Щамповане на матрицата за трансфер: Кога се изплаща и кога да си тръгнете

Какво представлява щамповането на матрицата за трансфер и защо инженерите го избират

Когато дадена част е твърде голяма, твърде дълбока или твърде геометрично сложна, за да остане прикрепена към метална лента по време на формоването, имате нужда от различен подход. Този подход етрансферно щамповане.

Дефиниране на щамповане на матрицата за трансфер

Трансферното щамповане е процес на формоване на метал, при който отделни заготовки се отделят от намотка или лист, след което механично се преместват между независими щанцови станции чрез трансферна система, която повдига, придвижва и поставя всяка част за последователни операции като изтегляне, пробиване, огъване и подрязване.

Критичното разграничение тук е разделянето. За разлика от прогресивното щамповане, при което детайлът остава свързан с непрекъсната лента от началото до края, трансферното щамповане освобождава заготовката рано. След това механичен или серво{2}}задвижван трансферен механизъм пренася всяко парче през множество станции в една преса. Всяка станция има своя собствена специална матрица, изпълняваща специфична операция, а частта се оформя прогресивно, докато се движи през линията.

Защо този процес съществува като отделна категория

Представете си, че трябва да-начертаете дълбоко структурна автомобилна скоба или да оформите корпус на голям уред с много{1}}осна геометрия. Поддържането на тази част, свързана към лента, създава проблеми с потока на материала, ограничава дълбочината на изтегляне и ограничава ъглите на формоване, които са ви достъпни. Трансферните матрици решават това, като обработват свободно-стоящи заготовки, които могат да се въртят, преместват и формират от различни посоки.

Типовете части, които се възползват най-много от този процес, споделят няколко общи черти:

• По-големи геометрии, които надвишават практичните ширини на лентата
• Дълбоки чертежи, изискващи множество етапи на преначертаване
• Сложни форми, включващи резби, ребра, назъбвания или много{0}}осови огъвания
• Части, които се нуждаят от операции от двете страни на детайла

Трансферните матрици запълват празнина, която нито-инструментът с единични удари, нито прогресивното щамповане могат да преодолеят ефективно. Те комбинират много-производителността на щамповането с геометричната свобода, която предоставя само свободната заготовка.

Тази статия е създадена като ресурс-за инженеринг на процеси. Ще намерите механика-по-станция, критерии за избор на система за прехвърляне, правила за DFM, рамки за анализ на разходите и честни насоки кога този метод се изплаща и кога не. Целта е да ви даде техническа основа, за да вземате решения за инструментите с увереност, като започнете с това как процесът действително работи на всеки етап.

Как работи щамповането с трансферна матрица станция по станция

Свободно{0}}стоящата заготовка не се движи сама. Всяка линия за щамповане на матрици за трансфер зависи от прецизната координация между подаването на материала, операциите по формоване и механичната система, която пренася части от една станция до друга. Ето как всеки етап работи на практика.

От намотка до разделяне на заготовки

Повечето линии започват със система за боравене с намотки, която развива ламарина и я подава в станция за заготовка. Методът на подаване на щамповане, независимо дали се подават на рулони или предварително-нарязани заготовки, заредени от стекер, определя как започва линията. Захранването на рулони работи добре за квадратни или правоъгълни заготовки, докато предварително изрязаните заготовки предлагат по-добро използване на материала за неправилни форми. В ахибридна настройка на намотка/трансфер, матрица за прогресивно изрязване разделя материала и трансферната система поема получената заготовка за всички следващи операции.

Качеството на бланка има значение тук. Посоката на изпъкналостта, плоскостта и консистенцията на размерите влияят върху това колко надеждно трансферните пръсти захващат и позиционират детайла в първата станция за формоване.

Операции на станцията в последователност

Веднъж отделена, заготовката преминава през серия от независими щанцови станции, всяка от които изпълнява специфична операция по формоване или рязане. Типична последователност на щамповане с трансферна преса изглежда така:

1. Заготовката - плосък лист се изрязва до необходимия профил
2. Първо теглене - се формира първоначалната форма на чаша или черупка
3. Преначертайте - черупката се задълбочава или преоформя на един или повече етапа
4. В оформената геометрия се пробиват - дупки, слотове или елементи
5. Огъващите или флангови - ръбове се сгъват до крайни ъгли
6. Коване или щамповане на - локални зони получават прецизна дебелина или повърхностни детайли
7. Изрязване - излишният материал и носещите елементи се отстраняват, за да се произведе завършената част

Не всяка част изисква всички тези станции. Някои пропускат преначертаването; други добавят празни станции, за да поемат отстраняването на скрап или да позволят дължината на стъпката да остане малка. Броят на станциите, умножен по дължината на стъпката (обикновено управляван от размера на заготовката), трябва да се побере в пресовото легло, така че броят на станциите винаги е физическо ограничение, а не просто предпочитание на процеса.

Координиране на времето за натискане и прехвърляне

Трансферният механизъм повдига, придвижва напред и поставя всяка част между станциите в прозореца от време, когато пресата е отворена. Тази връзка във времето е сърцето на цялата линия. Трансферът трябва да завърши пълния си цикъл на движение, включително връщане на пръста, преди таранът да се спусне за следващия удар.

В механична трансферна преса движенията, задвижвани от гърбицата, са фиксирани към ъгъла на манивелата на пресата, което означава, че всяко повдигане, затягане и напредване се случва в една и съща точка при всяко завъртане. Серво -задвижваните системи предлагат програмируеми профили на движение, които могат да регулират началните времена, ускоренията и точките на престой независимо. Тази гъвкавост позволява по-високи ходове в минута, тъй като припокриванията на движението, като например започване на напредването, преди повдигането да е напълно завършено, могат да бъдат фино-настроени без механична модификация.

Спецификациите на пресата директно ограничават какво може да постигне матрицата за трансфер. Тонажът определя максималната сила на формоване, налична във всички станции едновременно. Размерът на леглото ограничава броя и разстоянието между станциите. Дължината на хода трябва да отговаря както на дълбочината на изтегляне, така и на достатъчно свободно пространство за влизане и излизане на пръстите за щамповане без намеса. Несъответствие между който и да е от тези параметри и изискванията към частта означава, че матрицата или няма да пасне, няма да се оформи правилно или няма да работи с печеливша скорост.

Тези механични връзки между хода на пресата, движението на трансфера и оформлението на станцията обясняват защо инженерите по щамповане на пресата инвестират много в предварителна оценка. Но самият механизъм за прехвърляне се предлага в няколко конфигурации, всяка от които е подходяща за различни геометрии на частите и производствени изисквания.

Типове трансферни системи и как да изберете правилната

Трансферният механизъм е това, което отличава пресата с много-станции от редицата независими инструменти. Той диктува колко бързо можете да бягате, с какви геометрии на частите можете да се справите и колко време отнемат превключванията. Избирането на грешен тип система за вашето приложение означава да оставяте удари в минута на масата или, още по-лошо, да се борите с нестабилността всеки път, когато линията се ускори.

Механизми за прехвърляне на три{0}}оси срещу две{1}}оси

Системите с две{0}} оси работят в една равнина, обикновено повдигане и напредване (движение X-Z). Те вдигат частта от повърхността на матрицата, пренасят я до следващата станция и я оставят. Позиционирането по време на прибиране на пръста разчита на пружинни щифтове, за да предпазят детайла от изместване, преди матрицата да се затвори. Тези системи работят добре за части с последователни профили, които не изискват преориентиране между станциите.

