Спросите эксперта: как штамповщики по металлу могут достичь когда-либо

тунарт / E+ / Getty Images

Я работаю в отрасли штамповки металлов уже 40 лет, разрабатывая инструменты для штамповки дверных петель и шестерен медицинских устройств диаметром не более 1/16 дюйма. С годами размерные допуски, требуемые заказчиками, постоянно ужесточались. То, что раньше составляло +/- 0,005 дюйма, теперь составляет +/- 0,002 дюйма, а иногда даже +/- 0,001 дюйма. Кроме того, они требуют возможностей. CPK (индекс способностей) 1,33 существенно снижает вашу толерантность вдвое! Как мы можем это сделать? Это похоже на то, как если бы клиенты ожидали качества обработанных деталей по цене штамповки.

Я чувствую твою боль. Мы в Micro находимся под таким же давлением.

Я могу заверить вас, что штамповать с такими жесткими допусками возможно. Сведение к минимуму отклонений в размерах ваших штамповок зависит от трех важных факторов.

Корпус инструмента или башмак штампа должен быть достаточно толстым, чтобы не прогибаться во время штамповки. Башмак штампа, который сгибается или прогибается в нижней части хода, не обеспечивает опоры под инструмент непосредственно там, где выполняется работа, и это вызывает проблемы с размерами. Если вы можете переместить плунжер вверх или вниз на 0,001–0,002 дюйма и заменить деталь, вы доказали мою точку зрения.

Мы рекомендуем использовать башмак матрицы толщиной 3 дюйма при штамповке толщиной 0,025 дюйма. или более тонкий материал, башмак матрицы толщиной 4 дюйма при штамповке 0,05 дюйма. или более тонкий материал и так далее. У нас есть несколько тяжелых штампов для прокатки, чеканки и экструзии, в которых используется заготовка толщиной 0,080 дюйма, а толщина башмака матрицы составляет 6 дюймов.

Ограничители штампа также должны быть увеличенного размера, чтобы контролировать удар во время каждого цикла штамповки. Вместо использования типичного диаметра 1 дюйм. останавливается на каждом углу, мы используем 3 на 3 дюйма. прямоугольные упоры в шести местах, когда мы сможем их разместить. Для больших инструментов в 150-тонном прессе мы используем от шести до восьми инструментов размером 3 на 5 дюймов. останавливается. Чтобы остановить таран такого тоннажа, нужно приложить немало усилий.

Наконец, увеличьте количество направляющих штифтов и убедитесь, что они прочны. На инструменте длиной 2,5 фута используйте четыре направляющие диаметром минимум 2 дюйма. На 4-футовом. инструмент, используйте от четырех до шести направляющих диаметром минимум 2,5 дюйма. И на 6-футовом. инструмент, используйте от шести до восьми направляющих диаметром минимум 3,5 дюйма. Также обязательно используйте высококачественные прецизионные роликовые сепараторы.

Это относится к трехпластинчатой ​​конструкции инструмента. Убедитесь, что у вас надежная направляющая и зажим съемника. Во время формовки держите полосу на одном уровне с помощью подъемников. Используйте баллоны с азотом и нажимные подушки для управления полосой во время формования. Рассчитайте силы, необходимые для изготовления детали, и всегда используйте в два-три раза больше силы, необходимой для вашей конструкции нажимной подушки, чтобы быть в безопасности. Если вы будете контролировать полосу на каждом этапе ее прохождения через матрицу, в результате будет меньше изменений на выходе.

Когда у вас есть прижимные площадки в погоне за матрицей, ваша съемная пластина должна преодолевать не только эти силы, но и дополнительную силу выполняемой работы. Как и в случае с прижимной подушкой, спроектируйте зажим для съемника так, чтобы усилие в два-три раза превышало требуемое.

Используйте процесс проектирования технологичности (DFM) на каждой станции штампа. Например, если у вас есть 0,0005 дюйма. зазор пилота, то вы можете иметь 0,0005 дюйма. полное изменение размеров вашей детали.

Проблемы с допусками часто возникают из-за плохой конструкции, например, из-за слабых выступов держателя детали или из-за того, что большая деталь прикрепляется к матрице в обрезанной раме с множеством форм. Деталь, естественно, хочет включиться в операцию формования. Даже малейшее занос приведет к отклонению. Для этого необходимо иметь несколько несущих выступов по обеим осям детали.

Попробуйте добавить в деталь направляющие отверстия, чтобы при тяжелой формовке можно было точно совместить деталь. Мы также обычно используем нажимные подушечки с пунктиром. Они имеют ряд чрезвычайно тонких и острых алмазных насадок, которые придают шероховатую поверхность и помогают исключить проскальзывание. Покрытие CBN также придает шероховатость поверхности нажимной подушки.

Наконец, попробуйте надрезать материал перед обрезкой, чтобы убедиться, что форма расположена точно. Кроме того, сила, необходимая для формирования, гораздо меньше; материал, естественно, хочет согнуться в этом месте.