Решения за щамповане на матрици, които спестяват хиляди на тичане

Какво е щамповане на матрици и как работи

Всяка метална скоба в колата ви, всеки конектор в телефона ви и всеки корпус на кухненския ви уред са започнали като плоска ламарина. Процесът, който го трансформира в завършена форма в мащаб? Щамповане на матрици.

Щамповането с щампи е производствен-процес на студено формоване, при който прецизен инструмент, наречен щанцо за щамповане, изрязва, огъва или оформя листов метал в повтарящи се части в механична или серво преса.

Какво представляват матриците за щамповане и защо са важни

И такакакво е матрица в производството? Това е персонализиран-инструмент, създаден да издържи на хиляди или дори милиони цикли на пресоване, като същевременно поддържа строги толеранси при всяко едно натискане. Щамповките съдържат закалена инструментална стомана или карбидни секции, които извършват рязане, формоване или и двете операции едновременно. За разлика от общите приспособления, тези инструменти трябва да балансират точността, износоустойчивостта и ефективността на пресата при екстремни повтарящи се натоварвания.

Какво представлява операцията по щамповане на практика? Представете си плоска намотка, която се подава в пресата със стотици удари в минута, като всеки удар произвежда завършен или почти-завършен компонент. Тази последователност е това, което прави този процес гръбнакът на автомобилостроенето, електрониката и производството на уреди. Едно единствено дизайнерско решение, взето по време на разработката на матрицата, се отразява напред в качеството на частите, процентите на скрап и разходите за-на бройка за целия производствен цикъл.

Как щамповането се вписва в съвременното производство

Разбирането на това какво са щанци в контекста на производството означава да се признае, че самата матрица е най-големият лост, контролиращ както качеството, така и икономиката. Инвестицията в инструменти е предварителна, но след като матрицата за щамповане бъде валидирана, тя произвежда еднакви части на малка част от цената на машинната обработка или алтернативите за производство.

Този ресурс обхваща пълния жизнен цикъл на матриците за щамповане, от избор на тип и механика на процеса през модерен симулационен-дизайн, избор на материали, контрол на качеството, стратегия за поддръжка и оценка на доставчика. Независимо дали определяте първия си прогресивен зар или оптимизирате съществуваща линия, всяко решение в тази верига или спестява, или ви струва хиляди на изпълнение. Следващите глави разбиват точно къде са тези точки на ливъридж и как да действате върху тях.

Видове матрици за щамповане и кога да използвате всеки

Изборът на правилния тип матрица е едно от онези решения, които се налагат във всеки производствен цикъл. Изберете прогресивна матрица, където е мястото на настройката за прехвърляне, и ще се борите с проблемите с геометрията на частите през целия живот на инструмента. Изберете съставна матрица, където обемът изисква непрекъснат изход и пропускателната способност страда. Трите основни типа матрици за щамповане решават различен производствен проблем и разбирането на техните компромиси е това, което отличава ценово{3}}ефективните инструменти от скъпите грешки.

Прогресивни матрици за-непрекъснато производство в голям обем

Щанци за прогресивно метално щампованезахранваща бобина през поредица от станции в един комплект матрици, извършвайки една или повече операции при всяко спиране. Лентата напредва с фиксирана стъпка с всеки удар на натискане и готовата част пада от края. Представете си поточна линия, компресирана в един инструментален блок, работещ с повече от 200 удара в минута.

Последователността на станциите е мястото, където инженерството наистина има значение. Всеки етап от инструменталната обработка трябва да бъде подреден така, че по-ранните операции да не пречат на последващото формоване или рязане. Лошата последователност на оформлението означава допълнителни станции, което означава по-дълга матрица, по-високи разходи за инструменти и повече скрап в носещата лента. Оптимизирането на оформлението на лентата директно контролира използването на материала. Плътното влагане и обмисленият дизайн на носача могат да повишат използването над 80%, докато небрежното оформление губи 30% или повече от всяка намотка. За автомобилни матрици за щамповане, произвеждащи скоби, съединители или структурни скоби, тази разлика в скрап се превръща в хиляди долари за производствен цикъл.

Трансферни матрици за големи или сложни части

Трансферното щамповане използва отделни заготовки, преместени между станциите чрез механични пръсти или роботи, а не непрекъсната лента. Този подход премахва геометричните ограничения, наложени от прогресивните матрици. Когато даден детайл е твърде голям, твърде дълбок-изтеглен или изисква операции от множество ъгли, комплектите матрици за прехвърляне ви дават свободата да ориентирате и -захващате повторно детайла на всяка станция.

Типична автомобилна матрица за щамповане за структурни панели на корпуса или големи корпуси на уреди разчита на щамповане при прехвърляне, тъй като частта просто не може да остане прикрепена към носеща лента чрез дълбоко изтегляне или сложни фланци. Компромисът е скоростта на цикъла. Трансферните системи работят по-бавно от прогресивните настройки, но осигуряват точност на размерите на части, които прогресивните матрици физически не могат да произведат.

Сложни матрици за прецизни плоски части

Сложните матрици извършват множество операции на рязане с един ход. Заготовката и пробиването се извършват едновременно, което означава, че частта е завършена с едно попадение. Това ги прави идеални за приложения на матрици за щамповане на плоски метални листове като шайби, уплътнения, подложки и електрически ламинации, където плоскостта и качеството на ръбовете са по-важни от сложността на формоването.

Тъй като всички сили действат едновременно, съставните матрици произвеждат части с по-строга концентричност между елементите, отколкото могат да постигнат последователните операции. Ограничението е геометрията. Тези инструменти се справят добре с плоски профили, но не са предназначени за огъване или теглене.

Правилният избор зависи от размера на частта, геометрията, обема и бюджета. Прогресивните матрици доминират, когато се нуждаете от скорост и частта пасва в рамките на ограниченията на лентата. Трансферното щамповане печели, когато геометрията или размерът на частта изключва непрекъсната лента. Сложните матрици осигуряват прецизност на по-прости плоски части при по-ниски разходи за инструменти. Всеки тип служи за определена цел, но нито един от тях не се представя добре, без да съответства на дизайна на етапа на инструмента с действителното поведение на материала при натоварвания на формоване, което е точно мястото, където самият процес на щамповане изисква по-голямо внимание.

Процесът на щамповане от рулона до завършената част

Съпоставянето на тип матрица с геометрията на вашата част е само половината от уравнението. Другата половина е разбирането какво всъщност се случва с метала по време на всеки ход на пресата и как тези сили определят от коя преса имате нужда. Процесът на метално щамповане е строго хореографирана последователност и всеки етап налага специфични изисквания както към инструменталната екипировка, така и към машината, която я задвижва.

Основни операции в процеса на щамповане

Когато разбиете процеса на щамповане на ламарина на отделни стъпки, ще забележите, че всяка операция извършва едно от двете неща: премахва материала или го преформатира. Някои матрици комбинират и двете в един ход, но основните действия остават същите, независимо от вида на матрицата или скоростта на пресата.