Системите с три{0}}оси добавят ос на захващане, създавайки изпреварващо движение-затягане-в равнините X-Y-Z. Това движение по три-оси позволява на инструмента за прехвърляне да захване сигурно детайла, да го повдигне от долните-компоненти на матрицата, да го придвижи до следващата станция и да го постави в тесен периметър-граници на габарита. катоБележки на списание Metal Forming, комбинация от геометрия на част, блокове за влагане и щифтове за локализиране поддържа ориентация по време на прибиране на пръста в тези системи.

Конфигурациите с три{0}}оси обикновено са монтирани на плоча-или монтирани-на преса, с компоненти на инструменти за трансферна преса, проектирани да осигурят хлабина за връщащия път на пръстите, като същевременно избягват намеса в долните-стоманени матрици, гърбици и направляващи компоненти. Вариантите, монтирани-на матрица, могат да постигнат по-бързи скорости на ход поради по-къси разстояния на движение, въпреки че добавят сложност на дизайна.

Серво{0}}задвижвани системи и техните предимства пред механичните трансфери

Традиционните преси за трансфер, задвижвани от гърбица, свързват всяко движение с ъгъла на манивела на пресата. Времената на повдигане, напредване и затягане са фиксирани, което означава, че не могат да се адаптират към различни тегла или геометрии на части без механична настройка. Тази твърдост работи добре за специализирани линии, работещи от едно семейство в продължение на години.

Серво{0}}задвижваните системи променят уравнението. Профилите на движение стават програмируеми, така че операторът може да регулира разстоянията на движение, кривите на ускорение и времето, когато всяка ос започва и завършва своето движение. Практическите предимства са значителни:

• По-бързо превключване - новите профили на движение се зареждат цифрово, вместо да изискват размяна на камери
• По-висок SPM потенциал - припокриване на движение (начало напредване преди завършване на повдигането) може да бъде фино-настроено без хардуерни промени
• Асиметрично боравене с части - различни профили на ускорение от всяка страна компенсират неравномерното разпределение на тежестта
• Намалени вибрации - заоблени преходи на движение и оптимизирани G-сили подобряват стабилността на празното място при скорост

По-големите, по-тежки детайли изискват по-здрави рамена и пръсти за прехвърляне, което увеличава инерцията на системата и често изисква по-бавни работни скорости. Симулацията на-движение при прехвърляне помага да се определи профил, който балансира приемливи нива на инерция, точно позициониране и дълъг живот на-системата за прехвърляне. Тънките материали представляват противоположното предизвикателство: по-малката твърдост ги прави уязвими на вибрации по време на високо-ускорителни движения.

Изборът в крайна сметка се свежда до съвпадение на системата с вашата производствена реалност. Специална линия с голям-обем, работеща с един дълбоко-изтеглен корпус в продължение на десет години, може да оправдае здрава три{3}}осова механична система. Съоръжение за щамповане на множество номера на части на споделени трансферни преси се възползва от серво гъвкавостта и по-бързата смяна. Геометрията на детайлите, теглото, целите за скорост и разстоянието между станциите стесняват полето, но решението също зависи от това как вашата комбинация от инструменти ще се развива през живота на оборудването.

Разбира се, трансферната система е само половината от уравнението. Другата половина е дали трансферната матрица изобщо е правилната инструментална стратегия или дали прогресивна матрица може да се справи със задачата на по-ниска цена и по-кратко време за изпълнение.

Трансферно щамповане срещу прогресивно щамповане

И така, какво е прогресивна матрица и кога частта надминава такава? Прогресивна матрица за щамповане поддържа детайла прикрепен към непрекъсната метална лента, докато преминава през всяка станция. Тази лентова връзка е едновременно най-голямото предимство на ефективността на процеса и неговото основно геометрично ограничение. Прогресивните матрици се отличават със скорост и използване на материала за части, които могат да бъдат напълно оформени, докато все още са свързани. Трансферните матрици поемат мястото, където връзката се превръща в ограничение.

Истинският въпрос не е кой метод е по-добър. Това е кой метод отговаря на специфичните изисквания на вашата част, обема и бюджета ви.

Ключови критерии за избор за всеки процес

Няколко измерими фактора определят дали прогресивното щамповане или трансферното щамповане е правилното решение:

• Сложност на геометрията на частта- Прогресивното метално щамповане се справя ефективно с плоски или плитки-оформени геометрии, но частите, изискващи дълбоки чаши, много-осови огъвания или операции от двете страни на детайла, се нуждаят от свободата, която осигурява трансферната матрица.
• Размер на частта- Ширината на лентата и размерите на пресовото легло ограничават прогресивните матрици. След като част надвиши приблизително 300-450 mm в най-големия си размер, поддържането на целостта на лентата става непрактично. Инструментите за прехвърляне обработват големи черупки, рамки и структурни панели без това ограничение.
• Дълбочина на рисуване- Прогресивното щамповане може да управлява плитки изтегляния, обикновено под 1:1 съотношения на дълбочина-към-диаметър. По-дълбоките чертежи изискват множество етапи на преначертаване със заготовката в свободно състояние, което се поддържа само от системи за прехвърляне.
• Дебелина на материала- Много тънък материал (под 0,5 mm) подава и направлява добре в прогресивни матрици. По-дебелите материали, особено над 3 mm, генерират по-високи сили на формоване и по-значително пружиниращо връщане, често благоприятствайки настройките за прехвърляне, при които препозиционирането от-на{-станция подобрява контрола.
• Изисквания за толерантност- И двата метода постигат строги допуски, но матриците за прехвърляне позволяват индивидуални настройки на станцията, без да засягат операциите нагоре по веригата. Прогресивните матрици изискват цялата лента да остане прецизно подравнена, което прави локализираните корекции по-трудни.

Сивата зона, където и двата метода се конкурират

Не всяка част попада точно в една категория. Скоба със среден размер-с умерена дълбочина на изтегляне и няколко пробиви може технически да работи или в прогресивна, или в трансферна матрица. Ще се натъквате редовно на тази сива зона и решението често се свежда до вторични фактори, а не до твърди ограничения.

Помислете за изтеглен корпус с диаметър приблизително 150 mm със съотношение на дълбочина-към-диаметър 1:1, четири пробити отвора и ръб с фланец. Прогресивна матрица за щамповане може да формира тази част, ако материалът е достатъчно тънък и ширината на лентата побира изтеглянето без излишен носещ материал. Трансферната матрица постига същото с по-малко ограничения при формоване, но изисква отделна стъпка на заготовка и механизъм за трансфер.

В тези гранични случаи задайте три въпроса:

• Частта има ли нужда от операции на множество равнини, които биха изисквали отрязване на лента в прогресивен инструмент?
• Ще компенсират ли загубите при оползотворяване на материала от широка прогресивна лента разходното предимство на по-високите SPM?
• Производственият обем оправдава ли обикновено по-дългото време за изработка на прогресивна матрица?

Ако отговорите с да на първия въпрос, трансферът печели по подразбиране. Ако отговорът е не, решението се измества към икономиката.

