bez nodošanas riska starp vairākiem piegādātājiem.