Ето типичната последователност, която част следва от необработената намотка до готовия компонент:

1. Подаване и изправяне на бобини- Машината за размотаване изплаща ленти, а машината за изправяне премахва комплекта намотки (остатъчна кривина). Сервозахранващо устройство или механичен захващач придвижва лентата с прецизна стъпка в матрицата.
2. Бланкиране- Щанцът изрязва плоска форма от лентата или отделя детайла от околния материал. Това е първата операция на срязване и тя установява външния профил на детайла.
3. Пиърсинг (щанцоване)- В заготовката се пробиват вътрешни дупки, слотове или изрези. Пробождането използва същия принцип на срязване като заготовката, но премахва материала от границата на частта, а не около нея.
4. Формоване и огъване- Плоската заготовка се оформя в ъгли, канали, ребра или други три-измерни елементи. Материалът остава с приблизително същата дебелина, но се влива в нова геометрия под силата на натиск и опън.
5. рисуване- За по-дълбоки форми като чаши, корпуси или черупки, заготовката се издърпва в кухината на матрицата чрез щанца, докато държач за заготовка контролира потока на материала. Страничните стени се разтягат при напрежение, което прави това една от най-взискателните операции както на матрицата, така и на пресата.
6. Подрязване и окончателно отделяне- Излишният материал на фланеца, носещи пластини или фланец се отрязват, за да се получи контурът на завършената част. Завършената част се изхвърля чрез въздушна струя, механично избиване или гравитация.

Не всяка част изисква всичките шест стъпки. Една проста скоба може да се нуждае само от заготовка, пробиване и едно огъване. Дълбоко{2}}изтеглена автомобилна чаша преминава през заготовка, многократно изтегляне и окончателно изрязване. Производственият процес на щамповане адаптира броя на операциите към сложността на детайлите и матрицата е проектирана да изпълнява точно правилната последователност с нулеви загуби на станции.

Натиснете Tonnage and Die-to-Press Matching

Тук много програми за щамповане срещат проблеми. Можете да създадете перфектна матрица, но ако попадне в грешната преса, получавате кратък живот на инструмента, отклонение на размерите или задръстване в долната мъртва точка. Процесът на производствено щамповане свързва дизайна на матрицата директно с избора на преса чрез едно критично число: необходимия тонаж.

Тонажът не е едно изчисление. Това е сумата от всяка сила, която пресата трябва да подаде едновременно във всички активни станции. Основната формула за операции по рязане изглежда така:

Периметър (ин.) x Дебелина на материала (in.) x Якост на срязване (тонове)=Изискван тонаж на рязане

Но това обхваща само заглушаване и пробиване. Изчисляването на тонажа на пресата за пълно щамповане включва също сили на формоване, сили на изтегляне, налягане на държача на заготовката, натоварвания на пружинния инструмент за отстраняване, налягане на азотна подложка и всякакви операции, задвижвани от гърбица. Добавяте ги всички заедно, за да получите общото изискване за пресата. По-малкият размер на пресата означава недостатъчна енергия в долната част на хода, дори ако номиналният тонаж изглежда достатъчен. Предразмеряването губи капитал и подово пространство.

Свойствата на материала са другата променлива, която променя всичко. Процесът на щамповане на алуминий изисква по-ниска сила на рязане в сравнение със стоманата, но склонността на алуминия да се стърчи и да пружинира обратно, създава различни предизвикателства. Високо{2}}стоманите с висока якост увеличават значително изискванията за тонаж в сравнение с меката стомана при същата дебелина и периметър. Познаването на якостта на срязване и крайната якост на опън на материала на намотката в PSI не-подлежи на обсъждане преди оразмеряване на пресата.

Материален поток и механика на формоване

По време на изтегляне и формоване металът не се огъва просто във форма. Тече. Държачът на заготовката задържа материала на фланеца, докато поансонът принуждава централната секция в кухината на матрицата. Твърде много сдържаност причинява изтъняване и разцепване. Твърде малко позволява образуването на бръчки, тъй като излишният материал се компресира. Контролирането на този баланс е това, което отличава добрия процес на щамповане от този, който генерира скрап.

Технологията на серво пресата дава на инженерите мощен лост тук. За разлика от конвенционалните механични преси, които следват фиксиран ход, задвижван от-манивела, серво пресите използват-контролирано движение на буталката, което може да променя скоростта и времето на задържане навсякъде в хода. Изследвания приЦентър за прецизно формоване на държавния университет в Охайопоказаха, че променливата сила на държача на заготовката, пулсацията на възглавницата и методите за закрепване/откачане на серво преси подобряват възможността за теглене в стомани с висока-якост, където подходите на постоянна-сила причиняват счупвания.

От практическа гледна точка, серво пресата може да забави буталката точно преди контакт с бланката, за да намали шока от удара, след което да ускори през не-работната част на хода, за да поддържа времето на цикъла. За операциите по изчертаване овенът може да спре или да обърне леко назад по средата-ход, за да облекчи напрежението и да позволи на материала да се преразпредели. Тези променливи профили на хода правят възможно формирането на части, които биха се разцепили или набръчкали в конвенционална механична преса, работеща с постоянна скорост.

Изводът за дизайнерите на матрици: изборът на преса не е само до тонажа и размера на леглото. Става въпрос за съпоставяне на механиката на формоване на вашата конкретна част и материал с възможностите за движение на пресата. Тази връзка между дизайна на матрицата и поведението на пресата определя дали резултатите от вашата симулация действително се превръщат в производствена реалност, което е точно това, което съвременните CAE-ръководени работни потоци целят да предскажат, преди да бъде нарязана стомана.

Работен процес и симулация на модерен дизайн на матрици

Преди десетилетие дизайнът на матрицата за щамповане означаваше изграждането на инструмент, монтирането му в преса и шлайфането чрез кръгове от физически изпитания, докато детайлът излезе правилен. Всяка итерация изразходва време, стомана и бюджет. Модерният дизайн на матрицата за метално щамповане обръща тази последователност. Сега инженерите решават проблемите с формоването дигитално, много преди първият блок инструментална стомана да удари CNC машина. Резултатът е по-малко пробни цикли, по-бързо време-до-производство и инструменти, които работят по-близо до правилния първи път.

Интегриране на CAD/CAM в дизайна на матрицата за щамповане

Съвременният дизайн на щамповане започва в параметричен 3D CAD, където структурата на матрицата, профилите на щанцоването и оформлението на лентата се моделират като унифициран монтаж. Платформи като SolidWorks, CATIA и NX хостват специални модули за -дизайн на матрици, които автоматизират стандартни компоненти (направляващи стълбове, фиксатори, блокове за петата), като същевременно позволяват на инженерите да се съсредоточат върху геометрията на формоване, която всъщност определя качеството на частта.

CAD моделът се подава директно в CAM за CNC програмиране на щанцови стомани, EDM електроди и телено{0}}рязани профили. Тази тясна интеграция елиминира грешките при превода между намерението на дизайна и машинната реалност. При голям-обем на производство на инструменти и матрици, този работен процес с един-модел също опростява контрола на ревизиите. Когато клиент промени радиус или добави дупка, модификацията се разпространява от 3D модела през траектории на инструменти без ръчно преначертаване.

CAE симулация за формиране на осъществимост

Тук се случват реалните спестявания на разходи. Анализът на крайните елементи (FEA), приложен към формоването на ламарина, обикновено наричан CAE симулация, позволява на инженерите да извършат виртуална пробна матрица, преди да съществува каквато и да е физическа инструментална екипировка. Софтуерът моделира поведението на материала при формиращи сили и прогнозира къде точно ще се появят проблеми.