Точки за пресичане на цена и обем

Прогресивните матрици обикновено осигуряват по-ниски разходи за-парче при много големи обеми, тъй като работят по-бързо и водят до минимални отпадъци. Тяхната инвестиция в инструменти обаче е-заредена отпред в един сложен блок на матрицата. Трансферните матрици разпределят тази инвестиция между независими станции, които поотделно струват по-малко, но се увеличават с нарастването на броя на станциите.

Точката на кръстосване, където прогресивното щамповане става по-евтино на част, зависи от сложността. За прости плоски части с няколко завоя, прогресивното метално щамповане печели при почти всеки обем над 100 000 броя годишно. За дълбоко{4}}изтеглени или много-осни части, матриците за прехвърляне често остават конкурентоспособни в стотици хиляди, тъй като алтернативата би била непосилно сложна прогресивна матрица или вторични операции, които подкопават предимството на-парче.

Помислете за това по следния начин: ако вашата част може да остане върху лентата и да се оформи напълно, без лентата да се превърне в пасив, прогресивното вероятно е най-ефективният ви път. В момента, в който лентовата връзка налага компромиси в геометрията, дълбочината на изтегляне или контрола на толеранса, инструментите за прехвърляне печелят своето място. Самият материал също играе роля в това решение, тъй като различните сплави налагат свои собствени граници на формоване, които взаимодействат директно с избора на процес.

Насоки за избор на материал и формоспособност

Всеки процес на формоване има ограничения за материалите и тези ограничения определят дали вашата част работи гладко или се бори с матрицата на всяка станция. При щамповането на матрицата за трансфер изборът на материал влияе върху броя на станциите, тонажа на пресата, степента на износване на матрицата и сложността на компенсацията на пружинното връщане. Изборът на правилната сплав не е просто решение за сила. Това е инженерно-решение на процеса.

Метали и сплави, подходящи за формоване на матрици за трансфер

Трансферните матрици се справят с широка гама от материали за прогресивно щамповане, но някои сплави са естествени за много-станционния, дълбоко{1}}изтеглящ-характер на този процес. Ето как се представят най-често срещаните семейства:

Ниско{0}}въглеродна стомана (SPCC, DC01-DC06)остава работният кон. Със стойности на удължение от 28-42% и r-стойности между 1,5 и 2,0, тези степени изтеглят дълбоко и предвидимо. Стоманеното прогресивно щамповане покрива много по-прости части от тази група материали, но след като дълбочината на изтегляне или размерът на частта надвиши ограниченията на прогресивната лента, инструментите за прехвърляне поемат ролята без никакво наказание за формоване.

Високо{0}}здрава ниско{1}}легирана стомана (HSLA)предлага якост на опън 450-700 MPa с умерено удължение (18-25%). Изисква по-висок тонаж на пресата и внимателна последователност на станциите, за да се избегне локализирането на напрежението, но матриците за прехвърляне поемат това чрез независимо оптимизирани станции.

Неръждаема стомана (304, 316, 430)представлява уникално предизвикателство. Аустенитни класове като 304 и 316 се-втвърдяват бързо по време на формоването, като получават 10-20% здравина след всяка операция на изтегляне. Това означава, че всяка следваща станция вижда по-твърд, по-еластичен детайл. Докато прогресивното щамповане на неръждаема стомана работи добре за плитки, малки части, по-дълбоките изтегляния на неръждаема стомана почти винаги изискват инструменти за прехвърляне, тъй като независими станции могат да бъдат настроени да се справят с прогресивно нарастващата твърдост.

Алуминиеви сплави (5052, 6061)са леки и проводими, но имат по-ниски стойности на r- (0,6-1,0), което ги прави податливи на изтъняване по време на дълбоко изтегляне. Трансферните матрици компенсират чрез разпределяне на тегленето в повече станции с по-малки намаления на стъпка.

Мед и месинг (C110, C260)предлагат отлична пластичност, с медно прогресивно щамповане, работещо с повечето конектори и клеми в прогресивни матрици. Въпреки това, по-големите медни шини или дълбоко{1}}изтеглените месингови корпуси се възползват от инструментите за прехвърляне, когато размерът на частта или геометрията на изчертаване изпреварват това, което лентата може да поддържа.

Диапазони на дебелината и ограничения за формоспособност

Дебелината на материала директно мащабира две критични променливи на процеса: тонаж на пресата и брой станции. По-дебелият материал изисква повече сила във всяка станция за формоване и заготовка, а кумулативният тонаж във всички активни станции трябва да остане в рамките на капацитета на пресата. Част, изтеглена от 3 mm HSLA стомана, може да изисква 400+ тона, разпределени в шест станции, докато същата геометрия в 1 mm ниско-въглеродна стомана може да изисква само 120 тона.

Дебелината също влияе върху това колко етапа на изтегляне са необходими на детайла. Стойността r- (коефициент на пластична деформация) ви казва колко добре материалът издържа на изтъняване по време на изтегляне. Ниско-въглеродна стомана с r-стойност близо до 2,0 може да постигне съотношение на изтегляне от приблизително 2,0:1 в една станция. Алуминият при r=0.7 може да се справи само с 1,5:1, преди изтъняването на стените да стане неприемливо, което означава, че имате нужда от допълнителна станция за преначертаване. Всяка добавена станция увеличава разходите за инструменти, удължава времето за изпълнение и изисква повече дължина на пресовото легло.

За приложения за прецизно щамповане, където допуските са тесни, по-дебелите материали също усилват вариациите в размерите от станция до станция, тъй като еластичното възстановяване се увеличава с дебелината. Това е мястото, където пружинното връщане се превръща в доминиращо предизвикателство.

Стратегии за възнаграждение за Springback

Пружинното връщане е еластичното възстановяване, което се получава при отпускане на налягането при формиране. Всеки материал се връща обратно, но величината варира драматично. HSLA стоманите и аустенитните неръждаеми класове произвеждат значително по-голяма еластичност от меката стомана, понякога изискващи 3-5 градуса прегъване, за да се достигне целевия ъгъл.

Трансферното щамповане всъщност предлага структурно предимство за управление на пружинното връщане. Тъй като всяка станция работи независимо, инженерите могат да прилагат различни стратегии за компенсация на всяка стъпка. Асистематичен подходизползван в симулацията на щампи, следва четири фази: измерване на очакваната величина на пружиниране, смекчаване чрез модификации на процеса като изсичане на монети или гладене, контрол на повторяемостта чрез оценка на чувствителността към вариация на материала и след това компенсиране чрез прекомерно огъване на повърхностите на матрицата.

На практика това означава:

• Станциите за теглене могат да включват секции за гладене, които намаляват вариациите в дебелината на стените и заключват геометрията
• Станциите за огъване се огъват с изчислено количество въз основа на якостта на опън и дебелината на материала
• Крайните станции могат да монетират или повторно зачеркват критични елементи, за да доведат размерите в рамките на толерантността
• Симулацията валидира компенсационния вектор, преди да бъде обработена инструментална стомана

Материали с висока-степен на втвърдяване, като неръждаема стомана 304, променят поведението си при пружиниране от първото изтегляне до последната станция, тъй като всяка стъпка на формоване увеличава границата на провлачане. Това прогресивно втвърдяване трябва да се моделира станция по станция, а не да се приема за константа. Това е една от ключовите причини, поради които усъвършенстваните материали с висока -якост тласкат проектите от прогресивни към трансферни инструменти: независимите станции позволяват независима компенсация, докато прогресивната лента налага единична, компромисна стратегия за компенсация във всички свързани станции.

