Что такое прогрессивные штампы?

В цехах штамповки металла используются прогрессивные штампы, когда им нужно изготовить тысячи одинаковых деталей. Полоса подается с рулона, проходит через матрицу, и готовая деталь выпадает обратно. Каждый удар пресса выполняет все операции одновременно.

Я вижу, ребята называют их прог-матрицами на полу. Некоторые старожилы до сих пор говорят, что банды умирают, но этот термин вышел из употребления примерно в 80-х годах.

Основная идея

У вас получилась полоска материала. Это может быть холоднокатаная сталь 0,020, может быть нержавеющая сталь 0,062, в зависимости от того, что требует работа. Полоса проходит через матрицу по одному шагу за раз. Станция 1 может пробить вам пилотные отверстия. Станция 2 пробивает щель. Станция 3 вставляет копье. Станция 4 выполняет вашу первую форму. И так далее по линии, пока последняя станция не отрежет часть несущей.

Несущая полоса — это то, что скрепляет все вместе. Вам понадобится достаточно материала по бокам, чтобы полоска не болталась. Слишком худая и полоска ходит. Слишком широкий – вы тратите материал впустую. В большинстве работ, которые я вижу, используются держатели толщиной от 3 до 6 мм в зависимости от толщины заготовки.

Почему пилоты важны

Пилоты обнаруживают полосу до того, как пресс закроется. Без хороших пилотов вы получите прогрессирующую ошибку. Это означает, что каждая станция добавляет немного смещения, пока ваши последние несколько операций не будут выполнены.

Круглые пилоты подходят для большинства работ. В некоторых цехах используются алмазные пилоты, которые при первом же ударе вытягивают остатки корма. Я работал в штате Мичиган, где любили пилотов с пуленепробиваемыми носами, но, честно говоря, я никогда не видел особой разницы.

Зазор между направляющей и отверстием может составлять от 0,0003 до 0,0008 по диаметру. Еще сильнее — и вы забьете дырки. Ослабление – и вы лишитесь цели.

Последовательность станций

Никакой волшебной формулы здесь нет. Вы составляете черновую последовательность, основываясь на том, какие функции необходимо включить в первую очередь.

Пилоты всегда уходят рано. Отверстия перед формами. Копье перед изгибом, если копье находится рядом с линией изгиба. Отрезка идет последней.

Иногда вам нужны простаивающие станции. Допустим, у вас есть форма, для которой требуется зазор снизу, а для соседнего пуансона нет места. Вы пропускаете станцию. Это будет стоить вам некоторой полоски, но решит проблему помех.

Комплексные станции делают две вещи одновременно. Например, прокол и форма на противоположных сторонах полосы. Экономит длину шага, но усложняет изготовление и обслуживание матрицы.

Развитие полосы

Вот тут ребята и лажают. Вам нужно развернуть деталь и прикинуть, сколько материала вам понадобится. Размер заготовки должен учитывать припуски на изгиб. В разных магазинах используются разные коэффициенты К. Я использую .42 для гибки мягкой стали под углом до 90 градусов. Поднимается оттуда.

Как только вы разработаете бланк, вы определите высоту тона. Длина детали плюс перемычка между деталями. Паутина должна быть достаточной, чтобы не возникало искажений при ударе по краю. Эмпирическое правило: минимум 1,5Т. Большинство прогрессивных работ, которые я вижу, используют 2T в целях безопасности.

Ширина полосы равна ширине заготовки плюс два держателя плюс обрезка. На узких участках вы можете использовать два или три выхода, чтобы лучше использовать их. Это означает наличие нескольких частей по ширине полосы.

Лента

В большинстве прогрессивных штамповочных работ используются пневматические или сервоподачи. Роликовые подачи тоже работают, но они скользят по маслянистой бумаге. Подача должна быть приурочена к прессе. Если подача продвигается вперед, пока пилоты все еще находятся в лунках, вы рвете полосу.

Точность длины подачи имеет большее значение, чем думают люди. На штампе, совершающем 300 ударов в минуту, ошибка подачи на 0,002 при каждом ударе быстро складывается. К тому времени, когда вы пройдете половину витка, вы выйдете за пределы допуска.

Происходят сбои в подаче. Может быть масло на булочках. Это может быть катушка с узкими местами. Возможно, сработало управление контуром. Большинство штампов имеют функцию обнаружения застревания. Датчик проверяет наличие пилотного отверстия в нужном месте. Если его нет, пресс останавливается.

Тоннаж

Тоннаж пресса должен покрывать все ваши силы резки и формовки, а также некоторый запас прочности. Сложите периметры всех разрезов и умножьте на толщину материала и прочность на сдвиг. Это ваш тоннаж. Тоннаж формования зависит от длины изгиба и V-образного отверстия матрицы. Для этого есть графики.