Какво улавя симулацията? Три критични дефекта, които отчитат повечето итерации на физическо изпробване:

• Изтъняване и разцепвания- Решаващият инструмент идентифицира области, където материалът се разтяга извън безопасните граници и ще се счупи при производството.
• Набръчкване- Излишната компресия на материала се проявява като изкривени зони, особено в изтеглящи стени и фланци, където силата на празния държач е недостатъчна.
• Springback- Софтуерът предвижда еластично възстановяване след отваряне на пресата, разкривайки доколко частта се отклонява от номиналната геометрия и позволява компенсация на матрицата преди обработка.

СпоредИнженерен анализ на Keysight, дефектите често се появяват само по време на първите физически изпитания при производството на матрици, когато корекциите отнемат време-и са скъпи. Провеждането на тези изпитания дигитално елиминира повечето изненадващи провали в пресата.

Инкременталните програми за решаване като AutoForm и ProgSim могат да симулират прогресивни щампи с много-станции, като автоматично регулират силите-на натиск и отчитат тонажа на формоване на всяка станция.Инструменти,-базирани на SolidWorks, като Logopress ProgSimдействат като виртуални пробни преси, осигурявайки резултати за формоване, включително пружинно връщане и автоматично развитие на заготовки. Настройката и симулацията за по-малка матрица могат да завършат за минути, докато по-големите инструменти може да отнеме няколко часа, все още много по-бързо и по-евтино от цикъл на физическо изпробване.

Този симулационен-първи подход определя как работят водещите производители на матрици.Инженерният екип на матрицата за щамповане на YICHEN, например, изпълнява анализ на осъществимостта и CAE симулация като стандартни стъпки преди да започне машинната обработка, като валидира жизнеспособността на формоването и идентифицира дигитално изискванията за компенсация. Този работен процес означава, че техните инструменти пристигат в пробната преса вече близо до производство-готови, вместо да започват от най-доброто предположение.

Оптимизиране на оформлението на лентата и използване на материала

Разходите за материали са най-големият променлив разход във всеки цикъл на щамповане, а оформлението на лентата е лостът, който го контролира. Оформлението определя как заготовките са вложени в ширината на рулона, колко носещ материал свързва станциите и къде пада скрапът. Малки промени в ъгъла на вмъкване или ориентацията на заготовката могат да изместят използването на материала с 5-10%, което се превежда директно в цена на част за милиони парчета.

Управляваната от симулация{0}}оптимизация на празни места води това по-далеч. Софтуерът може да изравнява завършената 3D част обратно до нейната разработена празна форма, след което автоматично да тества ъглите на въртене и много-изходните конфигурации, за да намери оформлението, което минимизира ширината и стъпката на бобината, като същевременно поддържа възможността за формоване. Щамповането на частите на лявата-ръка и-дясна-ръка заедно в дву-изходно оформление или завъртане на заготовки за блокиране на профилите им са обичайни техники за щамповане на метал, които симулацията потвърждава, преди да бъде пусната лента.

За прогресивните щанци конструкцията на носача е допълнителна променлива. Разтегливите носачи трябва да са достатъчно широки, за да се подават надеждно през всяка станция, но достатъчно тесни, за да се избегне загуба на материал. Симулацията позволява на инженерите да проектират тези носачи ефективно, потвърждавайки, че лентата остава стабилна при натоварвания на формоване, без да изразходва ненужен материал. Балансът между скоростта на производство и спестяването на материали е компромис, но технологията за щамповане е достигнала точка, в която този компромис се определя количествено цифрово, а не се открива на пресата.

Цялото това цифрово валидиране се случва преди да бъдат избрани и поръчани стомани. Увереността, която симулацията осигурява в дизайна на щамповането, пряко влияе върху следващото важно решение: кои видове инструментална стомана и повърхностни обработки ще осигурят необходимия живот на матрицата за вашия конкретен материал на детайла и производствен обем.

Избор на материал на матрицата и класове инструментална стомана

Вашата симулация е валидирана, оформлението на вашата лента е оптимизирано и последователността на формоване е заключена. Следващото решение определя колко дълго този инструмент действително оцелява при производството: коя стомана за щамповане влиза в работните секции? Изберете клас, който е твърде мек и режещите ръбове са тъпи след няколко хиляди удара. Изберете такъв, който е твърде твърд без подходяща издръжливост и пробива стружки при ударни натоварвания. Всяка метална матрица е балансиращ акт между твърдост, издръжливост, устойчивост на износване и цена.

Видове инструментална стомана за конструиране на матрици за щамповане

Четири степени покриват по-голямата част от стоманените матрици за щамповане, които се произвеждат днес. Всеки адресира различна комбинация от трудност на обработвания детайл и търсене на обем.

D2е работният кон за бланк-обем и пиърсинг. Неговото високо съдържание на въглерод (1,40-1,60%) и хром (11,00-13,00%) осигурява изключителна устойчивост на износване придиапазон на закалена твърдост от 54-61 HRC. D2 се справя с щампована ламарина в мека стомана или поцинкована намотка без често заточване. Компромисът? Той е по-малко здрав от другите класове, така че не е първият избор за приложения с тежък удар или странично натоварване.

A2преодолява разликата между устойчивостта на износване и здравината. С приблизително половината от хрома на D2 и малко по-малко въглерод, A2 достига 57-62 HRC, като същевременно остава умерено годен за обработка. Той превъзхожда операциите по подрязване, монетосечене и големи заготовки, където е необходима известна устойчивост на удар заедно с добро задържане на ръба.

S7седи в трудния край на спектъра. Неговото по-ниско съдържание на въглерод (0,45-0,55%) и намаленото съдържание на хром (3,00-3,50%) осигуряват работна твърдост от 48-58 HRC с отлично поглъщане на удари. S7 е предпочитан за формоване на щанци, операции на огъване и всякакви щанцови секции от ламарина, които издържат на повтарящ се удар, а не на чисто срязване. Когато вашето приложение за щамповане на стоманени листове включва дебел материал или агресивни ъгли на огъване, S7 се съпротивлява на раздробяване, където по-твърдите материали биха се счупили.

DC53е модифицирана студена{0}}стомана, която подобрява D2, като предлага приблизително два пъти по-голяма якост при еквивалентна твърдост. Обработва се по-лесно в закалено състояние и поддържа остри ръбове при по-високите натоварвания, които налагат усъвършенстваните стомани с висока -якост (AHSS). За производствени среди, щамповащи дву-фазни или мартензитни детайли, DC53 удължава интервалите на заточване без рисковете от чупливост на стандарт D2.

Решения за карбиди и покрития за удължен живот на матрицата

Когато дори първокласните инструментални стомани не могат да осигурят достатъчен живот, се намесват карбидни вложки и повърхностни покрития. Твърди карбидни или запоени карбидни секции предлагат твърдост над 85 HRA и са устойчиви на абразивно износване от материали като неръждаема стомана или алуминиеви сплави, -съдържащи силиций. Те струват значително повече от инструменталната стомана и изискват внимателна опора в обувката на матрицата, за да се предотврати счупване, но те се изплащат за високо-станции за пробиване, които иначе биха имали нужда от заточване на всеки няколко смени.

Повърхностните покрития удължават експлоатационния живот на стоманените субстрати, без да променят якостта на сърцевината. Традиционните PVD покрития като титанов нитрид (TiN) и титанов карбонитрид (TiCN) добавят твърдост на повърхността и намаляват триенето при приложения за щамповане на стомана-. За алуминиевите матрици за щамповане обаче тези керамични покрития не са подходящи. Алуминият се залепва към традиционните покрития чрез локализирано топене по време на пластична деформация, механизъмразлично от динамичното триене, което причинява стържене на стоманата.