Свойствата на материала определят границите на това, което е физически възможно. Следващото предизвикателство е проектирането на самата част, така че тези граници да се спазват на всяка станция, където правилата за производителност и симулацията на формоване стават съществени.

Проектиране за технологичност при щамповане на матрици за трансфер

Свойствата на материала определят какво е физически възможно. Дизайнът на частта определя дали тези физически ограничения се спазват или нарушават на всяка станция. Добре-проектираната трансферна матрица преминава през всеки етап, без да натоварва прекомерно материала, без да пречи на инструментите и без да принуждава ненужни станции в последователността. Лошо проектиран генерира скрап, увеличава разходите за инструменти и удължава времето за изпълнение с месеци.

Правилата на DFM по-долу не са теоретични предпочитания. Те са ограничения, получени от това как металът всъщност се държи, когато матрицата за трансфер се затвори върху него.

Логика на разположението на станцията и правила за последователност

Последователността на станциите в матрицата за трансфер не е произволна. Всяка операция трябва да отчита това, което материалът вече е преживял и какво още трябва да претърпи. Целта е да се управлява натрупването на деформация, да се избягват смущения между елементите на формоване и да се минимизира общият брой станции.

Няколко принципа ръководят как опитните инженери на матрици последователно извършват операциите:

• Начертайте преди пробиване- Дупките, пробити в плоска заготовка, ще се изкривят, ако материалът бъде изтеглен впоследствие. Винаги завършвайте основни операции по формоване, преди да добавите пробити елементи, освен ако дупките не са достатъчно далеч от формованите зони, за да останат незасегнати.
• Груба форма преди окончателна форма- Разпределете дълбоки тегления в множество станции с прогресивно по-малки намаления. Първо теглене при 45-50% намаление, последвано от преначертаване при 25-30% и 15-20%, предотвратява разкъсването, като същевременно минимизира броя на станциите.
• Подрязвайте след оформяне- Станциите за крайно подстригване отстраняват излишния материал за фланеца само след приключване на всички операции по изчертаване и фланцоване. Твърде ранното подрязване премахва материала, от който следващите станции за изтегляне се нуждаят за контролиран поток.
• Отделете тежкото формоване от прецизните функции- Високо-изтеглящите станции създават вибрации и леки промени в позицията. Коване, щамповане и пробиване с тесни-допуски принадлежат към по-късните станции, където силите са по-ниски и позиционирането на детайлите е по-стабилно.
• Включете стратегически неактивните станции- Празните станции без инструменти позволяват на скрап да излезе от матрицата, осигуряват място за повдигачи на части и поддържат стъпката между станциите постоянна, без да налага намеса на инструмента.

Всяка допълнителна станция добавя разходи и изисква повече дължина на пресовото легло. Част, която се нуждае от дванадесет станции, за да се формира безопасно, може да не се побере в налична преса, което тласка проекта към по-голяма машина или редизайн. Ето защо преброяването на станции се превръща в пряк икономически лост: намаляването на сложността в геометрията на частта често премахва станция, което намалява разходите за инструменти с 8-15% на елиминиран етап.

Поставяне на елементи и геометрични ограничения

Къде поставяте характеристиките на детайла и колко агресивно ги оразмерявате, директно определя дали матрицата за трансфер може да произведе надеждно геометрията. За разлика от инструмента за прогресивно щамповане, който оформя детайли постепенно, докато лентата поддържа напрежението, свободно{1}}стоящата заготовка в матрица за трансфер разчита изцяло на кухината на матрицата и държача на заготовката за позициониране. Това означава, че правилата за поставяне на функции са по-строги в някои отношения.

Следвайте тези указания, когато детайлизирате части за производство на матрици за трансфер:

• Минимално разстояние от дупката-до-ръба- Поддържайте пробитите дупки поне 1,5 до 2 пъти дебелината на материала от всеки ръб или линия на огъване. По-близкото разположение причинява изкривяване по време на последващо формоване или създава слаби зони, предразположени-на изпъкналост.
• Съотношение-към-дебелина- За цилиндрични изтегляния една станция обикновено постига съотношение на дълбочина-към-диаметър от 1,5:1 до 2:1 в зависимост от материала. Превишаването на това изисква допълнителни станции за преначертаване, като всяка добавя разходи за инструменти.
• Минимални вътрешни радиуси- Радиусите на вътрешните ъгли трябва да са поне 3-4 пъти по-големи от дебелината на материала за надеждно формоване без напукване. Натискането до 2 пъти дебелина е възможно, но изисква допълнителни етапи на изтегляне и увеличава риска от брак.
• Разстояние между характеристиките- Поддържайте поне 3 пъти дебелина на материала между съседни елементи (отвори, релефни ребра, ребра), за да предотвратите взаимодействие между съответните им полета на напрежение.
• Еднакви цели за дебелина на стената- Проектирайте с съзнанието, че страничните стени изтъняват по време на рисуване. Посочете функционални толеранси на дебелината на стената, вместо да приемате, че частта ще се появи навсякъде с номинален размер на листа.
• Големи ъгли на газене при дълбоки елементи- Дори 1-2 градуса теглене улеснява изваждането на частта и намалява износването на матрицата върху вертикални повърхности.

Всяко от тези правила има отражение върху разходите. По-тесните радиуси означават повече станции. По-близкото разположение на отворите означава допълнителен риск и по-тесни прозорци на процеса. Процесът на прогресивно щамповане понякога може да избегне тези ограничения, тъй като носещата лента осигурява вградена-материална опора около функциите. В инструментите за прехвърляне, заготовката стои сама и всяка характеристика трябва да издържи на силите на формоване без тази външна армировка.

Как симулацията на формоване валидира дизайна на матрицата

Основните правила ви отвеждат до възможна начална точка. Симулацията ви отвежда до валидиран дизайн. Анализът на крайните елементи на цялата поредица от станции разкрива проблеми, които никое ръчно изчисление не може да предвиди: локализирано изтъняване между съседни елементи, набръчкване в неподдържани фланцови зони или пружиниращи взаимодействия между станции, които се смесват в--крайни размери на толерантност.

СпоредИзследванията на Keysight за симулация на щамповане, виртуалното валидиране на етапа на инженеринг на процеса помага да се определи оптималната форма на заготовката, да се оцени дизайнът на челната страна на матрицата и да се предвиди поведението при изтегляне, за да се осигури подходяща форма - преди да бъдат произведени физически инструменти. Това елиминира скъпите цикли на пробите-и-грешките, които измъчваха традиционното разработване на матрици.