Я видел ребят, размер пресса превышал расчетный тоннаж в 1,5 раза. Это объясняет тупые удары и твердые участки материала.

Обратный тоннаж тоже имеет значение. Прорыв, когда ударник пробивает материал. Такие ударные нагрузки изнашивают прессы и трескают башмаки штампов. Сдвиг пуансонов помогает распределить нагрузку.

Зазор между пуансоном и матрицей

Зазор не одинаков для каждого материала. Мягкий алюминий может иметь толщину 6 процентов с каждой стороны. Холоднокатаная сталь ближе к 8 процентам. Нержавеющая сталь выросла примерно на 10 или 12 процентов.

Слишком туго, и вы получите вторичный сдвиг на кромке среза. Похоже на двойной разрыв. Также ваши удары изнашиваются быстрее. Слишком свободный – вы получите опрокидывание и сильный заусенец.

Проверяю зазор калибром. Или вы можете подсинить тестовый образец и посмотреть на излом. Для большинства применений вам понадобится, возможно, одна треть сдвига и две трети разрыва.

Материалы штампов

Пуансоны и кнопки штампов обычно изготавливаются из инструментальной стали. D2 является обычным. Служит приличное количество времени на мягкой стали. Высокая скорость M2 для абразивных материалов или длинных пробегов. Твердый сплав для действительно больших объемов или нержавеющая сталь, которая съедает все.

Башмаки матрицы изготавливаются из А36 или чугуна. Некоторые мастерские используют наборы алюминиевых штампов для легких работ. Экономит вес при замене штампов на небольшом прессе.

Съемники могут быть изготовлены из закаленной инструментальной стали или бронзы. Бронза хорошо работает, когда вам нужно, чтобы съемник контактировал с формованными элементами, не размечая их.

Что идет не так

Вытаскивание слизней – это самое важное. Пуля прилипает к поверхности пуансона и возвращается вверх. При следующем ударе между пуансоном и штампом попадает пуля, и что-то ломается. Полированные поверхности пуансона помогают. То же самое происходит и с вакуумом через кнопку штампа. Некоторые парни предпочитают подпружиненные выталкиватели, но они добавляют сложности.

Истирание при пуансоне проявляется на нержавеющей стали и алюминии. Материал приваривается к пуансону. Покрытия помогают. TiN или TiCN. Некоторые магазины используют Lubricool или аналогичные смазки для штампов. Хлорированные смазки прекрасно работают, но никто больше не хочет заниматься их утилизацией.

Обрыв несущей полосы обычно означает, что ваше полотно слишком узкое или пилоты слишком тугие. Или кто-то слишком быстро управлял прессой. По мере прохождения полоса упрочняется и в конечном итоге трескается.

Обслуживание

Интервалы заточки зависят от выполняемой работы. Мягкая сталь, между заточками можно сделать 100 000 ударов. Нержавеющая сталь, может быть, 30000. Кремниевая сталь для пластин двигателя еще меньше.

Когда вы затачиваете, вам нужно, чтобы все было ровно. Снимите 0,002 с пуансонов и 0,002 с матрицы. В противном случае ваша закрытая высота выйдет из строя, и ваш зазор ухудшится.

Пилоты тоже носят. Большинство магазинов заменяют пилоты, когда их диаметр уменьшается на 0,001 или около того. После этого вы начинаете замечать проблемы с местоположением.

Я запускал штампы после 10 миллионов попаданий на простых заданиях. 2 или, как правило, 3 миллиона, прежде чем вам потребуется значительная доработка. Твердосплавные инструменты служат дольше, но стоят дороже.

По сравнению с другими методами

Штампы с одиночным ударом выполняют одну операцию. Вы вручную переносите заготовку между штампами. Медленный, но дешевый инструмент.

В передаточных штампах используются механические пальцы для перемещения отдельных заготовок через ряд станций. Подходит для больших деталей, где полоса будет слишком тяжелой. Или детали с глубокими вытяжками, требующие многократного обжатия.

Прогрессивные штампы имеют смысл, когда у вас есть объем. Инструменты стоят дороже, но вы окупаете их вовремя цикла. Ниже, возможно, 50 000 штук в год вы, вероятно, ограничитесь единичным хитом. Если число превышает несколько сотен тысяч, обычно побеждает прогрессив.

Где они привыкают

Электрические контакты. Клеммные контакты. Кронштейны. Пружинные клипсы. Моторные ламинации. Выводные рамки для полупроводников. Маленькие выступы, которые удерживают батарейки на месте. Экранирующие банки для радиочастотных применений.

Везде, где вам нужно много одинаковых деталей малого и среднего размера из листового металла, вероятно, для их изготовления можно использовать прогрессивную матрицу.

Медицинские детали также изготавливаются в прогрессивных штампах. Хирургические скобы. Компоненты имплантата. На этих работах больше документации и более строгий контроль процесса, но технология изготовления штампов та же.