Диамантено{0}}подобните въглеродни (DLC) покрития решават този проблем. Техният нисък коефициент на триене и свойства против -залепване предотвратяват натрупването на алуминий върху повърхностите на щанци и матрици. Резултатите от полето показват, че CrN + DLC многослоен слой, приложен върху вложките за подстригване, елиминира изцяло залепването на алуминия в едно производствено приложение, произвеждайки над 800 000 части без влошаване на качеството, където непокритите инструменти се повредиха само след 1000 удара.

Съвпадение на материалите на матрицата със свойствата на детайла

Рамката за вземане на решения е ясна, след като картографирате вашия детайл към правилния клас материал:

• Мека стомана и поцинкована намотка- D2 или A2 се справят с повечето приложения на щампована стомана със стандартни интервали на заточване. Покритията не са задължителни за умерени обеми.
• AHSS (DP590, DP980, мартензитни степени)- DC53 или карбидни вложки на режещи станции. Покритията TiCN или TiAlN намаляват износването на лепило от по-твърдия детайл.
• Алуминиеви сплави- Субстрати S7 или A2 с CrN + DLC покритие за борба със залепването и абразията. Граничното смазване помага при станциите за теглене, но второстепенните операции като подрязване и пробиване разчитат до голяма степен на ефективността на покритието.
• Неръждаема стомана- Високо-хромирани инструментални стомани (D2) или карбидни вложки, съчетани с TiN или TiCN покрития, за да устоят на абразивното и адхезивното износване, създавано от неръждаема стомана.

Обемът на производство усилва всяко материално решение. Матрица, работеща с 50 000 части годишно, толерира по-често заточване с по-ниска-стомана. Щампа, произвеждаща милиони щамповани стоманени части годишно, оправдава карбидни вложки и много-слойни покрития, тъй като непланираният престой за поддръжка намалява предварителната инвестиция на материал. Съпоставянето на материала на матрицата както с детайла, така и с обема е това, което отличава издръжливите инструменти от инструментите, които изтощават бюджета ви за поддръжка, и поставя основата за по-широк въпрос: кога самото щамповане става най-икономичният процес в сравнение с други производствени опции?

Когато умре, щамповането е правилният избор

Изборът на материал на матрицата и покритие поддържа инструментите ви живи, но те са без значение, ако щамповането не е правилният процес за начало. Най-скъпата грешка при щамповането на ламарина не е отчупена щанца или лошо оформление на лентата. Той инвестира в инструменти за метално щамповане за част, която трябваше да остане на лазерна маса, или обратното, плаща лазерно{2}}нарязани цени за хиляди части, които една матрица може да произведе за част от времето и разходите.

Щамповане срещу алтернативни производствени процеси

Какво представлява металното щамповане в сравнение с неговите алтернативи? В основата си това е високо{0}}бърз, фиксиран-процес на инструментална екипировка. Плащате веднъж за зар, а всяка следваща част струва малка част от цената на гъвкавите процеси. Лазерното рязане, обработката с ЦПУ и хидроформоването елиминират тези първоначални разходи за инструменти, но ги заменят за по-високи разходи за-парче и по-бавни времена на цикъла.

Лазерното рязане не изисква инструменти и се справя мигновено с промените в дизайна. Трябва да преместите дупка с 2 mm? Актуализирайте CAD файла и изрежете следващия лист. Но лазерът трябва да очертае всеки контур последователно. Сложна скоба, която отнема две минути за лазерно изрязване, отнема приблизително две секунди за щамповане. Тази разлика в скоростта се превръща в разлика в разходите в момента, в който обемите се повишат.

CNC обработката предлага тесни допуски и обработва сложна 3D геометрия без специални инструменти. Работи добре за дебели части или елементи, които изискват отстраняване на материала, а не формоване. Но при машинната обработка се губи материал като стружки, вместо да се преформатира, а времената на цикъла се увеличават линейно с броя на частите.

Хидроформирането превъзхожда производството на дълбоки, сложни форми с еднаква дебелина на стената. Той използва налягане на течността вместо съвпадащи мъжки-женски инструменти, което намалява разходите за матрица за определени геометрии. Компромисът е по-бавните времена на цикъла и ограничената приложимост за по-просто щамповане на плоски или плитки-формовани метални части.

Прагове за обем и икономика на-на-част

Производственият процес на метално щамповане става икономичен в точката, в която разходите за инструменти, амортизирани за общите части, падат под спестяванията за-парче в сравнение с алтернативите. Това е-изчислението на рентабилността и управлява всяко решение за инвестиция в инструменти.

Помислете за реален{0}}пример от анализ на производствените разходи: обикновена стоманена скоба струва $2,00 на парче чрез лазерно рязане без инструменти. Същата скоба струва $0,50 на парче, след като съществува матрица за щамповане от $5000. Икономиите от $1,50 на част означават, че -на рентабилност достигат приблизително 3333 части. Под това число лазерът печели от общата цена. Над него щамповането спестява пари за всяко едно допълнително парче.

За по-сложни прогресивни матрици математиката се променя, но принципът остава в сила. Персонализирана матрица за $12 000, произвеждаща части по $0,45 всяка срещу $3,50 на част чрез CNC машинна обработка, прекъсва дори при приблизително 3900 части. Отвъд този праг всяка произведена част осигурява спестявания от $3,05 в сравнение с машинната обработка.

Критичното прозрение, което повечето купувачи пропускат: трябва да изчислявате въз основа на обема за целия живот, а не само на текущата поръчка. Ако имате нужда от 2000 части сега, но очаквате да поръчате отново 2000 годишно в продължение на три години, вашият реален обем е 8000, доста над рентабилността. Процесът на пресоване на метал възнаграждава дългосрочното-мислене, тъй като инструменталната екипировка е актив, който продължава да произвежда стойност при всяка повторна поръчка без ново време за изпълнение и риск от нова инструментална екипировка.

Съществува средно положение за обеми между 2 000 и 5 000: щанцоването на револверна глава с ЦПУ използва стандартни инструменти за щанцоване за изрязване на профили на части по-бързо от лазера за дуп-тежки части, на по-ниска цена от специалните щамповани матрици. Той преодолява празнината между гъвкавото производство и ангажираното производство на метални щампи.

Кога да ремонтирате или да замените инструментите

Икономиката на инструменталната екипировка не свършва на -безпроблемност. След стотици хиляди удари всеки зар в крайна сметка се влошава. Въпросът става дали да се инвестира в обновяване или изграждане на нови инструменти. Това решение следва логика, подобна на първоначалното изчисление за правене-или-купуване, но с различни променливи.

Ремонтът има икономически смисъл, когато:

• Щетите са локализирани- Повърхностни драскотини, износени режещи ръбове или подмяна на индивидуална вложка без структурен компромис на обувката на матрицата или комплектите матрици.
• Матрицата не е надхвърлила половината от очаквания си експлоатационен живот- Една добре-поддържана матрица за щамповане може да произведе стотици хиляди до милиони части. Ако структурната цялост остане здрава, заточването и подмяната на компонентите удължават значително живота на производството.
• Дизайнът е стабилен- Ако дизайнът на частта не се променя, възстановяването на съществуващите инструменти избягва времето и разходите за проектиране на нова матрица от нулата.