Стабилният симулационен работен процес за проекти за трансферна матрица и щамповане следва тази последователност:

1. Геометрия на заготовката на модела и свойства на материала (крива на напрежение-деформация, r-стойност, дебелина)
2. Дефинирайте геометрията на инструментите на всяка станция, включително повърхности на щанци, матрици и празни държачи
3. Симулирайте последователно всеки етап на формоване, пренасяйки напред историята на деформациите от предишни станции
4. Оценете граничните диаграми на формоване (FLD) на всяка станция, за да проверите за риск от прегъване или разцепване
5. Оценявайте пружинното връщане след всяка операция и при окончателното освобождаване
6. Повторете геометрията на матрицата, радиусите или броя на станциите, докато всички елементи попаднат в границите на безопасно формоване

Критичното прозрение е, че симулацията трябва да моделира кумулативния ефект на всички станции, а не само на всяка станция в изолация. Заготовка, която оцелява на станция три с приемливо изтъняване, може да се повреди на станция пет, защото натрупаното напрежение от по-ранни операции е оставило недостатъчна пластичност. Тази последователна зависимост прави процеса на прогресивно щамповане по-лесен за симулиране в някои случаи - лентовата връзка ограничава потока на материала по предвидими начини. Симулацията на трансферна матрица трябва да проследява напълно свободен детайл през всяко повторно позициониране и формоване.

За инженерите, специфициращи сложни проекти за матрици за трансфер, доставчиците, които интегрират симулация във фазата на котиране, могат да идентифицират изискванията за брой станции, да маркират проблеми с DFM и да предложат модификации на геометрията, преди да започне инвестицията в инструменти.Щампа за трансферно щамповане на YICHENИнженерният екип поддържа този вид оценка на DFM по време на ранните етапи на проекта, като прилага симулация с много-станции за валидиране на осъществимостта на роботизиран трансфер, последователности на формиране и повторяемост на размерите, преди да се ангажираме с инструментална стомана. Този подход свива сроковете за разработка и намалява риска от скъпоструващи промени в дизайна в средата-.

Симулацията потвърждава дали вашият дизайн е производителен. Следващият въпрос е дали е икономически оправдано - колко части трябва да щамповате, преди инвестицията в инструментите да започне да се изплаща, и къде се намира кръстосването на разходите спрямо алтернативните методи на производство.

Икономика на производствения обем и планиране на разходите

Производимият дизайн е само половината от уравнението. Другата половина е дали можете да оправдаете инвестицията. Щамповането на трансферна матрица изисква значителен авансов капитал и този капитал започва да печели своята възвръщаемост едва след като производственият обем премине прага, който много проекти никога не достигат. Разбирането къде се намира този праг и какво го движи по-високо или по-ниско, разделя информираните решения за инструменти от скъпите грешки.

Прагове на силата на звука и-безпроблемно мислене

Икономиката на щамповането се върти около амортизацията. Зар, който струва шест цифри, произвежда части за стотинки всяка, но само ако използвате достатъчно части, за да разпределите тази първоначална инвестиция. Конкретно за матриците за прехвърляне, точката на безпроблемност-обикновено пада по-високо от прогресивните инструменти, тъй като общият пакет инструменти включва множество независими станции плюс механизъм за прехвърляне.

Колко високо? Зависи от сложността на частта и това, с което сравнявате. За части, които понастоящем се произвеждат чрез прогресивно щамповане и производствени методи като лазерно рязане, пресоване или заваряване, щамповането става жизнеспособно, след като годишните обеми надхвърлят приблизително 10 000 до 20 000 единици. Staub Manufacturing отбелязва, че усъвършенстваните лазерни системи вече могат да поддържат 30 000 до 50 000 годишни единици разход-ефективно, което означава, че щамповането на матрицата за трансфер трябва да демонстрира ясни спестявания за-парче над тези прагове, за да оправдае разходите за инструменти.

За по-прости части, които могат да работят при високоскоростна настройка за прогресивно щамповане, изчислението се измества допълнително. Преса с прогресивна матрица, работеща с 60-100+ удара в минута, намалява разходите за-парче толкова агресивно, че инструментите за прехвърляне печелят само когато геометрията на частта прави прогресивното производство физически невъзможно или когато самата прогресивна матрица стане непосилно сложна.

Мислете за -безотказността не като едно число, а като диапазон, оформен от три променливи: цена на инструментите, делта на-разхода на парче спрямо алтернативния процес и ангажимент за годишен обем. По-скъп пакет инструменти се нуждае или от по-голяма делта на разходите, или от по-голям обем, за да се амортизира. По-проста трансферна матрица с по-малко станции се счупва още по-рано.

Двигатели на разходите за инструменти и фактори за времето за изпълнение

Какво всъщност определя дали пакетът ви за матрица за трансфер струва $100 000 или $500 000? Драйверите се подреждат в предвидима йерархия. Ето основните двигатели на разходите, изброени по ред на въздействие:

• Брой станции- Всяка независима станция добавя щанцова стомана, часове за обработка и време за изпробване. Матрицата с 12 станции струва приблизително два пъти повече от цената на матрицата с 6 станции, не защото всяка станция е еднакво скъпа, а защото кумулативната сложност нараства с броя.
• Сложност на матрицата на станция- Една обикновена заглушителна станция струва малка част от станция за дълбоко{1}}теглене с азотни пружини, странично-задвижване от гърбицата и прецизни-пръстени за теглене.Данни за източници на индустриятапоказва, че машинната обработка и сложността представляват 30-50% от общите разходи за матрици.
• Степен на материала на самата матрица- Висококачествените инструментални стомани като SKD11 или твърди карбидни пластини за зони с високо-износване добавят 20-40% към материалните разходи в сравнение с по-меките предварително закалени стомани, подходящи за по-кратки тиражи.
• Изисквания за толерантност и покритие на повърхността- Class-Повърхностните матрици за видими автомобилни панели изискват обстойно ръчно нанасяне и полиране. Структурните части с по-слаби козметични изисквания пропускат тази труд{3}}интензивна стъпка.
• Цикли на изпробване и валидиране- Тестването на матрицата в преса, регулирането на времето и проверката на размерите на частта обикновено добавя 10-15% от общата цена на проекта. Сложните геометрии може да изискват многократни пробни повторения.

Времето за изпълнение следва подобен модел. Стандартните проекти за матрици за трансфер се изпълняват 8-16 седмици от пускането на проекта до първото одобрение на артикула. Всяка добавена станция удължава тази времева линия, тъй като повече инструментална стомана трябва да бъде обработена, повече компоненти трябва да бъдат сглобени и повече станции изискват индивидуална проверка, преди да може да работи пълната последователност. Проекти, изискващи услуги за прогресивно щамповане на метал за операцията по изрязване плюс отделна трансферна матрица за формоване, добавят време за координация между изработването на инструменти.

Сравнение на-разходите за парче при различни методи

След като щампата е изградена и валидирана, икономията на щамповането за прехвърляне за-за парче става завладяваща. Времената на цикъла от 6-15 удара в минута за сложни части (по-високи за по-прости геометрии) се превръщат в пропускателна способност, която производството не може да достигне. Част, която отнема 4 минути за лазерно рязане, формоване на преса и заваряване от подкомпоненти, може да отнеме 4-8 секунди в трансферна матрица.

Помислете как различните методи се сравняват по обем за умерено сложна изтеглена и пробита част:

• Производство (лазер + преса)- Ниска инвестиция в инструменти, висока-цена на парче. Икономичен под 5 000-10 000 единици годишно. Гъвкав за промени в дизайна.
• Един{0}}удар умира- Умерени разходи за инструменти за операция, но многократните настройки и манипулации между операциите увеличават разходите за труд за брой. Жизнеспособен за 5 000-30 000 единици, където геометрията е проста.
• Услуги за прогресивно щамповане- Най-ниска цена за-парче при много големи обеми (500K+). Преса за прогресивно щамповане, работеща при високи SPM, бързо амортизира цената на инструмента си, но самата матрица е скъпа и геометрията трябва да е-съвместима с лентата.
• Трансферно щамповане- По-високи разходи за инструменти в сравнение с едно-попадение, често по-ниски от еквивалентно сложен прогресивен матрица. Цената на-парче пада под производството около 20 000-50 000 единици в зависимост от сложността на частта и броя на станциите.