Подмяната става по-добрата инвестиция, когато:

• Честотата на ремонтите се ускорява- Когато интервалите на заточване се съкратят и непланираните спирания се увеличат, матрицата наближава края-на-живота си.Продължава да работи с влошени инструментисъздава скрити разходи чрез намаляващи нива на добив, увеличаване на скрап, по-висока консумация на енергия и по-голям риск от непланиран престой.
• Основната стомана е компрометирана- Корозия, напукване от термична умора или необратима деформация на критични повърхности не могат да бъдат възстановени чрез ремонт. Когато проблемът произхожда от самата стомана, подмяната е единственият ефективен начин.
• Спецификациите на продукта или материала се променят- Матрица, предназначена за мека стомана, може да не оцелее при преминаване към AHSS. Ако материалът на детайла се променя или геометрията на частта се преразглежда, новите инструменти, проектирани за актуализирани изисквания, превъзхождат обновен стар инструмент.
• Разходите за ремонт наближават 50-60% от разходите за нови инструменти- При това съотношение новите инструменти осигуряват пълен експлоатационен живот напред, докато обновяването предлага само частично удължаване с продължаващ риск.

Консервативният подход на пускане на матрица, докато тя едва функционира, често изглежда, че спестява пари, но скритите разходи от лошото представяне намаляват маржовете невидимо. Проследяването на попадения-за-заточване, проценти на брак с течение на времето и непланирани инциденти с престой ви дава данните, за да направите това обаждане обективно, вместо да чакате катастрофален отказ.

Независимо дали избирате щамповане пред алтернативи или решавате кога да инвестирате отново в съществуващи инструменти, основният въпрос е един и същ: къде всеки долар произвежда най-много части на необходимото ниво на качество? Това измерение на качеството, как го измервате и поддържате в милиони цикли, е изцяло негова собствена дисциплина.

Контрол на качеството и инспекция за щамповани части

Производството на щамповани метални части със стотици удари в минута не означава нищо, ако тези части излизат от толеранса по средата на цикъла. Щампа, която щампова хиляди метални щамповани компоненти на час, може също толкова лесно да щампова хиляди отхвърлени, ако никой не наблюдава процеса. Контролът на качеството при щамповането не е последваща мисъл, завинтена в края на линията. Това е система, която започва с начина, по който измервате, продължава с това как откривате проблемите и достига до това как ги предотвратявате изцяло.

Проверка на размерите и GD&T за щамповани части

Как се проверява дали метална щампована част отговаря на дизайнерското намерение? Отговорът зависи от това колко данни са ви необходими и колко бързо са ви необходими.

Традиционната инспекция използва приспособления за проверка, щифтове, щипки и шублери за бърза-проверка на пода на магазина. Тези инструменти дават на операторите незабавна обратна връзка между пресата, но проверяват само отделни точки. Знаете, че дупката е на правилното място, но не виждате какво се случва между точките на измерване.

Координатно измервателните машини (CMM) отдавна са стандарт запроверка дали завършеното щамповане отговаря на критериите за проектиранена множество отделни места. CMM предлагат висока повторяемост и точност, а приспособленията за проверка, които изискват, са относително прости. Преносимите CMM се наложиха в заводите за щамповане и цеховете за матрици, защото могат да се придвижват директно до пресата, където са необходими данни, комбинирайки сканиране с червена-светлина със сензорни сонди за бързи-прегледи на цеховете.

Системите за сканиране с бяла{0}}светлина и синя{1}}светлина представляват значителен скок напред. Вместо да измерват отделни точки, тези скенери произвеждат пълни 3D изображения на повърхността на частта, което позволява на инженерите да оценят щампованията почти мигновено спрямо CAD геометрията. Допустимите отклонения на автомобилните щамповани компоненти вече рутинно достигат +/-0,1 mm, а LED технологията със синя светлина намалява чувствителността към околното осветление, подобрявайки качеството на данните в производствените среди. Тези скенери служат и за двойна цел: те могат да сканират съществуващи матрици за реинженеринг или повторно рязане на повредени инструменти.

Независимо коя технология използвате, точните резултати зависят от правилното спазване на правилата на GD&T. Примерите за щамповане на често срещани GD&T надписи включват толеранси на профила върху формовани повърхности, истинска позиция на пробити отвори и изисквания за плоскост на монтажните повърхности. Нарушаването на правилата за настройка на еталонните точки по време на измерване води до подвеждащи данни, така че дизайнът на приспособлението и стратегията за ограничаване на частите имат значение колкото самото измервателно устройство.

Често срещани дефекти при щамповане и анализ на първопричината

Всеки дефект в щампована част се проследява или до състояние на матрицата, поведение на материала или параметри на процеса. Често това е взаимодействие и на трите. Предизвикателството е да се идентифицира коя променлива действително се е променила, тъй като сам по себе си симптомът рядко сочи към една единствена причина.

Ето най-често срещаните дефекти, техния типичен произход и коригиращи действия:

• Неравности (прекомерно)- Причинени от износени или тъпи режещи ръбове, неправилно разстояние от-до-щанцо или разминаване между горната и долната секции на инструмента. Коригиращо действие: заточете режещите ръбове, проверете и регулирайте хлабината според дебелината на материала, проверете водещата система за износване.
• Разцепвания и счупвания- Резултат от прекомерно разтягане извън границите на формоване на материала. Основните причини включват твърде много набръчкване в областта на празния държач, което ограничава потока на метала, недостатъчно смазване или материал, който надвишава границата на удължение на опън. Коригиращо действие: намалете силата на държача на заготовката, подобрете смазването, коригирайте размера или формата на заготовката или полирайте повърхностите на радиуса на изтегляне.
• Набръчкване- Възниква, когато напрежението на натиск в неподдържан материал надвишава границите на изкълчване. Твърде малкото налягане на държача на празната заготовка, прекомерната дълбочина на изтегляне спрямо размера на заготовката или неправилната геометрия на изтеглящата перла допринасят. Коригиращо действие: увеличете силата на задържане, регулирайте отклоненията или еквалайзерите, добавете или модифицирайте изтеглящите перли.
• Springback- Еластичното възстановяване след прибиране на поансона води до отклонение на частта от планираната геометрия. По-изразено при стомани с висока{2}}якост и алуминий. Коригиращо действие: прегънете матрицата, за да компенсирате, добавете стъпки за изсичане или дъно или използвайте задържане на серво пресата в долната мъртва точка.
• Характеристиките на частта са извън местоположението- Дупки, пробити на грешни позиции или форми, поставени неточно. Обикновено се причинява от неправилна стъпка на подаване, износени или счупени пилоти или неправилно време на освобождаване на подаване, а не на грешки в геометрията на матрицата. Коригиращо действие: проверете калибрирането на захранващото устройство, проверете пилотните щифтове за износване, проверете последователността на времето за освобождаване на подаването.
• Загуба на плоскост- Входящият материал, който не е плосък, причинява неспособност на притискащите подложки да задържат лентата, което води до огъване на грешни места и не-съответстващи геометрии. Самата матрица не може да произведе плоскост в стока, която пристига извита. Коригиращо действие: регулирайте настройките за изправяне и изравняване, компенсирайте разликите в настройките на намотката между вътрешния и външния диаметър.

Критичен поглед от отстраняване на неизправности при прецизно щамповане: променливите взаимодействат. Разцепването може да причини набръчкване (загубата на напрежение на листа след счупване позволява на материала да се огъне), а набръчкването може да причини разцепване (набръчканият материал, преминаващ през изтеглящите перли, ограничава потока и предизвиква изтъняване надолу). Разрешаването на един симптом без разбиране на взаимодействието често създава нов проблем на друго място в компонентите на матрицата за щамповане.

SPC и In-мониторинг на матрицата за стабилност на процеса

Проверката-на място на части за щамповане на всеки 100 или 500 посещения ви казва какво вече се е объркало. Статистическият контрол на процеса (SPC), приложен към операциите по щамповане, ви казва какво ще се обърка, като ви дава време да действате, преди да се натрупа скрап.

SPC използва контролни диаграми (X-стълбовидни и R диаграми), за да проследи измерванията на размерите във времето и да маркира, когато даден процес се движи към своите граници на толеранс. Устройствата за електронно събиране на данни, използващи втулки и преобразуватели, позволяват на операторите да улавят бързо размерите на панела с висока повторяемост, подавайки резултатите директно в бази данни за статистически анализ и проследяване на тенденции.

In{0}}indie sensing прави това още по-далеч, като наблюдава силите на формоване и поведението на инструмента в реално време, всеки един ход. При първото прилагане,in-die sensing основно предотврати сривовете на матрицата. След като тази основа беше стабилна, технологията се разви, за да открива проблеми с качеството и в крайна сметка да ги коригира автоматично.

В съвременните операции за щамповане съществуват три нива на възможност за наблюдение в -щампата:

1. Предотвратяване на катастрофи- Сензорите откриват неправилно подаване, издърпване на плужек или чужди предмети и спират пресата, преди да настъпи катастрофална повреда. Сензорите-за ниво на стриппер и четирите ъгъла откриват, когато плочата не успее да се приближи до правилната дълбочина, улавяйки хванати охлюви с един ход.
2. Откриване на дефекти- Сензорите проверяват наличието на дупка, наличието на елемент и дълбочината на формоване. Сензорите за близост с цифров-изход сигнализират за части, които се отклоняват от праговете за преминаване/неуспех. Усъвършенстваните контроли могат да отклоняват лошите части в движение--в кофа за скрап, без да спират пресата.
3. Корекция на затворен{0}}контур- Аналоговите-изходни сензори измерват ъгли на огъване или дебелина на материала с частична{2}}градусова точност. Сервомоторите регулират формиращите станции между ударите чрез задвижвани клинове, връщайки частите обратно в толеранс автоматично без намеса на оператор или спиране на пресата.

Преминаването от предотвратяване на сривове през откриване на дефекти до коригиране на затворен-цикли представлява стълба на зрялост. Всяко ниво надгражда предишното. Операция за щамповане, която овладява и трите, постига нещо близко до нулево-производство на дефекти: процесът се самонаблюдава, адаптира се към вариациите на материала и спира само когато условията надхвърлят обхвата на корекция на системата.

Качеството обаче не е статично. Състоянието на матрицата се влошава с милиони удари и дори най-добрата система за наблюдение не може да компенсира инструмента, който е износен извън обхвата на регулиране. Тази реалност води директно до въпроса как управлявате щанца през целия му производствен живот: кога да заточите, какво да замените и кога инструментът е достигнал края на полезното си обслужване.

Поддръжка на матрицата и управление на жизнения цикъл

В-сензорите на матрицата ви съобщават кога формиращите сили се изместват, но не могат да обърнат износването, което е причинило изместването. Всяка матрица за щамповане е амортизиращ актив от първия си ход на пресата. Разликата между инструментите, които осигуряват милиони надеждни попадения, и инструментите, които намаляват престоя, се свежда до една дисциплина: структурирано управление на жизнения цикъл. Това означава управление на матриците за печат от първоначалното тестване на валидирането през планираните интервали за поддръжка и в крайна сметка до точката на вземане на решение в края на--жизнения живот, когато обновяването или подмяната стават неизбежни.

Изпробване на матрицата и валидиране преди производство

Щампова щампа, която току-що е излязла от машинната обработка на матрицата, не е-готова за производство. Това е хипотеза, която се нуждае от проверка. Фазата на изпробване преодолява разликата между намерението на дизайна и-производителността в реалния свят при действителен тонаж на пресата, поведение на материала и условия на хранене.

По време на изпробването инженерите инсталират инструмента за щанцоване върху преса, съответстваща на предвидената производствена среда и пускат пробни части, за да оценят качеството на формоване, точността на размерите и стабилността на процеса. Това не е единичен тест-неуспех. Това е итеративна верига за обратна връзка: изработете пробни части, проверете за допуски на изтегляне, идентифицирайте отклонения, коригирайте матрицата и пуснете отново. Обичайните корекции по време на изпробването включват компенсация на пружиниращо връщане, регулиране на силата на държача на заготовката, модификация на радиуса на формоване, корекция на линията на подрязване и оптимизиране на времето на станцията.

За прогресивните матрици за инструментална екипировка стабилността при подаване на лентата е основна цел за валидиране. Инженерите проверяват дали пилотните щифтове се захващат надеждно, че лентата напредва с правилна стъпка и че частично оформените елементи не пречат на станциите надолу по веригата. Изпробванията на матрицата за прехвърляне се фокусират върху точността на позициониране на заготовката и предаването на частта между механичните пръсти на всяка станция.

Успешното изпробване потвърждава три неща: матрицата произвежда части в рамките на толеранса, прави това многократно в последователни ходове и никоя станция не изпитва необичайно натоварване, което би ускорило ранното износване. Едва след като тези условия са изпълнени, матрицата влиза в производство и часовникът за поддръжка започва да тиктака.

Графици за превантивна поддръжка и заточване

Тук повечето операции по щамповане или спестяват, или губят хиляди на серия. Разликата между поддръжката на матрицата и ремонта на матрицата е критична. Както обяснява експертът по поддръжка на матрици за щамповане Арт Хедрик, истинската превантивна поддръжка включва елементи, които трябва да се разглеждат редовно, независимо от това колко добре е проектирана матрицата. Подмяна на пружини, преди да се счупят, заточване на ръбове, преди да се появят грапавини, и почистване на отломки, преди да причинят неправилно подаване: това е поддръжка. Изкопаване на две части от заседнала матрица за изтегляне или заваряване на повредена секция след изпадане на дюбел? Това е ремонт и означава, че нещо нагоре по веригата се е провалило.

Интервалите на заточване са гръбнакът на всяка програма за поддръжка на матрицата за щамповане. Режещите ръбове се влошават с всеки удар. Изчакването, докато станат видими неравностите, означава, че инструменталната екипировка вече е износена след оптимално състояние, увеличавайки силите за отстраняване, ускорявайки издърпването на плужката и рискувайки счупване на поансона. Производителите на прецизни изделия установяват графици за заточване въз основа на действителния брой ходове, а не само на визуална проверка. За високо{4}}скоростно щамповане от неръждаема стомана интервалите могат да бъдат толкова кратки, колкото на всеки 50 000-100 000 удара. По-меките материали като мека стомана или алуминий позволяват по-дълги интервали между заточването.

При заточване правилната техника е толкова важна, колкото и времето. Използването на грешен шлифовъчен диск върху закалени инструментални стомани като D2 причинява натрупване на топлина, което омекотява или напуква секцията на матрицата. Наводнената охлаждаща течност и колелата, които се разпадат свободно, вместо да се натоварват, предотвратяват термични щети по време на повторно шлайфане.