Ключовото прозрение е следното: матриците за трансфер заемат икономическото средно положение между гъвкавостта на производството и прогресивната ефективност на матрицата. Те обслужват сложни части в средни-до-големи обеми, където прогресивното използване на инструменти е геометрично невъзможно и производството е твърде бавно. Предимството в цената на-за бройка пред производството расте с всяка произведена единица, но печалбата се материализира само ако прогнозата ви за обем е точна и стабилна.

Неточните прогнози за обема са един от най-често срещаните източници на съжаление при щампованите инвестиции. Надценяването на търсенето оставя скъпите инструменти недостатъчно използвани. Подценяването означава, че сте избрали производство, когато щамповането би спестило значително през жизнения цикъл на продукта. Тази несигурност е причината, поради която планирането на поддръжката и дълготрайността на матрицата имат също толкова значение, колкото и първоначалният анализ на разходите - матрица, която се износва преждевременно или неочаквано се повреди, променя цялата икономическа картина.

Трансферни матрици за поддръжка и отстраняване на неизправности

Ремонтът на матрица, която се износва преждевременно или се поврежда по време на-работа, не струва пари. Той нарушава графици, бракува материал и измества цялото изчисляване на-разхода на парче, което на първо място оправда инвестицията в инструменти. Щамповането на матрицата за трансфер добавя втори домейн за поддръжка в допълнение към стандартната грижа за матрицата: самият механизъм за трансфер. Износването на грайферите, отклоненията в синхронизацията и серво профилите се влошават. Поддържането на двете системи здрави изисква различни графици и различни критерии за проверка.

Графици за превантивна поддръжка и индикатори за износване

Скоростта на поддръжка за пресова линия за трансферно щамповане се разделя на две категории: компоненти на матрицата и компоненти на системата за трансфер. Всеки следва свой собствен ритъм, защото се износват с различна скорост и показват различни симптоми, когато се разграждат.

Интервали на компонентите на матрицата:

• Всяка смяна- Почистете стружките и охлювите от кухините на матрицата, проверете потока на смазване към изтеглящите станции, визуално проверете върховете на перфораторите и режещите ръбове за очевидни повреди и проверете дали пътищата за скрап са безпрепятствени.
• Седмично или на 50 000-100 000 удара- Измерете височината на борда върху пробитите елементи, проверете хлабината на водещия щифт с индикатори с циферблат, проверете шайбите за отстраняване и азотните пружини за умора и запишете тенденциите в размерите на характеристиките на критичните части, като използвате SPC данни.
• Месечно или на 100 000-300 000 удара- Изпилете отново режещите ръбове, когато височината на борда надвиши спецификацията, коригирайте радиусите на изчертаване, които показват натъртване или пикап, проверете подравняването на матрицата и плоскостта на плочата и сменете износените фиксиращи щифтове или измервателни блокове.
• Основен ремонт при 70-80% от очаквания живот на матрицата- Пълно разглобяване, одит на размерите на всички износващи се повърхности, подмяна на пружини и крепежни елементи и пре-квалификация на пълната последователност на станциите. Планирането на този превантивен основен ремонт преди края-на-живота избягва-повреди по време на работа, които причиняват много по-скъпи непланирани престои.

Интервали на системата за трансфер:

• Всяка смяна- Проверете пръстите на грайфера за износване, напукване или разместване. Уверете се, че силата на затваряне на пръстите е постоянна във всички станции. Проверете дали сензорите откриват правилно наличието на части във всяка позиция.
• Ежеседмично- Измерете изправеността на трансферната греда и проверете за хлабавост в затягащите механизми. Проверете обратната връзка от серво задвижването за грешки в позицията или след-пикове на грешки в регистрираните данни.
• Месечно- Смажете лагерите на трансферната релса и сферичните винтове. Проверете гърбичните последователи (при механични системи) за плоски петна. Калибрирайте отново сензорите за присъствие на част-, ако процентът на отхвърляне се е увеличил без видимо износване на матрицата.

Ключовите измерими индикатори, които задействат непланираната поддръжка на пресова линия за щамповане, включват нарастваща височина на резеца, стесняваща се ярка лента на срязване на изрязаните ръбове, увеличен тонаж на пресата за ход (показващ тъпи режещи ръбове или натрупване на триене) и отклонение на размерите в SPC диаграмите. От страна на прехвърлянето, следете за нарастващо неправилно регистриране на части, периодични грешки при неправилно подаване и звукови удари по време на фазата на поставяне, които предполагат грешки във времето или позициониране.

Често срещани режими на отказ и първопричини

Операциите с трансферна матрица споделят някои режими на повреда с прогресивното щамповане, но също така въвеждат уникални проблеми, свързани с механизма за трансфер на матрицата и-свободностоящия характер на детайла.

Неправилно подаване и неправилна регистрация- Когато заготовката пристигне на станция, която е малко извън-позиция, пробитите дупки се изместват, стените на чертежа стават неравни и линиите на подрязване се разсейват. Причините почти винаги са в трансферната система, а не в самата матрица. Износването на пръстите на грайфера намалява силата на затягане, което позволява на частта да се измества по време на ускорение. Дрейфът на времето в системите, задвижвани от cam-премества прозореца за разположение спрямо спускането на буталката. Дори промените в теглото на частта, от вариация на дебелината на материала партида до партида, могат да променят начина, по който заготовката забавя скоростта си в позицията на гнездо.

Набръчкване в изтеглящите станции- Гънките се образуват, когато напрежението на натиск в неподдържаните зони на фланеца превиши съпротивлението на изкълчване на материала. При матриците за прехвърляне това често се следи от намаляване на силата на държача на заготовката (износени азотни пружини или загуба на хидравлично налягане), вариация на размера на заготовката от операция за заготовка нагоре по веригата или несъответствие на смазката, което променя коефициента на триене между заготовката и повърхността на матрицата. катоотбелязват експертите по процеса на щамповане, твърде много набръчкване също може да доведе до разцепване, тъй като набръчканият материал трябва да се освободи, преди да потече в кухината на матрицата, ограничавайки потока на метала и причинявайки прекомерно изтъняване.

Цепене и разкъсване- Обратното на набръчкването, разцепванията възникват, когато напрежението на опън превиши границата на формоване на материала. Причините включват недостатъчно смазване, износени радиуси на изтегляне, които създават локализирани концентрации на напрежение, или прекомерна сила на празния държач, която ограничава потока на материала. В матрицата за прехвърляне разделянето също е резултат от кумулативно напрежение, когато станциите нагоре по веригата изтъняват материала повече от предвиденото, оставяйки недостатъчна пластичност за по-късни операции на формоване.