Освен заточването, пълен цикъл на превантивна поддръжка следва последователна последователност:

1. Почистете всички отпадъци- Отстранете охлюви, стружки, натрупани смазочни материали и всякакъв чужд материал от кухината на матрицата, отворите за изпускане на охлюви и водещите повърхности.
2. Проверете крепежните елементи и подравняването- Проверете всички винтове за стегнатост, проверете дали дюбелите са налице и са поставени и се уверете, че няма разместени секции.
3. Прегледайте пружините и азотните бутилки- Сменете пружините, които наближават края на-на-жизнения цикъл преди повреда. Проверете налягането на газа в азотните системи.
4. Проверете режещите ръбове и оформящите повърхности- Потърсете шарки, напуквания, натъртвания или прекомерно износване. Заточете или сменете, ако е необходимо.
5. Проверете водещите щифтове и втулки- Измерете разстоянието между водещите компоненти. Прекомерната игра показва странично движение, което влошава подравняването на удар-към-матрица.
6. Смажете свързващите повърхности- Нанесете подходяща смазка върху износващите се пластини, повърхностите на гърбиците и движещите се компоненти.
7. Проверете състоянието на байпасния прорез- Проверете геометрията на прореза за износване, което може да повлияе на надеждността на подаването на лентата.
8. Потвърдете устройствата за безопасност- Уверете се, че всички предпазители, сензори и защитни елементи са непокътнати и функциониращи.
9. Подсушете и предпазете- Отстранете влагата и нанесете средство за предотвратяване на ръжда, ако матрицата ще остане неактивна преди следващото си пускане.

Целта на байпасните прорези в матриците за щамповане е да контролират регистрирането на лентата и да позволят на материала да се придвижва надеждно между станциите. И отрицателните, и положителните байпасни прорези в матриците за щамповане на ламарина изпълняват тази функция, но се износват по различен начин. Положителните вдлъбнатини (повдигнати елементи на лентата) изпитват компресионно износване на контактните си повърхности, докато отрицателните вдлъбнатини (изрези в лентата) виждат деградация на ръба в точките на прехода. Когато геометрията на байпасния прорез се влоши, лентата губи позиционна точност по време на подаване, което каскадно се превръща в неправилно разположени елементи във всяка станция надолу по веригата. Мониторингът на моделите на износване на прорези по време на планирана поддръжка улавя нестабилността на подаването, преди да произведе скрап.

Опции за-оценка на-жизнения живот и обновяване

Всяка матрица в крайна сметка достига точка, в която поддръжката вече не възстановява адекватната производителност. Разпознаването на тази точка, преди да причини производствени повреди, е това, което разделя проактивното управление на жизнения цикъл от реактивното пожарогасене.

Ключовите индикатори, че комплектите матрици за метално щамповане наближават края-на-живота си, включват:

• Интервалите на заточване се съкращават прогресивно (например спад от 100 000 удара на 60 000, след това 40 000 между услугите)
• Дрейф на размерите, който се влошава между циклите на поддръжка въпреки правилното заточване
• Увеличаване на честотата на непланирани спирания на пресата поради неправилно подаване, издърпване на охлюви или засядане на части
• Износването на направляващата система създава измерима странична хлабина, която надхвърля диапазона на корекция
• Основна стомана, показваща пукнатини от термична умора, корозия или необратима деформация

Когато се появят тези признаци, решението-срещу-подмяна зависи от това къде се концентрира износването. Ако деградацията е ограничена до сменяеми вложки, режещи секции и пружини, докато структурата на обувката на матрицата остава здрава, обновяването осигурява удължен производствен живот при малка част от разходите за нови инструменти. Възстановяването на направляващи системи, надграждането до твърдосплавни вложки в станции с високо-износване и повторното напластяване на секциите за формоване могат да възстановят матрицата почти до-оригиналната способност.

Подмяната се превръща в правилното решение, когато структурната цялост е компрометирана, когато дизайнът на частта се е развил отвъд това, което съществуващата геометрия на матрицата може да поеме, или когато кумулативните разходи за ремонт се доближат до 50-60% от инвестицията в нови инструменти. При този праг новите инструменти осигуряват пълен експлоатационен живот с модерни материали и покрития, докато обновяването предлага само частично удължаване с продължаващ риск.

Проследяването на данни за поддръжка през живота на матрицата, удари на заточване, проценти на скрап на цикъл, непланирани спирания на смяна, създава базата от доказателства за това решение. Без тези данни решенията за края на--жизнения живот се превръщат в догадки, а догадките обикновено означават работа с влошени инструменти твърде дълго или подмяна на функционални инструменти твърде рано. Нито един от двата резултата не е икономичен.

Добре-управляваният жизнен цикъл на матрицата не завършва с един инструмент. Той връща знанията обратно към бъдещите решения за инструментите: кои материали на матрицата са издържали, кои станции са се износвали най-бързо, кои интервали на поддръжка са се оказали оптимални. Това институционално познание става особено ценно, когато се оценяват потенциални доставчици на матрици, тъй като най-добрият партньор е този, чиито инструменти осигуряват предсказуема производителност през жизнения цикъл, вместо да изненадват в пресата.

Как да изберем партньор за щамповане

Данните за жизнения цикъл ви казват какво е работило и какво се е провалило при предишни инструменти. Следващият въпрос е кой изгражда следващата ви матрица и дали техният работен процес действително предотвратява проблемите, документирани от вашите записи за поддръжка. Изборът на производител на щампи за метално щамповане не е упражнение за отметка в полето за доставка. Това е решение за техническо партньорство, което заключва качество, време за изпълнение и дългосрочна-производителност на инструментите за години на производство.

Ключови критерии за оценка за доставчици на матрици за щамповане

Квалифициран производител на матрици демонстрира способности в целия работен процес на инструментите, не само в машинната обработка. Когато оценявате доставчици, погледнете отвъд снимките на цеховете и преценете дали те могат да проектират решение, а не просто да изрежат стомана за вашия печат.

Критичните способности за проверка включват:

• Инженерен и симулационен капацитет- Доставчикът изпълнява ли CAE симулация на формиране в-дома? Производител на матрици, който валидира формоспособността цифрово преди машинна обработка, улавя проблеми с пружинирането, изтъняването и набръчкването, които иначе биха се появили по време на скъпи физически изпробвания.
• -Вътрешна CNC обработка и EDM- Машинната обработка на външни изпълнители въвежда риск във времето за изпълнение и пропуски в комуникацията. Пълните-вътрешни възможности означават по-строг контрол върху допустимите отклонения и по-бързо повторение.
• Изпробвайте пресите на-сайта- Доставчик без капацитет за изпробване изпраща невалидирани инструменти. Искате партньор, който изпълнява пробни части, измерва ги и коригира отклоненията, преди матрицата да напусне тяхното съоръжение.
• Оборудване за проверка- CMM, оптичните скенери и приспособленията за проверка трябва да са стандартни. Попитайте какви отчети за размерите придружават доставените инструменти.
• Материална и процесна експертиза- Доставчикът трябва да разбира материала на вашия детайл, независимо дали това е мека стомана, AHSS, алуминий или неръждаема стомана, и съответно да избира стомани и покрития.

Подразделение за матрици за щамповане на YICHENилюстрира как изглежда на практика пълен{0}}инструмент за щамповане и партньор за матрица. Техният работен процес обхваща анализ на осъществимостта, CAE симулация, прецизна обработка,-пробни пускания на място и проверка на размерите, всичко под един покрив. Този интегриран модел елиминира закъсненията при предаване между отделни инженерни фирми, машинни цехове и изпитателни къщи.

Подготовка на ефективна матрица за щамповане RFQ

Неясно RFQ получава неясни котировки. Ако искате точно ценообразуване и реалистични срокове от който и да е доставчик на инструменти и матрици, заявката ви трябва да включва информацията, която всъщност определя разходите и сложността на инструментите.

Основни елементи, които трябва да подготвите, преди да издадете RFQ:

• 3D CAD модел и 2D чертеж с GD&T надписи
• Спецификация на материала (клас, дебелина, състояние на повърхността)
• Оценка на годишния обем и изискване за очакван живот на инструмента
• Критични допуски и изисквания за повърхностно покритие
• Необходими са второстепенни операции (нарязване, заваряване, покритие), които могат да повлияят на дизайна на матрицата
• Целеви график за първите мостри на артикули и стартиране на производството
• Изисквания към системата за качество (ниво ISO, IATF, PPAP)

Колкото по-пълен е вашият пакет, толкова по-малко предположения прави доставчикът на матрици и инструменти по време на оферирането. Предположенията създават изненади за разходите по-късно. Доставчиците, които задават подробни изясняващи въпроси по време на офериране, обикновено са по-силни партньори от тези, които цитират незабавно, без да разбират вашето приложение.

От проучване за осъществимост до-готови инструменти за производство

Партньорствата за най-добрия инструмент за създаване на матрици следват затворен процес, а не единична транзакция-до-доставка. Този процес изглежда по следния начин: прегледът на осъществимостта потвърждава, че частта може да бъде щампована, както е проектирана, симулацията валидира формоването и идентифицира необходимата компенсация, детайлният дизайн на матрицата се преглежда и одобрява, машинната обработка и сглобяването продължават, изпробването произвежда примерни части за проверка на размерите и окончателното одобрение освобождава матрицата за производствена доставка.

Всяка врата ви дава точка за вземане на решение. Ако симулацията разкрие проблем, вие коригирате геометрията на детайла или параметрите на процеса, преди да започне машинната обработка, а не след като инструменталната стомана на стойност $50 000 е била изрязана. Този-натоварен инженерен подход е това, което отличава стратегическия производител на матрици от магазина, който просто обработва това, което им изпратите, и се надява, че работи.

За мениджърите по снабдяване, преминаващи от проучване към доставка, оценката се свежда до прост въпрос: този доставчик притежава ли пълния работен процес от цифрово валидиране до физическо доказателство?{0}} Ако някоя критична стъпка бъде възложена или пропусната, рискът се прехвърля към вас. Партньор с възможности за инструменти и матрици от край-{3}}до край поема този риск и доставя валидирани,-готови за производство инструменти, вместо нетестван стоманен възел, който все още се нуждае от седмици отстраняване на грешки от страна на пресата-във вашето съоръжение.

Често задавани въпроси относно щамповането на матрици

1. Какво представлява матрицата за щамповане и как работи?

Щамповата матрица е прецизно-проектиран инструмент, изработен от закалена инструментална стомана или карбид, който реже, огъва или оформя плосък метален лист в повтарящи се части в механична или серво преса. Матрицата съдържа горна и долна секции, които се затварят една до друга по време на всеки ход на пресата, извършвайки операции като заготовка, пробиване, формоване и изтегляне. Матриците са проектирани да издържат хиляди до милиони цикли на пресоване, като същевременно поддържат строги допуски за всяка произведена част. Инвестицията в инструментална екипировка е значителна първоначално, но веднъж валидирана, матрицата за щамповане произвежда еднакви компоненти на малка част от разходите за алтернативи за обработка или производство.

2. Каква е разликата между прогресивните щанци и трансферните щанци?

Прогресивните матрици захранват непрекъсната намотка през множество станции в рамките на един комплект матрици, като извършват една или повече операции при всяко спиране, докато лентата напредва с фиксирана стъпка. Те работят с високи скорости (100-1500 удара в минута) и са подходящи за по-малки части като конектори, скоби и скоби. Трансферните матрици използват отделни заготовки, премествани между отделни станции с механични пръсти или роботи. Те работят по-бавно (6-40 удара в минута), но обработват части, които са твърде големи, твърде дълбоко изтеглени или изискват многоъглови операции, които не могат да останат прикрепени към носеща лента. Прогресивните матрици оптимизират скоростта и обема; трансферните матрици оптимизират за геометрична сложност и размер на детайла.

3. Как изчислявате тонажа на пресата за матрица за щамповане?

Изчисляването на тонажа на пресата изисква сумиране на всички сили, които пресата трябва да подаде едновременно. За операциите по рязане формулата е: Периметър (ин.) x Дебелина на материала (in.) x Якост на срязване (тонове/кв. ин.)=Изискван тонаж на рязане. Въпреки това, общият тонаж включва също сили на формоване, сили на изтегляне, натиск на държача на празната заготовка, натоварвания на инструмента за отстраняване на пружини, налягане на азотната подложка и работни сили, задвижвани от гърбица. Свойствата на материала значително влияят на резултата. Стоманите с-висока якост умножават изискванията за тонаж в сравнение с меката стомана при същата дебелина. По-малкият размер на пресата причинява недостатъчна енергия в долната мъртва точка, докато големият размер губи капитал. Винаги изчислявайте въз основа на якостта на срязване и свойствата на опън на конкретния материал.

4. Кога щамповането става-по-рентабилно от лазерното рязане?

Щамповането става по-икономично от лазерното рязане, след като инвестицията в инструменти, амортизирана в общо произведените части, падне под спестяванията за-парче. За обикновена скоба, струваща 2,00 $ на парче чрез лазер и 0,50 $ чрез щамповане с матрица за 5000 $, рентабилността-се получава при приблизително 3333 части. По-сложните прогресивни матрици с по-високи разходи за инструменти изместват прага нагоре, но все още осигуряват значителни спестявания при умерени обеми. Ключовото прозрение е изчисляването въз основа на обема за целия живот, а не на една поръчка. Ако очаквате годишни повторни поръчки в продължение на няколко години, вашият истински обем вероятно надвишава рентабилността, което прави щамповането по-икономичен дългосрочен-избор. YICHEN предлага анализ на осъществимостта, за да помогне на производителите да определят дали щамповането е правилният процес за техния специфичен обем и геометрия на частта.

5. Колко често трябва да се заточват и поддържат матриците за щамповане?

Интервалите на заточване зависят от твърдостта на материала на детайла, марката стомана и производствения обем. Високо{1}}скоростното щамповане от неръждаема стомана може да изисква заточване на всеки 50 000-100 000 удара, докато по-меките материали като мека стомана или алуминий позволяват по-дълги работи между услугите. Критичният принцип е планирането на поддръжка въз основа на действителния брой удари, а не на визуална проверка на неравностите, тъй като видимите неравности означават, че инструменталната екипировка вече е износена след оптимално състояние. Пълният цикъл на превантивна поддръжка включва почистване на остатъци, проверка на крепежни елементи и подравняване, проверка на пружини и азотни бутилки, проверка на режещи ръбове, проверка на хлабината на водещия щифт, смазване на свързващите повърхности и потвърждаване на състоянието на байпасния прорез. Проактивното планиране предотвратява непланиран престой, който струва много повече от планираните прозорци за поддръжка.