Счупване на матрицата- Върховете на перфоратора се счупват, матрицата блокира пукнатини и вмъква стружки. Често срещаните първопричини включват претоварване от неправилно разположени заготовки, неправилна топлинна обработка на инструментална стомана, издърпване на заготовка (където заготовка залепва за поансона и -влиза отново в матрицата) и натрупване на умора от повтарящи се цикли на натоварване без облекчаване на напрежението.

Деградация на покритието на повърхността- Драскотини, следи от натъртване и линии на матрицата се появяват, когато смазването е неуспешно, повърхностите на матрицата загрубяват от износване или отломки се натрупват в кухините за изтегляне. Трансферните матрици са особено податливи, тъй като повърхността на всяка станция контактува със свободна заготовка, която може да носи частици от предишната операция.

Рамка за отстраняване на неизправности при проблеми с матрицата за прехвърляне

Когато се появи дефект, инстинктът е да коригирате матрицата. Но при трансферното щамповане основната причина често се крие другаде: във времето за трансфер, входящия материал или състоянието на пресата. Подходът за систематичен симптом-за-причина предотвратява загубата на усилия за грешна корекция.

Най-ефективният навик за отстраняване на неизправности е отделянето на дефекти,-свързани с матрицата, от дефекти,-свързани с прехвърлянето, преди да се предприемат действия. Бърз тест: ако дефектът е постоянен във всяка част на едно и също място, матрицата вероятно е причината. Ако е периодично или позицията варира от част на част, първо погледнете системата за прехвърляне, вариацията на материала или състоянието на пресата. Това разграничение спестява часове погрешно регулиране и предпазва повърхностите на матрицата от ненужна преработка.

Дисциплината при поддръжката и системното отстраняване на неизправности защитават вашата инвестиция в инструменти през целия им жизнен цикъл. Но дори една перфектно поддържана матрица не може да спаси проект, който не би трябвало да използва този процес на първо място -, което повдига последния, също толкова важен въпрос: как да разберете дали щамповането на матрицата за трансфер е правилният избор за вашето конкретно приложение и какво трябва да търсите в партньор, който може да ви помогне да направите това обаждане?

Да знаете кога да използвате матрици за прехвърляне и да изберете правилния партньор

Не всяка част принадлежи към трансферната матрица. Процесът предоставя изключителна стойност за сложни, средно{1}}до-приложения с голям обем, но принуждаването му към грешен проект губи капитал, удължава сроковете и произвежда части, които биха могли да бъдат направени по-ефективно по друг начин. Да бъдеш честен за това кога да си тръгнеш е също толкова важно, колкото да знаеш кога да инвестираш.

Когато щамповането на матрицата за трансфер не е подходящо

Няколко условия сигнализират, че този процес е грешен инструмент за работа:

• Много ниски обеми (под 10 000 годишно)- Инвестицията в инструменти просто не може да се амортизира. Матрица за трансфер с шест-станции, струваща $150 000-$300 000, произвежда части за стотинки всяка, но само ако щамповате достатъчно от тях. Под 10 000 годишни единици производствените методи като лазерно рязане и пресоване доставят една и съща част на по-ниска обща цена, въпреки че цената на бройка е по-висока.
• Изключително прости геометрии- Плоската конзола с два отвора и едно огъване не се нуждае от множество независими станции. Прогресивните матрици за щамповане се справят с този клас части по-бързо и по-евтино. Ако геометрията никога не изисква заготовката да бъде свободно-стояща за формоване, няма причина да въвеждате сложност на прехвърлянето.
• Ултра{0}}тънки фолийни материали (под 0,2 mm)- Фолиевата основа няма твърдостта, необходима за захващане и точно позициониране на пръстите за прехвърляне. Заготовката се деформира под действието на собственото си тегло по време на транспортиране и дори незначителни сили на ускорение от трансферната лента причиняват набръчкване или позиционни грешки. Прогресивните матрици, които поддържат тънкия материал върху носещата лента навсякъде, са естественият избор тук.
• Части, изискващи изключително високо SPM- Механизмите за прехвърляне въвеждат цикъл на движение между всеки удар на натискане. Дори най-бързите серво-системи ограничават практическите скорости доста под тези, които прогресивната матрица постига на същата преса. Ако вашият годишен обем изисква 80+ удара в минута за постигане на производствените цели, прогресивната матрица и инструментите за щамповане почти винаги са отговорът.
• Прости цилиндрични чертежи без второстепенни функции- Обикновена чаша без пробиване, фланциране или изрязване често може да работи в матрица за дълбоко изтегляне с един удар с много по-малко инвестиции в инструменти. Инструментите за прехвърляне печелят своето място, когато трябва да се извършат множество операции последователно, а не когато една операция е достатъчна.

Общата нишка: щамповането на матрицата за трансфер решава много-операционни, геометрично сложни проблеми при обем. Премахнете някое от тези три условия и по-простият процес вероятно ще спечели.

Какво да търсите в партньор за трансферна матрица

Изборът на правилните доставчици на матрици за щамповане е толкова важен, колкото изборът на правилния процес. Проектите за матрици и щамповане на това ниво на сложност изискват партньори, които внасят инженерна дълбочина, а не само капацитет за обработка. Магазин, който изгражда прогресивно щамповане, не разполага автоматично с експертния опит в секвенирането на много-станции, опит с роботизирана интеграция или инфраструктура за симулация, които прехвърлят търсенето на проекти.

Когато оценявате потенциални партньори, дайте приоритет на тези способности:

ИЧЕНилюстрира как изглежда това на практика. Техният инженерен екип поддържа оценка на много-станции за формоване, интегриране на роботизиран трансфер и валидиране на повторяемостта от етапа на котиране нататък, като дава на инженерите конкретен ресурс за сложни проекти за матрици за трансфер, които изискват сътрудничество с DFM преди ангажимент за инструменти.

Освен този конкретен пример, вашата оценка трябва да обхваща:

• Възможност за много{0}}дизайн на станции- Може ли доставчикът да проектира и изгради цялата последователност от станции-в собствената си къща или възлага на подизпълнители отделни станции? Унифицираният контрол на дизайна осигурява постоянна височина на-линията, подравнени височини на затваряне и координирано време за всички инструменти.
• -Вътрешна симулация на формоване- Доставчици, които провеждат базирани на FEA-симулации преди рязане на стомана с инструменти, рано улавят проблемите с изтъняването, набръчкването и пружинирането. Това директно намалява циклите на изпробване и компресира времето за изпълнение.
• Опит с робот или серво трансфер- Разбирането на профилите на движение на прехвърляне, обратните пътища на пръстите и клирънсите на смущения е специализирано знание. Партньор, който е проектирал инструменти за специфични типове трансферни системи, може да оптимизира разстоянието между станциите и ориентацията на частите за максимален SPM.
• Методи за проверка на толерантност- Попитайте как проверяват съответствието на размерите. Инспекцията на CMM при първата статия е стандартна, но силните партньори също предоставят SPC данни от пробни серии, GR&R проучвания за критични размери и документирани индекси на способности (Cpk) преди одобрение за производство.
• DFM желание за сътрудничество- Най-добрите доставчици не създават само това, което начертаете. Те отблъскват характеристиките, които увеличават броя на станциите, предлагат модификации на геометрията, които подобряват формоспособността, и предлагат алтернативи на материалите, които намаляват тонажа или предизвикателствата при пружиниране.
• Структура за комуникация и управление на проекти- Проектите за матрици за трансфер включват множество компании (производител на преси, доставчик на системи за трансфер, производител на матрици, завод за щамповане). Партньор с ясни процеси за управление на проекти и отзивчива комуникация предотвратява закъсненията, които се натрупват, когато решенията са в застой между страните.

Червените знамена включват доставчици, които цитират, без да питат за спецификациите на вашата трансферна система, които не могат да обяснят логиката на последователността на станциите или които нямат възможност за симулация и разчитат изцяло на физическо изпробване. Тези пропуски се превръщат директно в по-дълги срокове за изпълнение, повече пробни итерации и по-висока обща цена на проекта.

Контролен списък за спецификация на проекта за инженери

Преди да изпратите RFQ до който и да е доставчик на матрици за трансфер, сглобете тези елементи. Непълните спецификации водят до неточни котировки, несъответстващи очаквания и промени в-обхвата на проекта, които увеличават разходите:

• Пълен чертеж на част- 3D CAD модел плюс 2D печат с пълни GD&T допълнителни обозначения. Включете всички критични-за-функционални измерения, изрично отбелязани с флаг.
• Спецификация на материала- Степен, температура, дебелина и всякакви изисквания за посока (ориентация на зърната спрямо посоката на формоване).
• Годишен обем и размер на партидата- Общо годишно търсене, типични количества за поръчка и прогнозиран живот на продукта в години. Това определя изискванията за живот на матрицата и интервалите на поддръжка.
• Изисквания за толерантност- Посочете кои измерения изискват проверка на Cpk и какви индекси на способности са приемливи (1,33, 1,67 или по-високи).
• Изисквания за покритие на повърхността- Идентифицирайте козметичните повърхности, приемливите дълбочини на маркировка и всички изисквания за завършек след-щамповане (боядисване, покритие, прахово покритие), които влияят на това колко агресивно матрицата може да контактува с частта.
• Вторични операции- Избройте всички пост{1}}работи по щамповане (заваряване, резбоване, сглобяване, термична обработка), така че дизайнерът на матрицата да може да отчете базовите характеристики и повърхностите за обработка.
• Спецификации на системата за пресоване и прехвърляне- Тонаж, размер на леглото, дължина на хода, височина на затваряне, тип на прехвърляне (серво или механично), диапазон на стъпка, височина на повдигане и разстояние на затягане. Ако пресата все още не е избрана, посочете това изрично.
• Примерни части или прототипи- Физически проби, модели от пяна или 3D-отпечатани изображения помагат на доставчиците да оценят предизвикателствата при боравене и ориентация, които чертежите сами по себе си може да не предадат.
• Изисквания за качество и сертифициране- ISO 9001, IATF 16949 или специфични за индустрията-стандарти, които доставчикът трябва да притежава.

Този контролен списък не е бюрократичен. Всеки елемент пряко влияе върху това как е проектирана матрицата, колко станции са необходими и колко ще струва инструменталната екипировка. Липсата дори на един елемент, особено спецификациите на системата за прехвърляне, може да наложи редизайн, след като проектът вече е в ход. Пълният пакет отпред е единственият най-ефективен начин да получите точна оферта, реалистична времева линия и матрица, която произвежда съответстващи части от първата производствена серия.

Често задавани въпроси за щамповане на матрица за трансфер

1. Каква е разликата между щамповането с трансферна матрица и прогресивното щамповане?

Основната разлика е в това как детайлът се движи през матрицата. При прогресивното щамповане частта остава прикрепена към непрекъсната метална лента по време на всички операции на формоване. При щамповането на матрицата за трансфер, заготовката се отделя от бобината рано, след което механична или серво-задвижвана трансферна система го повдига и пренася между независими станции за матрица. Това разделяне дава възможност на матриците за прехвърляне да обработват по-големи части, по-дълбоко изтегляне и много-геометрии на осите, които биха били невъзможни за формиране, докато материалът остава върху лента. Прогресивните матрици обикновено работят по-бързо и са подходящи за големи-обемни малки детайли, докато трансферните матрици служат за средни-до-сложни детайли с голям обем, които се нуждаят-от свободностоящо формоване.

2. Какви видове части са най-подходящи за щамповане на матрица за трансфер?

Щамповането с трансферна матрица работи най-добре за части, които споделят три характеристики: геометрична сложност, среден-до-голям размер и производствени обеми над приблизително 20 000 единици годишно. Конкретни примери включват дълбоко-изтеглени автомобилни структурни скоби, големи корпуси на уреди, много-оформени панели и части, изискващи операции от двете страни на детайла. Части, които се нуждаят от множество етапи на преначертаване, тежки флангове или елементи, формирани от различни посоки, се възползват най-много, тъй като свободно-стоящата заготовка може да се препозиционира между станциите. Простите плоски части с минимално формоване или много малки компоненти се обслужват по-добре от прогресивни матрици или инструменти с един-удар.

3. Колко станции изисква една типична трансферна матрица?

Повечето проекти за трансферни матрици използват между 4 и 12 независими станции, въпреки че точният брой зависи от сложността на частта, дълбочината на изтегляне и броя на вторичните характеристики като пробити отвори или фланци. Една проста изтеглена обвивка с изрязване може да се нуждае само от 4-5 станции, докато сложен автомобилен панел с множество преначертавания, пробиване, огъване и коване може да изисква 10-12. Всяка допълнителна станция добавя приблизително 8-15% към разходите за инструменти и изисква повече дължина на пресовото легло. Доставчици като YICHEN използват симулация на формоване по време на фазата на офериране, за да определят оптималния брой станции, преди да се ангажират с инструментална стомана, помагайки на инженерите да балансират изискванията за формоспособност спрямо ограниченията на разходите.

4. Какъв производствен обем прави щамповането на матрицата за прехвърляне-рентабилно?

Точката на рентабилност за щамповане на матрици за трансфер обикновено пада между 20 000 и 50 000 годишни единици в сравнение с производствени методи като лазерно рязане и пресоване. Въпреки това, този праг се измества въз основа на сложността на частта, броя на станциите и алтернативния процес, който се измества. По-простите части с по-малко станции се счупват още по-рано, докато сложните матрици с 10+ станции се нуждаят от по-големи обеми, за да амортизират инвестицията. За части, които теоретично биха могли да работят в прогресивна матрица, инструменталната екипировка за прехвърляне има икономически смисъл само когато геометрията е физически несъвместима с формоване, основано на лента-или когато еквивалентната прогресивна матрица би била прекалено сложна.

5. Как избирате между серво-задвижвани и механични трансферни системи?

Изборът зависи от вашия производствен микс, честотата на смяна и характеристиките на частите. Механичните системи, задвижвани от гърбица, обвързват всички движения с фиксиран ъгъл на коляновия механизъм на пресата, което ги прави надеждни и здрави за специализирани линии, работещи от едно семейство части в продължение на години. Серво{3}}задвижваните системи предлагат програмируеми профили на движение, които позволяват на операторите да регулират дигитално разстоянията за пътуване, ускоренията и времето. Това ги прави идеални за съоръжения за щамповане на множество номера на части на споделени преси, работа с асиметрични или различни-тегло части или насочване на максимални удари в минута чрез оптимизиране на припокриване на движението. Серво системите също намаляват значително времето за смяна, тъй като новите профили се зареждат цифрово, вместо да изискват физическа смяна на гърбици.